融雪剂的研究进展

陈樱华，张金娜，李富华，陈世祥

（天津长芦海晶集团有限公司，天津 300457）

我国大部分地区冬季会出现大雪天气，低温条件下，积雪不易融化，因此，雪后采取有效、及时的融雪除冰具有重要的意义。

我国从20 世纪80 年代开始使用氯化钠除雪， 到90 年代中后期则开始大量采用融雪剂除雪[1]。 产品类型经历了由单一的工业盐型，到氯化钠与氯化镁和氯化钙混合型、 氯盐混合防腐型，到现在倡导的环保型。

1 融雪剂的种类、特点及融雪机理

1.1 融雪剂的分类

1.1.1 氯盐类融雪剂

氯盐类融雪剂又称作为“化冰盐”，主要包括：氯化钠、氯化钙、氯化镁等，以氯化钠为主。 氯盐类融雪剂具有适用温度低，价格便宜，原料来源广等特点，是现阶段使用范围最广的融雪剂。 氯化钠、氯化镁及氯化钙等氯盐对于降低溶液的冰点有较好的作用，随着氯盐浓度的增加，融雪剂的冰点越低，融雪效果越好，以氯化钙为主的融雪剂能够在-20℃条件下使用,最低冰点可达-54℃[2]。

1.1.2 非氯盐类融雪剂

非氯盐类融雪剂包括有机盐或无机盐、 胺、醇类等无氯型的物质，以冰醋酸为原料研制的醋酸钙镁融雪剂 （CMA） 是在20 世纪末期由美国DOT 公司最早研制成功，是一种绿色环保型融雪剂[3]，其融雪性能稳定，对环境影响小于氯盐类融雪剂。 还有一部分的非氯盐类融雪剂主要是利用酯、糖酒等副产物生产的。 但是由于非氯盐型融雪剂的生产成本较高，使用范围有限，虽然对基础实施的腐蚀性小， 但是对环境影响存在争议，并未得到广泛应用，只适用于机场、军事基地等特殊场合。

1.1.3 混合型融雪剂

按照一定比例，将氯类融雪剂、非氯盐类融雪剂等混合配制而成的融雪剂称为混合型融雪剂。 该类融雪剂兼有氯类融雪剂和非氯盐类融雪剂的优点，具有融雪效率高、原料来源广泛、价格较低且对环境影响小的特点，是未来融雪剂产品的主流。

1.2 融雪剂特点

吸湿放热型：在低温的条件下，固相的融雪剂易吸潮形成溶液，且在融雪化冰过程中吸水放热，加快融雪化冰。

冰点低、溶解速度快：融雪剂的冰点低，在洒落后， 固相的融雪剂能够在低温条件下快速溶解，且形成的溶液冰点低，进而发挥融雪除冰的作用。

流动性和持久性： 固相融雪剂流动性好，易于抛洒或机械撒布，融雪化冰后形成溶液，可以长时间的起到融雪除冰的作用。

1.3 融雪剂融雪机理

融雪剂以液态或者固态的形式撒播到冰雪上， 融化后形成性质符合乌拉尔定律的稀溶液，形成的稀溶液可以降低水的蒸汽压，降低溶液的冰点，当溶液的冰点低于气温时，冰雪便会融化变成液态，进而达到融雪除冰的效果。 主要用于各地的街道、城市道路、高速公路、铁路等交通路线、各地广场以及高尔夫球场等运动场所。

2 融雪剂的危害

2.1 融雪剂对土壤的影响

随着融雪剂的使用，氯化物溶于水中，进而进入到土壤中，Na+和Cl-明显积累，增加了土壤的盐度，破坏土壤结构，造成土壤板结，透水性下降，形成土壤的盐碱化，致使植物缺水，严重的影响植物的生长[4，5]。

距离公路近的土壤中含有融雪剂沉降在表面，土壤中氯离子的含量增多，渗透性越好，氯离子含量越多[6]。

2.2 融雪剂对植物的影响

融雪剂导致植物组织中高浓度Na+和Cl-积累破坏细胞膜结构，造成质膜透性增大，导致细胞的质壁分离，细胞内电解质外渗等[7]。

此外，土壤中盐分大于0.2%时，植物对水分的吸收就会产生影响， 盐分增高就会造成吸收困难或者水分外渗， 进而导致植物生长缓慢或者死亡[8]。 随着融雪剂的使用，土壤中盐离子浓度升高，植物根部的盐分过高时，造成生理干旱和渗透胁迫， 造成生理性缺水而抑制植物正常生长[9]。

2.3 融雪剂对水体的影响

融雪剂溶于雪水后，汇集流入到河流、湖泊，改变水体的密度梯度，增加了各种无机离子的浓度，提高水体中生化需要量含量，降低水中的溶解氧含量，严重的破坏了水体原有平衡，改变其生态及物理特征[10]。 同时，由于盐浓度的升高，将会导致水中的绿蓝藻过度生长繁殖，进一步破坏水体的生态环境[11]。

2.4 融雪剂对交通设施的影响

2.4.1 对混凝土的影响

含氯型融雪剂使用后，含盐雪水容易进入到混凝土内部，水分蒸发后，产生结晶，造成混凝土的膨胀、剥蚀和开裂[12]。 低温条件下，受冻混凝土会产生较高的渗透压，同时收到分层结冰时产生的压力差，进而造成混凝土的破坏[13]。

2.4.2 对钢筋的影响

含氯融雪剂的雪水能够透到混凝土内部，长时间的接触，Cl-能够被表面氧化膜的电极表面吸附，发生化学反应，生产氧化铁进而破坏混凝土中钢筋的钝化膜。 不仅加速钢筋的氧化侵蚀，氧化生锈后的钢筋强度下降， 而且氧化后膨胀，导致混凝土开裂[14]。

2.4.3 对车辆的影响

车辆接触到含盐雪水后，能够加速轮胎的氧化，减少轮胎的使用寿命。 车辆金属部分接触到雪水后，能够加速金属部件的氧化生锈，进而形成严重的腐烛，导致金属零件的损坏，严重影响到车辆的行驶安全[15]。

2.5 融雪剂的其他影响

Pedersen 等[16]研究表明：臭氧对于人类来说是至关重要的，但随着融雪剂的不断使用，盐类物质被吸附到粉尘颗粒中， 影响人们的呼吸系统，同时氯元素能够起到破坏臭氧的作用。Blasius和Mernitt 研究表明：融雪剂的使用导致盐浓度逐渐增高，会影响动物种群结构，主要表现在干扰渗透调节，抑制呼吸作用，进而造成两栖类动物的发育不正常，影响生理功能等[17]。

总之， 随着科研技术的发展以及融雪剂研发的不断投入， 融雪剂将会向绿色环保、 成本低、融雪速度快、用量少的特点发展，既能够达到融雪除冰的效果， 又不会对环境产生过多的危害。