С приходом зимы в регионах России остро встает вопрос обеспечения безопасности на дорогах. Уже много лет для борьбы с гололедом люди используют различные реагенты, техническую соль с песком или другим сыпучим материалом. Применение противогололедных реагентов (ПГР) на автомагистралях, тротуарах и во дворах приводит к негативным экологическим последствиям, затрагивающим компоненты окружающей среды.
Антигололедные реагенты (противогололёдные реагенты) — это специальные средства, созданные на основе солей кальция, магния и натрия, применяемые при борьбе со льдом и снежным накатом зимой. Антигололедными реагентами обрабатывают твёрдые покрытия (пешеходные дорожки, тротуары, проезжую часть), подверженные образованию наледи, возникающей при замерзании влаги и при снежном накате.
Антигололёдные средства можно разделить на две большие группы:
• Гранулированные реагенты.
• Жидкие реагенты.
Негативную славу ПГР снискали, главным образом, из-за технической соли, на которую, в качестве реагента, в России перешли с 1993 года. Хотя во многих странах соль используют до сих пор, считая ее надежным средством, в Европе и США ее применяют в средней дозировке 30 г/м2, тогда как в России норма внесения соли по нормативам — количество технической соли на 1 м2 не должно превышать 150 г/м2, что, в целом справедливо, принимая во внимание более суровые российские климатические условия. Однако эти нормы могут значительно превышаться как из-за несовершенства распределительной техники, приводящей к так называемому «кусковому» разбросу соли, так и из-за халатности работников дорожных и коммунальных служб. В результате техническая соль может вызывать коррозию металлических конструкций транспорта, выводить из строя инженерные сети, разрушать дорожные покрытия, наносить вред здоровью домашних животных.
«Соленость воды — это фактор, который действует по пороговому принципу. Когда мы добавляем соль, то до какого-то предела все хорошо, а потом одни растения и организмы начинают погибать, а другие приспосабливаться. Если соль попадает в почву, то растения, которые там растут, начинают чувствовать себя некомфортно. Засоление почвы и воды из-за применения солесодержащих реагентов стало проблемой», — считает кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН Егор Задереев.
Начиная с 2000-х годов власти крупных российских городов стали отказываться от традиционной смеси песка и соли в пользу антигололедных реагентов нового поколения, в частности, твердых химических комбинированных реагентов на основе хлористого кальция и натрия. Их можно использовать практически при любых погодных и температурных условиях, а также во время снегопадов. Их распределяют дорожные службы с помощью специально подготовленной техники, что позволяет быстро обрабатывать большие территории.
Эксперты отмечают незначительное токсическое влияние хлористого натрия (концентрация до 3%) на биологическую активность нефтезагрязненной дерново-карбонатной почвы. Кроме того, многие виды почв являются толерантными и в условиях засоления урбаноземов высокими концентрациями хлоридов натрия и калия формируют устойчивые к ним бикомплексы.
Красноярские ученые с помощью стандартных в токсикологии биотестов определили критические концентрации одного из распространенных в стране противогололедных реагентов, в основе которого имеются хлористые соли.
Биотесты включали проростки лука, газонной травы и водных рачков. Газонная трава использовалась для оценки влияния на почву, проростки лука — как переходная система между почвой и водой, а рачки были своеобразным «маркером» оценки воздействия на обитателей озер, прудов и луж.
«Мы сделали химический анализ этой солесодержащей смеси, он совпадал с тем, что было написано в паспорте: 80% это NaCl. Потом мы определили, когда начинают себя плохо чувствовать трава, лук и рачки. Затем мы пересчитали из нормативов использования смесей. Получилось, что с 1 м2 можно загрязнить (под загрязнением мы понимаем такую концентрацию солесодержащей смеси, при которой начинают гибнуть рачки, либо это начинает негативно влиять на рост лука или газонной травы) порядка 10 л пресной воды и 20 кг почвы», — пояснил Егор Задереев.
По оценке специалистов, соль, попавшая в окрестные водоемы, может сделать их не особо пригодными для жизни привычных обитателей, сток с каждого квадратного метра обработанной поверхности может привести к загрязнению 8-13 литров пресной воды. Так что вывозить снег, лед и реагент с дорог нужно оперативно и не куда-нибудь, а на специально подготовленные полигоны, откуда растворы солей не попадут в грунтовые воды.
Кроме того, по мнению экспертов, хлористый кальций вызывает аллергию у людей и разъедает металл автомобилей. По данным НИИ экологии человека и окружающей среды им. Сытина, количество аллергий у москвичей с приходом зимы значительно увеличивается.
Химики уверены, что хлориды натрия и кальция могут накапливаться в водоемах — высокая концентрация веществ способна нанести сильнейший урон экосистемам, поэтому крайне важно своевременно очищать поверхности от антигололедных реагентов.
Немаловажным является тот факт, что на дорогах реагенты смешиваются с другими веществами. Согласно докладу МГУ «Оценка эколого-геологических последствий применения противогололедных реагентов в г. Москве» целый ряд компонентов (сера, кремний, частицы каучука и др.) попадает в дорожные осадки из автопокрышек, истираемость которых на дорогах в зимний период резко увеличивается из-за повышенной агрессивности этих осадков (за счет высокой общей минерализации и повышенной щелочности). Промышленная сажа, из которой состоит примерно треть объема автомобильной резиновой автопокрышки, придает смеси ПГР на дорогах пугающий черный цвет.
Реагенты смешиваются с компонентами непосредственно из дорожного асфальтового покрытия, содержащего до 60% битума и не менее 40% частиц песка, гравия, минерального порошка. Также к ним добавляются битумные, масляные и иные соединения с днищ автомобилей, большинство которых обработано антикоррозийными покрытиями.
И, наконец, — жидкости для мытья стекол автомобилей. В их состав входят растворители и поверхностно-активные вещества (ПАВ), а также нейтрализаторы, исключающие окисление раствора, ингибиторы коррозии, ароматизаторы и т.д. Растворители (этиловый или изопропиловый спирты) служат для удаления нефтяных загрязнений, а в зимний период еще и обеспечивают необходимые низкотемпературные свойства. ПАВ очищают стекла от жиров и органических загрязнений. Автошампуни для стекол должны быть нейтральными по отношению к лакокрасочному покрытию кузова и резиновым деталям, безвредными для организма человека, разлагаться биологическим путем и не наносить вреда окружающей среде. Однако многие из них не удовлетворяют необходимым экологическим требованиям.
Вследствие применения ПГР также происходят различные изменения в геологической среде города, в том числе меняются химический состав грунтов и подземных вод и сама структура грунтов.
Таким образом, летом, весной и осенью, когда ПГР не используются, исчезает и большинство вышеперечисленных источников загрязнения окружающей среды, а зимой их воздействие приобретает угрожающие масштабы.
Во многих развитых странах уже давно отказались от использования противогололедных реагентов, заменив их на более безопасные аналоги. Например, в Австрии и Швеции зимой дороги посыпают песчаной смесью или мелкой крошкой камня, а в городе Энкени (штат Айова, США) — чесночной приправой. В Финляндии после использования мраморной крошки в зимнее время специальная техника, похожая на пылесосы собирает ее весной, после чего ее моют, а следующей зимой используют снова. Главный плюс такого метода — полная безопасность такой посыпки для машин, людей и животных. Однако есть и минусы: посыпать приходится постоянно, так как такая смесь очень быстро сдувается с дороги ветром.
Кроме того, норвежские ученые после многочисленных экспериментов пришли к выводу: для того, чтобы на дороге дольше не появлялся лед, ее надо поливать горячей водой с песком. Технология проста: песок смешивается с водой, нагретой до 95℃, а затем раскидывается по дороге. Горячая вода мгновенно подтопляет лед, что позволяет песчинкам проникать до асфальта. А когда через минуту дорога снова замерзает, на ней образуется корка, похожая на наждачную бумагу.
Более современное решение проблемы снегопадов и гололеда нашла Норвегия. Там начали строить трассы с подогревом, таким образом, полностью отпала какая-либо необходимость в очистке и посыпке дорог. В Японии ограничиваются лишь классическим способом очистки дорог и тротуаров от снега. Однако для них проблема снегопадов не стоит так остро из-за более мягкой зимы.
Учёные настаивают на том, что необходимо искать решение этой глобальной проблемы, пока последствия засоления окружающей среды не приняли масштаб глобальной экологической катастрофы. Учитывая, что пока не существует надёжных альтернатив противогололёдным реагентам, перед властями и исследователями стоит целый ряд задач. Потребуется и разработка экологичных технологий, которые заменят или уменьшат использование соли, развитие и внедрение системы мониторинга качества пресной воды и законодательное регулирование всего процесса.
Москва
