融雪剂的应用

背景及概述^[1]

融雪剂，是指可以降低冰雪融化温度的药剂，是一种化学品。普通融雪剂原料易得，价格低廉，其成份主要是醋酸钾和氯盐，并以这两种进行分类。融雪剂通过降低冰雪融化温度融化道路上的积雪，便于道路疏通，播撒处效果明显，但其具有危害性，研究发现，融雪剂残留物可腐蚀路面和汽车橡胶轮胎。目前北方在常冬下仍采用沙土和铲雪车为主，融雪剂为辅的方式清除路面冰雪，保证交通通畅。

分类及应用^[2]

1. 氯化物型融雪剂的开发与进展

1)氯化钠：目前氯化钠作为融雪剂的用量。氯化钠价格便宜，但作为最常用的融雪剂有很多的缺点：1)固体氯化钠溶解时吸热，直接影响了冰雪的融化速率；2)冷冻终点仅为-15℃，低于此温度时就失去融冰化雪的作用；3)污染环境；4)腐蚀建筑物。

2）氯化钙：氯化钙用作融雪剂较氯化钠优越，主要是其溶解时放热。尤其是无水氯化钙，溶解热大，所形成的溶液冷冻点极低。据报导，美国市售的一种11.34kg装的氯化钙，用作融雪剂时相当于90.72kg食盐的效果。但一般氯化钙含CaCl2质量分数仅70%左右，其防冻及融雪效果较低，必须通过煅烧脱去结晶水，且在贮存时必须与空气隔绝，因此制造与贮存较为困难。

氯化钙在融雪过程中所产生的污染与氯化钠类似，但程度上略轻，且无钠离子存于土壤的问题。日本研制了以石灰石和盐酸制得的粗氯化钙与硫酸镁作为主要成分，加入氯化镁、磷酸盐及可溶性钾盐，经粉碎、混合、喷入羟基乙基纤维素溶液及着色剂，再经造粒筛分得粒状制品。此种产品与一般的氯化钙相比，发热量高50%，融雪效率高。

2. 非氯化物型融雪剂的开发与进展

1）利用垃圾废物生产的醋酸盐融雪剂：美国DOT公司研究了无氯、无污染、对环境安全的融雪剂———CMA(钙镁乙酸盐)。原料为城市垃圾中的纤维素废物和含碳酸镁的石灰石。主要技术路线为：

1)纤维素废物的酶催化水解，包括纤维素裂变成葡萄糖、醇类，然后通过酶的作用发酵成醋酸；纤维素固体废物在400～1000℃隔绝空气进行蒸馏，加入焦炭，产生的气相混合物含有醋酸和甲醇、丙酮，收集后均为融雪剂原料；纤维素固体废物空气加热，氧化分解使其转变成甲醇、醋酸，由上述3种方法所得醋酸与含镁石灰石作用即生成CMA。

2)在碱性介质(氢氧化钙、氢氧化镁)存在下，于200～300℃加热固体废物0.5～3h，然后萃取分离出醋酸钙镁。CMA具有污染小、环保的特点，是对氯化物型融雪剂的重大改进。美国GancyAB提出了限制镁含量的醋酸钙系列融雪剂，是对CMA的二次开发。

主要组成为：A)醋酸钙或镁质量分数低于5%的醋酸钙镁；B)与水接触时放热的钙和镁的氧化物。这种融雪剂性能稳定，对环境的影响优于氯化钠和氯化钙，又能克服高浓度镁对混凝土的侵蚀。虽然CMA具有如此优秀的环保性，但由于生产CMA的原料价格昂贵，故目前CMA的使用仅限于一些对环保要求较高的场合，如机场和高速公路。

2）利用造纸废液生产的复合融雪剂：1988年美国专利发明者TerenceEP发明了LMWBL融雪剂。其原料来源于采用碳酸钠作为化学品的牛皮纸浆生产的黑色液体。该液体含有碳酸钠、多种有机酸和它们的盐，以及由木质纤维素衍生物所构成的复杂混合物。该发明者对LMWBL融雪除冰剂进行了冰点下降、冰融化速率及腐蚀性3方面的性能考核。在水中固体质量分数为36%时，其冰点为-37℃。对于高寒地区LMWBL是较合适的无氯融雪除冰剂。

3）利用酯、糖副产物生产的融雪剂：用糖蜜脱糖加工中的废弃物发明了融雪剂，并申请了专利。用长链烷基脂肪酸酯加工中的副产物配制了一种液体融雪剂。以甲基葡萄糖甙生产中的副产品(母液)———甲基葡萄甙水溶液为主要原料，经脱醇、脱色精制，再配以二乙二醇或三乙二醇等，经混合搅拌配制成一种环保型融雪剂。该类融雪剂是从制造酯、糖工艺的副产品中提取具有活性物质的组合物，适合用作抗结冰剂和除冰剂；其与腐蚀性盐混合时也可作为腐蚀抑制剂。

4）利用酒副产物生产的融雪剂：利用农产品深加工副产物BCS(酿造浓缩液)、DCS(蒸馏浓缩液)和CCSL(浓缩玉米浆)发明了一种防腐蚀型融雪剂。利用农副产品深加工的副产物—液体甲基葡萄糖甙、酒精糟或糟液、废纸浆等和天然碳酸钙矿粉、硅石粉等为原料发明了一种无毒无刺激性气味无腐蚀的环保型融雪剂。该类融雪剂的原料来自葡萄、其他水果，以及从谷物中发酵和生产酒的副产物。其活性成分是在发酵期间沉积下来的可溶物。

5）其他非氯化物型融雪剂：用三水琥珀酸钾、三水琥珀酸铵、三水琥珀酸钠单一或混合配制出了一种低腐蚀性融雪剂。该产品适合于机场融雪。北海道日本油脂公司开发出了以甘油和醋酸为主要成分的新型防冰融雪剂。该融雪剂不含氯化物，凝固点低，在低温下甘油的粘稠性增大，施撒后作用时间长，能起到很好防冰冻融雪效果。由中国科学院海洋所和青岛市市政养护管理处联合开发的一种融雪剂在青岛投入使用，取得了良好的效果。

这种“卫生变色化雪净”是从海洋和陆地某些植物中经提取制成的溶液。研制成功的新型DGW环保型除雪剂，不仅能有效融雪除冰，而且无腐蚀性。该融雪除冰剂原料中无氯化物、硫酸盐等腐蚀性成分。河北工业大学和河北省宣大高速公路管理处共同承担研制的“无腐蚀复合融雪剂”已通过专家鉴定，该产品不含氯化物，无毒无公害，生产及使用过程环保，生产工艺新颖首创，成本低，其饱和溶液的冰点低(-38℃)，融雪速度相当于食盐的3倍，融雪有效期不少于20d，性价比高。

环境影响^[3]

化学融雪剂对生态环境的影响是个复杂的生态学过程，研究其环境影响有着重要的意义。近几十年来，国内外学者对融雪剂的环境影响有大量的研究报道，取得了重要的研究成果。化学融雪剂对环境的影响研究主要集中在土壤、水体、植物和动物等，其中对土壤和地表水地下水的研究更为深入，而对植物特别是城市绿化植物生理生化特征的研究较少，对动物的研究也主要集中在少数水生动物。目前化学融雪剂使用的种类较多，成分复杂，其对环境造成的影响不同。因此，今后应注重学科的交叉融合。

主要参考资料

[1] 来源：精细化学品配方·八

[2] 融雪剂的研究进展及发展方向

[3] 化学融雪剂对生态环境的影响