Вопрос 39. Антигололёдные реагенты, требования к ним, способы применения.

Конечно, привести к загрязнению почвы нитратами антигололёдные реагенты, применяемые сегодня на улицах Москвы для борьбы со льдом, не могут, хотя такая теоретическая возможность не исключается в случае антигололёдных реагентов на основе ацетата аммония.

Однако, как только речь заходит об антигололёдных реагентах, пешеходы начинают жаловаться на испорченную верхнюю одежду и обувь, а водители вспоминают грязную жижу, летящую из-под колес, и изъеденные коррозией кузова. По словам специалистов столичных служб, занимающихся очисткой дорог, реагенты уже давно стали практически экологически чистыми, а грязь на дорогах появляется из-за самих автомобилистов, которые привозят ее на колесах своих машин из Подмосковья. Однако эксперты утверждают, что реагенты не так уж и безобидны для экологии и здоровья человека, а применение их может принести существенный вред экологии.

Все применяемые противогололёдные средства должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- снижать точку замерзания воды при отрицательных температурах;
- быстро взаимодействовать и плавить снежно-ледяные отложения;
- не повышать скользкость дорожного покрытия до опасных значений;
- не вызывать вредного воздействия на дорожные покрытия;
- не угнетать зеленые насаждения;
- не оказывать отрицательного влияния на металл, резину и кожу;
- быть безвредными для здоровья человека и экологии

Самый главный показатель безопасности того или иного вещества определяется его концентрацией, где бы это вещество ни находилось: в воде, в воздухе или на почве. Если говорить о антигололёдных реагентах, то необходимо четко определить токсичность каждого из них, установить, где какие можно использовать. Например, ацетаты допустимо применять только на хорошо проветриваемых территориях и на возвышенностях, другие реагенты — только на аэродромах, третьи — на улицах города. В лаборатории содержания автомобильных дорог РосдорНИИ под руководством Юрия Розова исследовано более 15 веществ, входящих в состав реагентов, и оказалось, что практически все они в той или иной степени могут оказывать негативное воздействие не только на окружающую среду, но и на организм человека. Одна из основных проблем состоит в том, что реагенты используются без соблюдения гигиенических норм и необходимых технических условий.

Антигололёдные средства и противолёдные реагенты имеют как свои плюсы, так и минусы. По своей сути – название «антигололёдный реагент» свидетельствует о том, что вещество вступает в реакцию с окружающей средой т.е. ледяным покровом.

Подобный химический процесс также зависит от ряда факторов, как внешних – природно-температурных, так и химический. Реагенты вступают в реакции не только с обледеневшим дорожным покрытием, но и с побочными продуктами, такими, как моторные масла, пары бензина, солярки, выхлопных газов, а также технической солью, в большом количестве присутствующих на дорожном покрытии, компонентами почвы.

Антигололёдные реагенты бывают жидкими и твердыми, и имеют различный состав и химические свойства. При попадании твердого антигололёдного реагента на ледяную поверхность снега или льда, эти частички растворяются, образуя рассол, который имеет температуру замерзания ниже температуры замерзания воды. Именно раствор антигололёдного реагента пока его концентрация такова, растапливает лед и предотвращает возникновение гололедных образований. Лучше тот антигололёдный реагент, который при наиболее низкой температуре расплавит большее количество снега и льда и окажет наименьшее действие на окружающую среду и материалы.

На территории столицы, для борьбы со льдом, коммунальные службы используют в основном следующие реагенты:

Хлористый кальций - ХККМ - твердый противогололёдный реагент в гранулах, упакованный в мешки по 25кг. Используется для посыпки дорог от льда и снега в зимнее время года.

Айсмелт - ХКНМ - твердый противогололёдный реагент хлористый кальций натрий модифицированный. В мешках по 25кг. Применяется для обработки дорог и улиц, пешеходных зон и тротуаров в любом диапазоне температур до -20 градусов C.

Соль техническая - NaCl - отпускается как россыпью, так и в мешках. Применяется в котельных, а также используется антигололёдный реагент.

Песко-солевая смесь - смесь песка и технической соли - форма отпуска - россыпью и в мешках по 50кг. Используют для посыпки дорог от льда в зимний период.

Мраморная крошка - мелкий мраморный щебень с размером зерен (фракцией) 2.5-5 мм - форма отпуска - россыпью и в мешках по 50кг. Используется в качестве антигололёдного реагента в зимний период для посыпки дорог и пешеходных зон.

Гранитная крошка - мелкий гранитный щебень с размером зерен (фракцией) 2-5мм - форма отпуска - россыпью и в мешках по 50кг. Используется в качестве противогололёдного реагента для обработки дорог и пешеходных тротуаров.

К наиболее общепринятым химическим антигололёдным реагентам сейчас относят хлористый натрий, хлористый магний, хлористый кальций и песко-соляную смесь. Эти реагенты рассыпаются в местах потенциального скопления ледяного покрова в соответствующих пропорциях и консистенциях, процентное соотношение растворов которых дозируется в соответствии с руководством использования того или иного противолёдного реагента.

В некоторых странах - в Финляндии, Нидерланды и др. подобные антигололёдные реагенты давно уже заменяют более экологически чистыми продуктами, такими как гранитной или мраморной крошкой, препятствующими скольжения, однако и эти методы имеют свои недостатки, такие, как стоимость самого материала (гранитный отсев стоит значительно дороже химических противолёдных реагентов), требуемых на единицу площади для таяния обледеневшего покрытия, так и недостатки механического воздействия на транспортные средства, испорченное покрытие которых несет ощутимый урон владельцам автотранспортных средств.

Самым дешевым и эффективным средством для борьбы с гололедом является техническая соль. Правильное применение соли наносит минимальный вред. Поэтому на сегодняшний день соль является одним из главных средств в борьбе с обледенением.

Химический состав соли хлорид натрия (поваренная соль) для производственных целей (техническая)

Соль (хлористый натрий) имеет широкий спектр промышленного применения. Например, в нефтяной промышленности раствор соли используется для разморозки грунта: солевой раствор заливается в пробуренные скважины, который под давлением проникает в почву и способствует процессу таяния.

Каменная соль встречается в природе в виде минерала. Добыча соли и продажа соли происходит из регионов, богатых этим минералом. Рынок соли достаточно обширен, основная его доля приходится на Белоруссию, Украину, и Среднюю Азию.

Пескосоль (пескосоляная смесь) представляет собой смесь песка и соли в определенных пропорциях, чем ниже температура и чем больше слой льда, тем выше процент содержания соли в песчано-солевой смеси. Используют для посыпки дорог ото льда в зимний период. Песчано-соляную смесь обычно готовят смешивая от 30/70 до 50/50%.

Данные средства используются на проезжих частях дорог, а также – на тротуарах. В процессе их применения, в первую очередь, предотвращается гололед, а также устраняется ледовая корка.
Однако, противогололёдные реагенты, как и все химические реагенты, требуют осторожности при их использовании. Например, если применять их без учета климатических особенностей региона, а также в больших – не соответствующих норме – количествах, то результат может оказаться неожиданным.

Отличным примером вышесказанного может служить соль техническая и ее использование сверх положенной нормы. В случаях неграмотного применения подобного реагента, его большое количество на проезжих частях и тротуарах способно оказать негативное воздействие, как на резину автомобилей, так и на обувь пешеходов.

Именно поэтому, соль техническая, так же, как и прочие антигололёдные реагенты, должны использоваться в строгом соответствии с существующими нормами.

Начиная с зимнего периода 2001/2002 годов власти крупных городов (Москва, Санкт-Петербург и др.), а так же частные организации, стали отказываться от традиционной соли в пользу экологически безопасных и более технологичных противогололёдных реагентов (ПГР) нового поколения.

Наиболее популярными и эффективными среди них являются твердые химические комбинированные реагенты на основе хлористого кальция. Их можно использовать практически при любых погодных условиях и температурных режимах, а также во время снегопадов. Их распределяют с помощью имеющейся у дорожных служб спецтехники, что позволяет обрабатывать большие территории.

Одним из реагентов нового поколения является «ФЛОЕТ-АНТИЛЁД» (производство ООО «Уралхиминвестхолдинг», г. Екатеринбург). Этот препарат нового поколения представляет собой сложную смесь хлористого кальция с добавлением ингибитора коррозии и гидрофобизатора в гранулированном виде. Гидрофобизатор, входящий в состав реагента, образует защитную плёнку на поверхности, предотвращая тем самым образование наледи.

Средство глубоко проникает в толщу льда, вплоть до поверхности дороги, препятствует сцеплению льда с дорожным полотном. Не слеживается, не «пылит». Предотвращает образование льда в течение 2-3-х дней с момента нанесения.

По свидетельству разработчиков «ФЛОЕТ-Антилёд» не разрушает асфальт, бетон, экологически безопасен для окружающей среды, после срабатывания полностью растворяется – не оставляя следов и грязи на дорогах, кроме того, не портит обувь и резину, а так же не вызывает коррозии металла, более того – обладает бактерицидными свойствами.

Вопрос об экологической безопасности новых противогололёдных реагентов был задан специалистам Департамента природопользования и охраны окружающей среды правительства Москвы. «Будем реалистами, — ответили специалисты, — абсолютно безвредных реагентов вообще не бывает. Все зависит от норм распределения». То есть, если использовать эти реагенты строго дозировано в зависимости от конкретного метеопрогноза, все будет хорошо. К сожалению, стопроцентной точностью наши метеорологи никогда не отличались.

Кроме того, учёные считают, что реакции противогололёдных реагентов всегда будут одинаковы, независимо от погоды. То есть сначала хлористый кальций превратит лед в воду, а потом пойдет гидролиз соли с образованием малорастворимого в воде осадка.

Хлористый кальций и его аналоги уже проходили испытания в Италии, Франции, Швейцарии, Германии и США. «Рискнула» его использовать одна только Швейцария, в которой морозов не бывает. А в Норвегии и Швеции вообще не пользуются никакой химией. Просто убирают заносы снегоуборочной техникой. В Финляндии же пользуются рецептом времен царской России: соленой мраморной крошкой.

Еще более опасны противогололёдные компоненты на основе ацетата аммония, в который входит азот. В почве живут нитрифицирующие бактерии, безвредные в «спящем» состоянии. Но стоит этим бактериям соприкоснуться с азотом, как они начинают размножаться и модифицировать аммоний во вредные нитриты и нитраты.

Все известные нитрифицирующие бактерии являются облигатными аэробами. Кислород необходим им как для окисления аммония в азотистую кислоту:

Весь процесс превращения аммония в нитраты происходит в несколько этапов с образованием промежуточных соединений, где азот имеет разную степень окисленности (рис).

Рис.35 Пути окисления аммония и нитрита нитрифицирующими бактериями.

Понятно, что такие реагенты на основе ацетата аммония нет смысла даже испытывать, поскольку они опасны.