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这种腐蚀，时时都在发生——土壤腐蚀知多少摘要：精确的设计，良好的制造环境以及合适的防护等级是应对土壤腐蚀造成不利影响的有效措施。
和其他环境相同，土壤也具有腐蚀性。
在腐蚀工程中，大量埋于地面下方的结构物（如容器、储油箱和管道等）都会受到土壤腐蚀的影响。
尽管土壤腐蚀会带来经济上的损失并造成结构物的失效，我们可以通过在设计和制造环节使用各种措施来避免土壤腐蚀造成的不良影响。
在此之前，我们应先了解何为土壤腐蚀。
什么是土壤腐蚀？土壤腐蚀是一个十分复杂的过程，其中包含了多个变量因素，比如与土壤中的某些元素发生的化学反应。
此外，土壤特性中存在的变量会对埋地结构物中发生的腐蚀活动具有重大影响。
又如碳素钢受土壤腐蚀影响的表现会被土壤性质以及环境中（如氧气和水分）其他因素所影响。
此类因素能严重影响腐蚀速率以及腐蚀的严重程度。
在某些极端案例中，土壤腐蚀能在短短一年间使埋地容器发生穿孔现象。
那土壤腐蚀中的关键因素都有哪些？一般来说，通过观察下列因素能帮助我们判定土壤腐蚀性的强弱：是否具有强导电性是否具有高水分含量是否具有高溶解盐含量和酸性土壤腐蚀一般会发生于埋于地下的储油罐，缆线，地基和各种输送管道中。
不过，任何与土壤有接触的结构物都应被视为会受土壤腐蚀的影响。
土壤腐蚀问题由腐蚀引起的破坏能够造成数十亿美元的经济损失，其中大多数的损失都与埋地的金属或钢结构受腐蚀影响而被破坏有关。
在多数此类腐蚀案例中，腐蚀速率极快、程度极其严重，以至于结构物会造成严重的损坏。
因此，除了了解该如何减轻、应对土壤腐蚀造成的影响以外，我们还应清楚土壤腐蚀发生的机理。
以下列出了一些重要的有关土壤腐蚀的基本事项。
土壤的腐蚀性与所含空气量，盐含量，保水性，土壤酸度以及土壤中存在的离子种类有关。
现在让我们一同再深入地了解一下这些基本因素吧！存在于土壤中的空气量存在于土壤中的空气量是腐蚀中的一个重要因素，会影响土壤的蒸发率及保水率。
含空气量较多的土壤，由于蒸发率较高，保水率较低，因而不易受腐蚀的影响。
土壤腐蚀保护方法
一、什么是土壤腐蚀
土壤腐蚀是指土壤受到水、气体、化学物质等外界因素的侵蚀，从而使土壤的物理、化学
和生物性质发生变化，从而破坏土壤结构，降低土壤的生态环境质量，影响土壤的生产功能。
二、土壤腐蚀的危害
1、影响土壤结构：土壤腐蚀会破坏土壤结构，降低土壤的适宜性，影响土壤的生产功能；
2、影响土壤质量：土壤腐蚀会使土壤中的有机物、养分和微生物的种类发生变化，影响
土壤的质量；
3、影响水质：土壤腐蚀会使土壤中的有毒物质淋入地下水，污染水质；
4、影响植被：土壤腐蚀会使土壤中的养分流失，影响植物的生长，破坏植被。
三、土壤腐蚀保护方法
1、植树造林：植树造林可以有效地减少土壤腐蚀，改善水土流失，提高土壤质量，促进
植被恢复；
2、调整土地利用：恰当地调整土地利用，有效地防止土壤腐蚀，减少土壤的流失，提高
土壤质量；
3、构筑护坡：在山坡上构筑护坡，可以防止水土流失，减少土壤腐蚀，保护土壤；
4、施用有机肥料：施用有机肥料可以增加土壤中的有机物，改善土壤的物理性质，降低
土壤腐蚀；
5、抗蚀防护技术：采用抗蚀防护技术，可以有效地防止土壤腐蚀，保护土壤，提高土壤
质量。
四、结论
土壤腐蚀是一种严重的环境污染，可以通过植树造林、调整土地利用、构筑护坡、施用有机肥料以及抗蚀防护技术等方法来有效地保护土壤，提高土壤质量，保护环境。
《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？3．镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其ϖ深(mm/a)多大？4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。
问铁在此介质中是否耐蚀？第二章电化学腐蚀热力学1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。
3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。
4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。
b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。
6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？第三章电化学腐蚀反应动力学1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。
2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。
6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。
7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。
8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。
土壤的腐蚀的种类、防治手段土壤是一个由气、液、固三相物质构成的复杂系统，其中还生存着数量不等的若干种土壤微生物，土壤微生物的新陈代谢产物也会对材料产生腐蚀。
有时还存在杂散电流的腐蚀问题。
因此，在材料的土壤腐蚀研究领域中，土壤腐蚀这一概念是指土壤的不同组分和性质对材料的腐蚀，土壤使材料产生腐蚀的性能称土壤腐蚀性。
土壤的腐蚀性不能单独由土壤物理化学性能来决定，还与被测材料及两者相互作用的性质密切相关，因此，除注意土壤的性质分析外，还要注意被测试材料的性质，材料在土壤环境中的化学和电化学的反应，以及反应生成物的性质等。
（1）金属材料受到周围土壤介质的化学作用、电化学作用而产生的破坏，称为金属的土壤腐蚀。
在土壤中总含有一定的水分，因此，金属材料的土壤腐蚀属电化学腐蚀。
电化学反应包括氧化和还原反应。
例如：Zn→Zn+2e氧化反应（阳极反应2H++2e→H2↑还原反应（阴极反应）在阳极反应中，金属锌失去两个电子，表明是氧化反应。
在阴极反应中，氢获得两个电子，表明是还原反应。
以上两式说明金属土壤腐蚀的电化学过程。
（2）在金属/土壤界面上，与金属/溶液面上相类似，也会形成双电层，使金属与土壤介质之间产生电位差，这个电位差就称作该金属在土壤中的电极电位，或称自然腐蚀电位。
金属在土壤中的电极电位，取决于两个因素，一是金属的种类及表面的性质，另一个是土壤介质的物理化学性质。
由于土壤是一种不均匀的、相对固定的介质，因此，土壤的理化性质在不同的部位往往是不相同的。
这样在土壤中埋设的金属构件上，不同部件的电极电位也是不同的。
只要有两个不同电极电位系统，在土壤中就会形成腐蚀电池，电位较正的是阴极电位较负的是阳极（3）土壤中的常用结构金属是钢铁，在发生土壤腐蚀时，阴极过程是氧化还原，在阴极区域发生OH离子：O+2H2O+4e→40H-40H-只有在酸性很强的土壤中，才会发生氧的放电：2H++2e→H2在嫌气条件下的土壤中，在硫酸盐还原菌的参与下，硫酸根的还原也可作为土壤腐蚀的阴极过程：SO4+4H2O+8e→S2-+80H-金属离子的还原，当金属（M）高价离子获得电子变成低价电子，也是一种土壤腐蚀的阴极过程：M3++e→M2+实践证明，金属构件在土壤中的腐蚀，阴极过程是主要控制步骤，而这种控制过程受氧输送所控制。
土壤腐蚀腐蚀作为材料失效的形式之一，给国民经济带来了巨大的损失，消耗了宝贵的资源和能源。
据统计，每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的 3%-5%，其上限包含了间接经济损失；因腐蚀消耗的钢材大约为年产量的 1/3，其中占总产量的 1/10 是不可回收利用的。
石化行业的金属设备居多，并大多处于酸，碱，盐及高温腐蚀环境，并暴露于化工大气之中，因此石化行业因腐蚀造成的损失较其他工业部门的损失更为严重；据化工部 1980 年对十个化工企业的统计，腐蚀损失约占年生产总值的 3.97%。
一个大型染料厂，每年腐蚀报废的钢铁多达 2000 多吨，每年用于设备防腐维修，更换的费用即高达 1600 万元。
腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素。
据美国国家输送安全局统计，美国 45%管道损坏是由外壁腐蚀引起的。
而在美国输气干线和集气干线的泄漏事故中，有 74%是腐蚀造成的。
我国的地下油气管道投产 1-2a 后即发生腐蚀穿孔的情况已屡见不鲜。
它不仅造成因穿孔而引起的油气水泄漏损失，而且还可能因腐蚀引起火灾。
特别是天然气管道因腐蚀引起的爆炸和火灾威胁人身安全且污染环境。
油气管道问世已有百余年的历史，管道工作者为做好管道的防腐工作，从 20 年代埋设裸管到付 30 年代裸管加阴极保护，40 年代开始采用覆盖层加阴极保护，至今仍在进行管道腐蚀技术的不懈探索。
埋地管道式埋在地下的最大的钢铁构件，可长达几千公里，穿越不同类型的土壤和河流湖泊。
土壤冬，夏季的冻结和融化，地下水位的变化，以及杂散电流等复杂的埋设条件是造成外腐蚀的环境。
管道内输送介质的腐蚀性差异也很大。
由于管道埋于地下，很难直观地对其进行腐蚀状态的检查，构成管道防腐蚀的难度。
鉴于埋地管道腐蚀问题的复杂性和严重性，国内外对防腐蚀工作都很重视，广泛采用涂层，衬里，电化学保护和缓蚀剂等措施。
近年来不断推出新型防腐层材料，管道防腐层的复合结构及涂敷新工艺。
特别是计算机应用于腐蚀科学和防腐蚀工程，如在线测量技术，腐蚀数据库及专家系统等计算机辅助管理决策系统，对防腐蚀设施的科学管理和监控，都起着重要的作用。
腐蚀原电池：产生的电流是由于它的两个电极即锌板与铜板在硫酸溶液中的电位不同产生的电位差引起的，该电位差是电池反应的推动力。
浓差电池：金属材料的电位与介质中金属离子的浓度C有关（能斯特公式）：浓度低处电位低。
（水线腐蚀，缝隙腐蚀，点腐蚀，沉积物腐蚀）温差电池：金属材料的电位与介质温度有关，浸入腐蚀介质中金属各部分，由于所处环境温度不同，可形成温差腐蚀电池。
电极电位：金属-溶液界面上建立了双电层，使得金属与溶液间产生电位差，这种电位差称为电极电位。
影响因素：a构成电极的物质自身性质b溶液中离子的浓度c气态物质的分压、温度d物质表面状态参比电极：电极反应是可逆的；电位稳定而不随时间变化；交换电流密度大，不极化或难极化；参比电极内部溶液与腐蚀介质互不渗污，溶液界面电位小；温度系数小。
极化现象：当电极上有净电流通过时，引起电极电位偏离平衡电位的现象。
极化作用使电池两电极间电位差减小、电流强度降低，从而减缓了腐蚀速率。
极化是决定腐蚀速率的主要因素。
电化学极化（活化极化）：电极过程受电化学反应速度控制，由于电荷传递缓慢而引起的极化。
在阴、阳极均可发生。
阳极去极化：强烈搅拌溶液－加速金属离子扩散速度－减少浓差极化；加入阳极去极化剂（阳极沉淀剂、络合剂），使反应产物生成沉淀或络合离子，离开阳极，减少电化学极化或电阻极化。
析氢腐蚀：以氢离子还原反应为阴极过程的金属腐蚀必要条件:金属的电极电位低于氢离子还原反应的电位。
全面腐蚀：各部位腐蚀速率接近；金属的表面比较均匀地减薄，无明显的腐蚀形态差别；同时允许具有一定程度的不均匀性1、条件：腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位，而且金属的成分和组织比较均匀。
2、化学特点：腐蚀原电池的阴、阳极面积非常小，整个金属表面在溶液中处于活化状态，只是各点随时间（或地点）有能量起伏，能量高时（处）呈阳极，能量低时（处）呈阴极，从而使整个金属表面遭受腐蚀。
3、危害：造成金属的大量损失，可以检测和预测腐蚀速率，一般不会造成突然事故。
