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嫌気性腐食（水素腐食とも呼ばれる）は、無酸素水中で発生する金属腐食の一種です。通常、好気性腐食に続いて、嫌気性腐食では水素イオンを還元し、固体金属を酸化する酸化還元反応が起こります。 [ 1 ]このプロセスは、非生物的条件下では熱力学的に自発的な反応によって、生物的条件下では細菌性嫌気性腐食と呼ばれるプロセスによって発生します。嫌気性腐食は、他の腐食形態と同様に、化学廃棄物の安全かつ恒久的な保管を考える上で重要です。[ 2 ]
腐食の全体的なプロセスは、酸素駆動メカニズムと嫌気性メカニズムの両方を含む腐食の種類が時間とともに変化する二峰性関数で表すことができます。 [ 1 ]支配的なプロセスは、与えられた条件に依存します。酸素駆動腐食中は、錆の層が形成され、金属表面全体にさまざまな不均一な無酸素ニッチが作成されます。[ 1 ]ニッチ内では酸素の拡散が阻害され、嫌気性腐食が発生するのに理想的な条件になります。[ 1 ]
嫌気性条件下では、腐食のメカニズムには、酸化還元反応における酸化剤として酸素の代替物が必要です。 [ 1 ]非生物的嫌気性腐食の場合、その代替物は、水の解離で生成される水素イオンと、それに続く水素イオンの二原子水素ガスへの還元です。[1] 陽極半反応は、水溶液中の金属が金属水酸化物に酸化される反応です。[ 1 ]このプロセスを表す一般的な反応は、鋼中の固体鉄が水酸化第一鉄に変化する反応であり、これは次の全体的な酸化還元反応で視覚化されています。[ 1 ]
水酸化第一鉄は、水中の追加の水素イオンによってさらに酸化され、シコール反応と呼ばれるプロセスで鉱物マグネタイト（Fe 3 O 4 ）を形成する可能性がある。[ 1 ]
一般的に、鉄や銅などの金属の嫌気性腐食は非常にゆっくりとした速度で起こります。[ 1 ] [ 2 ]しかし、塩化物を含む水環境では、塩化物アニオンの添加による新しいメカニズムの導入により、速度が増加します。[ 1 ] [ 2 ]
生物的条件下では、嫌気性腐食は周囲の環境における微生物の代謝活動によって促進されることがある。[ 1 ]このプロセスは、微生物影響腐食または細菌性嫌気性腐食として知られている。特に、硫酸還元細菌（SRB）による溶解硫化物の生成は、固体金属および水素イオンと反応して酸化還元反応で金属硫化物を形成する。[ 2 ]
化学廃棄物処分の安全性を評価する際には、嫌気性腐食の影響が明らかになります。現在、核廃棄物の永久処分は、金属腐食を防ぐために銅コーティングを使用する深地層処分場（DGR）で行われるのが一般的です。 [ 2 ] DGRでは、酸素駆動腐食、放射線影響腐食、嫌気性腐食、微生物影響腐食の4つの主要なタイプの腐食が発生すると予想されます。[ 2 ]これらのうち、腐食の規模という点では、微生物影響腐食が最も注目すべきプロセスです。[ 2 ] SRBなどの微生物が幅広い環境で生存できる能力も、化学廃棄物の永久処分に対する腐食の脅威を検討する際に、その重要性を高めています。[ 2 ]
