Атмосферная коррозия — естественный процесс распада металла под действием воздуха и влаги. Но “рыжая крыса” грызет не только лом. Она растворяет скульптуры, памятники, трубы, мосты и многое другое. А продукты этой деградации далеко не безобидны.
Ущерб, наносимый коррозией памятникам заметен всем. Уже побывали на реставрации “Рабочий и колхозница”, установленные на ВДНХ, кони Клодта с Аничкова моста, американская статуя Свободы. И на восстановление их внешнего вида тратятся огромные деньги.
Иногда разрушение не идет дальше поверхности — металл покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет его от дальнейшего проникновения агрессора — воздуха и влаги. Так зеленеет медь, бронза. Иногда металл рассыпается как труха — так ржавеет железо.
А вот что происходит с металлами, которые используют для покрытия домов. Возьмем оцинкованную железную крышу. Потери цинка в год в сельской атмосфере оцениваются в 7-15 г на кв. м, а в городской — в 43 г на кв. м.
Сталь коррозирует еще быстрее: в сельской атмосфере теряется до 430 г на кв. м, в городской — до 600 г. Больше полкилограмма стали в год на один квадратный метр!
Время, за которое происходит коррозия, непосредственно связано с вредными примесями в атмосфере.
Особенно ускоряют ее соединения серы. Основной источник выбросов серы в атмосферу — не транспорт, как думают многие, а топливная энергетика. На втором месте идет металлургия, особенно цветная, и на третьем — нефтепереработка.
Вот наглядный пример: в середине 90-ых годов XX века, когда работа многих промышленных предприятий была приостановлена, в районе завода им. Лихачева — знаменитый ЗИЛ в Москве, коррозионные потери стали и цинка уменьшились в 5 раз по сравнению с тем, что было в 50-е годы.
По тому, с какой скоростью разрушаются металлы, можно делать выводы о чистоте воздуха. И с 50-х годов прошлого века, когда во всем мире заговорили о загрязнении атмосферы, началось активное изучение коррозии. В том числе создание коррозионных карт, с помощью которых можно будет судить об изменениях в атмосфере.
В России такие работы проводятся в Институте физической химии и электрохимии им. Фрумкина.
Атмосферная коррозия — настолько сложный процесс, что его невозможно ни смоделировать в лаборатории, ни просимулировать на компьютере. Изучением атмосферной коррозии занимаются на коррозионных станциях, где под открытым небом лежат и «ржавеют» многочисленные образцы.
Процесс наблюдения и снятия показаний автоматизировать тоже не удается. Наблюдения нужно проводить годами в одних и тех же местах. За какими-то образцами достаточно наблюдать раз в месяц, а за другими сначала надо следить каждый час, а позже достаточно раз в несколько дней.
Коррозионная станция Института физической химии и электрохимии в Подмосковье
В институте работают четыре коррозионные станции — в Москве (городская), в Подмосковье (сельская), в Мурманске (северная) и на Дальнем Востоке (приморская). Все это — разная влажность, разный температурный режим, разная загрязненность атмосферы и, следовательно, разная скорость коррозии.
Чтобы увеличить количество точек наблюдения, институт приглашает к сотрудничеству школьников. Сейчас при школе в поселке Старая Майна Ульяновской области строится коррозионная станция. По присланным из института чертежам школьники самостоятельно смонтировали стенды, и в ближайшее время туда завезут образцы. На коррозионной карте России появится еще одна точка.
Коррозии не подвергаются лишь металлы, которые встречаются в чистом — самородном виде. Например, золото, серебро, платина. Но таких очень мало.
Другие металлы под воздействием влаги возвращаются в свое природное состояние в виде химических соединений — оксидов, солей и гидроксидов, из которого человек извлек их путем сложных физико-химических манипуляций.
В результате окружающая среда загрязняется соединениями тяжелыми металлами. Они попадают в ливневую канализацию или ручей, а оттуда — в реки.
Нерастворимые в воде соединения через какое-то время оседают на дно городских рек. Если поднять грунт со дна, то это будет не плодородный ил, как в древнем Египте, а мертвая загрязненная соединениями тяжелых металлов основа. Именно поэтому бесполезно осушать водохранилища, которые активно строились в СССР в эпоху гидроэлектростанций — использовать отравленные земли уже не получится.
Но и это еще не все. Нерастворимые соединения могут вступить в химические реакции и превратиться в растворимые, которые накапливаются растениями.
Их адсорбируют и травы, и деревья, а еще активнее это делают водоросли. Ионы металлов проходят через мембрану клетки, усваиваются растениями в процессе метаболизма. На этот факт стоит обратить внимание всем, кто любит очищать организм от тяжелых металлов, поедая сухие водоросли.
Прежде чем питаться ими, следует поинтересоваться составом атмосферы в том месте, где водоросли собирали. Чтобы не оказалось, что “пылесос”, который должен чистить организм, уже забит до предела.
В глобальном масштабе, в объеме Мирового океана, разрушенные и вынесенные в окружающую среду металлы не создают опасных концентраций, не наносят такого вреда, как загрязнение пластиком.
Другое дело — локальное скопление продуктов коррозии. Раньше люди не извлекали металлы в таком количестве как сейчас, и они были рассеяны по планете. Никогда рядом не оказывалось так много металлических крыш, памятников, водопроводных труб, заборов и декоративных частей фасадов.
Собираясь в отдельной реке, отдельной гавани или отдельном роднике — тяжелые металлы могут оказать на природу и человека крайне негативное воздействие.
Возникает вопрос: так ли нам нужна еще одна скульптура? И, может быть, пора перестать экономить на антикоррозионных покрытиях?
