Badania modelowe migracji wybranych pierwiastków z żeliwa i stali do wody na skutek korozji przewodów wodociągowych

Badano przebieg procesu korozji opiłków materiałów żeliwnych i stalowych w statycznym układzie modelowym, w celu jednoczesnej oceny zmian jakości wody wodociągowej oraz składu powstających produktów korozji. Wykazano, że powstałe produkty korozji charakteryzowały się składem fazowym porównywalnym z rzeczywistymi osadami korozyjnymi pobranymi z sieci wodociągowych, a ich ilość stanowiła 30÷70% rzeczywistych produktów korozji pobranych z takiej samej powierzchni przewodów. Ponadto stwierdzono sukcesywne uwalnianie do wody siarczków, fosforu i manganu obecnych w żeliwie i stali, co dowodzi, że materiał przewodów jest istotnym źródłem tych pierwiastków w wodzie wodociągowej. W przypadku fosforu w ostatniej fazie badań zanotowano jego całkowity zanik w wodzie, co wskazuje na rozwój mikroorganizmów w układzie badawczym. Z kolei naturalne substancje organiczne ulegały stopniowej adsorpcji na tworzących się produktach korozji, co w konsekwencji może prowadzić do rozwoju biofilmu. Również cynk, krzem, wapń i magnez obecne w wodzie były adsorbowane na powierzchni i/lub wbudowywane w strukturę osadów korozyjnych. Uzyskane wyniki wskazują, że badania prowadzone na opiłkach żeliwnych i stalowych mogą z powodzeniem symulować procesy zachodzące w sieci wodociągowej, a duża powierzchnia właściwa użytego materiału powoduje przyspieszenie i intensyfikację procesu korozji.

The corrosion of cast iron and steel filings was investigated in a static model system in order to simultaneously assess water quality variations and the composition of the corrosion products. The phase composition of the experimental corrosion products was found to be comparable with that of the actual corrosion deposits in the water-pipe network. The quantity of the corrosion products ranged between 30% and 70% of the actual corrosion products collected from a relevant surface area of a pipeline in service. Furthermore, a successive migration of sulfides, phosphorus and manganese from cast iron and steel into the water was observed, which implies that the pipe material is a major source of origin for these elements in the tap water. At the final stage of the study, no phosphorus was detected in the water, which suggests microorganism growth in the model. Natural organic matter was gradually adsorbed onto the corrosion products being formed, which may give rise to biofilm formation. Zinc, silicon, calcium and magnesium were adsorbed onto the surface, and/or built into the structure, of the corrosion deposits. The results obtained indicate that experiments involving cast iron and steel filings may successfully simulate the processes occurring in the water-pipe network, and that the high specific surface area of the material used accelerates and enhances the corrosion process.