Противогололедные реагенты – новосибирские ученые предложили безопасные варианты

24 октября 2023

Ученые Пермского Политеха рассказали как защитить дороги, автомобили, животных, обувь и землю от агрессивных противогололедных компонентов

Зима уже близко. Дороги начнут покрываться ледяной коркой и станут причиной роста количества автомобильных аварий и получения разных травм. Справляться с такой ситуацией помогают противогололедные реагенты. Но так ли они безопасны для окружающих? Андрей Старостин и Лариса Рудакова, ученые Пермского Политеха, совместно с Натальей Старцевой, экспертом Пермского института ФСИН, рассказали о влиянии противогололедных реагентов.

Противогололедные реагенты бывают жидкие, твердые, гранулированные, имеют различный состав и химические свойства, но при этом обладают главным общим свойством – плавят снег.

Выбор типа реагентов зависит от погодных условий. В снегопад и слякоть применяют твердые реагенты, а в сухую погоду и при гололеде специальные машины распрыскивают на дорожные покрытия жидкие химические вещества.

Доктор технических наук, заведующая кафедрой охраны окружающей среды ПНИПУ Лариса Рудакова рассказывает: «Сырьем для химических реагентов чаще всего являются природные источники и отходы промышленности (сильвинитовые, карналитовые и другие). К природным относятся, например, галит или по-другому каменная соль, а еще бишофит – это естественный минерал, который на 90–96 % состоит из хлорида магния».

Кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий Пермского Политеха Андрей Старостин добавляет, что в основе большинства реагентов лежат соли. Наиболее эффективными считаются соли калия, натрия, кальция, аммония и муравьиной или уксусной кислоты. Они обладают высокой плавящей способностью даже при низких температурах до –50°С.
Каждый компонент реагента индивидуален
Компоненты реагентов имеют свои свойства и действуют по-разному в зависимости от условий и типа поверхности, на которую они наносятся. Подробнее о них рассказывает эксперт Пермского Политеха Андрей Старостин.

Поваренная соль
Поваренная соль моментально растапливает лед и не замерзает от 0°С до –16°С, действуя постоянно. Однако эта соль имеет ряд недостатков: она образует снежную кашу, высокую коррозионную активность, негативно влияет на экологию и материалы обуви, одежды и автомобильных колес.
Хлористый магний
Хлористый магний быстро плавит лед до –20°С, но приводит к накоплению магния в почвах и природных водах. Кроме того, оказывает разрушающее действие на бетонные дорожные покрытия. Реагенты, в составе которых присутствует этот компонент, высушивают почву. Их большая концентрация может быть опасна для растений, поскольку вызывает мутации.
Аммоний уксуснокислый
Аммоний уксуснокислый работает до -35°С, имеет наименьший показатель коррозионной активности, но обладает резким запахом уксуса и дорого стоит по сравнению с технической солью.
Натриевая соль муравьиной кислоты
Наличие натриевой соли муравьиной кислоты в составе дорожных реагентов практически в любом количестве значительно снижает коррозию металла. Воздействие этой кислоты на цементобетон меньше хлорида натрия, широко используемого для борьбы со льдом на автомобильных дорогах. Поэтому именно ее можно рекомендовать в качестве основного противогололедного реагента.

Андрей Старостин поясняет: «В присутствии солей кальция скорость разложения солей муравьиной кислоты увеличивается, при этом значительно улучшается качество почв и состояние окружающей природной среды. Эта соль повышает плавящую способность реагента, поскольку ускоряет его «срабатывание» при взаимодействии со снежно-ледяными отложениями. Она не только самостоятельно разлагается в природной среде, но и способствует очищению биосферы от вредных веществ. Такую соль можно отнести к экологически безопасным реагентам».

Реагенты и дороги
Тротуары, зоны общественных учреждений и дворы домов, как правило, посыпают бюджетной смесью, состоящей из технической или поваренной соли с песком. Городские автомобильные дороги тоже посыпают песчано-солевой смесью. При этом добавляют компоненты, снижающие коррозию – карбамид, сухой спирт соли уксусной и муравьиной кислот и другие соединения в зависимости от марки реагента.

Обширные загородные трассы посыпают смесью технической соли с песком или мелким отсевом, такие абразивные материалы улучшают сцепление с дорожным полотном.

Доцент кафедры химических технологий Пермского Политеха Андрей Старостин говорит: «На взлетно-посадочные полосы (ВПП) для безопасного взлета и посадки воздушного транспорта используют составы, содержащие натриевую или калиевую соль муравьиной кислоты. Во-первых, они не вызывают разрушение материалов самолетов и ВВП, а во-вторых, состав реагента плавит снег и лед даже в сильный мороз. Все это уменьшает риск скольжения и повышает коэффициент трения между колесами самолетов и поверхностью ВПП, что помогает снизить вероятность аварийных ситуаций».

Влияние реагентов на животных
Больше всего антигололедные реагенты могут навредить домашним животным, особенно собакам. Старший преподаватель кафедры зоотехнии ФКОУ ВО Пермского института ФСИН России Наталья Старцева рассказывает (представлен сокращенный вариант): «Забота о здоровье питомца лежит на хозяине. Важно регулярно осматривать не только поверхность лап, но и межпальцевое пространство, там локализируется воспаление или инфекция. Следует помнить о мытье лап после каждой прогулки. Ветеринары рекомендуют добавлять в жидкость для мытья шампунь для собак или просто мыльный раствор.
...
В зоомагазинах представлен широкий перечень защитный аэрозолей, кремов, восков. Такие средства создают плотную водоотталкивающую пленку, защищая не только от реагентов, но и других веществ (бензин, антифриз, мазут). Если в их составе присутствует масло, то средство имеет увлажняющий и противовоспалительный эффект. При небольшом раздражении лап возможно использовать мазь «Биосептин», а при обморожении – мазь «Раносан». Также есть вариант механической защиты: приобретение специальных комбинезонов для собак с защитой лап».

Влияние реагентов на обувь
Противогололедные средства оказывают влияние не только на лапы животных, но и на нашу обувь.
Андрей Старостин рассказывает: «Пропитанная солями обувная кожа при высыхании теряет свой внешний вид за счет кристаллизации и прорастания солей внутри волокон материала. Это приводит к разрушению, вздутию и появлению белых разводов на обуви, теряется влагоустойчивость. Простой и эффективный способ защитить обувь – использовать силиконовые водоотталкивающие пропитки, чистить кремом на основе воска и протирать после каждой прогулки.

При этом важно учитывать материал, из которого сделана обувь. Замша и нубук считаются самыми уязвимыми в слякотную погоду. Для их защиты применяют только специальные для таких материалов водоотталкивающие пропитки, воск и крем – не подходят. Лучший способ защитить обувь из натуральной кожи – сначала обработать спреем-пропиткой, а после его высыхания нанести крем. Искусственная кожа в этом плане проще, обычно хватает влагозащитного аэрозоля, но важно, чтобы в его составе не было растворителей. Самая живучая обувь – мембранная, материал, из которого она делается водостойкий, достаточно регулярно очищать его и не использовать жирные масла».

Влияние реагентов на людей
Реагенты негативно воздействуют на шины автомобиля и вызывают коррозию дисков колес. Кроме того автомобильные покрышки при истирании выделяют значительное число химических компонентов (например, углерод, серу или оксид кремния). В результате трения от них отделяются мелкие частицы, которые смешиваются с компонентами противогололедного реагента и создают взвесь мелких частичек в воздухе в сухую погоду. Ветер раздувает едкую пыль, она попадает в верхние дыхательные пути и раздражает глаза.
Лариса Рудакова рассказывает: «Реакция на реагенты может проявляться в виде аллергии и раздражений, поэтому в периоды потепления рекомендуется носить маски или же закрывать шарфом дыхательные пути. В процессе таяния вредные химикаты попадают в почву, испаряются и могут попасть в организм человека. Стоит помнить, что контакт с реагентами происходит, например, во время игры в снежки с грязным снегом или прикосновения к обуви. Поэтому лучше всего надевать перчатки или варежки, чтобы минимизировать риск взаимодействия с противогололедными средствами».

Влияние реагентов на окружающую среду
В настоящее время все используемые реагенты относятся к веществам третьего-четвертого классов опасности, т.е. малоопасные и нетоксичные. Безусловно, есть результаты научных исследований, которые свидетельствуют о загрязнении почв, прилегающих к автомобильным дорогам и автотрассам, изменении реакции среды воды водоемов.

Снизить влияние реагентов на экологию, почвы и водные экосистемы можно путем соблюдения правил содержания дорог в зимнее время. Своевременная уборка и вывоз подтаявшей снежной массы на специально оборудованные снежные полигоны, где образующаяся после таяния вода поступает на очистные сооружения. Обычно это могут быть специальные площадки, на которых установлены системы снеготаяния. Либо специальные площадки с ровным и твердым покрытием, где снег просто складируется и топится самостоятельно. В целях безопасности такие площадки не располагают близко к водоемам.

Есть ли альтернатива реагентам?
Лариса Рудакова рассказала, что может послужить альтернативой реагентам. Строительство подогреваемых дорог (по типу теплых полов) со сбором, отведением и очисткой образующей воды может послужить альтернативной заменой реагентов. Или же использование противогололедного асфальта, в который добавляется поваренная соль (до 5 % от общего объема). Данная технология еще проходит проверки и испытания, по результатам которых будут сделаны выводы о приемлемости и целесообразности ее тиражирования.

Из нетрадиционных методов борьбы с гололедом зимой эксперт Пермского Политеха называет «экзотический способ». Он уместен для небольших регионов. Для этого можно использовать отработанный огуречный рассол. В его составе активно используется соль, которая выступает эффективным компонентом для борьбы с гололедом. Можно использовать кофейный жмых, который служит бюджетной альтернативой и выполняет такие же функции, как галька или мраморная крошка.

Напомним, что основным средством нанесения антигололедных средств выступают комбинированные дорожные машины (КДМ) на базе распространенных моделей самосвалов.

Например, смоленский завод КДМ выпустил две новые модификации комбинированных дорожных машин с отбором мощности от двигателя – ЭД495 на базе самосвала FAW СА3250 (6x4) и ЭД490 на базе самосвала FAW J6 CA3250 (8х4).

Продажа новинок стартовала 1 октября 2023 года. Поставки данных машин планируются в Нижегородскую, Московскую и Кемеровскую области, а также в Республику Татарстан.

P.S. М-да, огуречный рассол и кофейный жмых – в качестве противогололедных компонентов?;-) Как говорится это из раздела «Ученые шутят»…

Следите за новостями на портале www.rim3.ru

Наш интернет магазин: https://irim3.ru/

Загрузка