Новости химической науки > Почему канализация подвергается коррозии

Подземная канализационная инфраструктура выстраивалась и финансировалась веками. Так, например, по оценкам, общая стоимость канализационной системы США составляет около триллиона долларов. Тем не менее, как говорят результаты новых исследований, эти сооружения могут пострадать от химической атаки – индуцированной сульфидом коррозии бетона.

Основной вывод работы заключается в том, что проблему в основном можно решить, удаляя из циркулирующей воды источник сульфида – сульфат-анион.

Как отмечают Ильже Пикаар (Ilje Pikaar), Кешаб Шарма (Keshab R. Sharma) и Жигуо Юань (Zhiguo Yuan) из Университета Квинсленда (Австралия), проблема сульфида в канализационных трубах возникла прямо с того момента, когда появились первые канализационные трубы. Для лучшего понимания влияния химических веществ на канализационные коммуникации исследователи два года отбирали пробы сточных вод и материала, из которого изготовлены канализационные трубы, после чего смоделировали процессы коррозии с помощью компьютера.

Бетонные трубы канализационной системы после процесса сульфидной коррозии. (Рисунок из Science 2014, DOI: 10.1126/science.1251418)

Как поясняют исследователи из Австралии, анаэробные бактерии, обитающие в биопленках и осадках в канализации, способствуют восстановлению содержащегося в сточных водах сульфата до гидросульфида, который опасен уже сам по себе из-за того, что он может давать токсичный и дурно пахнущий сероводород. В тех областях канализации, где есть контакт с воздухом, сероводород или гидросульфид окисляются аэробными бактериями до серной кислоты, которая разъедает бетонные трубы, компонентом которых является силикат кальция, со скоростью несколько миллиметров в год.

Как отмечают исследователи, вода, промышленные отходы, а также отходы человеческой жизнедеятельности содержат сульфат-ион, однако источником не менее половины от общего количества сульфат-ионов, содержащегося в сточных водах, являются сульфат алюминия и сульфата железа(II), которые добавляют в воду в качестве коагулянтов для упрощения удаления коллоидных твердых систем и органических отходов. Юань заявляет, что переход к безсульфатным коагулянтам, таким как хлориды алюминия и железа, может решить проблему сульфидно-сульфатной коррозии бетона.

Инженеры по городским коммуникациям оценивают, что примерный срок службы канализационной системы составляет от 50 до 100 лет, что приводит к необходимости вкладывать значительные суммы в ремонт канализации и замену блоков. Специалисты по экологии и инженерии гражданских объектов отмечают, что увеличение срока службы систем канализации хотя бы на один год позволило бы экономить существенные суммы, а замена одного коагулянта на другой является достаточно простым решением.

Источник: Science 2014, DOI: 10.1126/science.1251418

метки статьи: #вопросы экологии, #неорганическая химия, #химическая технология