融雪剂的用量及潜在危害的研究

陈思杭

摘要：融雪剂除雪效率高、见效快，但融雪剂的使用也给环境带来了新的问题。本研究立足校园，通过调查问卷法了解人们对融雪剂的认知情况，通过访谈法了解融雪剂在校园和市政工作中的使用情况，通过实地调查分析校园使用融雪剂的实际需求和环境影响，通过实验分析典型融雪剂的效果和对植物生长发育的影响。研究旨在帮助师生、家长、社区居民进一步认识融雪剂的影响，通过科学控制融雪剂的用量，在尽可能降低其危害的前提下，减轻融雪剂的次生影响。

关键词：融雪剂；危害；研究

本研究表明：目前，民众对于融雪剂正确使用方法还缺乏科学认识，受条件所限，生活中使用和处理融雪剂的方式还不尽合理；校园调查表明，融雪剂的使用对于校园土壤存在影响；实验表明，以氯化钠为例，融雪剂含盐量越高（溶液浓度越高）防冻性越好，对植物的生长发育影响越大，综合来看，0.5%～1%的使用浓度相对合理；结合校园调查和实验，本研究为三帆中学的除雪工作提供了改进方案，并对市政相关工作有所建议。

一、研究背景

在校园生活和日常生活中，我们发现：使用融雪剂之后，地面上会留下灰白色的痕迹，显然，融雪剂的使用对路面有后续影响；在大雪过后进行扫除时，大量的含有融雪剂的冰雪融水除进入地下排水管道以外，也进入了市政和校园綠化区域的土壤之中；未完全融解的含有融雪剂的冰雪也常常被堆放在绿化区域边沿的植被生长区域，而堆放过这类冰雪的草地的颜色也明显呈灰白色，与正常草地不同。媒体上也时有对于融雪剂危害的报道。

二、研究目的及意义

我们希望通过此项研究，帮助师生、家长、社区居民进一步认识融雪剂的影响，立足校园，通过科学控制融雪剂的用量，在尽可能降低其危害的前提下，减轻融雪剂的次生影响，达到理想的融雪效果，促进校园、社区的环保工作。

三、研究方法

（一）文献研究法

研究组成员通过图书馆、互联网资源，查阅书籍、报刊和电子文献，收集有关融雪剂研究的资料。

（二）问卷调查法

问卷调查旨在了解三帆师生、社区居民对融雪剂的认识，为改进有关工作提供参考。

（三）访谈法

研究组通过面谈和电话交流等方式，访谈了三帆中学后勤部门的工作人员和北京市市政部门。在对三帆中学后勤部门工作人员进行的访谈中，主要了解了本校融雪剂的使用情况；在对北京市市政部门同志进行的访谈中，主要了解了北京市目前在用融雪剂的主要种类、使用标准和使用的后期影响等情况。

（四）实地调查法

研究组对三帆中学校园中与撒放融雪剂存在关联的有关情况进行了实地调查，旨在获得两方面的数据。

（五）实验法

考虑到氯化钠是人们所公认的，同时兼备降低冰点性能好、货源充足和价格低廉等多种优点的融雪材料，研究组将氯化钠作为研究对象。

五、研究结果

（一）文献研究

文献表明，目前所用的融雪剂大致分为三类：一类是氯盐型，例如氯化钙、氯化镁、氯化钠等；第二类是非氯盐型，例如钙镁乙酸盐、乙酸钾等；第三类是混合型。由于氯化钠是一种降低冰点性能好、货源充足、价格低廉的材料，所以各国多在使用氯化钠作为融雪剂。

（三）访谈情况整理

（1）对三帆中学后勤部门工作人员的访谈结果

在对学校后勤部门工作人员的访谈中，我们了解到了以下一些情况。

首先，三帆中学所使用的融雪剂，是氯化钠成分的工业盐融雪剂。

其次，三帆中学的融雪剂使用，有着比较严格的要求。除雪的方式，一般是采用人工扫除。融雪剂主要是用于防止雪后道路结冰，或是在雪情严重的情况下，才有限地洒放，而且洒放地点严格地限制在以沥青或是石材铺设的室外地面，绿化区域和塑胶跑道等区域是禁止洒放的。

第三，使用融雪剂的冰雪及其融水，大部分进入了地下排水管道，但在雪情较大、气温较低时，也有沿路边堆放的情况，所以，会有少量的融雪剂随冰雪和融水，进入地表土壤。

（2）对相关政府、事业单位同志的访谈结果

在对北京市环卫科研所的同志进行的电话访谈中，我们了解到了以下一些情况。

首先，北京市目前主要使用的融雪剂，分为氯盐型和非氯盐型两种。其中，氯盐型融雪剂，成分以氯化钠为主，另有加入一定比例氯化钙的。这类融雪剂，价格低、使用效果好，在国内和国外广泛使用，但是会腐蚀建筑材料等，因此在此类融雪剂中还会加入一定量的缓蚀剂。非氯盐型融雪剂，腐蚀性小，但是价格高，因此一般只在机场跑道等有限的、养护要求高的场所使用。近年来，厂家也在开发一些其他类型的融雪剂，如利用秸秆发酵的过程产物制成新型融雪剂，但是这些新产品尚在小规模试用阶段。

（四）实地调查法

（1）三帆中学硬化地面面积

根据三帆中学后勤部门提供的工程存档资料，我们了解到，三帆中学室外硬化地面总面积约4500平方米。这是在有需要的情况下，三帆中学校园内可以洒放融雪剂的完全面积。

（2）土壤盐度情况

研究组对校园室外绿化区域的土壤进行了取样。

取样时，我们对每个点的土壤取样一次，总深度20cm，按0-5cm、5-10cm、10-20cm三个深度分装。

整体分析土壤总盐度和土壤钠离子的数据，有理由认为，含融雪剂的冰雪或是融水会对土壤的成分产生影响，并且这种影响在浅层土中更为强烈。而长年的含融雪剂的冰雪或是融水将可能使得土壤产生非正常的盐分富集，对土壤的结构和性质产生一定影响。

（五）实验结果及分析

（1）氯化钠溶液冻结实验

为了研究不同剂量融雪剂的防冻效果，研究组设计了氯化钠溶液冻结实验。

实验方法如下：分别配置浓度为0%、0.5%、1%、2%和4%浓度的氯化钠溶液，装入同型器皿中，然后放入冰箱冷冻室，每隔半小时观察一次冻结情况并做记录。

为保证结果可靠，研究组先后进行了两次实验。通过对比不同浓度氯化钠溶液的冻结情况，可以发现，0.5%和1%浓度的氯化钠溶液防冻有差异，但不太显著；2%浓度氯化钠溶液防冻性较前两者有明显提高；4%浓度氯化钠溶液的防冻性十分显著。总的来说，随着氯化钠浓度的增加，溶液防冻性增强，两者成正相关。

（2）种子发芽和生长实验

考虑到绿化带草本植物中禾本科植物较多，研究组首先选取了禾本科的玉米作为实验对象来研究融雪剂对植物的影响；作为补充，还选取了北方常见的豆科植物，以绿豆作为实验对象来研究融雪剂对其他植物的影响。

①玉米发芽和生长实验

实验方法如下：选取四个同型培养皿，每个里放20颗玉米籽粒，分别添加清水和0.5%、1%、2%浓度的氯化钠溶液，放在室内的相同区域，每日添加清水以补充蒸发量，连续观察7天，记录发芽的情况和幼苗生长情况。

通过实验可以发现，0.5%浓度氯化钠溶液对玉米籽粒发芽率几乎无影响，但与清水相比，表现出影响根毛发育、抑制生长速度的情况；1%浓度的氯化钠溶液对玉米籽粒的发芽率影响加大，抑制生长发育的情况更为明显；2%浓度氯化钠溶液对玉米籽粒的发芽率影响极大，虽有个别发芽迹象，但从试验结果看幼苗难以成活。

②绿豆发芽实验

实验方法如下：选取四个同型培养皿，每个里放20颗绿豆，分别添加清水和0.5%、1%、2%浓度的氯化钠溶液，放在室内的相同区域，连续观察5天，记录种子发芽的情况。

通过实验可以发现，0.5%和1%浓度氯化钠溶液对绿豆发芽率的影响较小，2%浓度氯化钠溶液对绿豆种子的发芽率影响极大。

（3）综合结论

综合分析上述两类型的三个实验，可以得出以下结论：融雪剂含盐量越高（溶液浓度越高）防冻性越好，对植物的生长发育影响越大；融雪剂的含盐量和防冻能力呈正相关，和植物生长呈负相关。

具体来说，浓度为0.5%的氯化钠溶液有一定的防冻效果，对植物发芽、生长的影响较小；浓度为1%的氯化钠溶液防冻效果较好，对植物发芽、生长有一定影响；浓度为2%的氯化钠溶液防冻效果更好，但对植物发芽、生长的影响极大；浓度为4%的氯化钠溶液虽然防冻效果很好，但是可以预计，将导致植物不能正常发芽、生长。

六、建议

本项研究表明：融雪剂的使用广泛，但日常的使用方式不尽科学；人们对融雪剂的认识也有待提高；有鉴于此，应该将融雪剂的洒放，融雪的后期處理，以及普及科学除雪知识等作为一项系统性工作来进行。

根据本项研究，在校园除雪工作和市政除雪工作方面，研究组提出如下的方案和建议。

（一）北京三帆中学除雪工作和融雪剂使用建议方案

（1）继续保持以人力除雪为主要除雪手段的科学工作传统。本着对学生进行劳动教育的需要，在保证安全的前提下，还可以发动学生扫雪、除雪，共同参与学校工作。

（2）根据雪情，进一步科学地规范融雪剂用量。

首先，在气象上，雪情有不同标准。小雪指12小时内降雪量小于1.0mm（折合为融化后的雨水量，下同）或24小时内降雪量小于2.5mm的降雪过程；中雪指12小时内降雪量1.0～3.0mm或24小时内降雪量 2.5～5.0mm或积雪深度达30mm的降雪过程；大雪指12小时内降雪量3.0～6.0mm或24小时内降雪量 5.0～10.0mm或积雪深度达50mm的降雪过程。暴雪指12小时内降雪量大于6.0 mm或24小时内降雪量大于10.0mm或积雪深度达80mm的降雪过程。

根据三帆中学的室外硬化地面的面积，结合雪情，若以0.5%氯化钠浓度作为洒放融雪剂后的融水盐度控制标准，可以换算出不同雪情下三帆中学全校融雪剂的控制用量。

以24小时计，全校融雪剂的洒放控制量如下：小雪时不超过56.25千克；中雪时在56.25～112.5千克，大雪时在112.5～225千克。

（3）在经费许可的前提下，采购非氯盐型的或是新型的融雪剂。

（4）在条件允许的情况下，洒放融雪剂后，处理融水时，尽量不要使其流入地表土壤，未完全融化的冰雪，尽量不要堆放在绿化带边沿，建议集中堆放和处理。

（5）在下雪时和雪后，师生员工在校内行走时，不要进入绿化带植被和地表裸露土壤区域，避免由于人员通行将带含有融雪剂的冰雪和融水带入到上述区域。

（二）北京市政除雪工作和融雪剂使用建议

（1）普及科学知识，让民众都知道融雪剂的不利影响，支持市政部门的科学工作。

（2）在日常生活中尽量少用或是不用融雪剂；确需使用融雪剂时，应根据雪情，严格控制洒放量，争取将终端盐浓度控制在0.5%、不超过1%，以降低次生影响。

（3）在适当使用融雪剂的同时，在人力和物力许可的前提下，加大机械除雪、人工除雪等物理除雪办法的比重，减少融雪剂的使用。

（4）洒有融雪剂的冰雪尽量不要堆放在绿化带的土壤和植被表面或是行道树的树坑里，最好集中处理。

（5）在绿化带植被中增加耐盐植物的比重。

（6）城市建筑、道路路面、排水管线要考虑融雪剂的影响，尽量选择能抗融雪剂影响的材料。尤其是城市排水设施的材料一定要抗腐蚀。

七、致谢

感谢参与问卷调查的师生、家长和居民。

感谢接受访谈的北京三帆中学后勤部门的工作人员和北京市环卫科研所的同志。

感谢北京师范大学地理和遥感科学学院的老师们。

感谢我们的课题指导老师，感谢课题组成员的家长。

感谢每一位课题组同学。

参考资料：

[1]严霞等.化学融雪剂对生态环境的影响.《生物学杂志》2008年第27卷第12期.

[2]吴泽媚.氯盐融雪剂对沥青混合料低温抗裂性的影响.《公路工程》2012年第37卷第4期.

课题成果：本课题获得第37届北京青少年科技创新大赛二等奖。