冰雪災害話融雪

2022-12-06 00:42:04 字數 2242 閱讀 3058

山東省萊蕪市苗山鎮常莊中學劉其波

今年1月我國南方出現了五十年不遇的冰雪災害天氣,特別是南北大動脈中心的湖南,雨雪連同冰凍,出現了大面積的電力緊張、機場關閉、長短途交通中斷,火車因為電力設施受到冰凍損害而中斷。在各種**的報道中,經常提到「灑鹽融雪」一詞,這屬於融雪的一種常用方法,涉及到物理和化學兩個學科。筆者對「融雪」作了資料收集和整理:

一、融雪劑的分類

目前國內外普遍將融雪劑主要分為兩大類,一類是以醋酸鉀為主要成分的有機融雪劑,雖然這一類融雪劑融雪效果好,沒有什麼腐蝕損害,但它的**太高,一般只適用於機場等地。而另一類則是氯鹽類融雪劑,包括氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等,通稱作「化冰鹽」。它的優點是便宜,**僅相當於有機類融雪劑的1/10,但它對大型公共基礎設施的腐蝕是很嚴重的。

二、融雪劑的使用

融雪劑使用一般有雪前噴灑和雪后噴灑兩種方法。

雪前施用融雪劑,可以防止雪降落後結冰於路面,是除雪方法的新潮流。這種方法的優點是成倍地節省融雪劑的使用量,加快除雪速度,減少對交通的影響。

雪后施用融雪劑是傳統方法,也是常用方法。雪后噴灑融雪劑的施用量要根據降雪型別,雪量的大小和天氣狀況等等條件決定。為了避免浪費,可以先用掃雪機將路面積雪除去一部分,然後噴灑融雪劑,這樣就可以大大節省成本。

根據除雪區域採用不同的融雪劑。可以在普信道路潑灑一般的融雪劑:立交橋上潑灑有緩蝕劑的融雪劑,在郊區道路和高速公路可以撒粉末狀的氯化鈣融雪,避免結晶使路面打滑。

融雪劑與除雪機械合用。

此外,還常往路面上撒煤渣,一是為了增加摩擦力。煤渣撒在路面上,摩擦力增大了,汽車和人在路面上走就不那麼滑了。另外,煤渣容易吸熱,往雪上撒煤渣,雪就化得快了,太陽一曬,路面幹得也快。

三、融雪劑的作用原理

簡單地說,融雪劑的作用原理是利用鹽水的凝固點比水的凝固點低的特點,實際上雪是在不斷融化和凝固的,只不過二者速度相等,處於一種平衡狀態,撒上鹽以後,雪周圍的水就便成鹽水,但又未能凝固,這樣雪就會不斷融化,並會越來越少了。

深入一點說,溶解是乙個物理化學過程,當溶質溶解在溶劑中形成溶液後,溶液的性質已不同於原來的溶質和溶劑。溶液的某些性質與溶質的本性有關,如顏色、導電性等。但是溶液的另一類性質,如蒸氣壓下降、沸點公升高、凝固點降低及滲透壓,只與溶液中溶質粒子的濃度有關,而與溶質的本性無關。

由於這類性質的變化,只適用於稀溶液,稱為稀溶液的依數性,如化冰鹽的水溶液的凝固點隨著鹽的濃度增加而降低,一直降低到冰鹽合晶點,稀溶液的凝固點、沸點具有依數性,它與每1000 g 溶劑中含溶質的物質的量的值有關,每上公升1 mol/1000 **,凝固點下降大約1.86℃。如若1000 **中溶有58.5 g nacl,也就是大約1mol,。

此鹽水的凝固點便大約是-3.72℃,這樣可由鹽水的濃度大致推出其凝固點。

四、融雪劑的環保問題

據資料稱我國哈爾濱、瀋陽、天津、北京這些北方城市,每年耗用幾千噸或萬餘噸化冰鹽,石家莊、濟南、武漢、南京也用此融雪,就連風景如畫的西子湖畔杭州,也對交通要道、立交橋噴灑融雪劑;作為世界遺產地的黃龍景區,僅一段40公里路面就用去融雪劑10噸,而瘦西湖畔的揚州,有報道稱也用了1500 t融雪劑。由此可見,融雪劑的使用相當廣泛。但其引起的環保問題同樣值得關注。

1.汙染飲用水源。路面融雪劑融化後,隨雪水流淌,可能會促使土壤鹽鹼化,汙染地下水,汙染飲用水源,影響飲用水安全,危害人體健康。據報道,廣東韶關乳源縣一帶的居民的飲用水已經由於融雪劑汙染而遭遇飲水難。

2.腐蝕公共基礎設施。由氯離子與鈉、鈣、鎂、鉀及其他金屬形成的化合物,統稱氯鹽,對建築工程都有腐蝕性,稱之為「鹽害」。因為氯鹽最主要的破壞作用是對鋼筋的腐蝕。

當氯離子到達鋼筋表面並超過一定量(臨界值)時,原處於鈍化狀態的鋼筋,就會活化、腐蝕。鏽蝕產物的發展與體積膨脹(2~6倍),使混凝土保護層發生順鋼筋開裂、脫落,工程處於危險狀態。這後果是相當可怕的。

同時,撒鹽後形成的鹽水也會造成綠化植被大面積死亡的現象,對城市地下水資源的汙染同樣很嚴重。2023年北京就出現了這種情況,因此撒鹽後,要禁示將含有融雪劑的冰雪堆放於綠地、樹池及其他融化後有可能影響植物生長的地區內,黑冰黑雪應及時清除外運。

近年所用的融雪劑氯化鈣對植物而言,其摧毀力遠比以前用的氯化鈉(即食鹽)要輕微,但由於用量太大,反而比往年用氯化鈉所枯死的樹木大幅增長,並且目前融雪劑還沒有明確的環保指標,產品極不規範,不少是所謂的「國內先進」、「國內領先」的融雪劑的宣傳對各地產生誤導。

現在歐美國家目前的主要做法是盡量使用鏟雪車機械掃雪,少用融雪劑,以保護雪水資源。美國一些州已經徹底禁止使用鹽來融雪,而是在機械鏟雪後,在道路上灑碳渣、粗沙、樹枝渣類物質來防滑,同時利用這些渣類物質的深色來吸收太陽的能量,以幫助增加地面的溫度來融雪。使用後的碳渣、樹枝渣可以放入道邊的綠地中,成為改善綠地土質的好幫手。

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