Коррозионная карта мира или где пляшут зеленые человечки

Ученые из Института физической химии РАН и Шведского института коррозии составили карты коррозионной стойкости металлов в разных климатических и техногенных условиях и обнаружили, что многие конструкционные и декоративные материалы являются источниками тяжелых металлов в окружающей среде.

Различные конструкции, крыши домов, трубы, декоративные части фасадов из металлов и сплавов подвержены атмосферной коррозии, скорость которой может значительно меняться в разных климатических и техногенных условиях. Ведь одно дело – чистый воздух и умеренный климат, и совсем другое – влажные, жаркие тропики и выбросы в атмосферу оксидов серы, азота и хлорсодержащих соединений.

Шведские и российские ученые создали базу данных коррозионной стойкости основных конструкционных и декоративных металлов – стали, цинка, меди, алюминия и его сплавов, бронзы, латуни – в различных географических регионах земного шара. Они систематизировали данные коррозионных испытаний, проводившихся с середины 50-х годов в 47 странах мира и в Антарктиде. Испытания длились от одного года до 15-20 лет. На территории бывшего СССР собрана коррозионная информация из 40 регионов: от «полюса холода» Оймякона до субтропического Батуми, от приморских районов Балтийского и Черного до Охотского и Японского морей.

Систематизированные данные показали, что коррозионная агрессивность атмосферы в действительности гораздо выше, чем ранее предполагалось. В целом, в холодном климате — в Антарктиде, в районе Оймякона, — скорость разрушения металлов наименьшая. Самыми агрессивными оказались морская и тропическая атмосфера и регионы повышенного содержания в воздухе оксидов серы. Например, годовая скорость коррозии углеродистой стали в районе станции Восток, в Антарктиде, составляет 0,05 мкм/год, а в морской атмосфере Нигерии (в 15 м от моря)– 958 мкм/год. Годовая скорость коррозии меди колеблется от 0,07 мкм/год в Оймяконе до 7,5 мкм/год в китайском Чонг Кинг, скорость коррозии цинка в зависимости от места проведения испытаний изменяется от 0,09 мкм/год (Гренада, Испания) до 31,8 мкм/год (Конгелла, Южная Африка).

Была замечена отрадная закономерность: во многих промышленно-развитых районах в 50-е годы показатели коррозии металлов были заметно выше, чем в последнее десятилетие, что говорит о реальных успехах защиты окружающей среды от вредных выбросов в атмосферу. В то же время ученые пришли к выводу, что для всех испытанных металлов на Земле есть точки, где скорости коррозии существенно превышают верхние пределы, допускаемые европейскими стандартами.

Более того, продукты коррозии в значительной степени вымываются осадками, в особенности кислотными, что ведет к сбросу тяжелых металлов (меди, цинка, никеля, хрома) в окружающую среду в заметных количествах. Эмитируемые в воздух металлы могут переноситься на большие расстояния и выпадать вдали от источников эмиссии, что приводит к повышению их концентраций в почвах, увеличению их сброса в реки, озера и каналы и в перспективе (от 35 до 145 лет) создает экологические проблемы в регионах.

По данным ученых, на Европейской территории России из-за коррозионных потерь сброс меди в окружающую среду за десять лет составляет в разных регионах от 1 до 22 г/м2, при этом они минимальны на северо-востоке и максимальны на западе и юго-западе Европейской территории страны. То есть, чем больше влажность воздуха и уровни оксида серы в атмосфере (кислотные дожди), тем выше эмиссия тяжелых металлов.

Так что позеленевшие от окислившейся меди памятники, фасады и крыши домов в загрязненной атмосфере большого города не так уже безобидны.