據外媒報道,氯化鈉(除冰鹽)通常被用于高速公路除冰,但其對環境是有害的,而且會腐蝕道路材料和車輛的金屬車身。不過,可能很快會有一種更環保的替代方法–這種全新的除冰劑由廢棄的葡萄皮制成。
這種除冰劑由華盛頓州立大學的史憲明教授和研究生Mehdi Honarvar Nazari領導的科學家團隊創建。他們首先開發了一種利用化學降解和自然發酵分解葡萄皮和其他葡萄加工廢料的工藝。據報道,該技術本身不會產生浪費,可用于獲得融冰的有機化合物,例如磷酸鹽,胺和酰胺。
當對含有這些化合物的除冰溶液進行實驗室測試時,發現它的融冰速度比傳統的基于氯化鈉的除冰劑快,同時對混凝土和瀝青的破壞也“明顯更少”。
據報道,它對附近的水域幾乎沒有環境危害。相比之下,即使是在某些“生態友好型” 除冰劑中使用的甜菜汁,仍然可能通過消耗水中的氧氣來危害水生生物。
當然,溫暖到可以收獲大量葡萄的地區不一定擁有結冰的道路。該大學聲稱其方法也可以用于從其他類型的農業廢料中收集所需的化合物,例如牡丹葉,甜菜葉,蒲公英葉和蘋果廢料。
“我們提供了一種更具可持續性的解決方案,因為我們將更少的氯化物引入道路運營中,并取得了可比甚至更好的性能,” 史憲明教授表示。“這是朝正確方向邁出的一步。”
除冰劑有多種類型,包括乙二醇或丙二醇及其他成分,包括增稠劑、表面活性劑、腐蝕抑制劑等。其中基于丙二醇的除冰劑更為常見,因為它的毒性低于乙二醇。
乙二醇又被稱為甘醇,化學式為HOCH2—CH2OH,屬于最簡單的二元醇。它無色無臭、是甜味的液體,所以會聞到絲絲甜意。乙二醇對人類有毒性,致死量為1.6 g/kg,成人誤服30毫升就會有生命危險。而乙二醇最大的危險性在于甜味,相比于其他有毒物質,人比較容易攝入大量乙二醇而中毒,經過消化系統的作用,乙二醇會被氧化成乙醇酸,屬于強酸性,再被氧化成草酸。
當飛機有結冰或潛在結冰的威脅時,通常會對飛機進行除冰處理。冰會改變飛機的空氣動力性能,嚴重時會造成機毀人亡的事故。現在化學除冰劑主要成分為丙二醇(PG)和乙二醇(EG)。在運營環境中乙二醇的使用溫度比丙二醇更低,但是丙二醇的毒性更低,丙二醇和添加劑組成的除冰液應用更為廣泛。
在實際應用中,大部分除冰液不會附著在飛機表面而落在地面上,機場通常會使用回收裝置收集使用過的液體,防止除冰液滲入地下和水中。
乙二醇和副產物會首先影響人的中樞神經系統,然后是心臟,最后影響腎臟系統。如果不及時予以救治,過量乙二醇會導致人喪命。根據美國毒物管制中心資料,2007年信息顯示當年有約1000起乙二醇中毒事件,造成16人死亡。生活環境中的乙二醇的主要來自機場中的除冰劑、車輛冷卻系統的防凍劑。乙二醇在大氣中的自然分解時間約在10天,水中和土壤中的乙二醇需要幾個星期才被分解。
丙二醇是略有甜味、無臭、無色透明的稠狀液體。丙二醇能降低水的冰點,水和丙二醇的混合物呈粉紅色。雖然丙二醇被歸入無毒的序列,但卻會污染水源,尤其是在分解時候需要消耗大量氧氣,對水生物造成損害。
飛機除冰所需的用量由多種環節構成,通常為大型商用飛機除冰需耗費1900升除冰液和3800升稀釋液。而除冰劑的性能主要由保持時間和最低操作使用溫度來標定。保持時間指的是飛機在起飛前進行除冰后都可以等待的時間。整個保持時間受除冰液稀釋、風、降雨、溫度、飛機蒙皮材料等影響,如果超過了該時間段,飛機必須進行重新的除冰處理。
關于這項研究的論文本周發表在《 Journal of Materials in Civil Engineering》雜志上。