Результаты применения многокомпонентных антигололедных составов в Москве

Реферат

по химии

на тему:

Как создавались противогололедные реагенты, применяемые в Москве?

Москва

Оглавление

Введение 3

Как создавались противогололедные реагенты, применяемые в Москве?

1.1 История создания противогололедных реагентов, использующихся в столице 4

1.2 Результаты применения многокомпонентных антигололедных

составов в Москве 8

Заключение 12

Список использованной литературы 14

Введение

Москва - это самый северный город десятимиллионник в мире. Зима здесь длится более 4-х месяцев. Соответственно, очень важно, чтобы уборка снега и наледи осуществлялась своевременно и эффективно, иначе город встанет в гигантских пробках, а также повысится уровень травматизма.

В Москве уже более 5 лет используются современные многокомпонентные противогололедные реагенты с формиатом натрия в составе. Однако столичные коммунальные службы далеко не сразу пришли к такому прогрессивному способу борьбы с гололедом. Путь был достаточно долгим.

Цель данного реферата: рассказать о создании противогололедных реагентов, по всем параметрам подходящих для уборки улиц в Москве.

Задачи:

• рассмотреть историю борьбы с гололедом в столице;
• выяснить, каким образом создавались оптимальные средства для очистки московских улиц от снега и льда;
• проанализировать то, как повлияло применение многокомпонентных противогололедных реагентов на уровень травматизма, количество ДТП и состояние почв в Москве.

Реферат состоит из оглавления, введения, основной части (включающей в себя два параграфа), заключения и списка использованной литературы.

Как создавались противогололедные реагенты, применяемые в Москве?

1.1 История создания противогололедных реагентов, использующихся в столице

В столице далеко не всегда применялись современные противогололедные реагенты, до 1993 года весьма активно использовалась пескосоляная смесь. Объем расхода за год составлял до 600 тыс. м3. Такие меры приводили к загрязнению улиц, а также газонов и систем водостоков. Весной приходилось тратить большие деньги на вывоз песка на свалки. Впоследствии применение пескосоли было признано экономически невыгодным и вредным для окружающей среды и здоровья человека - песок за зиму впитывает в себя вредные вещества, в том числе тяжелые металлы, измельчается колесами автомобилей и поднимается в воздух, пылевые загрязнения которого приводят к возникновению ряда опасных заболеваний (онкологических, органов дыхания и т.д.). В связи с этим начиная с зимы 1993 - 1994 года коммунальные службы Москвы перешли на техническую соль в чистом виде - ее расход составлял до 300 тысяч тонн в год. Хлорид натрия растапливал лед, способствуя образованию снежной каши. Однако работала соль только до -10°C, она быстро теряла концентрацию и замерзала при понижении температуры. Также соль приводила к засолению почв и, соответственно, к гибели зеленых насаждений - исследования показали, что если бы в Москве и по сей день применяли соль для борьбы с гололедом, в столице уже, фактически, не осталось бы деревьев и газонов. За 4 года применения чистой соли в Москве до 97% почв было засолено.

Кроме того, натрий хлор обладает высокой коррозионной активностью, его применение негативно отражалось на состоянии общественного и личного транспорта. Нередко линии электропроводов оказывались разъеденными солью, а обесточенные троллейбусы создавали заторы на дорогах.

Так как ситуация становилась уже критической, в 2001 году была создана городская комиссия по проблемам противогололедных материалов. В нее вошли представители ведущих научных институтов. Изучался опыт зарубежных стран, исследовались иностранные реагенты. Учитывая результаты ее работы, а также мировую практику борьбы со льдом, была сформирована стратегия улучшения экологической ситуации. Ее принципы впоследствии легли в основу Технологии зимней уборки, разработанной в 2010 году.

В рамках вышеуказанной стратегии улучшения экологической ситуации было решено, что должны использоваться противогололедные реагенты, оказывающие наименее вредное воздействие на окружающую среду. На протяжении нескольких последующих лет на улицах столицы применялись различные антигололедные материалы - как зарубежных, так и отечественных производителей. В период с 2000 по 2005 годы были опробованы - хлористый магний (бишофит, Биомаг), хлористый кальций (ХКМ, ХКФ) в твердом и жидком виде, а также ацетаты. Отметим, что все эти ПГМ (противогололедные материалы) были однокомпонентными, т.е. состояли из одного действующего вещества. Данные средства для борьбы с гололедом показали себя не с самой лучшей стороны из-за присущих им негативных свойств. Например, при контакте с водой часть ацетата переходит снова в уксусную кислоту, что сопровождается характерным запахом, который, как выяснилось, вызывает у многих людей головокружение и даже удушье. Хлорид кальция обладает высокой коррозионной активностью, а также при использовании в чистом виде образует на дороге маслянистую пленку, которая увеличивает тормозной путь. Что касается хлорида магния - он обладает высокой вязкостью, как и хлорид кальция, а также повышенной агрессивностью к металлам и цементобетонам. Кроме того, это вещество 2го класса опасности, в нем содержатся такие вредные вещества, как селен, мышьяк, бор, бром в опасной концентрации. Магний обладает способностью к накоплению в почве, что приводит к разбалансированию ее состава. Более того, хлорид магния губителен для растений - при попадании бишофита на зеленые побеги, они отмирают. Также следует сказать о том, что когда дороги обрабатывались магнием и кальцием, постоянно поступали жалобы от горожан на испорченную обувь. В соответствии с результатами оценки воздействия противогололедных материалов на окружающую среду, номенклатура ПГМ в Москве корректировалась по составу. Показавшие себя отрицательно ПГМ в дальнейшем к применению не допускались. Например, использование Бишофита в Москве запрещено. Были введены ограничения по содержанию тяжелых металлов в ПГМ, ужесточены требования к активности радионуклидов, вязкости и токсичности реагентов. Ссылку на документ, содержащий более подробную информацию об этом, вы можете увидеть в списке использованной литературы в пункте 1.

Начиная с 2006 года стали применяться многокомпонентные противогололедные реагенты, состоящие из двух и более веществ. Наибольшую экологическую безопасность и эффективность показали смеси хлористого натрия с хлористым кальцием, а также составы с добавлением формиата натрия и мраморной крошки.

В ходе исследований ведущих НИИ России выяснилось, что в определенных пропорциях хлорид натрия разрушает скользкую пленку, которую создает на дороге хлорид кальция. А также эти две соли вместе намного лучше плавят лед, чем поодиночке. Добавление даже небольшого количества формиата значительно снижает корродирующие свойства хлоридов, а в купе с биофильными элементами повышает “дружественность” противогололедного материала к окружающей среде.

Влияние на обувь, почву, металл у такой комбинации оказалось намного ниже, чем у других хлоридных реагентов, а эффективность в разы выше. Благодаря правильному сочетанию компонентов удалось добиться максимально возможного для реагентов класса безопасности - 4го.

К выводу, что многокомпонентные противогололедные реагенты экологичны, пришли и ученые шведского национального дорожно-транспортного исследовательского института VTI. Они подтвердили, что сочетание хлоридов натрия и кальция с формиатами и биофильными добавками оказывает наименьшее влиянием на экологию. Их исследования позже подтвердили во Франции в дорожном институте.

Достоин упоминания и следующий факт - начиная с 2010 года на некоторых участках дорог в Москве началась установка автоматизированных систем распределения реагентов, которые можно контролировать и программировать удаленно.

Делаем вывод, что за последнее десятилетие в столице был сделан существенный прорыв в области эффективной борьбы с гололедом. Технология борьбы, применяемая с 2011 года, отвечает федеральным и московским технологическим и экологическим стандартам. Позитивные результаты использования многокомпонентных ПГМ с формиатом натрия в составе зафиксированы по трем параметрам:

• дорожно-транспортные происшествия (ДТП);
• травматизм среди пешеходов;
• состояние городских почв.

Более подробно об этом мы расскажем в следующем параграфе.

Результаты применения многокомпонентных антигололедных составов в Москве

Начнем с того, что уровень травматизма в столице один из самых низких по России при том, что Москва - это огромный мегаполис. Поиском средства с оптимальным составом занимались ученые ведущих исследовательских институтов России. Наилучшим фрикционным материалом был признан мрамор (от гранитной крошки было решено отказаться, так как попадая на лестничное полотно эскалаторов, она способствовала поломке его элементов и входных площадок - подробнее об этом можно прочитать здесь http://roszimdor.ru/upload/iblock/2e7/2e7a296c56813c7bd5d0e430dbc39662.pdf ). Наилучшим плавящим веществом признан (с учетом безопасности воздействия на здоровье людей, почвы и обувь) формиат натрия. Но он слишком дорог, поэтому его “разбавляют” хлоридом натрия - пищевой солью - так, чтобы реагент сохранял самый безопасный класс по воздействию на человека - четвертый.

Итак, в Москве стали бороться с гололедом комбинированным ПГР на основе хлоридов натрия, кальция и формиата натрия. Для дворов и тротуаров был рекомендован специальный состав с мраморной крошкой, формиатом и хлоридом натрия. Решение о применении такого реагента на тротуарах было вызвано катастрофически высоким уровнем травматизма в Москве: за один сезон в травмпункты с переломами позвоночника, костей, черепно-мозговыми травмами обращалось по 8-9 тысяч человек.

В первый год использования (зима 2011-2012) этого тротуарного реагента, получившего название КРтв (комбинированный реагент твердый), число пострадавших от гололеда в Москве сократилось в 2,5 раза (см. Таблицу 1). И это при том, что количество переходов через ноль увеличилось в 4 раза за последние 5 лет.

Таблица 1 Количество осадков, переходов через 0°C и пострадавших от гололеда пешеходов в Москве с 2008-2015 гг по данным Росгидрометцентра и НПЦ Экстренной медицинской помощи г. Москвы

	2008/09	2009/10	2010/11	2011/12	2012/13	2013/14	2014/15
количество переходов через 0°C
количество выпавших осадков, мм
пострадавшие из за гололеда, чел.

Данные статистики красноречивы: за ноябрь-декабрь 2015 года с травмами от падения на улицах Москвы в больницы обратилось всего 105 человек. За весь сезон 2014-2015 года подобных обращений в столице зарегистрировано 1322. Для такого огромного города, как Москва, это совсем небольшие цифры. В других городах такое количество травмировавшихся возникает за 2-4 недели.

За период применения многокомпонентных реагентов в столице с 2011 года отмечено снижение ДТП при переходе температуры через 0 более чем в 2 раза (см. Таблицу 2). Причем оно происходит на фоне постоянного увеличения количества автомобилей в Москве.

Таблица 2 Количество аварий, произошедших в связи с гололедицей, в г. Москве

ДТП из-за гололеда
Погибло
Ранено

По официальной статистике ГИБДД наблюдается устойчивая тенденция по уменьшению количества ДТП в зимний период - как по причине неудовлетворительных дорожных условий (НДУ): наличия на дороге снежных заносов, наката, так и исключительно из-за гололеда. На период с зимы 2012/13 года, по официальной статистике ГИБДД, количество происшествий, связанных с гололедом, сократилось почти вдвое: с 34 до 18 случаев.

Если говорить об экологии, зафиксировано снижение уровня засоленности почвы относительно 2009 года в 2-2,5 раза.

За период 2010-2013 гг. количество незасоленных проб придорожных почв выросло с 77,3 до 93,2 %. Среднее содержание хлоридов в почвах (89,3 мг/кг) не превышает нормативов, установленных постановлением Правительства Москвы от 27.07.2004 № 514-ПП “О повышении качества почвогрунтов в городе Москве” (1680 мг/кг). Согласно полученным данным, порядка 87,0% образцов почв не засолены. Признаки слабого засоления были выявлены лишь в 5 пробах (12,5%).

Такая положительная динамика связана как раз с применением многокомпонентных противогололедных реагентов, содержащих биоразлагаемые компоненты (в частности, формиат натрия).

Очень хочется верить, что столичный опыт будет активно применяться и в других городах России. Ведь только в тех населенных пунктах, где используются современные многокомпонентные противогололедные реагенты, зима может быть комфортной и безопасной.

Заключение

Для наглядности приведем краткую сводку по использованию различных противогололедных реагентов в столице.

Таблица 3Хронология применения антигололедных материалов в г. Москве

	1990-2000	2000-2005	2005-2010	2011-2016
Пескосоляная смесь (92% песка, 8% хлорида натрия)	Технический хлорид натрия	Однокомпонентные реагенты: хлористый магний (“Биомаг”), хлористый кальций, ингибированный фосфатами (ХКФ)	Многокомпонентные реагенты: Хлористый натрий с кальцием в твердом и жидком виде В 2010 году тестовая партия: твердый реагент с хлористым кальцием, натрием, калием и формиатом натрия 2-7%	Многокомпонентные реагенты: Для дорог хлористый натрий с кальцием в твердом и жидком виде, твердый реагент с хлористым кальцием, натрием, калием и формиатом натрия не менее 5%; для тротуаров: твердый реагент с хлористым кальцием, натрием, калием и формиатом натрия не менее 10% и мраморной крошкой;
Привело к засорению ливневых канализаций, увеличению запыленности города	Привело к острому засолению почв, жалобы на испорченную обувь	Привело к увеличению ДТП из-за повышенной вязкости, угнетению растений магнием. Жалобы на испорченную обувь и грязь	Количество ДТП и засоление почв не сократилось. Жалобы на испорченную обувь и грязь	Снижение ДТП при переходе через 0 более чем в 2 раза, снижение травматизма от гололеда в 2 раза, снижение засоленности почв.

Делаем вывод, что именно многокомпонентные противогололедные материалы, применяемые в Москве начиная с 2011 года, являются наиболее подходящими для использования в крупных городах с точки зрения эффективности и экологичности. Благодаря сбалансированному составу (а также добавлению в него формиата натрия) они оказывают минимальное воздействие на металлы, не вредят здоровью человека и окружающей среде.

Список использованной литературы:

1. Материалы с сайта Ассоциации зимнего содержания дорог [Электронный ресурс] //http://roszimdor.ru/:

• Технические требования к ПГМ http://roszimdor.ru/upload/iblock/281/2813809bddf8ac129f403e20b0238628.pdf
• Данные об уличном травматизме, связанном с погодными условиями в период 2008-2013 годов http://roszimdor.ru/upload/iblock/2fa/2fac17a2a3003f229f2553dc6d626d66.pdf
• Ответ на обращение по поводу механического воздействия на объекты метрополитена ПГМ на основе мраморной крошки http://roszimdor.ru/upload/iblock/2e7/2e7a296c56813c7bd5d0e430dbc39662.pdf

2. Анализ уровня зимнего содержания автомобильных дорог и тротуаров в г.Москве с 2008 по 2015 год от компании Русинфосервис, 2015. http://roszimdor.ru/upload/iblock/12d/12d5b7f730c834a9109f5336836b6725.pdf

3. Отчеты ГПБУ “Мосэкомониторинг” за 2009-2015 гг

4. Распоряжение ДЖКХиБ г. Москвы от 28.09.2011 N 05-14-650/1 "Об утверждении Технологии зимней уборки проезжей части магистралей, улиц, проездов и площадей (объектов дорожного хозяйства г. Москвы) с применением противогололедных реагентов и гранитного щебня фракции 2-5 мм (на зимние периоды с 2010-2011 гг. и далее)