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16 酸性雨による金属腐食への影響に関する研究(第 3報) The effect of acid deposition s on metal corrosions 鳥山 成一 橋本 淳一 近藤 隆之 神保 高之 Seiichi TORIYAMA Junichi HASHIMOTO Takayu Metal corrosions of a carbon steel sheet sample, a ze sheet sample, an alumi alloy sheet sample, a copper sheet sample, and a lead sheet sample between the corrosion characteristics of various metals and the weather, wet depositio n, atmospheric pollutants, and marine particles . The exposure te performed under indoor and outdoor conditions and the to corrosion were different in metal samples, because their corrosio each other. The corrosion products of the carbon steel sheet samp sample, and the lead sheet sample were identified as 3 O 4 ; Cu 2 O; Cu 2 O,Cu 4 SO 4 (OH) 6 H 2 O,Cu 2 SO 4 ・H 2 O,Cu 2 (OH) 3 NO 3 and Cu 2 (OH) 3 Cl; Pb S 2 O 3 , Pb (OH) Cl and Pb 3 (CO 3 ) 2 (OH) 2 , respectivel while the aluminum alloy sheet sample gave no corrosion products The relationship between the corrosion quantity a corrosion was estimated using multiple regression analysis variation . These resul show that the corrosion quantity of each metal is affe of rainfall, temperature, humidity, wind velocity, S 2 , NO 2 , SPM( suspend ed particle matte marine particles ,SO 4 2 - (wet deposition), NH 4 + (wet deposition), and Ca 2+ (wet deposition) 1 はじめに 近年、酸性雨は、地球規模の問題となっており、 日本でも東アジアにおける取組みが2000 年から開 始された。この酸性雨による影響は生態系に限ら ず、文化財等への影響も重視されてきた。 環境汚染が文化財に及ぼす影響についてヨーロ ッパでは大理石や青銅の彫刻などが早くから注目 されていた。日本では武道館(東京)の銅葺き屋根、 ロダンの彫刻“考える人”、鎌倉の大仏、各神社 等の銅板の腐食などが問題になり、文化財の保存 環境について湿性沈着物質(酸性雨)や乾性沈着物 質(硫黄酸化物、硫化水素、窒素酸化物、アンモニ ア、オゾンなどのガス、エアロゾル)の影響が懸念 されている。文化財の大半を占める金属材料等の 腐食は、日常さびる現象としてよく見られ、目新 しいものではなく、従来から、防食の視点からの 研究 1) が多くなされ、また、生活上の被害認識が一 致することから、大気環境を評価する指標の一つ として植物と並んで重要なものと考えられる。 酸性雨による金属腐食の研究については、地域 特性が大気汚染を反映しているとする報告 2) が多 く、酸性雨を含めた広域的な大気汚染による影響 を調査した報告 3) ~7) は数少ない。 富山県は日本海沿岸地域で、3000m 級の山岳地 帯の日本アルプスを東部・南部に有するため、冬 季に降雪が多く、かつ、エアロゾル中に海塩粒子 が多い気象特性がある。また、古くからの銅器や アルミニウムの美術工芸品の伝統地場産業や、ア ルミサッシに代表されるアルミニウム関連企業が 多数立地しており、金属の腐食について関心も高 く、1998 年には高岡市の鉛瓦葺きの屋根を有する 瑞龍寺が国宝に指定された。 このようなことから、酸性雨による金属腐食へ の影響のメカニズムを解明し、かつ、大気汚染を 評価する指標及び文化財への影響を評価する指標 とする目的で、平成10年7月から銅板、鉛板を追加 し、金属腐食調査を実施した。

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Page 1: 酸性雨による金属腐食への影響に関する研究(第3報)16 酸性雨による金属腐食への影響に関する研究(第3報) The effect of acid depositions on metal

16

酸性雨による金属腐食への影響に関する研究(第3 報)

The effect of acid depositions on metal corrosions

鳥山 成一 橋本 淳一 近藤 隆之 神保 高之

Seiichi TORIYAMA Junichi HASHIMOTO Takayuki KONDO Takayuki JINBO

Metal corrosions of a carbon steel sheet sample, a bronze sheet sample, an aluminum alloy sheet

sample, a copper sheet sample, and a lead sheet sample were examined to determine the relationship

between the corrosion characteristics of various metals and the environmental factors such as

weather, wet deposition, atmospheric pollutants, and marine particles. The exposure test was

performed under indoor and outdoor conditions and the amounts of weight gain and weight loss due

to corrosion were different in metal samples, because their corrosion mechanisms differ each other.

The corrosion products of the carbon steel sheet sample, the bronze sheet sample, the copper sheet

sample, and the lead sheet sample were identified as FeO(OH) and Fe3O4; Cu2O; Cu2O, Cu4SO4(OH)6・

H2O, Cu2SO4・H2O, Cu2 (OH)3 NO3 and Cu2 (OH)3 Cl; PbS2O3, Pb (OH) Cl and Pb3(CO3)2 (OH) 2, respectively,

while the aluminum alloy sheet sample gave no corrosion products because alumina film formed.

The relationship between the corrosion quantity and the environmental factors causing the

corrosion was estimated using multiple regression analysis by monthly variation. These results

show that the corrosion quantity of each metal is affected by environmental factors such as amount

of rainfall, temperature, humidity, wind velocity, SO2, NO2, SPM(suspended particle matter),

marine particles, SO42-(wet deposition), NH4

+(wet deposition), and Ca2+(wet deposition)

1 はじめに

近年、酸性雨は、地球規模の問題となっており、

日本でも東アジアにおける取組みが2000年から開

始された。この酸性雨による影響は生態系に限ら

ず、文化財等への影響も重視されてきた。

環境汚染が文化財に及ぼす影響についてヨーロ

ッパでは大理石や青銅の彫刻などが早くから注目

されていた。日本では武道館(東京)の銅葺き屋根、

ロダンの彫刻“考える人”、鎌倉の大仏、各神社

等の銅板の腐食などが問題になり、文化財の保存

環境について湿性沈着物質(酸性雨)や乾性沈着物

質(硫黄酸化物、硫化水素、窒素酸化物、アンモニ

ア、オゾンなどのガス、エアロゾル)の影響が懸念

されている。文化財の大半を占める金属材料等の

腐食は、日常さびる現象としてよく見られ、目新

しいものではなく、従来から、防食の視点からの

研究1)が多くなされ、また、生活上の被害認識が一

致することから、大気環境を評価する指標の一つ

として植物と並んで重要なものと考えられる。

酸性雨による金属腐食の研究については、地域

特性が大気汚染を反映しているとする報告2)が多

く、酸性雨を含めた広域的な大気汚染による影響

を調査した報告3)~7)は数少ない。

富山県は日本海沿岸地域で、3000m 級の山岳地

帯の日本アルプスを東部・南部に有するため、冬

季に降雪が多く、かつ、エアロゾル中に海塩粒子

が多い気象特性がある。また、古くからの銅器や

アルミニウムの美術工芸品の伝統地場産業や、ア

ルミサッシに代表されるアルミニウム関連企業が

多数立地しており、金属の腐食について関心も高

く、1998年には高岡市の鉛瓦葺きの屋根を有する

瑞龍寺が国宝に指定された。

このようなことから、酸性雨による金属腐食へ

の影響のメカニズムを解明し、かつ、大気汚染を

評価する指標及び文化財への影響を評価する指標

とする目的で、平成10年7月から銅板、鉛板を追加

し、金属腐食調査を実施した。

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