道路用塩

冬季の道路維持管理には主に 2 つの戦略が用いられます。除氷は、路面に雪や氷が形成された後に道路用塩を散布することです。^{[ 27 ]}塩は水の凝固点を下げ、特定の温度条件下で氷を溶かし、再凍結を防ぎます。^{[ 28 ]}防氷は、降雪や着氷性の雨が発生する前に、乾燥した路面または濡れた路面に塩または塩水を散布する予防的な方法です。^{[ 29 ]}この方法は、氷が路面に付着するのを阻止することを目的としており、必要な塩の総量を減らすことができます。防氷は、適切な気象予報の下で実施すれば、一般的に除氷よりも効率的であると考えられています。^{[ 30 ]}

道路用塩は、主に乾燥岩塩、湿潤塩、塩水など、さまざまな形態で散布できます。乾燥岩塩は、固体の塩の結晶を道路に直接散布したものです。低温では効果が低下し、交通によって道路から吹き飛ばされやすいにもかかわらず、最も伝統的で広く使用されている道路用塩の形態です。^{[ 31 ]}

道路用塩と塩水は、一般的に塩散布機と呼ばれる冬季用車両を使用して散布されます。塩散布機は通常、トラック、ローダー、または塩水の場合はタンカーに取り付けられます。塩は車両後部の大きなホッパーに保管され、散布機構に異物が入り込んで詰まるのを防ぐために上部に金網が張られています。塩は通常、小型の車載エンジンに油圧駆動システムで接続されたインペラによって道路全体に散布されます。しかし、1970年代までは、トラックから塩をシャベルでかき出す作業員、または小型の手押し車のような車両によって手動で散布されることがよくありました。後者は今日でも個人用として使用されています。^{[ 32 ]}古い散布機構の中には、ホッパーからインペラに手動で投入する必要があるものもあります。

塩化ナトリウムは^{、道路用塩として圧倒的に最も一般的なものです。これは主に、広く普及していることと低コストであること、そして大規模な産業インフラのおかげで、多くの産業用途や消費者用途で使用されているためです。[36 ]}一般^的で^{安価ですが}、その有効温度範囲は通常-6～-10 ℃（21～14 °F）を下回ることはなく、これらの温度以下では逆効果になることがよくあります。大量に使用すると、水域や土壌の塩分濃度を高めることで、地域の生態系を破壊する可能性もあります。さらに、岩塩の研磨性により、大量に使用するとコンクリートやアスファルトが侵食されます。^{[ 37 ] [ 38 ]}  

塩化カルシウムは塩化ナトリウムに比べて一般的ではありません。製造コストは塩化ナトリウムの5倍ですが、はるかに広い面積をカバーでき、氷を溶かす速度も3倍近く速いです。^{[ 39 ] [ 40 ]}塩化ナトリウムほど環境に悪影響を与えず、氷を除去する効果も高いため、近年人気が高まっています。^{[ 41 ] [ 42 ]}また、他の代替品と比較してコンクリート表面への損傷も少ないです。^{[ 43 ]}

塩化マグネシウムは、あまり一般的ではない道路用塩です。^{[ 40 ]}通常の塩化ナトリウムの20～30ドルに対し、1トンあたり100～180ドルかかります。^{[ 44 ]}環境への影響は非常に少なく、氷の除去には非常に効果的です。しかし、塩化マグネシウムは他の塩に比べてコンクリート表面に大きな損傷を与えることが発見されており、舗装道路の除氷剤としての使用はほぼ中止されています。^{[ 43 ] [ 45 ]}暖かい季節や未舗装道路では、非常に効果的な粉塵除去剤および土壌安定剤として依然として広く使用されており、他の道路用塩に比べて植物への害がはるかに少ないため、園芸家によく好まれています。^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]}

塩素は電気陰性度が高いため、電気陰性度の低い金属と結合しやすく、構造物、車両、水道設備に腐食を引き起こしやすい。^{[ 49 ]} Environmental Science & Technology誌に掲載された研究では、ニューヨークの私設井戸のほぼ4分の1が道路の塩散布の影響を受け、配管や健康に大きな影響が出る可能性があると予測されている。^{[ 50 ]}銅、鉛、鉄など、配管設備によく使われる金属は特に脆弱である。道路上の塩や塩水が交通によって巻き上げられると、車両のボディに当たり、さらに腐食が進む。道路の塩がボディの腐食に及ぼす影響に関する研究では、コーティングされていない鋼板では冬季の腐食率が10%未満に低下したことが判明した。塩を撒いていない道路で使用された車は、塩を撒いた道路で運転された車に比べて、外観上の腐食による損傷が50%減少した。^{[ 51 ]}米国環境保護庁は、道路用塩の使用により、 自動車、トラック、橋、道路の修理に年間50億ドルの費用がかかると推定している。^{[ 1 ]}道​​路用塩は金属を損傷するだけでなく、埋め込まれた鉄筋への影響だけでなく、凍結融解効果の加速により、コンクリート構造物の損傷も加速させる。これは、コンクリートの多孔性のため特に影響が大きい。^{[ 52 ]}

主な環境問題の一つは、水源の汚染です。道路用塩は雪や氷に溶けて融点を下げることで作用しますが、雪解け水が雨水排水溝に流れ込むと塩は溶けたままになります。これらの雨水排水溝は下水道につながり、下水道は河川、湖、その他の水域に流れ込みます。^{[ 1 ]}道路用塩の流出量が多いと、これらの水域は淡水塩水化を起こし、多くの環境的影響が生じます。塩水化が広範囲に及ぶと、湖の水位低下、流域での水の過剰使用、地球規模の気候変動の促進、生物多様性の減少につながります。^{[ 53 ]}一般的な無機道路用塩のほとんどに含まれるイオンである塩化物イオンの高濃度は、魚類、両生類、大型無脊椎動物にとって有毒であることは明らかです。これらの塩分濃度は、塩水化した水域における淡水種の絶滅につながる可能性があります。飲料水中の塩分濃度の上昇も影響を受ける可能性があります。塩分は河川や湖だけでなく、地下水にも浸透するためです。塩化物濃度が250 mg/Lを超えると、水は塩辛く感じ始めます。 ^{[ 49 ]}この塩分濃度の上昇は、塩分濃度の高い水道水を摂取する人々に、特に高ナトリウム血症などの様々な電解質バランスの異常を引き起こす可能性があります。その結果、喉の渇き、脱力感、吐き気、食欲不振などの症状が現れ、さらに重症化すると、錯乱、筋肉のけいれん、脳内または脳周辺の出血を引き起こす可能性があります。^{[ 54 ]} 

道路の塩も水の富栄養化のプロセスに寄与します。これは、窒素や塩化物などの栄養素が水中に急速に蓄積するプロセスです。その結果、これらの栄養素は藻類などの生物の過剰増殖を促し、藻類の異常繁殖を引き起こします。過剰増殖した藻類や藻類の異常繁殖が死滅すると、分解時に水中の酸素が枯渇し、水中のさまざまな水生生物を死滅させたり、害を与えたりする可能性があります。さらに、これらの状況は、藻類の死滅が藻類の増殖に適した条件を作り出し続け、ますます大きな被害につながるという正のフィードバックループを生み出します。^{[ 55 ]}

路肩の土壌に塩が蓄積すると、土壌の塩分濃度が上昇し、植物の成長が阻害され、感受性の高い種が枯死する可能性があるため、植生に悪影響を及ぼします。^{[ 56 ]}北京では、融雪塩によって11,000本の歩道樹、150 万本の低木、200,000平方メートルの芝生が枯死したことがわかりました。^{[ 57 ]}このような植物の劣化は、地域の生態系を破壊するだけでなく、土壌侵食にも寄与します。さらに、塩に引き寄せられる野生動物（シカやヘラジカなど）は、有害な量の塩を摂取したり、道路に引き寄せられたりして、車両との衝突の可能性が高まるため、危険にさらされる可能性があります。路肩の水たまりは、車両とヘラジカの衝突の可能性を約80%増加させることがわかっています。^{[ 58 ]} 「ソルトベルト」という用語は、主に米国北東部で道路用塩の使用量が多い地域を指します。これらの地域では、塩の散布による累積的な影響がより顕著になり、環境中の塩分濃度が高くなり、それに伴う悪影響が悪化する。^{[ 59 ]}

• 塩化ナトリウム（NaCl、または食塩。最も一般的な融雪剤。）
• 塩化マグネシウム（MgCl₂ _）は、食塩の作業温度を下げるために添加されることが多く、植物へのダメージが少ない。
• 塩化カルシウム（CaCl₂ _、塩に添加して使用温度を下げることが多い）は、コンクリート表面への損傷が少ない。
• 塩化カリウム（KCl）
• 酢酸カルシウムマグネシウム（CaMg ₂ (CH ₃ COO) ₆）
• 酢酸カリウム（_CH₃COOK）
• ギ酸カリウム（CHO ₂ K）
• ギ酸ナトリウム（HCOONa）
• ギ酸カルシウム（Ca(HCOO) _{2 ）}

• 尿素（CO(NH ₂ ) ₂）は一般的な肥料である。
• 様々な農業副産物で、一般的に塩化ナトリウムの添加剤として使用される。
• メタノール（CH₄O _）は道路ではほとんど使用されない。
• エチレングリコール（C₂H₆O₂ _）は、道路ではほとんど使用されていない。
• プロピレングリコール（C₃H₈O₂ _）は、道路ではほとんど使用されない。
• グリセロール（C₃H₈O₃ _）は道路ではほとんど使用されない。