高速路的环境问题及应对方法

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融雪剂应用引起的环境问题

侵蚀高速公路路面，造成路基破坏，缩短高速公路寿命水泥混凝土中有活性骨料，氯盐中的钠离子将促进混凝土中的碱骨料反应，使混凝土膨胀开裂，导致表面混凝土保护层脱落、钢筋外露锈蚀；融雪剂与沥青产生化学反应，大幅折减沥青材料和砂石料的握裹能力，造成沥青表面脱落，在车辆荷载作用下，形成大面积的路面破损；融雪剂中的盐类遇水后发生的盐涨现象，则会造成路基破坏。据报道，应用NaC1融雪剂使普通公路寿命缩短1/2以上。美国氯盐融雪剂腐蚀破坏环境成本占GNP的4%（相当美国的国防开支），每年用于修复道路桥梁的费用大于2000亿美元，是初建费的4倍。

腐蚀桥梁金属构件和车辆底盘及车身严重

氯离子是一种高效活化剂，不仅对桥梁金属构件和车辆底盘及车身腐蚀严重，而且能够在极低浓度下破坏钢筋表面的钝化膜，通过一定的环境条件共同作用，进而引起混凝土内钢筋锈蚀。由于氯离子利于混凝土内部保持湿润，从而减小混凝土的电阻率，导致混凝土内部的钢筋加速锈蚀，严重时体积膨胀，使混凝土中钢筋处出现纵向裂缝，最终使混凝土保护层剥落，截面承载力失效。

盐化路边绿化带土壤，烧伤绿化植物叶片，严重威胁绿化植物生长含氯盐融雪剂大量使用对植物伤害，一是抑制植物种子萌发，减少土壤种子库效应；二是造成土壤盐碱化和对植物形成“生理干旱”，就是植物很难吸收土壤中高盐浓度中的水分；三是破坏植物细胞膜和植物光合作用等生理过程，导致植物失绿和整体死亡。Na+、K+、CI-等离子使植物细胞内某种离子浓度增高，抑制了对一些营养元素吸收，破坏了植物细胞内部离子平衡，产生单盐毒害。当浓度大于0.2%～0.3%盐水浸入绿地，植物即会因生理性缺水导致生物量减少、叶黄、枯枝或死亡。据报道，融雪剂对公路绿化带树木植物损害高达5%～10%。北京市2004年冬季喷洒融雪剂8000t，至2003年春季市城区近3000株行道树、5万多平米草坪和40余万株绿篱枯死，直接经济损失近1500万元；至2005年春天，约1.1万株行道树、20万m2草坪和149万余株绿篱等灌木遭重度盐害或死亡，直接经济损失3000万元。

污染土壤和水资源含融雪剂雪水通过各种途径进入土壤和水体，造成公路两侧土壤盐渍化、硬化、板结、贫瘠，还会导致地表及地下水污染。长期饮用被融雪剂污染的水源，容易导致高血压等多种疾患，危害人体健康。据北京市园林局调查，2005年死伤植物的土壤中和周边残雪里的含盐量严重超标，成分与融雪剂一致。

缓解融雪剂环境危害的对策与途径

制定生产融雪剂技术标准，北欧国家均制定了法规，严格控制融雪剂的成分和使用量，美国针对普通道路和机场制定了不同融雪剂标准。我国推荐性标准《道路除冰融雪剂》（GB/T23851-2009），突出了对融雪剂的腐蚀和污染技术指标及其控制措施的要求。2002年10月北京市出台我国首个融雪剂地方标准，特别突出融雪剂环保性能方面要求，如无令人不快的气味、对设施的腐蚀率必须低于氯化钠50%、pH值（酸碱度）适中等，另外对于融雪剂中汞、铅、砷等5种具有腐蚀性的重金属含量也做了严格界定，如融雪剂汞含量须低于0.05mg/kg，砷和镉含量必须低于5mg/kg，对融雪剂生产，加工和品质测控起到了约束作用。辽宁省沈阳市制定融雪剂的地方标准。

制定和执行融雪剂的安全使用规范

由于气候、气温、交通量、降雪量、撒布时机和方法等多因素不同，融雪剂使用过程中难免造成使用方法不当、用量过大等问题，使得使用效果不佳和造成植物伤害和环境问题。据调查，2008年1月河南省发生50年一遇的雨雪冰冻在灾害，为确保高速路运行而大面积使用融雪剂，K895-K995路段内撒盐近700t，融雪剂覆盖路面达到0.35kg/m2。该路段同年3～4月份，树木大面积枯萎和量死亡，经调查绿化带0～20cm土壤含盐量达到0.3%～0.7%，远高土壤盐渍化含盐量临界值和植物生长受抑制限制。因此，在保障融雪剂生产标准的同时，各地应根据实际，制定融雪剂使用的技术规范，加强融雪剂使用的监督和环境治理。实践表明，融雪剂可降低冰雪融点5～10℃，故-10℃使用效果最佳；温度偏高、阳光充足时融雪效果较好；交通量较大时车轮碾压作用融雪效果较好；积雪厚低于2cm厚时融雪效果较好；杜绝把被融雪剂污染后的雪水堆积到树埯内的传统做法。

开发环境友好的新型融雪剂

研发低成本、无氯环保性的复合融雪剂是目前融雪剂研发的热点。DOT公司研制出CMA（醋酸钙镁）可大幅降低对钢筋的腐蚀，在等发达国家已逐步代替氯盐作为融雪剂，但因价格昂贵，我国很少使用。我国有人采用不同氯盐加合磷酸盐、葡萄糖酸钠、硫酸锌、硫脲、硅酸等多种缓蚀剂进行配比，研发出PSA系列融雪剂，具有冰点低（-10℃～-35℃）、融冰速率高，对碳钢、混凝土的腐蚀性小，对植物的损害小，符合相关标准要求，是可与CMA相媲美的高效环保型融雪产品。也有学者选择可生物降解的、低成本的醋酸废液（木醋液）为原料，研究制备低成本CMA类融雪剂，所得产品为低碳混合羧酸钙镁盐，其融雪温度低（最低可达-34℃），融雪效率高（可达208m3雪/g融雪剂），对金属、花草等基本无腐蚀和损害，各方面的性能均优于氯化钠等氯盐融雪剂。

选择种植和搭配抗旱耐盐的植物

植物在生长过程中，从土壤中吸收养分离子，也逐渐形成对土壤眼见得适应能力。按照植物分类，植物有中生植物和盐生植物。如聚盐类的盐角草，它能从土壤里吸收大量可溶性盐类，并把其积聚在体内而不受伤害，可以种植此类植物来处理融雪剂所含盐类。此外，植物产生对盐分的忍受耐力要经过一个适应锻炼过程，对逐渐上升的盐分易适应，对突然遭遇高盐环境就不能适应，可以人为的使道路两旁的植物提高抗盐能力；并且根据不同植物对土壤盐分的适应能力，合理搭配，进而提高整体绿化带植物的抗盐能力。

改良和提高土壤抗融雪剂的能力

土壤是生态环境的重要组成，融雪剂应用国良引起土壤盐碱化的治理措施多种，一般主要采用换土和土壤改良措施。由于高速公路绿化带的土壤深度一般在50～60cm有限，长期收融雪剂侵害而采用更换客土较好，但工程量巨大，所以采用土壤改良方法更加结合实际。土壤改良措施一般采用增加有机肥，种植坑内投放土壤化学改良剂等，以此来改良土壤，控制种植坑向上反盐碱，为树木提供存活的基本条件。化学改良剂主要有石灰、石膏、磷石膏、高分子保水剂、氯化钙、硫酸亚铁、腐殖酸钙等，视土壤的性质而择用。化学改良技术一般与水利、农业等措施结合取得效果较好。土壤保水剂近年来在土壤改良中应用广泛，它是一种能吸收和保持相当于自身重量数百倍乃至数千倍水分的高分子聚合物，加入土壤后能增加土壤团聚体形成，有效提高土壤保水和改善土壤离子交换能力，增强土壤对养分的保持和植物利用，增加植物抗盐碱能力。北京首发集团与中国矿业大学等单位合作，开发研究新型的融雪剂土壤盐碱化复合改良材料，在实验研究中取得明显的效果。

本文作者：黄占斌张文胡兴安孙宇轩李武楠作者单位：中国矿业大学化学与环境工程学院北京首发公路养护工程有限公司