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为了应付几十年不遇的大雪,近3万吨融雪剂被抛洒到北京街头,而这些化冰之盐,已经被证明会杀死花草、腐蚀路桥。暖春到来,首都会是怎样的景色?
40年不遇的大雪,几天就融化了。当雪化净,树根、花坛、公路边缘、过街台阶、立交桥墩,却仍留着亮晶晶白花花的一小撮,小狗跑去舔,尝到一丝咸味。
这是融雪剂,又叫化冰盐,成分通常是氯化钠、氯化钙、 氯化镁、 氯化钾等晶体。它的原理非常简单,即“盐水不易上冻”。比如,氯化钠在4%的溶液浓度下,冰点为-2.3℃;15%的溶液浓度,冰点-9℃;30%的溶液浓度,变成-20.8℃。
“化冰盐对园林花木有毒害,对市政工程有腐蚀。”洪乃丰,这位从事腐蚀防护科研与工程服务工作40余年的高级工程师,不断对融雪剂发难。尽管一般人都不会介意那一点点有碍观瞻的白色粉末。
2009〜2010跨年的冬天,近3万吨融雪剂已被施用于北京那场大雪——这个数字是2008年的10倍,也是过去5年冬季使用量的总和。
说破天,也还是盐
每年冬天的降雪,都让北京市的园林部门格外紧张。
今年,年初大雪降下后第一周,王燕春就开始了取样调查,她想尽快了解休眠中的植物在开春后的命运。“因为对融雪剂的历史性用量感到担心,市园林科学研究所破例这么早就展开检测。”
“植物对融雪剂中氯、钠、钙、钾等离子非常敏感。先是土壤透水性变差,盐渍、板结。此外,高度的盐分还可能引发‘生理干旱’。这意味着,不论浇多少水,植物都拒绝吸收,反而会从体内脱水,萎蔫死亡。”王燕春说。
北京城八区的全部主要路段都在检测范围之内,从回到手中的雪样200多个,土壤样品220多个看,初步结果很不乐观。
“钠离子有的会达到上千毫克/升,钙、镁离子则是几十几百的水平。含盐量远远大于对照雪水,普遍超标。一些地区土壤盐化,植物将无法正常生长。不过,盐害现形要等到暖春四月返青时。”
“目前北京使用的是环保型融雪剂,参考北京地方标准。”北京市政市容管委环境卫生管理处处长李向东说。
2 0 0 2年由北京市环境卫生设计科学研究所起草的北京市《融雪剂》地方标准中,明确要求“融雪剂PH值在6.5-9.0之间,融雪能力≥氯化钠融雪能力的90%,腐蚀性≤氯化钠腐蚀能力的50%,耐盐性大于等于100克/平方米。”对汞、铬、镉、铅、砷等重金属含量也有一定要求。
经过招投标,21款胜出品牌最终出现在“2009年度北京地区推荐使用融雪剂产品名单”上。比如LGR-93A1型融雪剂—北京三铁伟业精细化工的一款中标产品,“由多种无机盐附加多种添加剂组成”,被形容为“对道路,水泥路及桥梁建筑物基本不会造成腐蚀,对植物、树木生长无损害。”
“‘环保型融雪剂’的叫法,本身就是一种误读。”王燕春说。以往,融雪剂的成分单纯是氯化钠,现在的改进,不过是以一部分钙、镁和钾替代了钠。“‘环保’一说,可能是指减弱了‘单盐毒害’。‘环保型融雪剂’往往要求氯化钠小于等于60%,即以其他离子替代了一部分钠离子,减轻由于只含有一种金属离子对植物的伤害。但这并不意味着可以滥用,况且氯离子依然存在。”
说破天,融雪剂也还是盐。盐害有多厉害,往年的经验早已给了注脚。
西二环靠西直门附近的路段上,曾有一棵毛白杨生长旺盛,堪称地标。就是这样一株难以伐倒的老树,最终却因为在根部堆积施用过融雪剂的雪而死去。
绿化首都的400余种植物中,只有杨树、柳树、白蜡几个树种对盐分抗性较强。它们也向融雪剂“缴械”了,这表明情况已经相当严重。
2003年春季,园林部门第一次注意到了融雪剂。
那年,一直很皮实的栾树越冬后竟毫无生命迹象,其中一些先是抽出嫩芽,后又蔫缩在枝头。园林部门化验后发现,生长在长安街这一融雪剂重点喷洒路段的栾树,坏死树木所在的土层,0〜20厘米土壤全盐量(全盐量通常是指盐分中阴、 阳离子的总和)为0.465%〜0.118%。而对栾树来说,当土壤全盐量超过0.2%,就不能正常生长。
全市范围内的大调查随即展开,结果惊人—北京城八区,有近4000株行道树、40多万株绿篱、5万多平方米的草地相继枯死。仅苗木费损失就达1500万元。80%是融雪剂所致。
两年后,2005年,相似的调查显示—城八区,死亡行道树超过1万株,149万余株绿篱、色块等灌木和近20万平方米草坪遭受盐害。这一次,直接经济损失超过3000万元。
“环保型融雪剂”正是在那时被应景般地提出来。但显然无济于事。
到现在,除了换树、换土,园林部门没有更多的解决办法。为分车道植物罩上墨绿色无纺布,以防范车轮飞溅,不过无奈之举。
2010年4月,北京很可能会是另一个缺色的春天。
“吃”桥的盐
转年,植物即会变化。而融雪剂对市政工程的影响,缓慢累积,不易察觉。
细心的行人经过朝阳门桥、东直门桥、安定门桥等等,会在多处发现那种1〜2厘米的深坑槽。“这可能就是融雪剂同水渗、冻融、工程质量等因素综合作用的后果。”洪乃丰说。72岁的老工程师,至今仍不定期上网搜罗误读融雪剂的帖子,一一回复纠正。
钢筋混凝土,这个城市的基本骨架,融雪剂正在瓦解它。
破坏始于混凝土表面。溶有化雪盐的雪水,一部分被排掉,一部分顺裂纹流进建筑内部,混凝土的饱水度增高,同时,盐的结晶压造成了膨胀和剥蚀。比起冰冻,盐冻更加严重。
对钢筋的腐蚀是另一原理,氯盐侵入,与渗进的水分、氧气和钢筋本身等反应,引起锈蚀。生锈后体积膨胀,造成混凝土开裂与钢筋分离。
老西直门桥首当其冲。
1999年,新西直门桥开建时,老桥已经忍受了19年。洪乃丰动笔为当时老桥做了速写—桥面板下,大片白色物渗出;一些部位混凝土脱落、钢筋严重锈蚀,有冻融特征;部分大梁出现顺筋裂缝;立交桥二层内外两侧的柱子,裂缝处长者达2米以上,宽度1〜5毫米。
无独有偶,北京市政工程研究院曾追踪调查桥梁破坏模式,发现刘家窑桥西桥台网状裂缝、北窑桥主粱腐蚀、朝阳门桥双柱墩混凝土剥落、建国门桥桥面板破坏等均同融雪剂关联。
“不光桥梁,这个问题普遍存在于以往设计的混凝土工程中。如,混凝土道路、车库混凝土地板、下水管道等。”土木结构工程和防护工程专家、中国工程院院士陈肇元告诉《新知客》记者,“现在比较可行的补救方案,是在工程设计时加大钢筋的混凝土保护层厚度,并采用低水胶比的混凝土,也可在混凝土构件表面加防腐涂层。但后者价格较高。不过一旦钢筋严重锈蚀,就很难补救,更费大钱。”
大城市的小问题
多次协商之后,市园科所提出的两点建议—残雪不要进入绿地和对植物围栏保护—已被写入新规。
路政设施的防渗技术和养护也在追赶融雪剂破坏的速度,如采用高性能混凝土、掺加钢筋阻锈剂(北京玉渊潭桥和四环路桥等已采用RI型阻锈剂)、选用环氧涂层钢筋等耐蚀钢筋、对混凝土外表面涂防护涂层(如阴极保护)等等。
但一个终极问题是,融雪剂可以完全不用吗?
“这个想都别想。”北京市政市容管理委员会的一位负责人对《新知客》记者说。这位负责人有点委屈。2001年,一场1.8毫米的降雪,曾引发全城交通大拥堵。市区街道变为停车场,许多人在凌晨4、5点钟才回到家。“今天,一路畅通,人们却又对化冰盐不满了。”
环保人士李皓建议,北京也许可以恢复传统,动员全社会参与扫雪。在美国的一些州,已经彻底禁止使用盐类融雪剂。机械铲雪,再撒碳渣和粗砂等防滑物(这些深色渣类物质利于吸收太阳热量,可增加地面温度来融雪)。
更多专家也提供了国外的经验,比如,提高机械除雪率、将含有融雪剂的雪压实成块运到污水处理厂、使用以醋酸钾为主的有机融雪剂⋯⋯
但这位负责人认为他们的想法太过乐观了。“现在市政面临的一个很大困难就是市民不配合,连自扫门前雪都无法做到。”今年中标的融雪剂,每吨价格在1050-2600元不等,而醋酸钾等不损伤环境的有机融雪剂,每吨要1万元以上,价格高出10倍还多。“现在只在机场、迎宾路等重点区域使用,大量应用还很不现实。”
他赞同,国外确实会有一些好的除雪方式可以借鉴。如西方普遍采用的预湿撒布方式,即撇布设备提前将融雪剂预融化,撒布到路面上的融雪剂即是初步溶化后的糊状。这可以令融雪剂快速起效和减少用量。“近期市政就将派人赴俄学习。”
那么,能否实现科学撒盐呢?
《北京市融雪剂使用管理办法》初步规定:在降雪量不超过10毫米/次时,施洒(撒)量不得大于10克/平方米,在中到大雪时,可在此基础上适当增加施洒(撒)量,保障路面不结冰。但国家标准⋯⋯现在还没有。
“在城市建设和城市设计中,城市是一个巨大的实验室,有试验也有错误,有失败也有成功。”简•雅各布斯在她的《美国大城市的死与生》中写道。
大大的城市,有无数小小的问题。融雪剂,只是其中之一。而与它相关的、方方面面的成本与手艺,让人们不知该如何计较取舍。
40年不遇的大雪,几天就融化了。当雪化净,树根、花坛、公路边缘、过街台阶、立交桥墩,却仍留着亮晶晶白花花的一小撮,小狗跑去舔,尝到一丝咸味。
这是融雪剂,又叫化冰盐,成分通常是氯化钠、氯化钙、 氯化镁、 氯化钾等晶体。它的原理非常简单,即“盐水不易上冻”。比如,氯化钠在4%的溶液浓度下,冰点为-2.3℃;15%的溶液浓度,冰点-9℃;30%的溶液浓度,变成-20.8℃。
“化冰盐对园林花木有毒害,对市政工程有腐蚀。”洪乃丰,这位从事腐蚀防护科研与工程服务工作40余年的高级工程师,不断对融雪剂发难。尽管一般人都不会介意那一点点有碍观瞻的白色粉末。
2009〜2010跨年的冬天,近3万吨融雪剂已被施用于北京那场大雪——这个数字是2008年的10倍,也是过去5年冬季使用量的总和。
说破天,也还是盐
每年冬天的降雪,都让北京市的园林部门格外紧张。
今年,年初大雪降下后第一周,王燕春就开始了取样调查,她想尽快了解休眠中的植物在开春后的命运。“因为对融雪剂的历史性用量感到担心,市园林科学研究所破例这么早就展开检测。”
“植物对融雪剂中氯、钠、钙、钾等离子非常敏感。先是土壤透水性变差,盐渍、板结。此外,高度的盐分还可能引发‘生理干旱’。这意味着,不论浇多少水,植物都拒绝吸收,反而会从体内脱水,萎蔫死亡。”王燕春说。
北京城八区的全部主要路段都在检测范围之内,从回到手中的雪样200多个,土壤样品220多个看,初步结果很不乐观。
“钠离子有的会达到上千毫克/升,钙、镁离子则是几十几百的水平。含盐量远远大于对照雪水,普遍超标。一些地区土壤盐化,植物将无法正常生长。不过,盐害现形要等到暖春四月返青时。”
“目前北京使用的是环保型融雪剂,参考北京地方标准。”北京市政市容管委环境卫生管理处处长李向东说。
2 0 0 2年由北京市环境卫生设计科学研究所起草的北京市《融雪剂》地方标准中,明确要求“融雪剂PH值在6.5-9.0之间,融雪能力≥氯化钠融雪能力的90%,腐蚀性≤氯化钠腐蚀能力的50%,耐盐性大于等于100克/平方米。”对汞、铬、镉、铅、砷等重金属含量也有一定要求。
经过招投标,21款胜出品牌最终出现在“2009年度北京地区推荐使用融雪剂产品名单”上。比如LGR-93A1型融雪剂—北京三铁伟业精细化工的一款中标产品,“由多种无机盐附加多种添加剂组成”,被形容为“对道路,水泥路及桥梁建筑物基本不会造成腐蚀,对植物、树木生长无损害。”
“‘环保型融雪剂’的叫法,本身就是一种误读。”王燕春说。以往,融雪剂的成分单纯是氯化钠,现在的改进,不过是以一部分钙、镁和钾替代了钠。“‘环保’一说,可能是指减弱了‘单盐毒害’。‘环保型融雪剂’往往要求氯化钠小于等于60%,即以其他离子替代了一部分钠离子,减轻由于只含有一种金属离子对植物的伤害。但这并不意味着可以滥用,况且氯离子依然存在。”
说破天,融雪剂也还是盐。盐害有多厉害,往年的经验早已给了注脚。
西二环靠西直门附近的路段上,曾有一棵毛白杨生长旺盛,堪称地标。就是这样一株难以伐倒的老树,最终却因为在根部堆积施用过融雪剂的雪而死去。
绿化首都的400余种植物中,只有杨树、柳树、白蜡几个树种对盐分抗性较强。它们也向融雪剂“缴械”了,这表明情况已经相当严重。
2003年春季,园林部门第一次注意到了融雪剂。
那年,一直很皮实的栾树越冬后竟毫无生命迹象,其中一些先是抽出嫩芽,后又蔫缩在枝头。园林部门化验后发现,生长在长安街这一融雪剂重点喷洒路段的栾树,坏死树木所在的土层,0〜20厘米土壤全盐量(全盐量通常是指盐分中阴、 阳离子的总和)为0.465%〜0.118%。而对栾树来说,当土壤全盐量超过0.2%,就不能正常生长。
全市范围内的大调查随即展开,结果惊人—北京城八区,有近4000株行道树、40多万株绿篱、5万多平方米的草地相继枯死。仅苗木费损失就达1500万元。80%是融雪剂所致。
两年后,2005年,相似的调查显示—城八区,死亡行道树超过1万株,149万余株绿篱、色块等灌木和近20万平方米草坪遭受盐害。这一次,直接经济损失超过3000万元。
“环保型融雪剂”正是在那时被应景般地提出来。但显然无济于事。
到现在,除了换树、换土,园林部门没有更多的解决办法。为分车道植物罩上墨绿色无纺布,以防范车轮飞溅,不过无奈之举。
2010年4月,北京很可能会是另一个缺色的春天。
“吃”桥的盐
转年,植物即会变化。而融雪剂对市政工程的影响,缓慢累积,不易察觉。
细心的行人经过朝阳门桥、东直门桥、安定门桥等等,会在多处发现那种1〜2厘米的深坑槽。“这可能就是融雪剂同水渗、冻融、工程质量等因素综合作用的后果。”洪乃丰说。72岁的老工程师,至今仍不定期上网搜罗误读融雪剂的帖子,一一回复纠正。
钢筋混凝土,这个城市的基本骨架,融雪剂正在瓦解它。
破坏始于混凝土表面。溶有化雪盐的雪水,一部分被排掉,一部分顺裂纹流进建筑内部,混凝土的饱水度增高,同时,盐的结晶压造成了膨胀和剥蚀。比起冰冻,盐冻更加严重。
对钢筋的腐蚀是另一原理,氯盐侵入,与渗进的水分、氧气和钢筋本身等反应,引起锈蚀。生锈后体积膨胀,造成混凝土开裂与钢筋分离。
老西直门桥首当其冲。
1999年,新西直门桥开建时,老桥已经忍受了19年。洪乃丰动笔为当时老桥做了速写—桥面板下,大片白色物渗出;一些部位混凝土脱落、钢筋严重锈蚀,有冻融特征;部分大梁出现顺筋裂缝;立交桥二层内外两侧的柱子,裂缝处长者达2米以上,宽度1〜5毫米。
无独有偶,北京市政工程研究院曾追踪调查桥梁破坏模式,发现刘家窑桥西桥台网状裂缝、北窑桥主粱腐蚀、朝阳门桥双柱墩混凝土剥落、建国门桥桥面板破坏等均同融雪剂关联。
“不光桥梁,这个问题普遍存在于以往设计的混凝土工程中。如,混凝土道路、车库混凝土地板、下水管道等。”土木结构工程和防护工程专家、中国工程院院士陈肇元告诉《新知客》记者,“现在比较可行的补救方案,是在工程设计时加大钢筋的混凝土保护层厚度,并采用低水胶比的混凝土,也可在混凝土构件表面加防腐涂层。但后者价格较高。不过一旦钢筋严重锈蚀,就很难补救,更费大钱。”
大城市的小问题
多次协商之后,市园科所提出的两点建议—残雪不要进入绿地和对植物围栏保护—已被写入新规。
路政设施的防渗技术和养护也在追赶融雪剂破坏的速度,如采用高性能混凝土、掺加钢筋阻锈剂(北京玉渊潭桥和四环路桥等已采用RI型阻锈剂)、选用环氧涂层钢筋等耐蚀钢筋、对混凝土外表面涂防护涂层(如阴极保护)等等。
但一个终极问题是,融雪剂可以完全不用吗?
“这个想都别想。”北京市政市容管理委员会的一位负责人对《新知客》记者说。这位负责人有点委屈。2001年,一场1.8毫米的降雪,曾引发全城交通大拥堵。市区街道变为停车场,许多人在凌晨4、5点钟才回到家。“今天,一路畅通,人们却又对化冰盐不满了。”
环保人士李皓建议,北京也许可以恢复传统,动员全社会参与扫雪。在美国的一些州,已经彻底禁止使用盐类融雪剂。机械铲雪,再撒碳渣和粗砂等防滑物(这些深色渣类物质利于吸收太阳热量,可增加地面温度来融雪)。
更多专家也提供了国外的经验,比如,提高机械除雪率、将含有融雪剂的雪压实成块运到污水处理厂、使用以醋酸钾为主的有机融雪剂⋯⋯
但这位负责人认为他们的想法太过乐观了。“现在市政面临的一个很大困难就是市民不配合,连自扫门前雪都无法做到。”今年中标的融雪剂,每吨价格在1050-2600元不等,而醋酸钾等不损伤环境的有机融雪剂,每吨要1万元以上,价格高出10倍还多。“现在只在机场、迎宾路等重点区域使用,大量应用还很不现实。”
他赞同,国外确实会有一些好的除雪方式可以借鉴。如西方普遍采用的预湿撒布方式,即撇布设备提前将融雪剂预融化,撒布到路面上的融雪剂即是初步溶化后的糊状。这可以令融雪剂快速起效和减少用量。“近期市政就将派人赴俄学习。”
那么,能否实现科学撒盐呢?
《北京市融雪剂使用管理办法》初步规定:在降雪量不超过10毫米/次时,施洒(撒)量不得大于10克/平方米,在中到大雪时,可在此基础上适当增加施洒(撒)量,保障路面不结冰。但国家标准⋯⋯现在还没有。
“在城市建设和城市设计中,城市是一个巨大的实验室,有试验也有错误,有失败也有成功。”简•雅各布斯在她的《美国大城市的死与生》中写道。
大大的城市,有无数小小的问题。融雪剂,只是其中之一。而与它相关的、方方面面的成本与手艺,让人们不知该如何计较取舍。