Опять белые разводы на ботинках. Что делать? Разбираем с учёным-химиком

У вас в этом сезоне уже были белые разводы на ботинках? Химик, популяризатор науки Сергей Бесараб называет соляные смеси на дорогах “проклятьем постсоветского пространства”.

— Уже неоднократно поднимался вопрос их полного запрета и перехода на инертные вещества, “трибологические” добавки, увеличивающие трение, вроде песка или мелкого гравия. Но тотальная нищета еще не скоро позволит это сделать.

Сколько бы мы ни жаловались на соль на дороге, это не поможет спасти обувь. А что поможет? Спросили Сергея Бесараба и попросили объяснить, что за химический процесс происходит с кожей, когда на неё попадает соль.

Проблема. В Беларуси для борьбы со снегом и гололёдом чаще всего используют отходы солигорских калийных комбинатов, смешанные с песком. Как эта смесь действует на обувь? Какие лайфхаки можно придумать, чтобы спасти новую обувь от старой доброй соли?

Разбор химического процесса от Сергея Бесараба:

— Используемые отходы от добычи калийных солей представляют собой либо галит (это условный аналог кухонной соли) или глинисто-солевые шламы (это хлорид калия, хлорид магния, хлорид кальция, и примеси сульфатов, карбонатов, силикатов).

То есть, имеем просто концентрированный солевой раствор (рассол) разлитый по улицам. В отходах соледобычи может дополнительно присутствовать и обширный спектр тяжелых металлов, которые потом поднимутся с пылью в воздух.

Насыщенный раствор соли действует на кожу из-за нескольких физических процессов. Во-первых, это осмос. То есть, концентрированный раствор соли вызывает обезвоживание структуры кожи, деградацию коллагеновых волокон. И как следствие кожа становится жесткой и ломкой, теряется эластичность.

Во-вторых, попадая с улицы в дом, пропитанная рассолом кожа начинает высыхать, образовываются кристаллы. При этом происходит увеличение объема, разбухание материала, создается механическое давление на волокна кожи, появляются трещины.

В третьих, растворимые соли увеличивают поверхностное натяжение воды и улучшают тем самым промокание материала, влага проникает глубже.
Ну и в четвертых: галоген-ионы, попадая на металлическую фурнитуру обуви, вызывают так называемые "хлоридные атаки", образование молниеносной электрохимической коррозии с глубокими очагами.

А теперь лайфхак от Сергея Бесараба:

— Самый простой вариант — использовать дополнительные защитные средства для наиболее засоленных участков. Носите галоши, специальные накладки, даже бахилы. А еще следует использовать инертные водоотталкивающие пропитки (например, туристические с фторкарбоновыми смолами). Обувь нужно сушить медленно, при комнатной температуре, избегая прямого быстрого нагревания. Это поможет предотвратить быстрое образование крупных кристаллов.

Проблема. Часто владельцы домашних животных жалуются на то, что питомцы послу прогулки по “обработанному” тротуару скулят из-за потрескавшихся подушечек на лапах. Чем можно защитить лапы животного в такой ситуации?

Разбор химического процесса от Сергея Бесараба:

— На кожу животных концентрированные солевые растворы действуют так же, как и на кожу обуви. С той только поправкой, что ботинки не могут чувствовать боль, а животное — может. Солевой раствор обезвоживает кожу на лапках, приводит к сухости и растрескиванию. Это сопровождается ответной реакцией организма – раздражение кожного покрова, сильный зуд, дискомфорт и болезненное состояние. Притом наиболее уязвимые места – это кожа между пальцами.

А теперь лайфхак от Сергея Бесараба:

— Совет здесь тот же что и в первом случае — использование специальной обуви для животных, которая предотвращает прямой контакт лап с химическими рассолами. Притом такие “гамаши” можно как купить, так и попытаться сделать самому из водонепроницаемых материалов. Или обычных материалов, но пропитанных водоотталкивающими пропитками.

В некоторых случаях можно использовать “воск для лап”, специальные составы, которые наносятся на подушечки и между пальцамии и создают водоотталкивающую пленку. Владельцам домашних животных, которые не хотят возиться с отдельной обувью можно посоветовать почитать про составы для индивидуальной дерматологической защиты, т.н. “жидкие перчатки”. Некоторые из них можно адаптировать для нужд животных.

А что может сделать с солью на дорогах государство?

Можно ли разбавить чем-то концентрированный рассол на дорогах, чтобы сцепление осталось тем же, никто не падал и не скользил — но обувь и лапы страдали меньше?

— Простое разбавление концентрированного рассола особенно ничего не даст. Можно попробовать увеличить долю хлорида магния в технической соли, но это серьезно усложнит техпроцесс.

В цивилизованных странах полностью отказываются от неорганических реагентов и переходят на биоразлагаемую органику. Связано это в том числе и с чудовищным засолением придорожных территорий (город фактически превращается в солончаковую пустыню).

Если смотреть на опыт развитых стран, то там с 1970-х в "дорожные соли" добавляли ингибиторы коррозии (соли жирных органических кислот) для минимизации ущерба автолюбителям. А потом постепенно от неорганики отказались вообще, оставив экологичную органику.

Теперь она работает не только на дорогах, но и в аэропортах, и при защите палуб кораблей от льда. Это соли муравьиной и уксусной кислот (формиаты и ацетаты), многоатомные спирты (пропиленгликоль, глицерин).

А как в других странах?

В этой проблеме разбирался портал"Экодом". И вот, что выяснил.

В Норвегии и Исландии теплокоммуникации прокладываются прямо под пешеходными дорожками и автомагистралями, а потому ни снег, ни лед на них не задерживаются. Помимо этого, в ходу метод Торгейра Ваа, при котором ледяное покрытие на дорогах поливают смесью горячей воды с песком. Этот метод изобретен в Швеции, где он также активно применяется.

В Японии гололед — дело привычное. И несмотря на то, что из года в год тысячи людей получают травмы при падении на скользких тротуарах, использование реагентов не разрешается. А со снегом справляются только при помощи техники. Сначала выезжают буровые машины и пробивают путь для экскаваторов. Те сбрасывают снег на обочину и вдоль дорог выстраивают огромные снежные тоннели, высотой до 2 метров. Есть в Японии и города с подогревом асфальта, но в основном очистка тротуаров от снега целиком лежит на самих жителях.

Скандинавия также отказалась от использования химических реагентов. Снежные завалы расчищает коммунальная служба техникой, но не до асфальта, а оставляя слой в несколько сантиметров. Далее его укатывают и посыпают крошкой или гравием, а весной материал собирают специальными пылесосами, очищают и отвозят на хранение до следующей зимы.

Австрия, Германия и Финляндия прибегают к фрикционному методу борьбы с наледью. Для этого используется каменная крошка или песок — материал, который можно использовать повторно без вреда для окружающей среды.

В Нидерландах преобладают умные дороги, а в качестве реагента используется соль с рассолом: такая смесь работает быстрее и эффективнее. Дорожники узнают о снегопаде за 3 часа до осадков из ERP (система автоматизированного управления). Также на главных автомагистралях страны в асфальтобетон вмонтировано около 330 тысяч специальных датчиков, информирующих про температуру дорожного покрытия.

В Швейцарии для посыпки дорог используется соль с добавлением 25-40 весовых процентов воды. При этом замачивать надо смесь из 70% обычной соли и 30% хлористого калия (это популярное естественное удобрение). Так экономится соль, уменьшается вредное воздействие на окружающую среду и мокрый снег долго не замерзает.

А во Львове и Кракове для борьбы с гололедом парковые дорожки посыпали кофейной гущей.

Если проанализировать мировой опыт борьбы со снегом и гололедом, получается, что лучший способ — вовремя и основательно убирать снег. Не ждать, пока он выпадет и будет утоптан до наледи, а потом засыпать его тонной соли. Также необходимо строго соблюдать нормативы использования химических реагентов, особенно вблизи водоемов и водоохранных зон.