应对冬季路面结冰,喷撒岩盐并非可持续选择
2022-02-15 08:22 星期二
作者:方恒博 责编:许若瑜
喷撒岩盐处理道路冰面会对环境造成巨大负担。

为了应对2月的暴风雪天气,月初美国马里兰州巴尔的摩(Baltimore)提前准备了应急预案,在降雪前,当地交通部门工作人员会采用喷洒岩盐水溶液、路面少量撒岩盐的方式以防止路面结冰,减少大雪天气带来的出行不便。这一岩盐水溶液配合撒岩盐的方式旨在缓解路面结冰的同时减少大量撒岩盐对环境造成的负面影响。

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喷洒岩盐水溶液除冰
图片来源:theruststore.com

马里兰州环境部长Ben Grumbles表示,在道路撒岩盐对河流湖泊、饮用水质量都有危害,因此马里兰州环境部一直在与州公路管理局合作,寻找替代方法来应对冬季结冰道路。目前在下雪前使用含岩盐量较低的岩盐溶液( 22%的岩盐和78%的水)来预处理道路正在该州广泛推行,据马里兰州公路管理局发言人Sherry Christian称,高速公路管理部门今年冬天单车道每英里(约等于1.6千米)的用岩盐量为500磅(约为226.8千克),而八年前同样距离需要1000磅岩盐。

岩盐是冬季结冰道路的常规伴侣

法国推行可持续消费的网站Consoglobe创始人Jean-Marie表示,冬天的冰雪天气是“家常便饭”,而岩盐对融化冰的效果众所周知,同时该原料价格相对便宜,也正因此使用岩盐消除或是防止结冰成为了最常见的方式,以此减少大雪天的路面事故。

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雪后的路面情况
图片来源:popsci.com

就该材料本身而言,法国天气预报类电视频道La Chaîne Météo信息总监Florent Schindler解释原理称,处理冰面所用的岩盐通常为氯化钠、钙和镁的混合物。通过从空气与雪中吸收水分,岩盐和水混合的溶液可以起到助溶作用,降低水的冰点。

Florent Schindler同时也提示,“路面撒岩盐情况并不针对所有大雪天气”,当雪还没黏附在地面上或者没有坚硬到结冰,其中仍含有大量液态水时(温度约为0℃到3℃),普通的铲雪即可使得路面车辆顺利通过;当温度到达-5℃到0℃时,雪会变得更为“粘稠” ,这种情况下撒岩盐可以防止雪结冰变成冰面并预防路面打滑;当温度低于-10℃时,岩盐将不再有效,而需要使用更为强劲的氯化钙来融化冰面。

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图片来源:popsci.com

另外Florent Schindler也表示撒岩盐“不宜迟”,为了更好地保持路面畅通,在下第一场雪时,即使是小雪也要开始撒岩盐,以防止路况进一步恶化。一般情况下洒下岩盐即可立刻产生效果,但是当雪变成冰面且已经有一定厚度时,通常撒岩盐后要5至20分钟才能慢慢起效。在岩盐的用量上,美国华盛顿州立大学(WSU)土木环境工程系终身教授石鲜明给出的建议是,只需在表明撒上薄薄一层岩盐或者喷洒一层液态岩盐水,“如果你能在车道或人行道上看到岩盐粒,那就太过分了”,而实际情况下,许多时候在除冰时“使用了太多岩盐”。

虽然岩盐本身成本相对不高,但是Jean-Marie强调这种方式还需考虑其他经济成本,如撒岩盐机的购买、道路工作者的服务成本等,所有成本核算之后法国“(单个)冬季道路撒岩盐的成本约合每公里12欧元”。据Jean-Marie称,美国城市主要道路(不考虑城市偏远道路及农村道路)每年冰面撒岩盐的成本约达23亿美元;法国在这一项上的支出约为每年1亿欧元,萨瓦省(Savoie)官网去年冬季更新的数据显示,该省每年冬季路面撒岩盐的投入高达200万欧元。

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撒岩盐车
图片来源:francebleu.fr©Maxppp - Jean-Luc Flémal

虽然撒岩盐仍是重要的除冰方式,但是萨瓦省也同时承诺要在10年内减少岩盐在路面除冰方面的使用量。因为大量使用撒岩盐来处理冰面会对环境造成巨大负担。

路面撒岩盐危害重重

撒岩盐带来的最直接的问题是对水资源的污染,随着经年累月的积累,道路岩盐会渗入地表水和地下水中,对饮用水水库和水井造成污染,如石鲜明教授所言,这会直接“使我们的饮用水在几十年内变得更咸”,如果不加以控制,人类后代将只有咸水可饮。

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大雪天时正在进行撒岩盐工作的路面
图片来源:Marc Ollivier/archives Ouest-France

当带有岩盐的冰雪融化时,盐分会流入下水道随后扩散至河流湖泊中,加拿大安大略省女王大学(Queen's University)研究人员Robin Valleau和Jamie Summers经观察研究后发现,路面撒岩盐会对该国湖泊中的水生生物产生破坏性影响,“在高浓度下,盐分会改变岩盐与水的混合方式,从而导致湖底附近出现大量岩盐堆积的情况,并使得该区域变成无生物生存区”,两位研究人员如是解释。

世界自然基金会 (World Wide Fund for Nature)调查发现,在北美五大湖地区,地下水和地表水中的盐含量经常会达到对物种构成威胁的水平,“淡水鱼无法在太咸的水中生存,且咸水会破坏贻贝等物种的卵和幼虫。当湖泊和河流中盐分过多时,青蛙和乌龟也会死亡”。

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冰雪中的岩盐会流入河流中
图片来源:iamgroundwater.blog

另外,根据石鲜明教授的说法,“氯化物会促使铅等重金属渗入地下水中”。法国自然环境协会(France Nature Environnement)在其新闻稿中也明确指出,除了岩盐本身含有一定量的重金属,它们也会帮助释放“道路及道路周围积聚的重金属,包括铅、锌 、铝 ”,这会对周围环境及在周围生存的野生动物构成威胁。

路面岩盐对周围植被、生物的直接伤害也不容忽视。当过量的盐分积聚在路边时,法国科学作家Yohan Demeure称这些岩盐会“烧毁路边的植被,春季树木的生长也会受到影响”。另外在对动物的影响方面,美国媒体“聚焦底特律”(clickondetroit)数字项目经理Ken Haddad指出,“带有咸味的道路也会吸引鹿、驼鹿等动物(这些动物喜欢舔岩盐),从而增加道路事故和动物遇难的可能性”;美国养犬俱乐部 (American Kennel Club)作者Jerry Klein则称狗的爪子会受到道路上岩盐的腐蚀。

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鹿正在舔食路面
图片来源:pexel

值得警惕的是,路面岩盐对汽车轮胎、路面基础设施都具有腐蚀性。根据美国国家环境保护局(Environmental Protection Agency)提供的数据,由于路面岩盐的腐蚀作用,美国每年仅汽车、卡车、桥梁和道路的维修费用就高达50亿美元。

寻找可持续替代方案

“当我们在淡水生态系统中添加岩盐时,添加的不仅仅是岩盐,还有其带来的一系列影响”,美国托莱多大学(University of Toledo)生态学家Bill Hintz如是形容岩盐对生态环境的危害。因此寻找道路撒岩盐融化冰面的替代方案非常重要。

为了更环保地应对冰雪天气,瑞士拉绍德封(La Chaux-de-Fonds)市发明了一种防滑木屑,并将其命名为Stop Gliss Bio。木屑长5毫米至20毫米,与地面接触后可以固定住从而实现良好的”抓地力”,既具有防滑作用,亦可以促进雪的融化。木屑提前用环保的助融剂浸渍,水分含量约为40%。与传统岩盐相比,该产品浸渍时采用的溶液具有中性PH值,因此不会对基础设施造成任何损害,同时也不会伤害宠物的爪子。在铺洒产品时,由于木屑呈块状,因此不会产生粉尘,同时每次挥洒防滑木屑后可以在5天内维持功效,而使用岩盐的话需要在5天内每天洒2至3次。更重要的是,防滑木屑可生物降解,不会对环境造成额外负担。

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防滑木屑Stop Gliss Bio
图片来源:stopglissbio.com

部分企业如比利时化工企业Mondo Chemicals也已经开发出可生物降解的白色微珠以用于融化路面冰雪,该类产品目前主要针对需要大量使用道路除冰产品的专业部门,如道路服务部门、消防部门等。该产品可融化低至-25℃的冰面,效果大约是传统岩盐的3至5倍。白色微珠不含重金属,也不含氯化钙或是氯化钠,且对环境、植物没有威胁,可以作为岩盐的环保替代品。

2019年时,法国生物工业学院(Ecole de biologie industrielle)的学生在进行以道路安全为主题的项目研究时发现了撒岩盐对环境的负面影响,因此他们决定进行相关的替代品研究并开发出了Goodb'Ice。团队项目负责人Charlène Loubière表示Goodb'Ice来源于食物废料,“我们的产品结合了来自多种不同废料的多种活性成分”,该产品不仅是可降解的,同时可以将冰点降至比岩盐更低的温度,虽然在研发时生产成本比较高,但是团队表示在后期量产后会慢慢控制并降低成本。

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Goodb'Ice项目组成员正在进行研究测试
图片来源:goodbice.com

Goodb'Ice官网介绍称,道路岩盐导致了每年有百万棵树因道路盐渍化而消失,因此该项目的目标在于阻止岩盐对道路、车辆及环境产生的负面影响,并在不破坏生物多样性的情况下清除积雪。这一起源于大学课程的项目自2019年至今一直在不断更新迭代中,此前研发出的Goodb'Ice产品经实际测试后发现会降低路面亮度并产生黏性,这对驾车司机可能构成潜在的驾驶风险,因此团队重新开发了更适合在道路上大面积使用的新配方,据项目参与者Agathe Champy称,新配方的研发已经进入最后阶段。

另据美国家庭装修杂志The Family Handyman作者Chris Tonn介绍,沙子、猫砂和咖啡渣也是进行小范围积雪处理时可以选择的材料,相较于岩盐,沙子、猫砂不具有腐蚀性,也不会对环境造成额外负担。但需要注意的是,这两种材料仅仅是增加路面的牵引力使得交通工具可以通过,并不能融化冰面。在雪融化后还应即时扫除沙子和猫砂,以免其堵塞路边的排水孔。

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使用沙子增加雪天路面摩擦力
图片来源:science-sparks.com

由于多数家庭不会拥有较多的咖啡渣储存量,因此咖啡渣除冰更适合咖啡店、餐厅等地进行小范围除冰。与沙子相同,咖啡渣可以在湿滑的路面增加鞋子和冰之间的摩擦力从而防止行人摔倒,另外咖啡渣亦有助于吸收太阳的热量加速冰的融化过程。

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咖啡渣除冰
图片来源:wikihow.com

在走向替代方案的过程中,如何减少岩盐的使用量是当务之急。美国蒙哥马利县(Montgomery)民主党参议员Cheryl Kagan就在近日提出了一项法案,法案要求商业地产所有者、企业管理人接受培训和认证,以了解如何在道路、停车场和人行道上使用岩盐,相关负责人需要了解企业单位的用盐情况,并以年度报告形式提交给环境部门。法案一旦通过并推行将使得岩盐除冰能以更可控的方式进行推进,从而减少对环境的无限制破坏。

题图来源:giatecscientific.com
图片来源于网络,版权归原作者所有。

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