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硅星人

为了降温环保,美国小镇竟给马路刷满了“涂改液”?

这波“涂改液”操作太6:能保护柏油路免受日光、雨水损坏外,还能降低热岛效应。

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发布于 7月4日责编 : lianzi

北半球的夏天已经到来。人们白天穿行在城市当中,几乎要热到昏厥。尤其过去一周,美国西北部包括华盛顿州和俄勒冈州在内的地区更是出现了高达115华氏度的历史罕见高温,约合46摄氏度。 当地超市里的冰激凌早已售卖一空。

图片来源:Maranie Staab / 路透社
图片来源:Maranie Staab / 路透社

人走在柏油(沥青)路上,简直像走在烤盘上一样。

说到柏油马路,因为反照率低和吸热能力强,夏天高温暴晒过的柏油路不仅本身表面温度高达60、70℃,接触可能造成灼伤,还会蒸烤地面附近的空气,远远地看过去就仿佛海市蜃楼一般。

图片来源:沈阳晚报
图片来源:沈阳晚报

在其他一些特定的气候区域,夏天的高温同时也伴随着大量雨水。一晒一冲,交替循环,再加上平时如果车流量大的话,会导致柏油路裂开,严重的情况下甚至会崩陷。因此,高温不仅让普通市民难受,对于道路养护工作者来说也是个难题。

实际上,这种难题已经美国另一个州的城市攻克。近日,美国南卡罗莱纳州的 Charleston 县测试了一种全新的道路养护方式:给马路上刷满“涂改液”!

视频来源:Charleston County Government

为什么说它是“涂改液”呢?

因为这种涂料的主要成分是二氧化钛 Titanium Dioxide,TiO2。这也正是我们小时候经常用的涂改液和修正液的主要功能成分。涂改液的白色就是来自二氧化钛。

图片来源:Like Japan
图片来源:Like Japan

一般方法制备的二氧化钛,俗称钛白粉。不过今天硅星人介绍的,是颗粒更小的纳米雾状的二氧化钛。它可以作为添料,加入到道路养护剂里。

如果喷洒含有这种纳米二氧化钛的道路养护剂,会在马路上形成一种常规的雾封层,起到对柏油表面的物理保护作用。但更重要的是,因为添加了超细颗粒的二氧化钛,形成的保护层会反射更多的光,所以路面温度比普通柏油路低7℃左右(20℉)。

如果覆盖的道路足够多的话,这种技术就能有效降低城市的热岛效应,也就是城市气温比周边更高的现象。它的主要原因之一就是建筑物楼体和柏油马路的蓄热。

图片来源:Charleston County Government
图片来源:Charleston County Government

不仅如此,该县道路养护专业人士指出,柏油路的温度越低,寿命更长。新的含有二氧化钛超细颗粒的养护剂,每平方码(约合0.83平方米)的成本只有2美元。而该县通常在新路铺设三年之后首次养护,八年之后再次养护,所以其实成本并不算高。

但除了反射光和降温效果之外,这种超细颗粒的二氧化钛在道路养护方面更主要的作用是环保。

二氧化钛在工业界属于最有代表性的光触媒(光催化剂 Photocatalyst)。它在光照射下会产生带有强氧化性的物质,可以分解大量的有机和无机物。当喷洒在道路上,它可以减少车辆排放到空气然后附着到路面上的污染物,有效降低路面附近空气中的氮氧化物含量。

1972年,东京大学藤嶋昭教授观察发现:二氧化钛在紫外光的照射下会把水分子分解成氢气,从而发现了这种物质的光催化特性。

将二氧化钛超细颗粒喷洒到柏油路上,颗粒会嵌入到路面的微小缝隙当中。当太阳光当中的紫外光照射到路面上,这些颗粒的分子结构中的电子就被“激活”。它们会进一步飘散到道路表面甚至空气中,开始降解空气中的有机物——也即汽车尾气中的氮氧化物等。

除了人造的有害物质,它甚至还能分解霉菌和细菌,所以也可以被理解成一种被动工作的杀菌消毒涂层。喷洒在道路上,二氧化钛可以说是“一材多用”。

也有居民担心,这种工业制剂喷洒到道路上,是否带来一些副作用?

图片来源:The Post and Courier
图片来源:The Post and Courier

其实,自从二氧化钛的光触媒特性及降解污染物的能力被发现之后,将其用于环境治理的研究已经持续了许多年了。截至目前,研究人士并未发现它在道路使用中对人体、宠物和植物达到有害的程度。事实上,这种物质已经被广泛用于日用品和日化品了,比如耐火玻璃、搪瓷釉料,以及防晒霜等。

至于涂改液,它确实有毒……只不过毒性主要来自有机溶剂,而非作为颜料的二氧化钛本身。虽然直接吸入二氧化钛确实会致癌,但目前各行业对二氧化钛的使用方式都能保证颗粒不会被直接传入空气,也就不会被人类吸入。

事实上,中国也早有学术机构和城市管理单位在研究和应用二氧化钛环保涂料了。北京市市政工程院的一项研究发现,纳米二氧化钛可以直接用在基路材料当中,对空气中氮氧化物等 PM2.5 构成物质的降解效能可以达到20-40%不等。北京建筑大学研究人员在2018年发表的一篇论文显示,纳米二氧化钛雾封层对汽车尾气有一定降解效果,还能改善路面渗水性能。

这篇论文指出,虽然采用纳米二氧化钛涂层会一定程度上降低道路的抗滑性能,对行车安全带来一定影响,但仍满足中国交通部门有关规范的要求。

图片来源:Charleston County Government
图片来源:Charleston County Government

不过说到这里,可能仍有车主担心:你们在马路刷上一层涂改液,弄得那么白,不是很晃眼吗?以及这会不会提高事故风险呢?

的确,正如前面提到,二氧化钛本身是一种高反照的物质,确实会显得比较晃眼。

不过,车主并不用这么担心这个问题。首先,现在采用的涂料是二氧化钛雾状颗粒和一般的道路养护剂混合而成的,颜色是一种比较淡的鹅黄色,并不是真正的亮白色。其次,这种涂层被道路吸收,颜色就会逐渐褪去,完全吸收之后,和普通的柏油马路并没太明显的区别。

看完这么多,真没想到,原来把“涂改液”刷到马路上,还能有这么多种对环保有益的效果!

注:封面图来自于美国报纸 The Post and Courier 在线版,版权属于摄影记者 Brad Nettles。如果不同意使用,请尽快联系我们,我们会立即删除。

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