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大雪过后,融雪剂是如何将雪迅速“融化”的?

2019-06-04    来源:科普中国-科学为你解疑释惑

  大雪过后,道路如果不及时清理,就会导致交通瘫痪和大面积事故。为了迅速快捷将雪融化掉,最常用的方法是向路面积雪抛洒融雪剂。

  融雪剂主要分为两大类,一类是以醋酸钾为主要成分的有机融雪剂,这一类融雪剂融雪效果好,腐蚀损害小,但价格过高,一般只适用于机场、高尔夫球场等地。另一类是氯盐类融雪剂,包括氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等在内,通常被称作“化冰盐”,优点是便宜,价格仅相当于有机类融雪剂的1/10。

  由于盐类的溶解吸热,且盐水的凝固点较低,因此,盐在雪水中溶解后,就难以再形成冰块。

  “氯盐类”融雪剂溶于水(雪)后,冰点在零度以下。例如,氯化钠溶于水后冰点在-10℃,氯化钙在-20℃左右,醋酸类可达-30℃左右。盐水的凝固点比水的凝固点低,因此,雪水中溶解了盐之后就很难再形成冰块。此外,融雪剂溶于水后,水中离子浓度上升,使水的液相蒸气压下降,但冰的固态蒸气压不变。为达到冰水混和物固液蒸气压相等的状态,冰便融化了。这一原理也很好解释了盐水不易结冰的道理。

  简单地说,就是融雪剂降低了雪的熔点,使其更容易融化。水是一种特殊的物质,水在结冰后密度变小(一般物质固态下的密度大于液态下的密度),因此压强越大,冰的熔点越低。我们常常看到,积雪的路面上洒上融雪剂后,再经车辆的碾压,雪会更容易融化。

  通过比较融雪效能、速度、方便快捷性及成本效益,不难发现,氯盐类融雪剂仍然是难以取代的。不过,目前,主要还是以人工除雪、机械除雪为主,融雪剂除雪为辅。

  对于城市冬季融雪问题,机械铲雪后,在道路上撒炭渣、粗砂、树枝渣等物质来防滑,同时利用这些渣类物质的深色吸收太阳的热量,以增加地面温度来融雪。目前,这是比较环保的除雪方法。使用后的炭渣和树枝渣可以放入道路边的绿地中,没有污染。对实在需要撒融雪剂的路面,要先用铲雪车扫掉地面上的大部分积雪,然后撒少量融雪剂来防止道路上结冰。并且充分利用地表热、太阳辐射热和汽车驾驶中自身释放的热量来帮助道路融雪。

  本文由安徽大学资源与环境工程学院教授李玉成进行科学性把关。