Statele Unite au înregistrat în ultimii ani condiții meteorologice de iarnă extreme, dar efectele multor furtuni de iarnă ar fi putut fi chiar mai grave dacă nu ar fi existat sarea rutieră și alte substanțe chimice „de degivrare”. Potrivit unui studiu larg citat, sarea rutieră poate reduce rata accidentelor de pe autostrăzi cu aproximativ 80% în timpul și după o furtună de iarnă.
Dar, la fel ca sarea de masă, sarea rutieră aduce beneficii presărate cu pericole. Pe lângă toate viețile pe care le salvează, este asociată și cu o serie de probleme ecologice, de la zone moarte acvatice și plante deteriorate de sare, la amfibieni otrăviți, animale de companie rănite și, posibil, chiar un risc crescut de cancer la oameni.
Un surplus general de sare face parte din problemă, dar sarea rutieră nerafinată poate conține, de asemenea, impurități care nu se găsesc în sortimentul de masă. Pe lângă diverse metale și minerale, acestea includ adesea aditivi chimici precum ferocianura de sodiu, un agent antiaglomerant, care sunt spălați în lacuri, râuri și pâraie de ploaie și topirea zăpezii. Și chiar și sarea pură nu este tocmai benefică, deoarece crește salinitatea surselor locale de apă, făcându-le potențial toxice pentru fauna nativă.
Acest lucru creează un paradox pentru zonele reci ale țării, opunând aparent autostrăzile apelor și siguranța pe termen scurt sănătății pe termen lung. Orașele și județele cu probleme financiare folosesc încă pe scară largă sarea pentru a-și curăța drumurile, deoarece este de obicei cea mai ieftină și mai ușor disponibilă opțiune. Dar, pe lângă preocupările legate de impactul ecologic al sării, și alternativele de degivrare au devenit mai răspândite în ultimii ani, oferind mai multe opțiuni în modul de echilibrare a siguranței publice cu sănătatea ecologică. Mai jos este o prezentare a modului în care funcționează sarea rutieră, cum afectează mediul și cum se compară alte substanțe chimice de degivrare.
Ce este sarea rutieră?
Toată sarea provine din mare – fie dintr-una preistorică care s-a uscat, fie dintr-una existentă, a cărei apă poate fi desalinizată pentru a extrage sarea. Acesta din urmă este cunoscută sub denumirea de „sare de mare” sau „sare solară” și astăzi este tipul numărul 1 produs la nivel mondial. Dar cea mai mare parte a sării produse în America de Nord provine din mine, unde oceanele antice au lăsat depozite groase de sare gemă, cunoscută și sub numele de „halit”. Acest lucru se poate face prin minerit tradițional în puțuri sau prin minerit prin soluție, care pompează un lichid subteran pentru a extrage saramura. Oricum ar fi, două treimi din toată sarea din S.U.A. ajunge să degivreze drumurile, în timp ce doar 6% este rafinată pentru a deveni sare de masă. (Din restul, 13% este folosită pentru dedurizarea apei, 8% pentru industria chimică și 7% pentru agricultură.) Și în caz că sunteți curioși, nu, nu este sigur să mănânci sare rutieră” target=”_blank”>nu este sigur să o mănânci.
Sarea este un bun agent de degivrare deoarece scade punctul de îngheț al apei, permițându-i să rămână lichidă la temperaturi mai scăzute. Agențiile de autostrăzi din S.U.A. aruncă aproximativ 13,6 milioane de tone metrice de sare rutieră în fiecare iarnă, profitând nu doar de capacitățile sale antigel, ci și de granulele sale mari, care pot oferi tracțiune pentru anvelopele vehiculelor pe gheața existentă (adesea cu ajutorul nisipului). Lipsa rafinării sării rutiere înseamnă că aceasta poate conține metale suplimentare precum mercurul sau arsenicul, precum și minerale precum calciul și magneziul. Conține adesea și aditivi, cum ar fi agenți antiaglomeranți pentru a preveni formarea de cocoloașe, sau inhibitori de coroziune pentru a preveni deteriorarea oțelului și betonului.
Dar sarea în sine este poate cea mai frecventă problemă a agenților de degivrare salini, datorită sabiei cu două tăișuri a clorurii de sodiu. Compusul chimic din spatele sării este un nutrient esențial pentru viață și joacă un rol deosebit de mare în dietele multor americani. Totuși, la fel cum poate duce la probleme de sănătate umană, cum ar fi hipertensiunea, este implicată și într-o problemă de mediu în creștere în mare parte din țară.
Sarea și mediul înconjurător
Cele 13,6 milioane de tone metrice de sare aruncate pe drumurile din S.U.A. în fiecare iarnă se spală în cele din urmă, fie când se topește zăpada, fie când sosesc ploile de primăvară. În funcție de locul în care ajunge, acel scurgere sărată poate provoca probleme plantelor și animalelor, inclusiv oamenilor – și nu doar pentru că ne corodează mașinile, podurile și alte structuri metalice. Iată o privire asupra unora dintre impacturile majore ale sării asupra mediului:
Animale sălbatice: Scurgerea sării rutiere ajunge în mare parte în pâraiele, iazurile sau acviferele din apropiere, călătorind uneori către corpuri de apă mai mari, cum ar fi lacurile și râurile. Acolo, crește salinitatea apei locale, reducând în același timp nivelurile de oxigen dizolvat, creând condiții străine pe care fauna nativă adesea nu le poate suporta. Peștii pot fugi sau muri, în timp ce amfibienii sunt expuși unui risc deosebit datorită pielii lor permeabile. Potrivit unui studiu din Nova Scotia, sarea rutieră poate face habitatele brusc toxice pentru amfibienii intoleranți la sare, cum ar fi broaștele de pădure și salamandrele pătate. Ferocianura de sodiu din sarea rutieră se descompune, de asemenea, sub acțiunea luminii solare și a acidității, producând compuși toxici precum acidul cianhidric, care a fost legat de uciderea peștilor. Chiar și atunci când scurgerea sărată stă pur și simplu în bălți, poate dăuna animalelor terestre atrăgându-le lângă drumuri, unde sunt mai susceptibile de a fi lovite de o mașină. Elanul, cerbul și alte mamifere vizitează adesea lingătoare naturale de sare pentru a obține sodiu, iar sarea rutieră poate acționa ca un înlocuitor riscant lângă autostrăzile aglomerate.
Plante: Din același motiv pentru care „sărarea pământului” face pământul arabil infertil, scurgerea sării rutiere poate distruge viața vegetală din solul din apropiere. Aceasta se întâmplă deoarece sarea absoarbe insațiabil apa – așa cum știe oricine a folosit o solniță umedă – iar când ajunge în sol, absoarbe rapid umezeala înainte ca plantele să o poată face. Solul sărat creează astfel condiții de secetă pentru plante, chiar dacă există multă apă în jurul lor. Ionii de sodiu și clorură din sare se descompun, de asemenea, în apă, lăsând clorura să fie absorbită de rădăcinile plantei și transportată către frunzele sale, unde se acumulează la niveluri toxice, provocând arsuri ale frunzelor. Și atunci când saramura este pulverizată direct pe plantele de pe marginea drumului, sarea poate intra în celulele lor, reducând rezistența lor la frig și crescând riscul de îngheț. Pe lângă plantele sălbatice, salinitatea ridicată poate face irigația toxică și pentru culturi.
Oameni: Sarea rutieră în exces poate reprezenta o amenințare mai mare pentru fauna sălbatică decât pentru oameni, dar poate fi dăunătoare pentru anumite persoane cu risc de tensiune arterială ridicată. Aportul zilnic mediu de sodiu recomandat de CDC este mai mic de 2.300 mg (și 1.500 pentru unele grupuri), dar americanul mediu primește peste 3.400 mg pe zi. Pentru persoanele cu risc de hipertensiune care primesc deja de două ori mai mult sodiu decât ar trebui, chiar și cantități mici de sare în aprovizionarea cu apă pot fi, prin urmare, semnificative. Uneori, aprovizionarea cu apă a orașelor este contaminată cu atât de multă sare rutieră încât trebuie oprită temporar. Și, deși ferocianura de sodiu adăugată sării rutiere nu este foarte toxică în sine, poate produce compuși toxici de cianură atunci când este expusă la căldură și aciditate, prezentând o altă amenințare la adresa sănătății. Acidul cianhidric, de exemplu, se găsește și în fumul de țigară, unde este cunoscut pentru a paraliza cilii din plămâni. Expunerea cronică la cianură a fost, de asemenea, legată de probleme hepatice și renale și, potrivit unor cercetări, poate crește riscul de cancer, deși acest lucru este nedovedit.
Animale de companie: Dacă câinele sau pisica dvs. merge pe străzi și trotuare sărate, fiți atenți la deteriorarea lăbuțelor lor. Granulele mari, zimțate de sare gemă se pot bloca ușor între pernuțele lăbuțelor câinilor și pisicilor, unde irită pielea din jur la fiecare pas. Câinii sunt deosebit de stoici atunci când simt durere moderată, așa că fiți observatori. Lăbuțele sărate îi fac adesea pe animale să șchiopăteze sau să-și lingă picioarele, ceea ce poate înrăutăți lucrurile, deoarece sarea rutieră le poate irita digestia, iar cianura sau alți contaminanți îi pot otrăvi. Și dacă o abraziune a lăbuței rămâne netratată, lasă rana vulnerabilă la infecție. Fiți atenți la șchiopătat sau alte comportamente neobișnuite dacă câinele sau pisica dvs. a fost în apropierea suprafețelor sărate, sau echipați-le cu botoșei înainte de a le lăsa afară. Câinii de sanie poartă adesea botoșei pentru a-și proteja pernuțele de răni și degerături, iar dacă câinele dvs. petrece mult timp în frig, ar merita să investiți în niște încălțăminte canină.
Alternative de degivrare
Deși sarea gemă și saramura sunt încă cei mai comuni agenți de degivrare din S.U.A., o varietate de alte opțiuni au apărut și ca răspuns la preocupările de mediu. Iată o privire asupra avantajelor și dezavantajelor principalelor întăriri și rivali ai sării rutiere.
Nisipul: Nisipul nu topește gheața, dar este utilizat pe scară largă alături de sare și alți agenți de degivrare pe drumuri, parcări și trotuare pentru a crea tracțiune. Principalul beneficiu al utilizării nisipului este costul său, care este mai mic decât al tuturor substanțelor chimice majore de degivrare, inclusiv sarea. Nisipul joacă un rol important în prevenirea rănirilor pietonilor pe trotuare, deoarece costul său scăzut îl face practic de utilizat chiar și în locuri care altfel nu ar fi degivrate. Este, de asemenea, utilizat intensiv pe drumuri, de obicei cu sare gemă sau saramură. Nisipul poartă, însă, propriul bagaj de mediu – poate înfunda canalele pluviale, forțând orașele să plătească costuri de curățare sau să riște inundații, și își pierde eficacitatea după ce se încorporează în zăpadă și gheață. De asemenea, tulbură pâraiele și alte căi navigabile, împiedicând lumina soarelui să ajungă la unele plante acvatice și îngropând viața de pe fundul pârâului.
Acetatul de calciu magneziu: Potrivit Echipei de Îmbunătățire a Utilizării Sării a Universității din Michigan, acetatul de calciu magneziu (ACM) este „cel mai bun lucru din punct de vedere ecologic” și, deși nu este neutru pentru fauna sălbatică, este adesea considerat unul dintre cei mai ecologici agenți de degivrare disponibili. Are o toxicitate scăzută pentru plante și microbi, oferindu-i un avantaj ecologic față de sare și este mai puțin coroziv pentru oțel. Funcționează în același interval de temperatură ca și sarea – până la aproximativ minus 6 grade Celsius – dar costă mai mult și necesită aproximativ dublu cantitatea de produs pentru a obține aceleași rezultate. Cantități mari de ACM pot scădea, de asemenea, nivelurile de oxigen dizolvat în sol și apă, dăunând potențial vieții acvatice.
Clorura de calciu: Clorura de calciu are mai multe avantaje față de sare. De asemenea, funcționează prin reducerea punctului de îngheț al apei, dar este eficientă până la minus 31 de grade Celsius, în timp ce sarea funcționează doar până la aproximativ minus 9 grade Celsius. Clorura de calciu este, de asemenea, mai puțin dăunătoare plantelor și solului decât clorura de sodiu, dar există unele dovezi că poate deteriora arborii veșnic verzi de pe marginea drumului. De asemenea, atrage umezeala pentru a ajuta la topirea zăpezii și chiar eliberează căldură pe măsură ce se dizolvă. Utilizarea clorurii de calciu poate reduce utilizarea sării rutiere cu 10% până la 15%, dar există și unele dezavantaje: costă de aproximativ trei ori mai mult decât sarea, de exemplu, și menține, de asemenea, pavajul umed, ceea ce poate submina eforturile sale de a face drumurile mai puțin alunecoase. Este, de asemenea, corozivă pentru beton și metal și poate lăsa un reziduu care deteriorează covorul atunci când este adus în interior.
Clorura de magneziu: La fel ca și clorura de calciu, clorura de magneziu este un agent de degivrare mai eficient decât sarea, funcționând la temperaturi de până la minus 25 de grade Celsius. Deoarece este, de asemenea, mai puțin dăunătoare plantelor, animalelor, solului și apei, prezintă în mod similar o amenințare mai mică asupra mediului și nu necesită curățare după aplicare. De asemenea, atrage umezeala din aer, ceea ce accelerează procesul de dizolvare și topire, și este de obicei amestecată cu nisip, saramură și alți agenți de degivrare înainte de a fi pulverizată în formă lichidă pe carosabil. Dar această atracție a umezelii prezintă și un risc, deoarece poate lăsa pavajul alunecos, în ciuda prevenirii formării gheții. Clorura de magneziu este, de asemenea, corozivă pentru metal și costă de aproximativ două ori mai mult decât sarea.
Saramură de murături: Sucul de murături funcționează ca apa sărată obișnuită. La fel ca sarea gemă, saramura de murături poate topi gheața la temperaturi de până la minus 21 de grade Celsius, potrivit National Geographic. Are un avantaj față de sare prin faptul că pre-umezirea solului cu suc împiedică zăpada și gheața să se lege de pavaj, ceea ce face ulterior gheața mai ușor de spart și îndepărtat. New Jersey a experimentat cu saramură de murături în trecut din motive de economisire a costurilor: amestecul sărat costă doar 7 cenți galonul, comparativ cu aproximativ 63 de dolari pe tonă pentru sare.
Saramură de brânză: Apa sărată în care plutește brânza poate fi reciclată pentru a topi gheața și zăpada de pe drumuri. Este deosebit de populară în Wisconsin, unde este abundentă. „Lactatele ne oferă asta gratuit, iar noi vom folosi 30.000 până la 65.000 de galoane pe an”, a declarat Moe Norby, directorul de suport tehnic pentru departamentul de autostrăzi din comitatul Polk, pentru Wired. Saramura de Provolone este preferată datorită conținutului său ridicat de sare. Lichidul este amestecat cu substanțe chimice și pulverizat pe drumuri pentru a împiedica zăpada să înghețe, până la aproximativ minus 30 de grade Celsius. Lactatele se scapă de saramura nedorită, iar departamentele de autostrăzi obțin un spray rutier. Singurul dezavantaj, potrivit National Geographic, este posibilitatea unui miros neplăcut de brânză.
Soluție de sfeclă sau porumb: S-a descoperit că anumite lichide pe bază de carbohidrați blochează formarea gheții, în special două subproduse agricole: borhotul rămas de la distileriile de alcool și sucul de sfeclă. Acestea sunt uneori adăugate într-un cocktail de degivrare pentru a reduce necesitatea sării, iar o soluție pe bază de sfeclă sau borhot de porumb poate funcționa mai bine decât sarea singură. Atunci când sunt amestecați cu saramură și pulverizați pe drumuri, acești compuși funcționează la temperaturi mult mai scăzute – potențial la fel de scăzute ca minus 31 de grade Celsius, la fel ca clorura de calciu. Dar soluțiile de carbohidrați nu provoacă aceleași daune mediului ca sarea și clorura de calciu – nu numai că nu corodează metalul, dar chiar reduc coroziunea, reducând și necesitatea inhibitorilor de coroziune. Nu prezintă nicio amenințare majoră pentru fauna sălbatică sau oameni, deși, fiind făcute din materie organică, pot avea un miros puternic.
Acetatul de potasiu: Adesea utilizat ca agent de pre-umezire înainte de agenți de degivrare solizi precum sarea, acetatul de potasiu funcționează chiar și pe vreme extrem de rece, blocând formarea gheții la temperaturi de până la minus 59 de grade Celsius, mult mai rece decât orice alt agent major de degivrare. Este, de asemenea, mai sigur decât sarea, deoarece este necoroziv și biodegradabil și necesită mai puține aplicații decât mulți alți agenți de degivrare. Poate fi, de asemenea, utilizat singur dacă este necesar și funcționează cel mai bine atunci când este aplicat ca un lichid în benzi înguste pe o șosea. Dar, ca toate substanțele chimice de degivrare, are dezavantaje – poate face suprafețele drumurilor alunecoase și, la fel ca sarea și ACM, scade nivelul de oxigen din apă. Dar poate cel mai mare defect al său este unul pe care îl împarte cu alți agenți de degivrare ecologici, inclusiv ACM: costul. În general, acetatul de potasiu costă de aproximativ opt ori mai mult decât sarea.
Drumuri solare: O alternativă completă la substanțele chimice de degivrare este conceptul de drumuri care se degivrează singure. Ideea este încă la început, dar implică panouri solare pe drumuri, care fie încălzesc suprafața drumului în sine, fie încălzesc tuburi pline cu fluid în interiorul drumului. Acest lucru costă mai mult de construit decât o autostradă tradițională, dar susținătorii spun că s-ar amortiza prin reducerea costurilor de degivrare și răspuns la accidente. În plus, energia solară rămasă ar putea contribui la furnizarea de energie electrică suplimentară locuințelor din apropiere, afacerilor și chiar stațiilor de încărcare pentru vehicule electrice.
Antigivrare și eficiență
Pe lângă înlocuirea sării cu compuși mai puțin dăunători, un alt mod în care municipalitățile pot reduce impactul ecologic al eforturilor lor de curățare a străzilor este utilizarea mai eficientă a agenților de degivrare. O modalitate de a face acest lucru este utilizarea sistemelor de informare rutieră-climatică (RWIS), care folosesc senzori de pe marginea drumului pentru a colecta date despre temperaturile aerului și suprafeței, nivelurile de precipitații și cantitatea de substanțe chimice de degivrare deja pe drum. Aceste date sunt combinate cu previziunile meteo pentru a prezice temperaturile pavajului, permițând agențiilor rutiere să anticipeze zona și intervalul de timp exact de acoperit, precum și cantitatea de agenți de degivrare de utilizat. Potrivit Administrației Federale a Autostrăzilor, Autoritatea de Autostrăzi din Massachusetts a economisit 53.000 de dolari la costurile cu sarea și nisipul numai în primul an după implementarea RWIS, inclusiv 21.000 de dolari în timpul unei singure furtuni.
O altă strategie este utilizarea „antigivrării” – răspândirea sării și a altor agenți de degivrare înainte de o furtună de iarnă, în încercarea de a opri formarea gheții înainte ca aceasta să înceapă. Acest lucru poate reduce cantitatea de substanțe chimice utilizate pe parcursul unei furtuni; EPA citează o estimare conform căreia antigivrarea poate reduce utilizarea totală a agenților de degivrare cu 41% până la 75%. Agenții de degivrare alternativi precum acetatul de potasiu, ACM sau derivații de suc de sfeclă pot fi utilizați în tandem cu sarea gemă sau saramura pentru antigivrare, dar sincronizarea este esențială – experții recomandă aplicarea agenților antigivrare cu două ore înainte ca furtuna să lovească pentru efect maxim (un alt motiv pentru care ajută să aveți previziuni meteo detaliate). Nisipul este inutil pentru antigivrare, deoarece poate oferi tracțiune doar atunci când se află deasupra zăpezii și gheții, nu sub ele.
Degivrarea și antigivrarea drumurilor pot fi întotdeauna necesare în climatele reci, la fel cum degivrarea aeronavelor a devenit un fapt al vieții în multe aeroporturi. Dar, în timp ce sarea și nisipul au fost odată singurele opțiuni, impactul lor ecologic este din ce în ce mai compensat de o generație mai nouă, mai blândă (și mai costisitoare) de agenți de degivrare. Atunci când este utilizată împreună ca parte a unei strategii largi – incluzând agenți de degivrare și antigivrare pe bază de sare și non-sare, plus cercetare și planificare integrate – această combinație de opțiuni poate ajuta la asigurarea faptului că guvernele locale merită efortul lor în protejarea atât a autostrăzilor, cât și a habitatelor.
