В практике эксплуатации дорожного хозяйства, аэродромных служб и коммунальных предприятий актуальной задачей является контроль качества и безопасности противогололёдных материалов, применяемых для борьбы с зимней скользкостью. Настоящий лабораторный регламент устанавливает порядок, методы и правила проведения анализа противогололёдных материалов для оценки их соответствия требованиям нормативной документации, определения эффективности и безопасности применения.

Документ предназначен для персонала испытательных лабораторий, специалистов по входному контролю и экспертов, выполняющих исследования физико-химических свойств, технологических характеристик и экологических показателей противогололёдных материалов.

Противогололедные материалы выпускаются предприятиями-изготовителями, и при входном контроле необходимо определять их зерновой состав, температуру кристаллизации, плавящую способность, коррозионную активность и другие показатели. Разработка и внедрение методик по определению качественных показателей позволяет дорожным организациям повысить качество и эффективность борьбы с зимней скользкостью и снизить воздействие на окружающую среду.

🟥 Область применения и нормативная база

Настоящий регламент распространяется на анализ противогололёдных материалов всех типов: твердых химических (хлориды, нитраты, ацетаты, формиаты), жидких, комбинированных и фрикционных. Исследования проводятся в лабораторных помещениях, отвечающих санитарно-гигиеническим нормам при температуре 20 ± 5°C и относительной влажности воздуха не более 80%.

Нормативную базу составляют следующие документы:
• ГОСТ 33389-2015 «Дороги автомобильные общего пользования. Противогололедные материалы. Методы испытаний».
• ГОСТ Р 58427-2020 «Материалы противогололедные для применения на территории населенных пунктов. Общие технические условия».
• ОДМ «Методика испытания противогололедных материалов» (утв. распоряжением Минтранса России от 16.06.03 № ОС-548-р).
• ГОСТ Р 58426-2020 «Материалы противогололедные для применения на территории населенных пунктов. Методы испытаний».

В соответствии с классификацией, к твердым противогололедным материалам относят фрикционные, комбинированные и химические, выпускаемые промышленностью в твердом виде. Свойства химических твердых ПГМ определяют по показателям, объединенным в четыре группы: органолептические, физико-химические, технологические и экологические.

🟩 Организация отбора и подготовки проб

Достоверность результатов анализа противогололёдных материалов в решающей степени зависит от правильности выполнения процедур отбора проб. Отбор проб проводят по ГОСТ Р 58426-2020.

Отбор проб от неупакованного продукта:
• От продукта, находящегося в движении, точечные пробы отбирают из расчета одна проба от 15-20 тонн методом полного пересечения струи через равные интервалы времени. Масса точечной пробы должна быть не менее 0,5 кг.
• Из судов, вагонов, автомобилей пробы отбирают в два этапа: первый этап — после выгрузки продукта у дверного проема, второй — после выгрузки половины продукта. Масса точечной пробы не менее 0,5 кг.
• Из автомобилей до 5 тонн пробы отбирают по схеме, масса точечной пробы не менее 200 г.
• На складе из поверхности соли, предварительно очищенной от загрязнений, вырубают полосу сверху вниз по поверхности шириной не менее 0,5 м и глубиной не менее 0,5 м. Полученный продукт смешивают и щупом отбирают пять точечных проб по схеме конверта.

Отбор проб от упакованного продукта:
Точечные пробы отбирают любым средством, обеспечивающим сохранность гранулометрического состава, вводя его на 3/4 высоты упаковки.

Подготовка средней пробы:
Из отобранных точечных проб составляют объединенную пробу, которую после тщательного перемешивания сокращают методом последовательного квартования. Масса средней пробы должна быть не менее 2,5 кг.

Квартование осуществляют следующим способом: ПГМ насыпают на чистую поверхность конусом, уплотняют, нажимая пластиной, до 1/4 высоты. Затем двумя взаимно перпендикулярными сечениями делят на четыре части. Для приготовления средней пробы используют две противолежащие части. Операцию квартования повторяют до тех пор, пока масса средней пробы не составит 2,5 кг.

Подготовка аналитической пробы:
Аналитическую пробу получают методом квартования пробы, переданной для испытаний в лабораторию. Масса аналитической пробы должна быть не менее 300 г.

🟧 Органолептические и физико-химические показатели

При проведении анализа противогололёдных материалов в первую очередь оценивают органолептические показатели: внешний вид, цвет, запах, форму гранул и однородность. Качественные противогололедные материалы должны иметь естественный оттенок: белый, серый либо коричневый, и не иметь неприятного запаха.

Определение зернового состава:
Исследуют количественные параметры зерен, из которых состоит средство. Состав просеивают, используя специальные сита, и определяют долю каждой фракции в общей массе. К использованию допускают составы с определенным соотношением зерен: для растворимых составов максимально эффективной считается фракция 2-5 мм, для фрикционных — от 3 до 7 мм.

Определение влажности:
Определяют соответствие уровня влажности нормативному путем оценки потери массы образца при обработке в сушильном шкафу. Реагент, имеющий влажность выше нормативной, слеживается, может образовывать комки, что отрицательно сказывается на его эксплуатационных свойствах.

Определение нерастворимого в воде остатка:
Пробу материала растворяют в воде, затем подсчитывают массовую долю нерастворенных веществ. Чем больше нерастворимый остаток, тем хуже качество реагента, выше риск загрязнения дорог и воздуха.

Определение насыпной плотности:
Пробу взвешивают в мерном сосуде в состоянии естественной влажности, что позволяет определить массу материала со всеми пустотами.

🟩 Определение температуры кристаллизации и плавящей способности

Ключевыми показателями эффективности при анализе противогололёдных материалов являются температура кристаллизации и плавящая способность.

Температура начала кристаллизации:
Определение проводят по ГОСТ Р 58426-2020. В ходе испытания определяют начало замерзания реагента при разных концентрациях раствора и оценивают температурный предел взаимодействия со льдом и снегом. Рабочая температура — та, при которой антигололедные материалы плавят лед и растворяют снег, долгое время поддерживают их в таком состоянии.

Применение методов физико-химического анализа при исследовании эффективности существующих и разработке новых противогололедных реагентов позволяет проводить эти работы на научной основе. Для разработки противогололедных реагентов на основе солевых композиций изучают фазовые равновесия в водно-солевых системах, содержащих две или более соли при температурах ниже 0°С. В качестве метода исследования используют визуально-политермический анализ.

Целью исследования является определение температур низкотемпературных эвтектик в системах соль-вода при различном соотношении компонентов и построение политерм плавления (кристаллизации) льда в этих системах при температурах ниже 0°C.

Плавящая способность:
Важнейшая характеристика любого ПГМ, отражающая, сколько граммов льда способен растопить 1 г реагента. Реагенты, обладающие высокой плавящей способностью, предпочтительны, поскольку это помогает снизить затраты и уменьшить нагрузку на окружающую среду.

По политермам плавления рассчитывают плавящую способность солей и солевых композиций при разных температурах. Данные о плавящей способности реагентов по отношению ко льду при температурах -5, -10 и -20°С являются ключевыми для выбора эффективных составов.

🟥 Определение коррозионной активности и воздействия на материалы

При анализе противогололёдных материалов обязательной является оценка коррозионной активности и агрессивного воздействия на цементобетон.

Коррозионная активность на металл:
Определение проводят по ГОСТ Р 58426-2020. Методика заключается в обработке образцов металла растворами ПГМ и помещении их в климатическую камеру для моделирования воздействия перепадов температур. За 15 циклов замораживания-оттаивания образец «проживает» 15 лет, что позволяет точно понять его поведение при систематической обработке реагентами.

Показатель агрессивности на цементобетон:
Определение степени агрессивного воздействия на цементобетон проводят по ГОСТ Р 58426-2020. Особенно агрессивные составы могут с годами буквально «съедать» и бетон, и арматуру внутри.

🟩 Экологические и токсикологические исследования

Современный анализ противогололёдных материалов включает оценку экологической безопасности и токсикологических свойств.

Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов:
Проводят по ГОСТ Р 58426-2020. Контроль радиационной безопасности обязателен для всех типов ПГМ.

Биотестирование:
Противогололедные материалы представляют собой солевые растворы, в связи с чем для прогноза их влияния на биологические объекты рассматривают в качестве модели клетку или одноклеточный организм. Проводится экотоксикологическая оценка ПГМ с различным соотношением хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов, а также оценка фактического химического состава реагентов с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) и ионной хроматографии.

Исследования показывают, что ПГМ с повышенным содержанием ионов кальция обладают менее выраженной токсичностью. Для оценки токсичности солевых растворов с помощью инфузорий актуальными дополнениями являются изучение морфологии клеток в условиях острого опыта.

Определение воздействия на кожу обуви:
Определение степени воздействия на кожу обуви проводят по ГОСТ Р 58426-2020. Семь-десять лет назад до 80% исследуемых образцов не проходили испытания на безопасность для кожаной обуви: под их воздействием кожа сильно деформировалась, усыхала, трескалась. В настоящее время жестких воздействий не наблюдается, хотя реагенты могут оставаться на обуви в виде налета.

Определение аллергенных и кожно-резорбтивных свойств:
Определение аллергенных свойств ПГМ проводят методом проявления гиперчувствительности замедленного типа, определение кожно-резорбтивных свойств — по соответствующим методикам.

🟧 Практические кейсы применения анализа противогололёдных материалов

Ниже представлены примеры из практики, демонстрирующие эффективность применения анализа противогололёдных материалов для решения производственных, контрольных и экспертных задач.

Кейс № 1. Масштабная проверка Роскачества: выявление несоответствий у 70% образцов

В ходе масштабной проверки противогололедных смесей, организованной Роскачеством, из 21 образца, закупленного в семи регионах России (Москва, Пермский край, Московская, Белгородская, Ленинградская, Владимирская и Оренбургская области), соответствующими нормативам оказались только шесть.

Результаты анализа противогололёдных материалов показали:
• В шести случаях реальный состав реагентов не совпадал с заявленным.
• 86% образцов не соответствовали нормам по степени коррозионной активности.
• Около 48% не соответствовали по степени агрессивного воздействия на цементобетон.
• Для 67% были выявлены не соответствующие заявленным температурные диапазоны: производители заявляли работу при -30°С, а на практике материалы теряли свойства уже при -22°С.

Интересно, что у одной торговой марки рабочая температура оказалась ниже заявленной: производитель указывал предел -25°С, а смесь продолжала работать даже при -32°С. По итогам проверки всем производителям, провалившим испытания, направили официальные уведомления, а результаты переданы в надзорные органы.

Кейс № 2. Арбитражный спор о корректировке санитарно-защитной зоны производства ПГМ

ООО «Уральский завод противогололедных материалов» обратилось в Арбитражный суд Пермского края с заявлением о признании недействительным предписания Роспотребнадзора, требующего корректировки санитарно-защитной зоны предприятия.

В ходе проверки установлено, что в здании склада размещено технологическое оборудование производства противогололедных материалов: бункеры подачи, транспортерные ленты, дозирующие устройства, элеватор, линия компактирования, фасовочная машина, дробилки. На момент проверки проводились пуско-наладочные работы, что свидетельствовало об изменении технологического процесса и производственной мощности по сравнению с ранее согласованными параметрами.

Судом было установлено, что изменение технологического процесса требует корректировки санитарно-защитной зоны в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.1./2.1.1.1200-03. Данный кейс демонстрирует важность учета изменений производства ПГМ для обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

Кейс № 3. Экспертиза для возмещения ущерба от воздействия реагентов

В практике защиты прав граждан важную роль играет анализ противогололёдных материалов для установления причинно-следственной связи между применением реагентов и порчей имущества или вредом здоровью.

При порче обуви или повреждении автомобиля коррозией перед экспертом ставятся вопросы: вследствие чего возникло повреждение объекта, от воздействия какого реагента. Рекомендуется одновременно обратиться в муниципалитет с запросом о том, какие противогололедные реагенты используются на конкретных участках дорог.

Возмещения ущерба можно добиться только в том случае, если в ответе муниципалитета и в экспертном заключении о причине повреждений будет фигурировать одно и то же вещество. В отношении домашних животных схема аналогичная, но в роли эксперта выступает ветеринар, который устанавливает как объем травм животного (потерю обоняния, химические повреждения подушечек лап), так и вещество, ставшее их причиной.

На странице нашего сайта https://khimex.ru/ представлена подробная информация о возможностях и особенностях анализа противогололёдных материалов, проводимого в нашей лаборатории, оснащенной современным аналитическим оборудованием и укомплектованной квалифицированными специалистами.

🟩 Определение физико-химических показателей жидких ПГМ

Для жидких противогололедных материалов при анализе противогололёдных материалов определяют следующие показатели:
• Общая минерализация (концентрация).
• Показатель активности ионов водорода (pH) по ГОСТ Р 58426-2020.
• Плотность.
• Температура кристаллизации.
• Динамическая вязкость.
• Плавящая способность.

Определение плотности:
Плотность жидких ПГМ определяют по ГОСТ Р 58426-2020. Ареометрический метод основан на измерении глубины погружения ареометра в анализируемую жидкость.

Определение pH:
Показатель активности ионов водорода определяют потенциометрическим методом. pH растворов ПГМ влияет на их коррозионную активность и воздействие на окружающую среду.

🟥 Метрологическое обеспечение и оформление результатов

Для обеспечения достоверности результатов анализа противогололёдных материалов лаборатория должна располагать комплексом средств измерений, прошедших поверку, и испытательного оборудования, прошедшего аттестацию.

Требования к оборудованию:
• Весы лабораторные с погрешностью не более 0,02 г.
• Сушильный шкаф с терморегулятором, обеспечивающий нагрев до 105-110°С.
• Сита с размерами отверстий для определения зернового состава.
• pH-метры для определения активности ионов водорода.
• Центрифуги для выделения нерастворимого остатка.
• Климатические камеры для определения коррозионной активности.
• Приборы для определения температуры кристаллизации.

Оформление результатов:
Порядок оформления результатов испытаний проводят в соответствии с ГОСТ Р 58426-2020 (раздел 5). Протокол испытаний должен содержать:
• Наименование и реквизиты испытательной лаборатории.
• Номер и дату составления протокола.
• Идентификационные данные пробы.
• Применяемые методики анализа со ссылками на нормативные документы.
• Полученные результаты с указанием единиц измерений и погрешности.
• Заключение о соответствии или несоответствии установленным требованиям.
• Подписи исполнителей и руководителя лаборатории.

🟩 Требования безопасности при выполнении анализа

При проведении анализа противогололёдных материалов необходимо соблюдать правила безопасной работы в химической лаборатории:
• Работы проводятся в специально оборудованных помещениях с приточно-вытяжной вентиляцией.
• Все работы с летучими веществами проводятся в вытяжном шкафу.
• Персонал должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты: халатами, перчатками, защитными очками.
• При работе с кислотами и щелочами соблюдают правила безопасности: при приготовлении растворов кислоты кислоту приливают в воду тонкой струей при перемешивании.
• Хранение реактивов осуществляется в специальных шкафах в ограниченных количествах.

🟧 Заключение

Проведение анализа противогололёдных материалов является необходимым элементом системы входного контроля и обеспечения безопасности при борьбе с зимней скользкостью. Регулярный лабораторный контроль позволяет:
• Обеспечивать соответствие применяемых материалов требованиям нормативной документации.
• Предотвращать использование неэффективных или опасных реагентов.
• Снижать коррозионное воздействие на транспортные средства и дорожную инфраструктуру.
• Минимизировать экологический ущерб и воздействие на здоровье населения.
• Иметь доказательную базу при разрешении споров о качестве поставленной продукции.

При организации работ по анализу противогололедных материалов необходимо обеспечить правильный и документированный отбор проб, применение стандартизованных методик анализа, использование современного аналитического оборудования и квалифицированный персонал.

Результаты масштабных проверок, проводимых Роскачеством, показывают, что значительная доля представленных на рынке противогололедных материалов не соответствует обязательным требованиям по составу, коррозионной активности, воздействию на бетон и температурным диапазонам. Это подтверждает необходимость тщательного лабораторного контроля при закупках и применении ПГМ.

Проведение физико-химического анализа с использованием современных методов, включая визуально-политермический анализ для определения фазовых равновесий в водно-солевых системах, позволяет разрабатывать новые эффективные составы с оптимальными характеристиками. Исследования показывают, что варьирование соотношений солевых компонентов позволяет достигать низких температур эвтектик и высокой плавящей способности.