隨著2013年10月黑龍江省哈爾濱遭遇惡劣的霧霾天氣的爆發(fā)，至2013年底，霧霾擴(kuò)散至華東、華南以及東北地區(qū)，中國出現(xiàn)大范圍污染天氣。中國的霧霾呈現(xiàn)加重趨勢，再次引起了全民對霧霾的高度關(guān)注。

　　國家已經(jīng)下定決心治理霧霾天氣的當(dāng)口，各種霧霾造成的威脅日益明顯，霧霾中的腐蝕物質(zhì)對暴露在大氣中的任何金屬及建筑物都可造成不同程度腐蝕，治理刻不容緩！

　　國家頻頻出臺治理霧霾相關(guān)政策，如環(huán)境保護(hù)部2013年9月正式發(fā)布的《環(huán)境空氣細(xì)顆粒物污染綜合防治技術(shù)政策》、國務(wù)院發(fā)布的《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等，并不惜由中央財(cái)政投資50億重點(diǎn)對京津冀及周邊進(jìn)行大氣污染治理。環(huán)境保護(hù)部指出，目前中國大氣污染的主要來源是生產(chǎn)性污染，如燒煤可排出煙塵和二氧化硫；燒石油可排出二氧化硫和一氧化碳等。如此看來，造成霧霾具有腐蝕性的首要因素是企業(yè)大量排放污染性煙塵及硫化物造成的。

 

　　　　　　　　霧霾天氣對戶外金屬造成腐蝕危害

　　中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)為了探秘霧霾的腐蝕危害性，近期采訪了北京科技大學(xué)腐蝕與防腐中心的程學(xué)群副教授，聽專家講述霧霾天氣對戶外金屬造成的腐蝕危害。以下為采訪實(shí)錄。

　　中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)：國內(nèi)近期霧霾天氣頻發(fā)，對暴露在大氣中的金屬造成一定的傷害，那么霧霾是如何影響金屬大氣腐蝕的？

　　程學(xué)群：我們知道，霧霾主要組成的二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物這三項(xiàng)。當(dāng)金屬表面覆蓋來自大氣的顆粒物或生成易溶的物質(zhì)時(shí)，大氣中的水分就會(huì)優(yōu)先凝聚，這叫化學(xué)凝聚作用。例如大氣濕度不到60%,但是由于霧霾存在使得金屬表面相對濕度超過60%,從而加大金屬腐蝕速率。

　　另一方面，霧霾中二氧化硫、氮氧化物溶于水后即為酸性，同時(shí)還增加了表面液膜層的電導(dǎo)，金屬在酸性條件下往往腐蝕速率很快。霧霾中的可吸入顆粒雖然既非腐蝕性，又不吸附腐蝕性物質(zhì)，但因容易凝聚水分導(dǎo)致金屬形成氧濃差的局部腐蝕。

　　霧霾中的微小顆粒加速大氣腐蝕的作用很易被證實(shí)。如把同樣兩個(gè)鐵樣品置于室內(nèi)大氣環(huán)境下，其中一個(gè)用布屏蔽起來，防止塵埃落在金屬表面。經(jīng)過幾個(gè)月后，被屏蔽的樣品往往并未生銹，失重很小，而另一樣品卻生銹層嚴(yán)重。

　　中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)：暴露在空氣中的金屬腐蝕現(xiàn)象中，加速金屬物品腐蝕速度的主要因素有哪些？

　　程學(xué)群：金屬無論在室內(nèi)或室外都會(huì)發(fā)生大氣腐蝕，影響金屬材料在大氣環(huán)境腐蝕速率的因素很多，其中濕度是最重要因素之一。按金屬表面的潮濕度，即按照電解液膜層的存在與否和狀態(tài)，通常把大氣腐蝕分成三類：干大氣腐蝕、潮大氣腐蝕和濕大氣腐蝕，不同的大氣類型下金屬的腐蝕速率差別很大。下圖定性了表示大氣腐蝕速度與金屬表面上膜層厚度之間的關(guān)系。

　　圖 大氣腐蝕速度與金屬表面上水膜層厚度之間的關(guān)系

　　區(qū)域Ⅰ：在大氣濕度特別低的情況下，金屬表面只有薄薄的吸附水膜，最多只有幾個(gè)分子厚度（1~10nm），還不能認(rèn)為是連續(xù)的電解液。此區(qū)相當(dāng)于干大氣腐蝕，腐蝕速度很低。

　　區(qū)域Ⅱ：隨大氣中濕度的增加，金屬表面液膜層厚度也逐漸增加，水膜厚可達(dá)幾十或幾百個(gè)水分子層厚，形成連續(xù)電解液薄層，開始了連續(xù)電化學(xué)腐蝕過程。此區(qū)腐蝕速度急劇增加，相當(dāng)于潮大氣腐蝕。

　　區(qū)域Ⅲ：當(dāng)金屬表面水膜層繼續(xù)增加到幾微米厚時(shí)，進(jìn)入到濕大氣腐蝕區(qū)。由于隨著液膜的增厚氧通過液膜擴(kuò)散到金屬表面變得困難了，所以在此區(qū)域腐蝕速度隨著液膜的增厚有所下降。

　　區(qū)域Ⅳ：當(dāng)金屬表面水膜層變得更厚（如大于1mm），已相當(dāng)于全浸在電解液中的腐蝕情況，腐蝕速度基本不變。在實(shí)際大氣環(huán)境情況下，通常腐蝕多在II、III區(qū)域進(jìn)行，由于環(huán)境條件的變化，各種腐蝕形式可以相互轉(zhuǎn)換。

　　由此可見，金屬的腐蝕速率和大氣濕度密切相關(guān)，一般講空氣中濕度越大，金屬表面結(jié)露越容易，表面上的電解液膜存在的時(shí)間也越長，腐蝕速度也相應(yīng)增加。各種金屬都有一個(gè)腐蝕速度開始急劇增加的濕度范圍，使金屬大氣腐蝕速度開始急劇增加的大氣相對濕度稱為臨界濕度。鋼鐵、銅、鎳、鋅等金屬的臨界濕度約在50%~70%之間。可知如果相對濕度達(dá)60%以上時(shí)，鋼的腐蝕量就急劇上升；而小于60%時(shí)腐蝕量很小。

　　中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)：目前在專業(yè)領(lǐng)域抵抗霧霾腐蝕的先進(jìn)技術(shù)或方法，請您給我們介紹一下，哪些足以抵抗、減緩這種情況造成的金屬腐蝕呢？

　　程學(xué)群：目前還沒有專門針對霧霾導(dǎo)致金屬腐蝕的防護(hù)技術(shù)。對于大多數(shù)金屬制品來說，霧霾增加的腐蝕量還是相對輕微的，其腐蝕造成的后果是可以接受的，因此不需要做特殊的防護(hù)。

　　但是對一些精密儀器設(shè)備，則需要多加防護(hù)。霧霾中的小顆粒和二氧化硫氣體一旦隨空氣進(jìn)入儀器設(shè)備內(nèi)部就可能附著在電子器件上，就有可能導(dǎo)致焊點(diǎn)或電子器件的腐蝕加速。目前來說采取的補(bǔ)救性措施一方面就是對空氣進(jìn)行凈化，另一方面可以考慮在電子器件內(nèi)部放置氣相緩蝕劑。

　　【采訪人物】程學(xué)群，男，北京科技大學(xué)腐蝕與防腐中心副教授。主要研究領(lǐng)域：

　　（1）耐蝕鋼研發(fā)，承擔(dān)多項(xiàng)鋼鐵企業(yè)耐蝕鋼研發(fā)課題；
　　（2）工業(yè)環(huán)境腐蝕與防護(hù)；
　　（3）金屬表面處理技術(shù)，獲多項(xiàng)國家發(fā)明專利。

轉(zhuǎn)自http://www.ecorr.org/hangyedongtai/2013/1224/8023.html　作者：張春穎