Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik. Məhdud CSS dəstəyi olan brauzer versiyasından istifadə edirsiniz. Ən yaxşı təcrübə üçün yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyinizi (və ya Internet Explorer-də Uyğunluq Rejimini deaktiv etməyinizi) tövsiyə edirik. Bundan əlavə, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün saytı stillər və JavaScript olmadan göstəririk.
Eyni anda üç slayddan ibarət karuseli göstərir. Bir anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün Əvvəlki və Növbəti düymələrindən, yaxud bir anda üç slayd arasında hərəkət etmək üçün sonundakı sürgü düymələrindən istifadə edin.
Şirin su mühitlərində karbon və paslanmayan poladların sürətlənmiş korroziyası tez-tez müşahidə olunur. Burada doqquz dərəcəli poladdan istifadə edərək 22 aylıq şirin su çənlərinin dalğıc tədqiqatı aparılmışdır. Karbon və xrom poladlarında və çuqunda sürətlənmiş korroziya müşahidə edilmişdir, paslanmayan poladda isə 22 aydan sonra belə görünən korroziya müşahidə edilməmişdir. Mikrob icmasının təhlili göstərmişdir ki, ümumi korroziya zamanı Fe(II)-oksidləşdirici bakteriyalar korroziyanın erkən mərhələsində, Fe(III)-reduksiyaedici bakteriyalar korroziyanın inkişaf mərhələsində və sulfat-reduksiyaedici bakteriyalar isə məhsul korroziyasının son mərhələsində korroziya mərhələsində zənginləşmişdir. Əksinə, Beggiatocaea bakteriyaları xüsusilə 9% Cr lokal korroziyaya məruz qalan poladda çox idi. Mikrob icmalarının bu tərkibləri də su və dib çöküntü nümunələrindəkilərdən fərqlənirdi. Beləliklə, korroziya irəlilədikcə mikrob icması kəskin dəyişikliklərə məruz qalır və dəmirdən asılı mikrob enerjisi mübadiləsi digər mikroorqanizmləri zənginləşdirə biləcək bir mühit yaradır.
Metallar pH, temperatur və ion konsentrasiyası kimi müxtəlif fiziki və kimyəvi ətraf mühit amilləri səbəbindən parçalana və korroziyaya uğraya bilər. Turşu şərait, yüksək temperatur və xlorid konsentrasiyaları xüsusilə metalların korroziyasına təsir göstərir1,2,3. Təbii və tikilmiş mühitlərdəki mikroorqanizmlər tez-tez metalların aşınmasına və korroziyasına təsir göstərir ki, bu da mikrob korroziyasında (MIC)4,5,6,7,8 ifadə olunur. MIC tez-tez qapalı borular və saxlama çənləri kimi mühitlərdə, metal yarıqlarında və torpaqda olur, burada qəfildən peyda olur və sürətlə inkişaf edir. Buna görə də, MIC-lərin monitorinqi və erkən aşkarlanması çox çətindir, buna görə də MIC analizi adətən korroziyadan sonra aparılır. Korroziya məhsullarında tez-tez sulfat azaldıcı bakteriyaların (SRB) aşkarlandığı çoxsaylı MIC hal tədqiqatları bildirilmişdir9,10,11,12,13. Lakin, SRB-lərin korroziyanın başlanmasına töhfə verib-vermədiyi hələ də məlum deyil, çünki onların aşkarlanması korroziyadan sonrakı analizə əsaslanır.
Son zamanlar yod oksidləşdirici bakteriyalara əlavə olaraq, dəmir parçalayan SRB14, metanogenlər15,16,17, nitrat azaldıcı bakteriyalar18, dəmir oksidləşdirici bakteriyalar19 və asetogenlər20 kimi müxtəlif dəmir parçalayan mikroorqanizmlər barədə məlumat verilmişdir. Anaerob və ya mikroaerob laboratoriya şəraitində onların əksəriyyəti sıfır valentli dəmir və karbon poladını korroziyaya uğradır. Bundan əlavə, onların korroziya mexanizmləri göstərir ki, dəmir-korroziya edən metanogenlər və SRB-lər müvafiq olaraq hüceyrədənkənar hidrogenazalar və multihem sitoxromlarından istifadə edərək sıfır valentli dəmirdən elektronlar toplayaraq korroziyanı təşviq edir22,23. MİK-lər iki növə bölünür: (i) mikrobların yaratdığı dolayı korroziya olan kimyəvi MİK (CMİK) və (ii) metalın elektron tükənməsi ilə birbaşa korroziya olan elektrik MİK (EMİK)24. Hüceyrədənkənar elektron ötürülməsi (EET) ilə asanlaşdırılan EMİK böyük maraq doğurur, çünki EET xüsusiyyətlərinə malik mikroorqanizmlər EET olmayan mikroorqanizmlərə nisbətən daha sürətli korroziyaya səbəb olur. Anaerob şəraitdə CMIC-in sürət məhdudlaşdırıcı reaksiyası proton reduksiyası (H+) vasitəsilə H2 istehsalı olsa da, EMIC H2 istehsalından asılı olmayan EET metabolizması vasitəsilə davam edir. Müxtəlif mikroorqanizmlərdə EET mexanizmi mikrob hüceyrə yanacağının fəaliyyəti və elektrobiosintezlə əlaqədardır25,26,27,28,29. Bu korroziyalı mikroorqanizmlər üçün becərmə şəraiti təbii mühitdəki şəraitdən fərqləndiyindən, müşahidə edilən bu mikrobial korroziya proseslərinin praktikada korroziyanı əks etdirib-etdirmədiyi aydın deyil. Buna görə də, təbii mühitdə bu korroziyalı mikroorqanizmlər tərəfindən induksiya edilən MIC mexanizmini müşahidə etmək çətindir.
DNT ardıcıllıq texnologiyasının inkişafı təbii və süni mühitlərdə mikrob icmalarının təfərrüatlarının öyrənilməsinə kömək etmişdir, məsələn, yeni nəsil ardıcıllıq cihazlarından istifadə edərək 16S rRNA gen ardıcıllığına əsaslanan mikrob profilləməsi mikrob ekologiyası sahəsində istifadə edilmişdir30,31. ,32. Torpaq və dəniz mühitlərində mikrob icmalarını ətraflı şəkildə əks etdirən çoxsaylı MIC tədqiqatları dərc edilmişdir13,33,34,35,36. SRB-yə əlavə olaraq, torpaq mühitlərində karbon və mis tərkibli poladlarda korroziya nümunələrində, məsələn, Gallionella spp. və Dechloromonas spp. kimi FeOB-də Fe(II)-oksidləşdirici (FeOB) və nitrifləşdirici bakteriyaların və Nitrospira kimi nitrifləşdirici bakteriyaların da zənginləşməsi bildirilmişdir33. Eynilə, dəniz mühitində bir neçə həftədir ki, karbon polad üzərində Zetaproteobacteria və Betaproteobacteria siniflərinə aid dəmir oksidləşdirici bakteriyaların sürətli kolonizasiyası müşahidə edilmişdir36. Bu məlumatlar bu mikroorqanizmlərin korroziyaya verdiyi töhfəni göstərir. Lakin, bir çox tədqiqatlarda müddət və eksperimental qruplar məhduddur və korroziya zamanı mikrob icmalarının dinamikası haqqında az məlumat var.
Burada, MIC hadisələri tarixçəsinə malik aerob şirin su mühitində immersiya tədqiqatlarından istifadə edərək karbon poladının, xrom poladının, paslanmayan poladın və çuqunun MIC-lərini araşdırırıq. Nümunələr 1, 3, 6, 14 və 22 ay ərzində götürülmüş və hər bir metalın və mikrob komponentinin korroziya sürəti öyrənilmişdir. Nəticələrimiz korroziya zamanı mikrob icmalarının uzunmüddətli dinamikası haqqında məlumat verir.
Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi, bu tədqiqatda doqquz metal istifadə edilmişdir. Hər materialdan on nümunə təmiz su hovuzuna batırılmışdır. Proses suyunun keyfiyyəti aşağıdakı kimidir: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, bulanıqlıq 1 ppm və pH 7.4. Nümunə götürmə nərdivanının altındakı həll olmuş oksigen (DO) konsentrasiyası təxminən 8.2 ppm, suyun temperaturu isə mövsümi olaraq 9 ilə 23°C arasında dəyişmişdir.
Şəkil 1-də göstərildiyi kimi, ASTM A283, ASTM A109 Şərti #4/5, ASTM A179 və ASTM A395 çuqun mühitlərində 1 ay batırıldıqdan sonra, karbon polad səthində ümumiləşdirilmiş korroziya şəklində qəhvəyi korroziya məhsulları müşahidə edilmişdir. Bu nümunələrin çəki itkisi zamanla artmışdır (Əlavə Cədvəl 1) və korroziya sürəti ildə 0,13-0,16 mm təşkil etmişdir (Şəkil 2). Eynilə, ümumi korroziya, təxminən 0,13 mm/il korroziya sürəti ilə aşağı Cr tərkibli (1% və 2,25%) poladlarda müşahidə edilmişdir (Şəkil 1 və 2). Bunun əksinə olaraq, 9% Cr olan polad, contaların yaratdığı boşluqlarda baş verən lokal korroziya nümayiş etdirir. Bu nümunənin korroziya sürəti ildə təxminən 0,02 mm-dir ki, bu da ümumi korroziyaya malik poladdan xeyli aşağıdır. Bunun əksinə olaraq, 304 və -316 tipli paslanmayan poladlar görünən korroziya göstərmir və təxmin edilən korroziya sürəti <0.001 mm y−1 təşkil edir. Bunun əksinə olaraq, 304 və -316 tipli paslanmayan poladlar görünən korroziya göstərmir və təxmin edilən sürətlənmə sürətləri <0.001 mm y−1 təşkil edir. Naprotiv, 304 və 316 stali tipov nerjaveyuщie nə proyavlyayut vidimoy korzii, ona görə də bu skorosty korosty korstыy sostavlyaet <0,001 mm/год. Bunun əksinə olaraq, 304 və 316 tipli paslanmayan poladlar görünən korroziya göstərmir və təxmin edilən korroziya sürəti <0,001 mm/il təşkil edir.相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速率<0.011 mm相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速率<0.011 mm Naprotiv, nerjaveyuщie stali tipa 304 və -316 nə təmizlənmiş vidimoy zədələmələri ilə səliqəli zədələnmələr <0,001 mm/год. Bunun əksinə olaraq, 304 və -316 tipli paslanmayan poladlar ildə <0,001 mm dizayn korroziya sürəti ilə görünən korroziya göstərməmişdir.
Hər nümunənin (hündürlüyü 50 mm × eni 20 mm) ərpdən təmizlənmədən əvvəl və sonra makroskopik təsvirləri göstərilir. 1 metr, 1 ay; 3 metr, 3 ay; 6 metr, 6 ay; 14 metr, 14 ay; 22 metr, 22 ay; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, şərt 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, polad 1% Cr; 3C polad, 2.25% Cr polad; polad 9C, polad 9% Cr; S6, 316 paslanmayan polad; S8, tip 304 paslanmayan polad.
Korroziya sürəti çəki itkisi və batırma müddəti istifadə edilərək hesablanmışdır. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, bərkimiş 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, polad 1% Cr, 3 C, polad 2.25% Cr, 9 C, polad 9% Cr, S6, 316 tipli paslanmayan polad; S8, 304 tipli paslanmayan polad.
Şəkil 1-də də karbon poladın, aşağı Cr poladın və çuqunun korroziya məhsullarının 3 ay batırıldıqdan sonra daha da inkişaf etdiyi göstərilir. Ümumi korroziya sürəti 22 aydan sonra tədricən ildə 0,07 ~ 0,08 mm-ə qədər azalıb (Şəkil 2). Bundan əlavə, 2,25% Cr poladın korroziya sürəti digər korroziyaya uğramış nümunələrə nisbətən bir qədər aşağı olub ki, bu da Cr-nin korroziyanı inhibə edə biləcəyini göstərir. ASTM A179-a görə, ümumi korroziyaya əlavə olaraq, 22 aydan sonra təxminən 700 µm korroziya dərinliyi ilə lokal korroziya müşahidə edilib (Şəkil 3). Korroziya dərinliyi və batırma müddəti istifadə edilərək hesablanan yerli korroziya sürəti ildə 0,38 mm-dir ki, bu da ümumi korroziyadan təxminən 5 dəfə sürətlidir. ASTM A395 ərintisinin korroziya sürəti az qiymətləndirilə bilər, çünki korroziya məhsulları 14 və ya 22 ay suya batırıldıqdan sonra ərpəyi tamamilə təmizləmir. Lakin fərq minimal olmalıdır. Bundan əlavə, korroziyaya uğramış aşağı xrom poladda bir çox kiçik çuxurlar müşahidə edilib.
3D görüntü lazer mikroskopu istifadə edərək maksimum dərinlikdə ASTM A179 və 9% Cr poladının tam təsviri (miqyas zolağı: 10 mm) və lokal korroziyası (miqyas zolağı: 500 µm). Tam təsvirdəki qırmızı dairələr ölçülmüş lokal korroziyanı göstərir. 9% Cr poladın arxa tərəfdən tam görünüşü Şəkil 1-də göstərilmişdir.
Şəkil 2-də göstərildiyi kimi, 9% Cr olan polad üçün 3-14 ay ərzində heç bir korroziya müşahidə edilməmiş və korroziya sürəti praktik olaraq sıfır olmuşdur. Lakin, lokal korroziya 22 aydan sonra (Şəkil 3) çəki itkisi istifadə edilərək hesablanmış 0,04 mm/il korroziya sürəti ilə müşahidə edilmişdir. Lokal korroziyanın maksimum dərinliyi 1260 µm-dir və korroziya dərinliyi və batırma müddəti (22 ay) istifadə edilərək hesablanmış lokal korroziya sürəti 0,68 mm/il-dir. Korroziyanın başladığı dəqiq nöqtə məlum olmadığı üçün korroziya sürəti daha yüksək ola bilər.
Bunun əksinə olaraq, 22 aylıq batırılmadan sonra belə paslanmayan poladda görünən korroziya müşahidə edilməmişdir. Ərimədən əvvəl səthdə bir neçə qəhvəyi hissəcik müşahidə olunsa da (Şəkil 1), onlar zəif yapışmışdı və korroziya məhsulları deyildi. Ərimə çıxarıldıqdan sonra metal paslanmayan polad səthində yenidən göründüyü üçün korroziya sürəti praktik olaraq sıfırdır.
Metal səthlərdə, suda və çöküntülərdə korroziya məhsullarında və biofilmlərdə zamanla mikrob icmalarının fərqlərini və dinamikasını anlamaq üçün amplikon ardıcıllığı aparılmışdır. 31.328 ilə 124.183 arasında oxunuş diapazonunda cəmi 4.160.012 oxunuş əldə edilmişdir.
Su qəbuledicilərindən və gölməçələrdən götürülmüş su nümunələrinin Şennon indeksləri 5,47 ilə 7,45 arasında dəyişmişdir (Şəkil 4a). Təkrar emal olunmuş çay suyu sənaye suyu kimi istifadə edildiyindən, mikrob icması mövsümi olaraq dəyişə bilər. Bunun əksinə olaraq, dib çöküntü nümunələrinin Şennon indeksi təxminən 9 idi ki, bu da su nümunələrindən xeyli yüksəkdir. Eynilə, su nümunələrində çöküntü nümunələrindən daha aşağı hesablanmış Chao1 indeksləri və müşahidə olunmuş əməliyyat taksonomik vahidləri (OTU) var idi (Şəkil 4b, c). Bu fərqlər statistik cəhətdən əhəmiyyətlidir (Tukey-Kramer testi; p-dəyərləri < 0.01, Şəkil 4d), bu da çöküntü nümunələrindəki mikrob icmalarının su nümunələrindəkilərdən daha mürəkkəb olduğunu göstərir. Bu fərqlər statistik cəhətdən əhəmiyyətlidir (Tukey-Kramer testi; p-dəyərləri < 0.01, Şəkil 4d), bu da çöküntü nümunələrindəki mikrob icmalarının su nümunələrindəkilərdən daha mürəkkəb olduğunu göstərir. Bu müxtəlif statistik göstəricilər (kriteriya Tyuki-Kramera; значения p <0,01, ris. 4d), belə ki, bu, hər hansı bir mikrobların mövcudluğu ilə əlaqədardır. Bu fərqlər statistik cəhətdən əhəmiyyətlidir (Tukey-Kramer testi; p dəyərləri <0.01, Şəkil 4d), çöküntü nümunələrindəki mikrob icmalarının su nümunələrinə nisbətən daha mürəkkəb olduğunu göstərir.这些差异具有统计学意义（Tukey-Kramer 检验；p 值< 0.01，图4d），表明沉积物样本中的微生物群落比水样中的微生物群落更。」这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ， 图 4d） 表明 沉积物明 沉积物样中 中 的 群落更。。。。。。。。。 Eti müxtəlif statistik göstəricilər (kriteriy Tyuki-Kramera; p-znachение <0,01, ris. 4d), belə ki, hər hansı bir statistik göstəriciyə sahibdirlər. Bu fərqlər statistik cəhətdən əhəmiyyətli idi (Tukey-Kramer testi; p-dəyəri <0.01, Şəkil 4d), çöküntü nümunələrindəki mikrob icmalarının su nümunələrinə nisbətən daha mürəkkəb olduğunu göstərir.Daşan hövzədəki su daim yeniləndiyindən və çöküntülər mexaniki təsir olmadan hövzənin dibinə çökdüyündən, mikrob müxtəlifliyindəki bu fərq hövzədəki ekosistemi əks etdirməlidir.
a Şennon indeksi, b Müşahidə olunan əməliyyat taksonomik vahidi (OTU) və c Chao1 udma indeksi (n=6) və hövzə (n=5) Su, çöküntü (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 Temper #4/5 (SP: n=5), ASTM A179 (B: n=5), ASTM A395 (FC: n=5), 1% (1 C: n=5), 2.25% (3 C: n = 5) və 9% (9 C: n = 5) Cr-poladlar, eləcə də 316 tipli (S6: n = 5) və -304 (S8: n = 5) paslanmayan poladlar qutu formalı və bığvari diaqramlar kimi göstərilir. d ANOVA və Tukey-Kramer çoxsaylı müqayisə testləri istifadə edilərək əldə edilən Şennon və Chao1 indeksləri üçün p-dəyərləri. Qırmızı fonlar p-dəyərləri < 0.05 olan cütləri təmsil edir. Qırmızı fonlar p-dəyərləri < 0.05 olan cütləri təmsil edir. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Qırmızı fonlar p-dəyərləri < 0.05 olan cütləri təmsil edir.红色背景代表p 值< 0.05 的对。红色背景代表p 值< 0.05 的对。 Красные фоны представляют пары с p-значениями <0,05. Qırmızı fonlar p-dəyərləri <0.05 olan cütləri təmsil edir.Qutunun ortasındakı xətt, qutunun yuxarı və aşağı hissələri, eləcə də bığlar müvafiq olaraq medianı, 25-ci və 75-ci persentili, minimum və maksimum dəyərləri təmsil edir.
Karbonlu polad, az xromlu polad və çuqun üçün Şennon indeksləri su nümunələri üçün olanlara oxşar idi (Şəkil 4a). Bunun əksinə olaraq, paslanmayan polad nümunələrinin Şennon indeksləri korroziyaya uğramış poladların göstəricilərindən xeyli yüksəkdir (p-dəyərləri < 0,05, Şəkil 4d) və çöküntülərin göstəricilərinə bənzəyir. Bunun əksinə olaraq, paslanmayan polad nümunələrinin Şennon indeksləri korroziyaya uğramış poladların göstəricilərindən xeyli yüksəkdir (p-dəyərləri < 0,05, Şəkil 4d) və çöküntülərin göstəricilərinə bənzəyir. Naprotiv, indeksi Shennona obraztsov is nerjaveyuschey stali znachitelno vыshe, chem u kordirovannıx Staley (znachiya p <0,05, ris. 4d), və analoji indeksləri əks etdirir. Bunun əksinə olaraq, paslanmayan polad nümunələrinin Şennon indeksləri korroziyaya uğramış poladların indekslərindən xeyli yüksəkdir (p-dəyərləri < 0,05, Şəkil 4d) və çöküntü indekslərinə bənzəyir.相比之下，不锈钢样品的香农指数明显高于腐蚀钢的香农指数（p 值< 0.05，图4d），与沉积物相似。相比之下，不锈钢样品的香农指数明显高于腐蚀钢的香农指数（p 值< 0.05，图4d），与沉积物〸 Naprotiv, indeks Shennona obrazsov is nerjaveyuschey stali by isnachitelno vыshe, chem u kordirovannoy stali (znaachie p <0,05, ris. 4d), как и у отложений. Bunun əksinə olaraq, paslanmayan polad nümunələrinin Şennon indeksi, yataqdakı kimi, korroziyaya uğramış poladın indeksindən xeyli yüksək idi (p dəyəri < 0,05, Şəkil 4d).Bunun əksinə olaraq, 9% Cr tərkibli poladlar üçün Şennon indeksi 6,95 ilə 9,65 arasında dəyişdi. Bu dəyərlər 1 və 3 aylıq dövrdə korroziyaya uğramamış nümunələrdə 6, 14 və 22 aylıq dövrdə korroziyaya uğramış nümunələrə nisbətən daha yüksək idi (Şəkil 4a). Bundan əlavə, 9% Cr poladlarının Chao1 indeksləri və müşahidə edilən OTU-ları korroziyaya uğramış və su nümunələrinin göstəricilərindən yüksək, korroziyaya uğramamış və çöküntü nümunələrinin göstəricilərindən isə aşağıdır (Şəkil 4b, c) və fərqlər statistik cəhətdən əhəmiyyətlidir (p-dəyərləri < 0,01, Şəkil 4d). Bundan əlavə, 9% Cr poladlarının Chao1 indeksləri və müşahidə edilən OTU-ları korroziyaya uğramış və su nümunələrinin göstəricilərindən yüksək, korroziyaya uğramamış və çöküntü nümunələrinin göstəricilərindən isə aşağıdır (Şəkil 4b, c) və fərqlər statistik cəhətdən əhəmiyyətlidir (p-dəyərləri < 0.01, Şəkil 4d).Bundan əlavə, 9% Cr tərkibli poladların Chao1 və müşahidə edilən OTU-ları korroziyaya uğramış və sulu nümunələrinkindən daha yüksək, korroziyaya uğramamış və çöküntü nümunələrininkindən isə daha aşağıdır (Şəkil 4b, c) və fərqlər statistik cəhətdən əhəmiyyətlidir.(p-znachiya <0,01, ris. 4d). (p-dəyərləri <0.01, Şəkil 4d).此外，9% Cr 钢的Chao1 指数和观察到的OTU高于腐蚀样品和水样，低于未腐蚀样品和沉积物样品（图4b，c），差异具有统计学意义（p值<0.01，图4d）〼此外 ， 9% CR 钢 Chao1 指数 和 观察 的 的 rtu 高于 腐蚀 样品 水样 ， 低于 腐距沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0.01 图 图 图 ， （图 ， ， ， 图 图 ， 图 图， ， ， ， ， 4d）. Krome togo, indeks Chao1 və nablyudaemыe OTU stali s soderjaniem 9 % Cr byly on, chem u kordirovannıx və vodnıx obraztsov, və nije, chem u nekorrodirovannıx və osadochnıx obraztsov (ris. 4b,c), zıla stachimot (ris. значение < 0,01, рис. Bundan əlavə, Chao1 indeksi və müşahidə edilən 9% Cr poladın OTU-su korroziyaya uğramış və sulu nümunələrinkindən yüksək, korroziyaya uğramamış və çöküntü nümunələrininkindən isə aşağı idi (Şəkil 4b,c) və fərq statistik cəhətdən əhəmiyyətli idi (p-dəyəri < 0,01, Şəkil 4d).Bu nəticələr göstərir ki, korroziya məhsullarındakı mikrob müxtəlifliyi korroziyaya uğramamış metallar üzərindəki biofilmlərə nisbətən daha aşağıdır.
Şəkil 5a-da bütün nümunələr üçün UniFrac çəkili olmayan məsafəyə əsaslanan Əsas Koordinat Təhlili (PCoA) qrafiki göstərilir və üç əsas qrup müşahidə olunur. Su nümunələrindəki mikrob icmaları digər icmalardan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirdi. Çöküntülərdəki mikrob icmalarına paslanmayan polad icmaları da daxil idi, halbuki onlar korroziya nümunələrində geniş yayılmışdı. Bunun əksinə olaraq, 9% Cr olan poladın xəritəsi korroziyaya uğramamış və korroziyaya uğramış qruplara bölünür. Nəticə etibarilə, metal səthlərdə və korroziya məhsullarında olan mikrob icmaları sudakılardan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir.
Əsas koordinat analizi (PCoA) qrafiki bütün nümunələrdə (a), suda (b) və metallarda (c) çəkili olmayan UniFrac məsafələrinə əsaslanır. Dairələr hər bir klasteri vurğulayır. Trayektoriyalar nümunə götürmə dövrlərini ardıcıllıqla birləşdirən xətlərlə təmsil olunur. 1 metr, 1 ay; 3 metr, 3 ay; 6 metr, 6 ay; 14 metr, 14 ay; 22 metr, 22 ay; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, şərt 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, polad 1% Cr; 3C polad, 2.25% Cr polad; polad 9C, polad 9% Cr; S6, 316 paslanmayan polad; S8, tip 304 paslanmayan polad.
Xronoloji ardıcıllıqla düzüldükdə, su nümunələrinin PCoA qrafikləri dairəvi düzülüşdə idi (Şəkil 5b). Bu dövri keçid mövsümi dəyişiklikləri əks etdirə bilər.
Bundan əlavə, metal nümunələrinin PCoA qrafiklərində yalnız iki qrup (korroziyaya uğramış və korroziyaya uğramamış) müşahidə edilmişdir ki, burada (9% xrom polad istisna olmaqla) mikrob icmasının 1 aydan 22 aya qədər dəyişməsi də müşahidə edilmişdir (Şəkil 5c). Bundan əlavə, korroziyaya uğramış nümunələrdə keçidlər korroziyaya uğramamış nümunələrə nisbətən daha böyük olduğundan, mikrob icmalarındakı dəyişikliklərlə korroziyanın irəliləməsi arasında korrelyasiya mövcud idi. 9% Cr olan polad nümunələrində iki növ mikrob icması aşkar edilmişdir: 1 və 6 aylıq nöqtələr, paslanmayan poladın yaxınlığında yerləşir və digərləri (3, 14 və 22 ay), korroziyaya uğramış polada yaxın nöqtələrdə yerləşir. 6 aylıq 1 aylıq və DNT ekstraksiyası üçün istifadə edilən kuponlar korroziyaya uğramamış, 3, 14 və 22 aylıq kuponlar isə korroziyaya uğramışdır (Əlavə Şəkil 1). Buna görə də, korroziyaya uğramış nümunələrdəki mikrob icmaları su, çöküntü və korroziyaya uğramamış nümunələrdəkilərdən fərqlənmiş və korroziya irəlilədikcə dəyişmişdir.
Su nümunələrində müşahidə edilən əsas mikrob icmaları Proteobacteria (30.1–73.5%), Bacteroidetes (6.3–48.6%), Planctomycetota (0.4–19.6%) və Actinobacteria (0–17.7%) idi, onların nisbi bolluğu nümunədən nümunəyə dəyişirdi (Şəkil 6), məsələn, gölməçə suyunda Bacteroidetes-in nisbi bolluğu abstrakt suya nisbətən daha yüksək idi. Bu fərqə suyun daşma çənində qalma müddəti təsir göstərə bilər. Bu növlər həmçinin dib çöküntü nümunələrində də müşahidə edilmişdir, lakin onların nisbi bolluğu su nümunələrindəkidən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənmişdir. Bundan əlavə, Acidobacteriota (8.7–13.0%), Chloroflexi (8.1–10.2%), Nitrospirota (4.2–4.4%) və Desulfobacterota (1.5–4.4%) nisbi tərkibi su nümunələrindəkindən daha yüksək idi. Desulfobacterota növlərinin demək olar ki, hamısı SRB37 olduğundan, çöküntüdəki mühit anaerob olmalıdır. Desulfobacterota korroziyaya təsir göstərə bilsə də, risk olduqca aşağı olmalıdır, çünki hovuz suyundakı nisbi bolluğu <0,04% təşkil edir. Desulfobacterota korroziyaya təsir göstərə bilsə də, risk olduqca aşağı olmalıdır, çünki hovuz suyundakı nisbi bolluğu <0,04% təşkil edir. Desulfobacterota, zərərsizləşdirilir, zərərsizləşdirilir, riskə məruz qalır, risk altındadır, çox böyük otnossitelnoe soderjanie v vode hovuza sabitlənir <0,04%. Desulfobacterota korroziyaya təsir göstərə bilsə də, hovuz suyundakı nisbi miqdarı <0,04% olduğundan risk olduqca aşağı olmalıdır.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水中的带%4. <0.04%。 Desulfobacillus tipi Desulfobacillus rütubətini aradan qaldıra bilər, risk altında ola bilər, səliqəsizliyi aradan qaldıra bilər. Desulfobacillus növü korroziyaya təsir göstərə bilsə də, hovuz suyundakı nisbi miqdarı <0,04% olduğundan risk olduqca aşağı olmalıdır.
RW və Air müvafiq olaraq su qəbuledicisindən və hövzəsindən su nümunələrini təmsil edir. Çöküntü-C, -E, -W hövzənin dibinin mərkəzindən, eləcə də şərq və qərb tərəflərindən götürülmüş çöküntü nümunələridir. 1 metr, 1 ay; 3 metr, 3 ay; 6 metr, 6 ay; 14 metr, 14 ay; 22 metr, 22 ay; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, şərt 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, polad 1% Cr; 3C polad, 2.25% Cr polad; polad 9C, polad 9% Cr; S6, 316 paslanmayan polad; S8, tip 304 paslanmayan polad.
Cins səviyyəsində, Trichomonadaceae ailəsinə aid təsnif olunmamış bakteriyaların, eləcə də Neosphingosine, Pseudomonas və Flavobacterium-un bir qədər yüksək nisbəti (6–19%) bütün fəsillərdə müşahidə edilmişdir. Kiçik əsas komponentlər kimi onların payları dəyişir (Şəkil 1). . 7a və b). Çay qollarında Flavobacterium, Pseudovibrio və Rhodoferrobacterium-un nisbi bolluğu yalnız qışda daha yüksək olmuşdur. Eynilə, hövzənin qış suyunda Pseudovibrio və Flavobacterium-un daha yüksək miqdarı müşahidə edilmişdir. Beləliklə, su nümunələrindəki mikrob icmaları fəsildən asılı olaraq dəyişmiş, lakin tədqiqat dövründə kəskin dəyişikliklərə məruz qalmamışdır.
a Giriş suyu, b Hovuz suyu, c ASTM A283, d ASTM A109 temperatur #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr və i 9% Cr polad, j Tip-316 və paslanmayan polad K-304.
Proteobakteriyalar bütün nümunələrdə əsas tərkib hissələri idi, lakin korroziya irəlilədikcə onların korroziyaya uğramış nümunələrdə nisbi bolluğu azalmışdır (Şəkil 6). ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 və 1% və 2.25% Cr nümunələrində proteobakteriyaların nisbi bolluğu müvafiq olaraq 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8%-dən azalmışdır. , 83.8%-i müvafiq olaraq 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% və 31.3%-dir. Bunun əksinə olaraq, Desulfobacterotanın nisbi miqdarı korroziyanın irəliləməsi ilə tədricən <0,1%-dən 12,5–45,9%-ə qədər artır. Bunun əksinə olaraq, Desulfobacterotanın nisbi miqdarı korroziyanın irəliləməsi ilə tədricən <0,1%-dən 12,5–45,9%-ə qədər artır. Naprotiv, относительное содержание Desulfobacterota postepenno увеличивается ilə <0,1% -dən 12,5-45,9% -ə qədər işləmək üçün. Bunun əksinə olaraq, korroziya irəlilədikcə Desulfobacterotanın nisbi bolluğu tədricən <0,1%-dən 12,5–45,9%-ə qədər artır.相反，随着腐蚀的进展，脱硫杆菌的相对丰度从<0,1% 逐渐增加㈰12,5-45,9%相反，随着腐蚀的进展，脱硫杆菌的相对丰度从<0.1% Naprotiv, otnositelnaya chislennost Desulfobacillus postepenno увеличивалась üçün <0,1% -dən 12,5-45,9% -ə qədər işləmək üçün. Bunun əksinə olaraq, korroziya irəlilədikcə Desulfobacillus-un nisbi bolluğu tədricən <0,1%-dən 12,5–45,9%-ə qədər artmışdır.Beləliklə, korroziya irəlilədikcə Proteobactereira Desulfobacterota ilə əvəz olundu.
Bunun əksinə olaraq, korroziyaya uğramamış paslanmayan polad üzərindəki biofilmlərdə eyni nisbətdə müxtəlif bakteriyalar var idi. Proteobacteria (29.4–34.1%), Planctomycetota (11.7–18.8%), Nitrospirota (2.9–20.9%), Acidobacteriota (8.6–18.8%), Bacteroidota (3.1–9.2%) və Chloroflexi (2.1–8.8%). Paslanmayan polad nümunələrində Nitrospirotanın nisbətinin tədricən artdığı aşkar edilmişdir (Şəkil 6). Bu nisbətlər çöküntü nümunələrindəki nisbətlərə bənzəyir ki, bu da Şəkil 5a-da göstərilən PCoA qrafikinə uyğundur.
9% Cr tərkibli polad nümunələrində iki növ mikrob icması müşahidə edilmişdir: 1 aylıq və 6 aylıq mikrob icmaları dib çöküntü nümunələrindəkilərə bənzəyirdi, korroziya nümunələri 3, 14 və 22-də isə proteobakteriyaların nisbəti əhəmiyyətli dərəcədə artmışdır. ay Bundan əlavə, 9% Cr polad nümunələrindəki bu iki mikrob icması Şəkil 5c-də göstərilən PCoA qrafikindəki bölünmüş klasterlərə uyğun gəlirdi.
Cins səviyyəsində, təyin olunmamış bakteriya və arxeya ehtiva edən 2000-dən çox OTU müşahidə edilmişdir. Cins səviyyəsində, təyin olunmamış bakteriya və arxeya ehtiva edən 2000-dən çox OTU müşahidə edilmişdir.Cins səviyyəsində, naməlum bakteriya və arxeya ehtiva edən 2000-dən çox OTU müşahidə edilmişdir.Cins səviyyəsində, tərkibində təyin olunmamış bakteriya və arxeya olan 2000-dən çox OTU müşahidə edilmişdir. Bunların arasında hər nümunədə yüksək populyasiyaya malik 10 OTU-ya diqqət yetirdik. Bu, ASTM A179-da 58.7-70.9%, 48.7-63.3%, 50.2-70.7%, 50.8-71.5%, 47.2-62.7%, 38.4-64.7%, 12.8-49.7%, 17.5-46.8% və 21.8-45.1%-ni əhatə edir. , ASTM A109 Temp № 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2.25% və 9% Cr poladları və 316 və -304 tipli paslanmayan poladları əhatə edir.
ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 kimi korroziya nümunələrində və 1% və 2.25% Cr tərkibli poladlarda Fe(II) oksidləşdirici xüsusiyyətlərinə malik dexlorlu monolitlərin nisbətən yüksək tərkibi müşahidə edilmişdir. Korroziyanın erkən mərhələsində (1 ay və 3 ay, Şəkil 7c-h). Dexloromonas-ın nisbəti zamanla azalmışdır ki, bu da Proteobakteriyaların azalmasına uyğundur (Şəkil 6). Bundan əlavə, korroziyaya uğramamış nümunələrdəki biofilmlərdə Dexloromonas nisbəti <1%-dir. Bundan əlavə, korroziyaya uğramamış nümunələrdəki biofilmlərdə Dexloromonas nisbəti <1%-dir. Krome togo, dolya Dechloromonas in biooplenkax in nekorrodirovannyh obraztsah sostavlyaet <1%. Bundan əlavə, korroziyaya uğramamış nümunələr üzərindəki biofilmlərdə Dexloromonas-ın nisbəti <1%-dir.此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例<1%。此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例 < 1% Bununla belə, Dechloromonas biooplenke nekorrodirovannıx obraztsov ilə <1%. Bundan əlavə, korroziyaya uğramamış nümunələrin biofilmində Dechloromonas-ın nisbəti <1%-dir.Buna görə də, korroziya məhsulları arasında Dexloromonas korroziyanın erkən mərhələsində əhəmiyyətli dərəcədə zənginləşir.
Bunun əksinə olaraq, ASTM A179, ASTM A109 #4/5 temperlənmiş, ASTM A179, ASTM A395 və 1% və 2.25% Cr tərkibli poladlarda SRB Desulfovibrio növlərinin nisbəti 14 və 22 aydan sonra nəhayət artmışdır (Şəkil 7c–h). Desulfofibrion çox aşağı səviyyədə idi və ya korroziyanın erkən mərhələlərində, su nümunələrində (Şəkil 7a, b) və korroziyaya uğramamış biofilmlərdə (Şəkil 7j, j) aşkar edilməmişdir. Bu, Desulfovibrio-nun korroziyanın erkən mərhələlərində korroziyaya təsir etməməsinə baxmayaraq, əmələ gələn korroziya məhsullarının mühitinə üstünlük verdiyini göstərir.
Geobacter və Geothrix kimi Fe(III)-reduksiyaedici bakteriyalar (RRB) korroziya məhsullarında korroziyanın orta mərhələlərində (6 və 14 ay) aşkar edilmişdir, lakin onlarda korroziyanın gec (22 ay) mərhələlərinin nisbəti daha yüksəkdir. nisbətən aşağıdır (Şəkil 7c, eh). Fe(II) oksidləşmə xüsusiyyətlərinə malik Sideroxydans cinsi oxşar davranış göstərmişdir (Şəkil 7f), buna görə də FeOB, IRB və SRB nisbəti korroziyaya uğramış nümunələrdə yalnız daha yüksək olmuşdur. Bu, bu mikrob icmalarındakı dəyişikliklərin korroziyanın irəliləməsi ilə əlaqəli olduğunu göstərir.
3, 14 və 22 aydan sonra 9% Cr korroziyaya uğramış poladda, kükürd oksidləşdirici xüsusiyyətlər nümayiş etdirə bilən Beggiatoacea ailəsinin üzvlərinin daha yüksək nisbəti (8.5–19.6%) müşahidə edildi və sideroksidanlar müşahidə edildi (8.4–13.7%) (Şəkil 1). 7i) Bundan əlavə, kükürd oksidləşdirici bakteriya (SOB) olan Thiomonas 3 və 14 ayda daha yüksək sayda (3.4% və 8.8%) aşkar edildi. Bunun əksinə olaraq, nitrat azaldıcı bakteriya Nitrospira (12.9%) 6 aylıq korroziyaya uğramamış nümunələrdə müşahidə edildi. Paslanmayan polad üzərindəki biofilmlərdə də Nitrospiranın artan nisbəti müşahidə edildi (Şəkil 7j,k). Beləliklə, 1 və 6 aylıq korroziyaya uğramamış 9% Cr poladlarının mikrob icmaları paslanmayan polad biofilmlərindəkilərə bənzəyirdi. Bundan əlavə, 3, 14 və 22 ayda korroziyaya uğramış 9% Cr poladın mikrob icmaları karbon və aşağı xromlu poladların və çuqunun korroziya məhsullarından fərqlənirdi.
Korroziyanın inkişafı adətən dəniz suyuna nisbətən şirin suda daha yavaş olur, çünki xlorid ionlarının konsentrasiyası metalın korroziyasına təsir göstərir. Lakin, bəzi paslanmayan poladlar şirin su mühitlərində korroziyaya uğraya bilər38,39. Bundan əlavə, MIC əvvəlcə şübhəli bilinirdi, çünki bu tədqiqatda istifadə edilən şirin su hovuzunda əvvəllər korroziyaya uğramış material müşahidə olunmuşdu. Uzunmüddətli immersiya tədqiqatlarında müxtəlif korroziya formaları, üç növ mikrob icması və korroziya məhsullarında mikrob icmalarında dəyişiklik müşahidə edilmişdir.
Bu tədqiqatda istifadə edilən şirin su mühiti, nisbətən sabit kimyəvi tərkibə və suyun temperaturunda mövsümi dəyişiklik 9 ilə 23 °C arasında dəyişən bir çaydan götürülmüş texniki su üçün qapalı bir çəndir. Buna görə də, su nümunələrindəki mikrob icmalarında mövsümi dalğalanmalar temperaturun dəyişməsi ilə əlaqələndirilə bilər. Bundan əlavə, hovuz suyundakı mikrob icması giriş suyundakından bir qədər fərqli idi (Şəkil 5b). Hovuzdakı su daşqınlar səbəbindən daim yenilənir. Nəticə etibarilə, DO hövzə səthi ilə dibi arasındakı ara dərinliklərdə belə ~8,2 ppm səviyyəsində qalmışdır. Əksinə, çöküntünün mühiti anaerob olmalıdır, çünki o, çökür və su anbarının dibində qalır və içindəki mikrob florası (məsələn, CRP) də sudakı mikrob florasından fərqlənməlidir (Şəkil 6). Hovuzdakı kuponlar çöküntülərdən daha uzaqda olduğundan, onlar yalnız aerob şəraitdə immersiya tədqiqatları zamanı təmiz suya məruz qalmışlar.
Karbon poladda, az xromlu poladda və çuqunda ümumi korroziya şirin su mühitlərində baş verir (Şəkil 1), çünki bu materiallar korroziyaya davamlı deyil. Lakin, abiotik şirin su şəraitində korroziya sürəti (0,13 mm illik-1) əvvəlki tədqiqatlardan40 (0,04 mm illik-1) daha yüksək idi və mikroorqanizmlərin iştirakı ilə korroziya sürəti (0,02–0,76 mm illik-1) ilə müqayisə edilə bilərdi 1) Şirin su şəraitinə bənzər40,41,42. Bu sürətlənmiş korroziya sürəti MIC-in xarakterik xüsusiyyətidir.
Bundan əlavə, 22 aylıq batırılmadan sonra korroziya məhsullarının altında bir neçə metalda lokal korroziya müşahidə edilmişdir (Şəkil 3). Xüsusilə, ASTM A179-da müşahidə edilən lokal korroziya sürəti ümumi korroziyadan təxminən beş dəfə daha sürətlidir. Bu qeyri-adi korroziya forması və sürətlənmiş korroziya sürəti eyni obyektdə baş verən korroziyada da müşahidə edilmişdir. Beləliklə, bu tədqiqatda aparılan batırılma praktikada korroziyanı əks etdirir.
Tədqiq olunan metallar arasında 9% Cr tərkibli polad ən ağır korroziyaya məruz qalıb və korroziya dərinliyi >1,2 mm olub ki, bu da sürətlənmiş korroziya və anormal korroziya forması səbəbindən MIC-dir. Tədqiq olunan metallar arasında 9% Cr tərkibli polad ən ağır korroziyaya məruz qalıb və korroziya dərinliyi >1,2 mm olub ki, bu da sürətlənmiş korroziya və anormal korroziya forması səbəbindən MIC-dir. Sredi issledovannyx metallov stal s 9% Cr pokazala naibolee silnuyu işləməsi ilə glubinoy korrzii> 1,2 mm, çto, vertoytno, yavlyaetsya MIK iz-za uskorennoy korrupsioner və anomalnoy formaları korur. Tədqiq edilən metallar arasında 9% Cr tərkibli polad ən ağır korroziyaya məruz qalmış və korroziya dərinliyi >1,2 mm olmuşdur ki, bu da, ehtimal ki, sürətlənmiş korroziya və anormal korroziya formasından qaynaqlanan MIC-dir.在所研究的金属中，9% Cr 钢的腐蚀最为严重，腐蚀深度>1.2 mm，由于加速腐蚀和异常腐蚀形式／，很可能是MIC。在所研究的金属中，9% Cr Sredi issledovannıx metallov naibolee silno kordirovala stal s 9% Cr, s glubinoy korzii >1,2 mm, skoree allsego, MIK iz-za uskorennıx və anomalnıx formaları korur. Tədqiq olunan metallar arasında 9% Cr tərkibli polad ən ağır şəkildə korroziyaya uğramış, korroziya dərinliyi >1,2 mm olmuşdur ki, bu da çox güman ki, sürətlənmiş və anomal korroziya formalarına görə MIC-dir.9% Cr polad yüksək temperaturlu tətbiqlərdə istifadə edildiyi üçün onun korroziya davranışı əvvəllər öyrənilmişdir43,44, lakin bu metal üçün əvvəllər heç bir MIC bildirilməmişdir. Hipertermofillər istisna olmaqla, bir çox mikroorqanizmlər yüksək temperaturlu mühitdə (>100 °C) təsirsiz olduğundan, 9% Cr poladdakı MIC belə hallarda nəzərə alınmaya bilər. Hipertermofillər istisna olmaqla, bir çox mikroorqanizmlər yüksək temperaturlu mühitdə (>100 °C) təsirsiz olduğundan, 9% Cr poladdakı MIC belə hallarda nəzərə alınmaya bilər. Çox yüksək mikroorqanizmlər, hipertermofilovlar üçün, yüksək temperaturda (>100 °S), MİK-də 9% Cr-də 9% Cr-dən istifadə edilə bilməz. Hipertermofillər istisna olmaqla, bir çox mikroorqanizmlər yüksək temperaturlu mühitdə (>100°C) təsirsiz olduğundan, 9% Cr olan poladdakı MIC belə hallarda nəzərə alınmaya bilər.由于除超嗜热菌外，许多微生物在高温环境(>100 °C)中不活跃，因此在这种情况下可以忽略9% Cr 钢中的MIC。 9% Cr 颃(>100 °C) Çox yüksək mikroorqanizmlər, krome hipertermofillər, yüksək temperaturda (>100 °S), MPK-da 9% Cr və dannom sluchae heç bir şəkildə aktiv ola bilməzlər. Hipertermofillər istisna olmaqla, bir çox mikroorqanizmlər yüksək temperaturlu mühitlərdə (>100 °C) aktivlik göstərmədiyindən, bu halda 9% Cr olan poladdakı MIC nəzərə alınmaya bilər.Lakin, orta temperaturlu mühitdə 9% Cr polad istifadə edildikdə, MIC-i azaltmaq üçün müxtəlif tədbirlər görülməlidir.
Sürətlənmiş korroziyaya əlavə olaraq (Şəkil 5-7), müxtəlif mikrob icmaları və onların dəyişiklikləri korroziyaya uğramamış material çöküntülərində və su ilə müqayisədə biofilmlərdəki korroziya məhsullarında müşahidə edilmişdir ki, bu da bu korroziyanın mikrofon olduğunu göstərir. Ramirez və digərləri13, dəniz mikrob ekosistemində 6 ay ərzində 3 mərhələli keçid (FeOB => SRB/IRB = > SOB) barədə məlumat verirlər ki, burada ikinci dərəcəli zənginləşdirilmiş SRB tərəfindən istehsal olunan hidrogen sulfid nəhayət SOB-nin zənginləşməsinə töhfə verə bilər. Ramirez və digərləri13, dəniz mikrob ekosistemində 6 ay ərzində 3 mərhələli keçid (FeOB => SRB/IRB => SOB) haqqında məlumat verirlər. Bu keçiddə ikinci dərəcəli zənginləşdirilmiş SRB tərəfindən istehsal olunan hidrogen sulfid nəhayət SOB-nin zənginləşməsinə töhfə verə bilər. Ramirez et al.13 soobщaut o trehetapnom perehode (FeOB => SRB/IRB => SOB) in morskoy mikrobnoy ekosistem və texnoloji 6 ay ərzində, hər şeydən əvvəl, SRB, mümkün, SOB. Ramirez və digərləri13, dəniz mikrob ekosistemində 6 ay ərzində üç mərhələli keçid (FeOB => SRB/IRB => SOB) olduğunu bildirirlər. Bu keçiddə SRB-nin ikinci dərəcəli zənginləşdirilməsindən əmələ gələn hidrogen sulfid nəhayət SOB zənginləşməsinə töhfə verə bilər. Ramirez 等人13 报告了一个超过6 个月的海洋微生物生态系统中的三步转变(FeOBIR => SR) SOB)，其中二次富集SRB 产生的硫化氢可能最终有助于SOB 的富集。Ramirez 等 人 13 报告 了 个 超过 超过 6 个 月 海洋 微生物 生态 系统 生态 系统 中 的 召 召帉转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) 漌 兆s产生 硫化氢 可能 最终 有助于 hıçqırıq 的富集。 Ramirez və digərləri.13 soobschli o trexstupenchatom perexode (FeOB => SRB/IRB => SOB) 6 ay müddətində morskoy mikrobnoy ekosistemində, SRB-də 6 ay müddətində, ikinci yerdə, SRB kontekstində, обогащению SOB. Ramirez və digərləri13, dəniz mikrob ekosistemində 6 ay ərzində üç mərhələli keçid (FeOB => SRB/IRB => SOB) olduğunu bildirmişdir ki, bu da SRB-nin ikinci dərəcəli zənginləşdirilməsindən əmələ gələn hidrogen sulfidin nəticədə SOB zənginləşməsinə töhfə verə biləcəyini göstərir.McBeth və Emerson36 FeOB-də ilkin zənginləşmə barədə məlumat vermişlər. Eynilə, bu tədqiqatda erkən korroziya mərhələsində FeOB-nin zənginləşməsi müşahidə olunur, lakin 22 ay ərzində karbon, 1% və 2.25% Cr poladlarında və çuqunda müşahidə olunan korroziyanın irəliləməsi ilə mikrob dəyişiklikləri FeOB => IRB = > SRB-dir (Şəkil 7 və 8). Eynilə, bu tədqiqatda erkən korroziya mərhələsində FeOB-nin zənginləşməsi müşahidə olunur, lakin 22 ay ərzində karbon, 1% və 2.25% Cr poladlarında və çuqunda müşahidə olunan korroziyanın irəliləməsi ilə mikrob dəyişiklikləri FeOB => IRB => SRB-dir (Şəkil 7 və 8). Tochno tak ya v etom issledovanii nablyudaetsya obgashenyya FeOB na ranney stadii korsiii, lakin mikrobnıe ismeneniya po mere progressionia korsiii, nablyudaemыe v uglerodistıx və 1% və 2,25% Cr stalyah və 2,25% Cr stalyax və çugune OB, çuqun 2 tecvyada, => IRB = > SRB (ris. 7 və 8). Eynilə, bu tədqiqatda korroziyanın erkən mərhələsində FeOB ilə zənginləşmə müşahidə olunur, lakin 22 ay ərzində karbon və 1% və 2.25% Cr poladlarında və çuqunda müşahidə edilən korroziya irəlilədikcə mikrob dəyişiklikləri FeOB => IRB => SRB-dir (Şəkil 7 və 8).同样，在本研究中观察到早期腐蚀阶段FeOB 的富集，但在碳和1% 和2.25% Cr 鏿观仅2个月的铸铁中观察到的微生物随着腐蚀的进展而变化是FeOB => IRB => SRB（㛾7 和同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 1% 咅2% 咅r 22 个 的 铸铁 中 到 的 微生物 腐蚀 的 进展 而 变化 FEOB => IRB => SRB（图7㒌8） Analoji obrazlar, bu vəziyyətdə FeOB-da rannix stadiyax işləmələri, lakin mikrobioloji əməliyyatlar, 1% və 2,25% Cr stalyax və 2,25% Cr stadiyax və texnoloji bölmələr =B>IR =B>, SRB (Ris. 7 və 8). Eynilə, bu tədqiqatda korroziyanın erkən mərhələlərində FeOB ilə zənginləşmə müşahidə edilmişdir, lakin 22 ay ərzində karbon və 1% və 2.25% Cr poladlarında və çuqunda müşahidə edilən mikrobioloji dəyişikliklər FeOB => IRB => SRB olmuşdur (Şəkil 7 və 8).SRB-lər yüksək sulfat ion konsentrasiyaları səbəbindən dəniz suyu mühitlərində asanlıqla toplana bilər, lakin onların şirin su mühitlərində zənginləşməsi aşağı sulfat ion konsentrasiyaları səbəbindən gecikir. Dəniz suyunda SRB-nin zənginləşməsi tez-tez bildirilir10,12,45.
a Üzvi karbon və azot, Fe(II)-asılı enerji mübadiləsi yolu ilə dəmir oksidi (qırmızı [Dexloromonas sp.] və yaşıl [Sideroxydans sp.] hüceyrələri) və Fe(III) reduksiyaedici bakteriyalar (boz hüceyrələr [Geothrix sp. və Geobacter sp.]) korroziyanın erkən mərhələsində, sonra anaerob sulfat-reduksiyaedici bakteriyalar (SRP) və heterotrof mikroorqanizmlər yığılmış üzvi maddələri istehlak edərək korroziyanın yetkin mərhələsini zənginləşdirir. b Korroziyaya davamlı metallar üzərində mikrob icmalarında dəyişikliklər. Bənövşəyi, mavi, sarı və ağ hüceyrələr müvafiq olaraq Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea və digər ailələrdən olan bakteriyaları təmsil edir.
Mikrob icmasındakı dəyişikliklərə və mümkün SRB zənginləşməsinə gəldikdə, FeOB korroziyanın erkən mərhələsində çox vacibdir və Dechloromonas böyümə enerjisini Fe(II) oksidləşməsindən əldə edə bilər. Mikroorqanizmlər iz elementləri olan mühitlərdə yaşaya bilər, lakin eksponensial olaraq böyüməyəcəklər. Lakin, bu tədqiqatda istifadə edilən basma hovuzu, qeyri-üzvi ionları olan iz elementlərini davamlı olaraq təmin edən 20 m3/saat axını olan daşma hovuzudur. Korroziyanın erkən mərhələlərində dəmir ionları karbon poladdan və çuqundan ayrılır və FeOB-lər (məsələn, Dechloromonas) onlardan enerji mənbəyi kimi istifadə edir. Hüceyrə böyüməsi üçün tələb olunan iz miqdarında karbon, fosfat və azot proses suyunda üzvi və qeyri-üzvi maddələr şəklində olmalıdır. Buna görə də, bu şirin su mühitində FeOB əvvəlcə karbon polad və çuqun kimi metal səthlərdə zənginləşdirilir. Daha sonra, IRB-lər böyüyə və üzvi maddələri və dəmir oksidlərini müvafiq olaraq enerji mənbəyi və terminal elektron qəbulediciləri kimi istifadə edə bilərlər. Yetkin korroziya məhsullarında FeOB və IRB-nin metabolizması səbəbindən azotla zənginləşdirilmiş anaerob şərait yaradılmalıdır. Buna görə də, SRB sürətlə böyüyə və FeOB və IRB-ni əvəz edə bilər (Şəkil 8a).
Bu yaxınlarda Tang və digərləri, dəmirdən mikroblara birbaşa elektron ötürülməsi səbəbindən şirin su mühitlərində Geobacter ferroreducens tərəfindən paslanmayan poladın korroziyasını bildirmişlər46. EMIC nəzərə alınmaqla, EET xüsusiyyətlərinə malik mikroorqanizmlərin töhfəsi çox vacibdir. SRB, FeOB və IRB bu tədqiqatda EET xüsusiyyətlərinə malik olmalıdır korroziya məhsullarında əsas mikrob növləridir. Buna görə də, bu elektrokimyəvi cəhətdən aktiv mikroorqanizmlər EET vasitəsilə korroziyaya töhfə verə bilər və onların icmasının tərkibi korroziya məhsulları əmələ gəldikcə müxtəlif ion növlərinin təsiri altında dəyişir. Əksinə, 9% Cr olan poladdakı mikrob icması digər poladlardan fərqlənirdi (Şəkil 8b). 14 aydan sonra FeOB ilə zənginləşdirməyə əlavə olaraq, Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea və Thiomonas kimi maddələr də zənginləşdirilmişdir (Şəkil 7i). Bu dəyişiklik karbon polad kimi digər korroziyalı materiallardan xeyli fərqlənir və korroziya zamanı həll olan xromla zəngin ionlardan təsirlənə bilər. Xüsusilə, Thiomonas yalnız kükürd oksidləşdirici xüsusiyyətlərə deyil, həm də Fe(II) oksidləşdirici xüsusiyyətlərinə, EET sisteminə və ağır metal tolerantlığına malikdir48,49. Onlar Fe(II)-nin oksidləşdirici aktivliyi və/və ya metal elektronlarının birbaşa istehlakı sayəsində zənginləşdirilə bilər. Əvvəlki bir tədqiqatda, fasiləsiz biofilm monitorinq sistemindən istifadə edərək Cu üzərindəki biofilmlərdə nisbətən yüksək miqdarda Beggiatoacea müşahidə edilmişdir ki, bu da bu bakteriyaların Cu və Cr kimi zəhərli metallara davamlı ola biləcəyini göstərir. Lakin, Beggiatoaceanın bu mühitdə böyüməsi üçün lazım olan enerji mənbəyi məlum deyil.
Bu tədqiqat şirin su mühitlərində korroziya zamanı mikrob icmalarındakı dəyişiklikləri bildirir. Eyni mühitdə mikrob icmaları metal növünə görə fərqlənirdi. Bundan əlavə, nəticələrimiz FeOB-nin korroziyanın erkən mərhələlərində əhəmiyyətini təsdiqləyir, çünki dəmirdən asılı mikrob enerjisi metabolizması SRB kimi digər mikroorqanizmlər tərəfindən üstünlük verilən qida ilə zəngin bir mühitin əmələ gəlməsini təşviq edir. Şirin su mühitlərində MIC-i azaltmaq üçün FeOB və IRB zənginləşdirilməsi məhdudlaşdırılmalıdır.
Bu tədqiqatda doqquz metal istifadə edilmiş və 50 × 20 × 1–5 mm ölçülü bloklara emal edilmişdir (ASTM 395 poladı və 1%, 2.25% və 9% Cr üçün qalınlıq: 5 mm; ASTM A283 və ASTM A179 üçün qalınlıq: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 və Tip 304 və 316 Paslanmayan Polad, qalınlığı: 1 mm), iki 4 mm dəliyi ilə. Xrom poladlar zımpara ilə cilalanmış, digər metallar isə batırılmadan əvvəl 600 qranul zımpara ilə cilalanmışdır. Bütün nümunələr 99.5% etanol ilə ultrasəslə işlənmiş, qurudulmuş və çəkilmişdir. Hər metaldan on nümunə korroziya sürətinin hesablanması və mikrobiom analizi üçün istifadə edilmişdir. Hər nümunə PTFE çubuqları və aralayıcıları ilə nərdivan şəklində bərkidilmişdir (φ 5 × 30 mm, Əlavə Şəkil 2).
Hovuzun həcmi 1100 kubmetr, dərinliyi isə təxminən 4 metrdir. Su axını 20 m3 saat/saat təşkil etmiş, daşqınlar aradan qaldırılmış və suyun keyfiyyəti mövsümi olaraq dəyişməmişdir (Əlavə Şəkil 3). Nümunə nərdivanı çənin ortasında asılmış 3 m polad məftilə endirilmişdir. Hovuzdan 1, 3, 6, 14 və 22 ayda iki dəst nərdivan çıxarılmışdır. Bir nərdivandan götürülmüş nümunələr çəki itkisini ölçmək və korroziya sürətini hesablamaq üçün, digər nərdivandan götürülmüş nümunələr isə mikrobiom analizi üçün istifadə edilmişdir. Batırma çənində həll olmuş oksigen, həll olmuş oksigen sensoru (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohayo, ABŞ) istifadə edilərək səthə və dibə yaxın, eləcə də ortada ölçülmüşdür.
Nümunələrdəki korroziya məhsulları və biofilmlər plastik qırıntı ilə qaşımaqla və ya pambıq çubuqla silməklə təmizləndi və sonra ultrasəs vannası istifadə edərək 99,5% etanolda təmizləndi. Daha sonra nümunələr ASTM G1-0351 standartına uyğun olaraq Klark məhluluna batırıldı. Qurutma başa çatdıqdan sonra bütün nümunələr çəkildi. Aşağıdakı düsturdan istifadə edərək hər nümunə üçün korroziya sürətini (mm/il) hesablayın:
burada K sabitdir (8.76 × 104), T məruz qalma müddəti (h), A ümumi səth sahəsi (sm2), W kütlə itkisi (q), D sıxlıqdır (q sm–3).
Nümunələrin çəkisi ölçüldükdən sonra, 3D ölçmə lazer mikroskopundan (LEXT OLS4000, Olympus, Tokio, Yaponiya) istifadə edərək bir neçə nümunənin 3D təsvirləri əldə edildi.