Gràcies per visitar Nature.com. Esteu utilitzant una versió del navegador amb compatibilitat limitada amb CSS. Per a una millor experiència, us recomanem que utilitzeu un navegador actualitzat (o que desactiveu el mode de compatibilitat a l'Internet Explorer). A més, per garantir una assistència contínua, mostrem el lloc web sense estils ni JavaScript.
Mostra un carrusel de tres diapositives alhora. Feu servir els botons Anterior i Següent per moure's per tres diapositives alhora o feu servir els botons lliscants del final per moure's per tres diapositives alhora.
En ambients d'aigua dolça, sovint s'observa corrosió accelerada dels acers al carboni i inoxidables. Aquí es va dur a terme un estudi de busseig en tancs d'aigua dolça de 22 mesos utilitzant nou graus d'acer. Es va observar corrosió accelerada en acers al carboni i crom i ferro colat, mentre que en acer inoxidable no es va observar corrosió visible ni tan sols després de 22 mesos. Una anàlisi de la comunitat microbiana va mostrar que durant la corrosió general, els bacteris oxidants de Fe(II) es van enriquir en la fase inicial de la corrosió, els bacteris reductors de Fe(III), en la fase de desenvolupament de la corrosió, i els bacteris reductors de sulfat, en la fase de corrosió, en la fase final de la corrosió del producte. Per contra, els bacteris Beggiatocaea van ser especialment nombrosos en acer amb un 9% de Cr sotmès a corrosió localitzada. Aquestes composicions de les comunitats microbianes també difereixen de les de les mostres d'aigua i sediments del fons. Així, a mesura que la corrosió progressa, la comunitat microbiana experimenta canvis dràstics, i el metabolisme energètic microbià dependent del ferro crea un entorn que pot enriquir altres microorganismes.
Els metalls es poden deteriorar i corroir a causa de diversos factors ambientals físics i químics com el pH, la temperatura i la concentració d'ions. Les condicions àcides, les altes temperatures i les concentracions de clorur afecten particularment la corrosió dels metalls1,2,3. Els microorganismes en entorns naturals i construïts sovint influeixen en el desgast i la corrosió dels metalls, un comportament que s'expressa en la corrosió microbiana (MIC)4,5,6,7,8. La MIC es troba sovint en entorns com ara canonades interiors i tancs d'emmagatzematge, en esquerdes metàl·liques i al sòl, on apareix sobtadament i es desenvolupa ràpidament. Per tant, el seguiment i la detecció precoç de les MIC és molt difícil, per la qual cosa l'anàlisi de MIC se sol dur a terme després de la corrosió. S'han reportat nombrosos estudis de casos de MIC en què es van trobar freqüentment bacteris reductors de sulfat (SRB) en productes de corrosió9,10,11,12,13. Tanmateix, no està clar si les SRB contribueixen a la iniciació de la corrosió, ja que la seva detecció es basa en anàlisis posteriors a la corrosió.
Recentment, a més dels bacteris oxidants de iode21, s'han descrit diversos microorganismes que degraden el ferro, com ara SRB14 que degraden el ferro, metanògens15,16,17, bacteris reductors de nitrats18, bacteris oxidants de ferro19 i acetògens20. En condicions de laboratori anaeròbiques o microaeròbiques, la majoria corroeixen el ferro zero-valent i l'acer al carboni. A més, els seus mecanismes de corrosió suggereixen que els metanògens i els SRB corrosius del ferro promouen la corrosió mitjançant la recol·lecció d'electrons del ferro nul·valent mitjançant hidrogenases extracel·lulars i citocroms multihemo, respectivament22,23. Els MIC es divideixen en dos tipus: (i) MIC químic (CMIC), que és la corrosió indirecta per espècies produïdes microbianament, i (ii) MIC elèctric (EMIC), que és la corrosió directa per l'esgotament d'electrons del metall24. L'EMIC facilitat per la transferència extracel·lular d'electrons (EET) és de gran interès perquè els microorganismes amb propietats EET causen una corrosió més ràpida que els microorganismes no EET. Mentre que la resposta limitant de la velocitat de la CMIC en condicions anaeròbiques és la producció d'H2 mitjançant la reducció de protons (H+), la EMIC procedeix mitjançant el metabolisme de l'EET, que és independent de la producció d'H2. El mecanisme de l'EET en diversos microorganismes està relacionat amb el rendiment del combustible cel·lular microbià i l'electrobiosíntesi25,26,27,28,29. Com que les condicions de cultiu per a aquests microorganismes corrosius difereixen de les de l'entorn natural, no està clar si aquests processos de corrosió microbiana observats reflecteixen la corrosió a la pràctica. Per tant, és difícil observar el mecanisme MIC induït per aquests microorganismes corrosius en l'entorn natural.
El desenvolupament de la tecnologia de seqüenciació d'ADN ha facilitat l'estudi dels detalls de les comunitats microbianes en entorns naturals i artificials; per exemple, en el camp de l'ecologia microbiana s'ha utilitzat el perfil microbià basat en la seqüència del gen 16S rRNA mitjançant seqüenciadors de nova generació30,31,32. S'han publicat nombrosos estudis MIC que han detallat les comunitats microbianes en sòls i entorns marins13,33,34,35,36. A més de SRB, també s'ha informat d'enriquiment en bacteris oxidants de Fe(II) (FeOB) i nitrificants en mostres de corrosió, com ara FeOB, com ara Gallionella spp. i Dechloromonas spp., i bacteris nitrificants, com ara Nitrospira. spp., en acers al carboni i coure en medis del sòl33. De la mateixa manera, en el medi marí, s'ha observat durant diverses setmanes una ràpida colonització de bacteris oxidants de ferro que pertanyen a les classes Zetaproteobacteria i Betaproteobacteria en acer al carboni36. Aquestes dades indiquen la contribució d'aquests microorganismes a la corrosió. Tanmateix, en molts estudis, la durada i els grups experimentals són limitats, i se sap poc sobre la dinàmica de les comunitats microbianes durant la corrosió.
Aquí, investiguem les concentracions mínimes de corrosió (CMI) de l'acer al carboni, l'acer al crom, l'acer inoxidable i la fosa mitjançant estudis d'immersió en un entorn aeròbic d'aigua dolça amb un historial d'esdeveniments de CMI. Es van prendre mostres als 1, 3, 6, 14 i 22 mesos i es va estudiar la velocitat de corrosió de cada metall i component microbià. Els nostres resultats proporcionen informació sobre la dinàmica a llarg termini de les comunitats microbianes durant la corrosió.
Com es mostra a la Taula 1, en aquest estudi es van utilitzar nou metalls. Deu mostres de cada material es van submergir en una piscina d'aigua dolça. La qualitat de l'aigua de procés és la següent: 30 ppm de Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm de Ca2+, 20 ppm de SiO2, terbolesa d'1 ppm i pH 7,4. La concentració d'oxigen dissolt (OD) a la part inferior de l'escala de mostreig era d'aproximadament 8,2 ppm i la temperatura de l'aigua oscil·lava entre els 9 i els 23 °C segons la temporada.
Com es mostra a la Figura 1, després d'1 mes d'immersió en ambients de ferro colat ASTM A283, ASTM A109 Condició #4/5, ASTM A179 i ASTM A395, es van observar productes de corrosió marrons a la superfície de l'acer al carboni en forma de corrosió generalitzada. La pèrdua de pes d'aquestes mostres va augmentar amb el temps (Taula suplementària 1) i la taxa de corrosió va ser de 0,13–0,16 mm per any (Fig. 2). De la mateixa manera, s'ha observat corrosió general en acers amb baix contingut de Cr (1% i 2,25%) amb una taxa de corrosió d'uns 0,13 mm/any (Figures 1 i 2). En canvi, l'acer amb un 9% de Cr presenta corrosió localitzada que es produeix en buits formats per juntes. La taxa de corrosió d'aquesta mostra és d'uns 0,02 mm/any, que és significativament inferior a la de l'acer amb corrosió general. En canvi, els acers inoxidables tipus 304 i 316 no mostren corrosió visible, amb taxes de corrosió estimades de <0,001 mm y−1. En canvi, els acers inoxidables tipus 304 i 316 no mostren corrosió visible, amb taxes d'acceleració estimades de <0,001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 i 316 не проявляют видимой коррозии, при эттом расчстом расчтом растом 316 коррозии составляет <0,001 мм/год. En canvi, els acers inoxidables tipus 304 i 316 no mostren corrosió visible, amb una taxa de corrosió estimada de <0,001 mm/any.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<0,001 mm y−1。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<0,001 mm y−1。 Напротив, нержавеющие стали типа 304 i -316 не показали видимой коррозии с расчетной скористной скорозали видимой <0,001 мм/год. En canvi, els acers inoxidables tipus 304 i -316 no van mostrar corrosió visible amb una taxa de corrosió de disseny de <0,001 mm/any.
Es mostren imatges macroscòpiques de cada mostra (alçada 50 mm × amplada 20 mm) abans i després de la descalcificació. 1 metre, 1 mes; 3 metres, 3 mesos; 6 metres, 6 mesos; 14 metres, 14 mesos; 22 metres, 22 mesos; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condició 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, acer 1% Cr; acer 3C, acer 2,25% Cr; acer 9C, acer 9% Cr; S6, acer inoxidable 316; S8, acer inoxidable tipus 304.
La taxa de corrosió es va calcular utilitzant la pèrdua de pes i el temps d'immersió. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, endurit 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, acer 1% Cr, 3 C, acer 2,25% Cr, 9 C, acer 9% Cr, S6, acer inoxidable tipus 316; S8, acer inoxidable tipus 304.
A la figura 1 també es mostra que els productes de corrosió de l'acer al carboni, l'acer amb baix contingut de Cr i la fosa es desenvolupen encara més després d'immersió durant 3 mesos. La taxa de corrosió global va disminuir gradualment fins a 0,07 ~ 0,08 mm/any després de 22 mesos (Figura 2). A més, la taxa de corrosió de l'acer amb un 2,25% de Cr va ser lleugerament inferior a la d'altres mostres corroïdes, cosa que indica que el Cr pot inhibir la corrosió. A més de la corrosió general, segons la norma ASTM A179, es va observar corrosió localitzada després de 22 mesos amb una profunditat de corrosió d'uns 700 µm (Fig. 3). La taxa de corrosió local, calculada utilitzant la profunditat de corrosió i el temps d'immersió, és de 0,38 mm/any, que és aproximadament 5 vegades més ràpida que la corrosió general. La taxa de corrosió de l'aliatge ASTM A395 es pot subestimar, ja que els productes de corrosió no eliminen completament la incrustació després de 14 o 22 mesos d'immersió en aigua. Tanmateix, la diferència hauria de ser mínima. A més, es van observar molts petits forats a l'acer amb baix contingut de crom corroït.
Imatge completa (barra d'escala: 10 mm) i corrosió localitzada (barra d'escala: 500 µm) d'ASTM A179 i acer al 9% de Cr a la màxima profunditat utilitzant un microscopi làser de visualització 3D. Els cercles vermells de la imatge completa indiquen la corrosió localitzada mesurada. A la Figura 1 es mostra una vista completa de l'acer al 9% de Cr des del revers.
Com es mostra a la figura 2, per a l'acer amb un 9% de Cr, no es va observar corrosió en un termini de 3 a 14 mesos, i la taxa de corrosió va ser pràcticament zero. No obstant això, es va observar corrosió localitzada després de 22 mesos (Figura 3) amb una taxa de corrosió de 0,04 mm/any calculada mitjançant la pèrdua de pes. La profunditat màxima de corrosió localitzada és de 1260 µm i la taxa de corrosió localitzada estimada mitjançant la profunditat de corrosió i el temps d'immersió (22 mesos) és de 0,68 mm/any. Com que no es coneix el punt exacte en què comença la corrosió, la taxa de corrosió pot ser més alta.
En canvi, no es va observar cap corrosió visible a l'acer inoxidable, ni tan sols després de 22 mesos d'immersió. Tot i que es van observar algunes partícules marrons a la superfície abans de la descalcificació (Fig. 1), estaven feblement adherides i no eren productes de corrosió. Com que el metall reapareix a la superfície de l'acer inoxidable després que s'hagi eliminat la calç, la taxa de corrosió és pràcticament zero.
S'ha dut a terme la seqüenciació d'amplicons per comprendre les diferències i la dinàmica de les comunitats microbianes al llarg del temps en productes de corrosió i biofilms en superfícies metàl·liques, en aigua i sediments. Es van rebre un total de 4.160.012 lectures, amb un rang de 31.328 a 124.183 lectures.
Els índexs de Shannon de les mostres d'aigua preses de preses d'aigua i estanys van oscil·lar entre 5,47 i 7,45 (Fig. 4a). Com que l'aigua de riu regenerada s'utilitza com a aigua industrial, la comunitat microbiana pot canviar estacionalment. En canvi, l'índex de Shannon de les mostres de sediments de fons va ser d'aproximadament 9, que és significativament més alt que el de les mostres d'aigua. De la mateixa manera, les mostres d'aigua tenien índexs de Chao1 calculats i unitats taxonòmiques operatives (OTU) observades més baixos que les mostres de sediments (Fig. 4b, c). Aquestes diferències són estadísticament significatives (prova de Tukey-Kramer; valors de p < 0,01, Fig. 4d), cosa que indica que les comunitats microbianes de les mostres de sediments són més complexes que les de les mostres d'aigua. Aquestes diferències són estadísticament significatives (prova de Tukey-Kramer; valors p < 0,01, Fig. 4d), cosa que indica que les comunitats microbianes de les mostres de sediments són més complexes que les de les mostres d'aigua. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), ритерий Тьюки-Крамера; то, что микробные сообщества в образцах донных отложений более сложны, чем в озоцах донных отложений более сложны, чем в озоцах. Aquestes diferències són estadísticament significatives (prova de Tukey-Kramer; valors p <0,01, Fig. 4d), cosa que indica que les comunitats microbianes en mostres de sediments són més complexes que en mostres d'aigua.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夂夂这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0,01 ， 图 4d） 表明 沉积物样朮物样朮物样朮中 中 的 群落更。。。。。。。。。 Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, 4d), позволяет предположить, что микробные сообщества в образцах донных отложений бобний бщества чем в образцах воды. Aquestes diferències van ser estadísticament significatives (prova de Tukey-Kramer; valor p <0,01, Fig. 4d), cosa que suggereix que les comunitats microbianes en mostres de sediments eren més complexes que en mostres d'aigua.Com que l'aigua de la conca de sobreeiximent es renova constantment i els sediments es dipositen al fons de la conca sense pertorbacions mecàniques, aquesta diferència en la diversitat microbiana hauria de reflectir l'ecosistema de la conca.
a Índex de Shannon, b Unitat taxonòmica operacional observada (OTU), i c Índex d'absorció de Chao1 (n=6) i conca (n=5). Aigua, sediments (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), acers al Cr a l'1% (1 C: n=5), 2,25% (3 C: n = 5) i 9% (9 C: n = 5), així com acers inoxidables tipus 316 (S6: n = 5) i -304 (S8: n = 5) es mostren com a gràfics en forma de caixa i bigotis. d Els valors de p per als índexs de Shannon i Chao1 obtinguts mitjançant proves de comparació múltiple ANOVA i Tukey-Kramer. Els fons vermells representen parells amb valors p < 0,05. Els fons vermells representen parells amb valors p < 0,05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Els fons vermells representen parells amb valors p < 0,05.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. Els fons vermells representen parells amb valors p <0,05.La línia al mig de la caixa, la part superior i inferior de la caixa i els bigotis representen la mediana, els percentils 25 i 75, i els valors mínim i màxim, respectivament.
Els índexs de Shannon per a l'acer al carboni, l'acer amb baix contingut de crom i la fosa eren similars als de les mostres d'aigua (Fig. 4a). En canvi, els índexs de Shannon de les mostres d'acer inoxidable són significativament més alts que els dels acers corroïts (valors p < 0,05, Fig. 4d) i similars als dels sediments. En canvi, els índexs de Shannon de les mostres d'acer inoxidable són significativament més alts que els dels acers corroïts (valors p < 0,05, Fig. 4d) i similars als dels sediments. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем черм у кыровндивеющей стали сталей (значения p <0,05, рис. 4d), i аналогичны индексам отложений. En canvi, els índexs de Shannon de les mostres d'acer inoxidable són significativament més alts que els dels acers corroïts (valors p < 0,05, Fig. 4d) i són similars als índexs de dipòsit.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 Напротив, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, черомрод выше, черомрод стали (значение p <0,05, рис. 4d), как и у отложений. En canvi, l'índex de Shannon de les mostres d'acer inoxidable va ser significativament més alt que el de l'acer corroït (valor p < 0,05, Fig. 4d), igual que el dipòsit.En canvi, l'índex de Shannon per a acers amb un 9% de Cr va oscil·lar entre 6,95 i 9,65. Aquests valors van ser molt més alts en mostres no corroïdes als 1 i 3 mesos que en mostres corroïdes als 6, 14 i 22 mesos (Fig. 4a). A més, els índexs Chao1 i les OTU observades dels acers al 9% de Cr són més alts que els de les mostres corroïdes i d'aigua i més baixos que els de les mostres no corroïdes i de sediments (Fig. 4b, c), i les diferències són estadísticament significatives (valors p < 0,01, Fig. 4d). A més, els índexs Chao1 i les OTU observades dels acers al 9% Cr són superiors als de les mostres corroïdes i d'aigua i inferiors als de les mostres no corroïdes i de sediments (Fig. 4b, c), i les diferències són estadísticament significatives (valors p < 0,01, Fig. 4d).A més, la Chao1 i l'OTU observada dels acers amb un 9% de Cr són superiors a les de les mostres corroïdes i aquoses i inferiors a les de les mostres no corroïdes i sedimentàries (Fig. 4b, c), i les diferències són estadísticament significatives.(p-значения <0,01, рис. 4d). (valors de p <0,01, Fig. 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）.此外 ， 9% CR 钢 Chao1 指数 和 观察 的 的 rtu 高于 腐蚀 样品 水样 ， 低于 腐蚓沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0,01 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 学    ， ， ， ， ， 4d）. Кроме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у коронидием 9 % образцов, и ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разтнацласстнацласстных значимой (p- значение < 0,01, рис. 4г). A més, l'índex Chao1 i l'OTU observada de l'acer al 9% de Cr van ser superiors als de les mostres corroïdes i aquoses i inferiors als de les mostres no corroïdes i sedimentàries (Fig. 4b, c), i la diferència va ser estadísticament significativa (valor p < 0,01, Fig. 4d).Aquests resultats indiquen que la diversitat microbiana en els productes de corrosió és menor que en els biofilms sobre metalls no corroïts.
La figura 5a mostra un gràfic d'anàlisi de coordenades principals (PCoA) basat en la distància no ponderada d'UniFrac per a totes les mostres, amb tres clústers principals observats. Les comunitats microbianes a les mostres d'aigua eren significativament diferents de les altres comunitats. Les comunitats microbianes als sediments també incloïen comunitats d'acer inoxidable, mentre que estaven molt esteses a les mostres de corrosió. En canvi, el mapa d'acer amb un 9% de Cr es divideix en clústers no corroïts i corroïts. En conseqüència, les comunitats microbianes a les superfícies metàl·liques i els productes de corrosió són significativament diferents de les de l'aigua.
Gràfic d'anàlisi de coordenades principals (PCoA) basat en distàncies UniFrac no ponderades en totes les mostres (a), aigua (b) i metalls (c). Els cercles destaquen cada clúster. Les trajectòries es representen mitjançant línies que connecten els períodes de mostreig en sèrie. 1 metre, 1 mes; 3 metres, 3 mesos; 6 metres, 6 mesos; 14 metres, 14 mesos; 22 metres, 22 mesos; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condició 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, acer 1% Cr; acer 3C, acer 2,25% Cr; acer 9C, acer 9% Cr; S6, acer inoxidable 316; S8, acer inoxidable tipus 304.
Quan es van ordenar cronològicament, els gràfics de PCoA de les mostres d'aigua estaven en una disposició circular (Fig. 5b). Aquesta transició de cicle pot reflectir canvis estacionals.
A més, només es van observar dos clústers (corroïts i no corroïts) als gràfics de PCoA de mostres metàl·liques, on (amb l'excepció de l'acer al 9% de crom) també es va observar un canvi de la comunitat microbiana d'1 a 22 mesos (Fig. 5c). A més, com que les transicions en mostres corroïdes van ser més grans que en mostres no corroïdes, hi va haver una correlació entre els canvis en les comunitats microbianes i la progressió de la corrosió. En mostres d'acer amb un 9% de Cr, es van revelar dos tipus de comunitats microbianes: punts a 1 i 6 mesos, situats a prop de l'acer inoxidable, i altres (3, 14 i 22 mesos), situats en punts propers a l'acer corroït. Els cupons d'1 mes i utilitzats per a l'extracció d'ADN als 6 mesos no es van corroir, mentre que els cupons als 3, 14 i 22 mesos es van corroir (Figura suplementària 1). Per tant, les comunitats microbianes de les mostres corroïdes diferien de les de les mostres d'aigua, sediments i no corroïdes i van canviar a mesura que progressava la corrosió.
Els principals tipus de comunitats microbianes observades en mostres d'aigua van ser Proteobacteria (30,1–73,5%), Bacteroidetes (6,3–48,6%), Planctomycetota (0,4–19,6%) i Actinobacteria (0–17,7%), la seva abundància relativa variava d'una mostra a una altra (Fig. 6); per exemple, l'abundància relativa de Bacteroidetes a l'aigua de l'estany era més alta que a l'aigua abstracta. Aquesta diferència pot estar influenciada pel temps de residència de l'aigua al tanc de sobreeiximent. Aquests tipus també es van observar en mostres de sediments de fons, però la seva abundància relativa diferia significativament de la de les mostres d'aigua. A més, el contingut relatiu d'Acidobacteriota (8,7–13,0%), Chloroflexi (8,1–10,2%), Nitrospirota (4,2–4,4%) i Desulfobacterota (1,5–4,4%) era més alt que en mostres d'aigua. Com que gairebé totes les espècies de Desulfobacterota són SRB37, l'ambient del sediment ha de ser anaeròbic. Tot i que els Desulfobacterota possiblement influeixen en la corrosió, el risc hauria de ser extremadament baix, ja que la seva abundància relativa a l'aigua de la piscina és <0,04%. Tot i que els Desulfobacterota possiblement influeixen en la corrosió, el risc hauria de ser extremadament baix, ja que la seva abundància relativa a l'aigua de la piscina és <0,04%. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низкичайно низким, поскулиьь относительное содержание воде бассейна составляет <0,04%. Tot i que els Desulfobacterota poden tenir un efecte sobre la corrosió, el risc hauria de ser extremadament baix, ja que la seva abundància relativa a l'aigua de la piscina és <0,04%.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水中在池水中皀% 0.000. <0,04%. Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, посколзким, посколзким коррозию содержание воде бассейна составляет <0,04%. Tot i que el tipus Desulfobacillus pot influir en la corrosió, el risc hauria de ser extremadament baix, ja que la seva abundància relativa a l'aigua de la piscina és <0,04%.
RW i Air representen mostres d'aigua de la presa d'aigua i de la conca, respectivament. Sediment-C, -E, -W són mostres de sediments preses del centre del fons de la conca, així com dels costats est i oest. 1 metre, 1 mes; 3 metres, 3 mesos; 6 metres, 6 mesos; 14 metres, 14 mesos; 22 metres, 22 mesos; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condició 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, acer 1% Cr; acer 3C, acer 2,25% Cr; acer 9C, acer 9% Cr; S6, acer inoxidable 316; S8, acer inoxidable tipus 304.
A nivell de gènere, es va observar una proporció lleugerament més alta (6–19%) de bacteris no classificats pertanyents a la família Trichomonadaceae, així com Neosphingosina, Pseudomonas i Flavobacterium, en totes les temporades. Com a components principals menors, les seves proporcions varien (Fig. 1). . 7a i b). En els afluents, l'abundància relativa de Flavobacterium, Pseudovibrio i Rhodoferrobacter només va ser més alta a l'hivern. De la mateixa manera, es va observar un contingut més alt de Pseudovibrio i Flavobacterium a l'aigua d'hivern de la conca. Així, les comunitats microbianes de les mostres d'aigua van variar segons l'estació, però no van experimentar canvis dràstics durant el període d'estudi.
a Aigua d'entrada, b Aigua de piscina, c ASTM A283, d ASTM A109 temperatura #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2,25% Cr i i 9% Cr acer, j Tipus-316 i acer inoxidable K-304.
Els proteobacteris van ser els principals constituents en totes les mostres, però la seva abundància relativa en les mostres corroïdes va disminuir a mesura que progressava la corrosió (Fig. 6). En les mostres ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 i 1% i 2,25% de Cr, l'abundància relativa de proteobacteris va disminuir del 89,1%, 85,9%, 89,6%, 79,5%, 84,8%, 83,8%, 43,3%, 52,2%, 50,0%, 41,9%, 33,8% i 31,3% respectivament. En canvi, les abundàncies relatives de Desulfobacterota augmenten gradualment de <0,1% a 12,5–45,9% amb la progressió de la corrosió. En canvi, les abundàncies relatives de Desulfobacterota augmenten gradualment de <0,1% a 12,5–45,9% amb la progressió de la corrosió. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% до 12,5–45,9% per порамер коррозии. En canvi, l'abundància relativa de Desulfobacterota augmenta gradualment de <0,1% a 12,5–45,9% a mesura que avança la corrosió.相反，随着腐蚀的进展，脱硫杆菌的相对丰度从<0,1% 逐渐增加到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% Напротив, относительная численность Desulfobacillus постепенно увеличивалась с <0,1% fins a 12,5–45,9% постепенно коррозии. En canvi, l'abundància relativa de Desulfobacillus va augmentar gradualment de <0,1% a 12,5–45,9% a mesura que progressava la corrosió.Així, a mesura que la corrosió progressava, Proteobactereira va ser substituïda per Desulfobacterota.
En canvi, els biofilms sobre acer inoxidable no corroït contenien les mateixes proporcions de diferents bacteris. 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%) i Chloroflexi (2,1–8,8%). Es va trobar que la proporció de Nitrospirota a les mostres d'acer inoxidable augmentava gradualment (Fig. 6). Aquestes proporcions són similars a les de les mostres de sediments, la qual cosa correspon al gràfic PCoA que es mostra a la Fig. 5a.
En mostres d'acer que contenien un 9% de Cr, es van observar dos tipus de comunitats microbianes: les comunitats microbianes d'1 mes i 6 mesos eren similars a les de les mostres de sediments del fons, mentre que la proporció de proteobacteris a les mostres de corrosió 3, 14 i 22 va augmentar significativament. mesos A més, aquestes dues comunitats microbianes a les mostres d'acer amb un 9% de Cr corresponien a clústers dividits al gràfic PCoA que es mostra a la figura 5c.
A nivell de gènere, es van observar >2000 OTU que contenien bacteris i arquees no assignats. A nivell de gènere, es van observar >2000 OTU que contenien bacteris i arquees no assignats.A nivell de gènere, s'han observat més de 2000 OTU que contenen bacteris i arquees no identificats.A nivell de gènere, s'han observat més de 2000 OTU que contenen bacteris i arquees no especificats. Entre ells, ens hem centrat en 10 OTU amb una població elevada a cada mostra. Això cobreix el 58,7-70,9%, el 48,7-63,3%, el 50,2-70,7%, el 50,8-71,5%, el 47,2-62,7%, el 38,4-64,7%, el 12,8-49,7%, el 17,5-46,8% i el 21,8-45,1% en acers ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2,25% i 9% Cr i acers inoxidables tipus 316 i -304.
S'ha observat un contingut relativament alt de monòlits desclorats amb propietats oxidants de Fe(II) en mostres de corrosió com ara ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 i acers amb 1% i 2,25% de Cr. en fase inicial de corrosió (1 mes i 3 mesos, Fig. 7c-h). La proporció de Dechloromonas va disminuir amb el temps, cosa que va correspondre a la disminució de Proteobacteria (Fig. 6). A més, les proporcions de Dechloromonas als biofilms de les mostres no corroïdes són <1%. A més, les proporcions de Dechloromonas als biofilms de les mostres no corroïdes són <1%. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. A més, la proporció de Dechloromonas en biofilms en mostres no corroses és <1%.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% Кроме того, доля Dechloromonas в биопленке некорродированных образцов была <1%. A més, la proporció de Dechloromonas al biofilm de mostres no corroses va ser <1%.Per tant, entre els productes de corrosió, Dechloromonas s'enriqui significativament en una fase inicial de la corrosió.
En canvi, en ASTM A179, ASTM A109 temperat #4/5, ASTM A179, ASTM A395 i acers amb 1% i 2,25% de Cr, la proporció d'espècies SRB de Desulfovibrio finalment va augmentar després de 14 i 22 mesos (Fig. 7c-h). La desulfofibrió va ser molt baixa o no es va detectar en les primeres etapes de la corrosió, en mostres d'aigua (Fig. 7a, b) i en biofilms no corroïts (Fig. 7j, j). Això suggereix fermament que el Desulfovibrio prefereix l'entorn dels productes de corrosió formats, tot i que no afecten la corrosió en les primeres etapes de la corrosió.
Es van trobar bacteris reductors de Fe(III) (RRB), com ara Geobacter i Geothrix, en productes de corrosió en les etapes mitjanes de la corrosió (6 i 14 mesos), però la proporció d'etapes tardanes (22 mesos) de corrosió és relativament més alta en ells (Fig. 7c, eh). El gènere Sideroxydans amb propietats d'oxidació de Fe(II) va mostrar un comportament similar (Fig. 7f), de manera que la proporció de FeOB, IRB i SRB només va ser més alta en les mostres corroïdes. Això suggereix fermament que els canvis en aquestes comunitats microbianes estan associats amb la progressió de la corrosió.
En acer amb un 9% de Cr corroït després de 3, 14 i 22 mesos, es va observar una proporció més alta de membres de la família Beggiatoacea (8,5–19,6%), que poden presentar propietats oxidants de sofre, i es van observar sideroxidans (8,4–13,7%) (Fig. 1). 7i) A més, es va trobar Thiomonas, un bacteri oxidant de sofre (SOB), en nombre més alt (3,4% i 8,8%) als 3 i 14 mesos. En canvi, es van observar bacteris reductors de nitrats Nitrospira (12,9%) en mostres sense corroir de 6 mesos. També es va observar una major proporció de Nitrospira en biofilms sobre acer inoxidable després de la immersió (Fig. 7j,k). Així, les comunitats microbianes d'acers amb un 9% de Cr sense corroir d'1 i 6 mesos eren similars a les dels biofilms d'acer inoxidable. A més, les comunitats microbianes de l'acer amb un 9% de Cr corroït als 3, 14 i 22 mesos diferien dels productes de corrosió dels acers al carboni i amb baix contingut de crom i de la fosa.
El desenvolupament de la corrosió sol ser més lent en aigua dolça que en aigua de mar, ja que la concentració d'ions de clorur afecta la corrosió del metall. Tanmateix, alguns acers inoxidables poden corroir-se en ambients d'aigua dolça38,39. A més, inicialment es va sospitar la presència de MIC, ja que s'havia observat material corroït a la piscina d'aigua dolça utilitzada en aquest estudi. En estudis d'immersió a llarg termini, es van observar diverses formes de corrosió, tres tipus de comunitats microbianes i un canvi en les comunitats microbianes dels productes de corrosió.
El medi d'aigua dolça utilitzat en aquest estudi és un tanc tancat per a aigua tècnica extreta d'un riu amb una composició química relativament estable i un canvi estacional en la temperatura de l'aigua que oscil·la entre els 9 i els 23 °C. Per tant, les fluctuacions estacionals de les comunitats microbianes en les mostres d'aigua poden estar associades amb canvis de temperatura. A més, la comunitat microbiana de l'aigua de la piscina era una mica diferent de la de l'aigua d'entrada (Fig. 5b). L'aigua de la piscina es reemplaça constantment a causa del desbordament. En conseqüència, l'OD es va mantenir a ~8,2 ppm fins i tot a profunditats intermèdies entre la superfície de la conca i el fons. Al contrari, l'entorn del sediment hauria de ser anaeròbic, ja que s'assenta i roman al fons del dipòsit, i la flora microbiana que hi ha (com ara la CRP) també hauria de diferir de la flora microbiana de l'aigua (Fig. 6). Com que els cupons de la piscina estaven més allunyats dels sediments, només van estar exposats a aigua dolça durant els estudis d'immersió en condicions aeròbiques.
La corrosió general es produeix en acer al carboni, acer amb baix contingut de crom i ferro colat en ambients d'aigua dolça (Figura 1) perquè aquests materials no són resistents a la corrosió. Tanmateix, la velocitat de corrosió (0,13 mm any-1) en condicions abiòtiques d'aigua dolça va ser més alta que en estudis anteriors40 (0,04 mm any-1) i va ser comparable a la velocitat de corrosió (0,02–0,76 mm any-1) en presència de microorganismes1) Similar a les condicions d'aigua dolça40,41,42. Aquesta velocitat de corrosió accelerada és una característica del MIC.
A més, després de 22 mesos d'immersió, es va observar corrosió localitzada en diversos metalls sota els productes de corrosió (Fig. 3). En particular, la velocitat de corrosió localitzada observada a ASTM A179 és aproximadament cinc vegades més ràpida que la corrosió general. Aquesta forma inusual de corrosió i velocitat de corrosió accelerada també s'ha observat en la corrosió que es produeix en el mateix objecte. Per tant, la immersió realitzada en aquest estudi reflecteix la corrosió a la pràctica.
Entre els metalls estudiats, l'acer al 9% de Cr va presentar la corrosió més severa, amb una profunditat de corrosió de > 1,2 mm, que probablement és una microelèctrica mínima (MIC) a causa de la corrosió accelerada i la forma anormal de corrosió. Entre els metalls estudiats, l'acer al 9% de Cr va presentar la corrosió més severa, amb una profunditat de corrosió de > 1,2 mm, que probablement és una microelèctrica mínima (MIC) a causa de la corrosió accelerada i la forma anormal de corrosió. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глубию с глубирой, ми 1, 2 что, вероятно, является МИК из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. Entre els metalls examinats, l'acer amb un 9% de Cr va mostrar la corrosió més severa amb una profunditat de corrosió > 1,2 mm, que probablement és la intensitat mínima inhibitòria (MIC) a causa de la corrosió accelerada i una forma anormal de corrosió.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 Среди исследованных металлов наиболее сильно корродировала сталь с 9% Cr, с глубиной кор, с глубиной корродировала сталь всего, МИК из-за ускоренных i аномальных форм коррозии. Entre els metalls estudiats, l'acer amb un 9% de Cr va patir la corrossió més severa, amb una profunditat de corrosió de >1,2 mm, probablement una microonestància mínima (MIC) a causa de formes accelerades i anòmales de corrosió.Com que l'acer amb un 9% de Cr s'utilitza en aplicacions d'alta temperatura, el seu comportament a la corrosió s'ha estudiat prèviament43,44, però no s'ha reportat cap valor de la inhibició concentrada (MIC) per a aquest metall. Com que nombrosos microorganismes, excepte els hipertermòfils, són inactius en un ambient d'alta temperatura (>100 °C), la concentració mínima inhibitòria (MIC) en acer al 9% de Cr es pot ignorar en aquests casos. Com que nombrosos microorganismes, excepte els hipertermòfils, són inactius en un ambient d'alta temperatura (>100 °C), la concentració mínima inhibitòria (MIC) en acer al 9% de Cr es pot ignorar en aquests casos. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны высоктивны высоктивны высокотермне0> °С), МИК в стали с 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Com que molts microorganismes, amb l'excepció dels hipertermòfils, són inactius en un ambient d'alta temperatura (>100 °C), la concentració mínima inhibitòria (MIC) en acer amb un 9% de Cr es pot ignorar en aquests casos.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 (>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высорнератермофилов (>100 °С), МПК в стали с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. Com que molts microorganismes, excepte els hipertermòfils, no mostren activitat en ambients d'alta temperatura (>100 °C), la concentració mínima inhibitòria (MIC) en acer amb un 9% de Cr es pot ignorar en aquest cas.Tanmateix, quan s'utilitza acer al 9% de Cr en un entorn de temperatura mitjana, cal prendre diverses mesures per reduir la MIC.
Es van observar diverses comunitats microbianes i els seus canvis en dipòsits de material no corroït i en productes de corrosió en biofilms en comparació amb l'aigua, a més de la corrosió accelerada (Fig. 5-7), cosa que suggereix fermament que aquesta corrosió és un micròfon. Ramirez et al.13 informen d'una transició de 3 passos (FeOB => SRB/IRB = > SOB) en un ecosistema microbià marí durant més de 6 mesos, en què el sulfur d'hidrogen produït per SRB enriquit secundàriament pot finalment contribuir a l'enriquiment de SOB. Ramirez et al.13 informen d'una transició de 3 passos (FeOB => SRB/IRB => SOB) en un ecosistema microbià marí durant més de 6 mesos, quan el sulfur d'hidrogen produït per SRB enriquit secundàriament pot finalment contribuir a l'enriquiment de SOB. Ramírez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистеме экосистеме в системе в меня когда сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способстающении SRB SOB. Ramirez et al.13 informen d'una transició en tres etapes (FeOB => SRB/IRB => SOB) en l'ecosistema microbià marí durant un període de 6 mesos, on el sulfur d'hidrogen generat a partir de l'enriquiment secundari de SRB pot finalment contribuir a l'enriquiment de SOB. Ramírez 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(FeOB => SRB/IRB => SRB/IRB => 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。Ramírez 人 13 报告 了 个 超过 超过 6 个 月 海洋 微生物 生态 系统 中 系统 中 的 个 转 暄 个 月 海洋转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ， 其中变 其中变硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集。 Ramírez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистеме экосистеме 6 месяцев, в котором сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, мвогоктоншев способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 van informar d'una transició en tres passos (FeOB => SRB/IRB => SOB) en l'ecosistema microbià marí durant un període de 6 mesos, en què el sulfur d'hidrogen produït a partir de l'enriquiment secundari de SRB pot contribuir eventualment a l'enriquiment de SOB.McBeth i Emerson36 van informar d'un enriquiment primari en FeOB. De la mateixa manera, en aquest estudi s'observa un enriquiment de FeOB durant la fase inicial de corrosió, però els canvis microbians amb la progressió de la corrosió observats en els acers al carboni i amb un 1% i un 2,25% de Cr i la fosa durant 22 mesos són FeOB => IRB = > SRB (Figs. 7 i 8). De la mateixa manera, en aquest estudi s'observa un enriquiment de FeOB durant la fase inicial de corrosió, però els canvis microbians amb la progressió de la corrosió observats en els acers al carboni i amb un 1% i un 2,25% de Cr i la fosa durant 22 mesos són FeOB => IRB => SRB (Figs. 7 i 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозимы коррозики, нозик изменения по мере прогрессирования коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% i 2,25% Cr суг сталчх сталя течение 22 месяцев, представляют собой FeOB => IRB => SRB (рис. 7 i 8). De la mateixa manera, en aquest estudi s'observa un enriquiment en FeOB en una fase inicial de la corrosió, però els canvis microbians a mesura que progressa la corrosió, observats en acers al carboni i acers amb un 1% i un 2,25% de Cr i ferro colat durant 22 mesos, són FeOB => IRB => SRB (Figures 7 i 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% 以富集，和1% 和2,25% 以富钢2蚀迊2蚀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（图7 和8）同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 1% 和 和 1% Cr2,25% 22 个 的 铸铁 中 到 的 微生物 腐蚀 的 进展 而 变化 FEOB => IRB => SRB（图7和8）。 Аналогичным образом, в этом исследовании наблюдалось обогащение FeOB на ранних стадирях зокирия наблюдалось обогащение микробиологические изменения, наблюдаемые в углеродистых и 1% i 2,25% Cr сталях и чунтевех 2 чунтене 2 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 7 i 8). De la mateixa manera, en aquest estudi es va observar un enriquiment de FeOB en les primeres etapes de la corrosió, però els canvis microbiològics observats en acers al carboni i acers amb un 1% i un 2,25% de Cr i ferro colat durant 22 mesos van ser FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 i 8).Els SRB es poden acumular fàcilment en ambients d'aigua de mar a causa de les altes concentracions d'ions sulfat, però el seu enriquiment en ambients d'aigua dolça es veu retardat per les baixes concentracions d'ions sulfat. L'enriquiment de SRB en aigua de mar s'ha informat amb freqüència10,12,45.
a Carboni orgànic i nitrogen a través del metabolisme energètic dependent del Fe(II) amb òxid de ferro (cèl·lules vermelles [Dechloromonas sp.] i verdes [Sideroxydans sp.]) i bacteris reductors de Fe(III) (cèl·lules grises [Geothrix sp. i Geobacter sp.]) en una fase inicial de la corrosió, i després els bacteris anaeròbics reductors de sulfat (SRP) i els microorganismes heteròtrofs enriqueixen la fase madura de la corrosió consumint la matèria orgànica acumulada. b Canvis en les comunitats microbianes dels metalls resistents a la corrosió. Les cèl·lules violetes, blaves, grogues i blanques representen bacteris de les famílies Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea i altres, respectivament.
Pel que fa als canvis en la comunitat microbiana i el possible enriquiment de SRB, el FeOB és crític en la fase inicial de la corrosió, i Dechloromonas pot obtenir la seva energia de creixement de l'oxidació del Fe(II). Els microorganismes poden sobreviure en medis que contenen oligoelements, però no creixeran exponencialment. Tanmateix, la piscina d'immersió utilitzada en aquest estudi és una conca de sobreeiximent, amb un flux d'entrada de 20 m3/h, que subministra contínuament oligoelements que contenen ions inorgànics. En les primeres etapes de la corrosió, els ions ferrosos s'alliberen de l'acer al carboni i la fosa, i els FeOB (com ara Dechloromonas) els utilitzen com a font d'energia. Les traces de carboni, fosfat i nitrogen necessàries per al creixement cel·lular han d'estar presents a l'aigua de procés en forma de substàncies orgàniques i inorgàniques. Per tant, en aquest entorn d'aigua dolça, el FeOB s'enriqueix inicialment en superfícies metàl·liques com l'acer al carboni i la fosa. Posteriorment, els IRB poden créixer i utilitzar matèria orgànica i òxids de ferro com a fonts d'energia i acceptors terminals d'electrons, respectivament. En productes de corrosió madurs, s'haurien de crear condicions anaeròbiques enriquides amb nitrogen a causa del metabolisme del FeOB i l'IRB. Per tant, SRB pot créixer ràpidament i substituir FeOB i IRB (Fig. 8a).
Recentment, Tang et al. van informar de la corrosió de l'acer inoxidable per Geobacter ferroreducens en ambients d'aigua dolça a causa de la transferència directa d'electrons del ferro als microbis46. Tenint en compte l'EMIC, la contribució dels microorganismes amb propietats EET és crítica. SRB, FeOB i IRB són les principals espècies microbianes en els productes de corrosió en aquest estudi, que haurien de tenir característiques EET. Per tant, aquests microorganismes electroquímicament actius poden contribuir a la corrosió a través de l'EET, i la composició de la seva comunitat canvia sota la influència de diverses espècies iòniques a mesura que es formen productes de corrosió. Per contra, la comunitat microbiana en acer amb un 9% de Cr diferia d'altres acers (Fig. 8b). Després de 14 mesos, a més de l'enriquiment amb FeOB, també es van enriquir Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea i Thiomonas (Fig. 7i). Aquest canvi és notablement diferent del d'altres materials corrosius, com l'acer al carboni, i pot ser influenciat pels ions rics en crom dissolts durant la corrosió. Cal destacar que Thiomonas no només té propietats oxidants del sofre, sinó també propietats oxidants del Fe(II), un sistema EET i tolerància als metalls pesants48,49. Es poden enriquir a causa de l'activitat oxidativa del Fe(II) i/o el consum directe d'electrons metàl·lics. En un estudi previ, es va observar una abundància relativament alta de Beggiatoacea en biofilms sobre Cu utilitzant un sistema de monitorització discontinua de biofilms, cosa que suggereix que aquests bacteris poden ser resistents a metalls tòxics com el Cu i el Cr. Tanmateix, es desconeix la font d'energia que necessita Beggiatoacea per créixer en aquest entorn.
Aquest estudi informa de canvis en les comunitats microbianes durant la corrosió en ambients d'aigua dolça. En el mateix ambient, les comunitats microbianes difereixen en el tipus de metall. A més, els nostres resultats confirmen la importància del FeOB en les primeres etapes de la corrosió, ja que el metabolisme energètic microbià dependent del ferro promou la formació d'un ambient ric en nutrients afavorit per altres microorganismes com el SRB. Per tal de reduir la concentració mínima inhibitòria (MIC) en ambients d'aigua dolça, l'enriquiment de FeOB i IRB ha de ser limitat.
En aquest estudi es van utilitzar nou metalls i es van processar en blocs de 50 × 20 × 1–5 mm (gruix per a acer ASTM 395 i 1%, 2,25% i 9% Cr: 5 mm; gruix per a ASTM A283 i ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 i acer inoxidable tipus 304 i 316, gruix: 1 mm), amb dos forats de 4 mm. Els acers al crom es van polir amb paper de vidre i altres metalls es van polir amb paper de vidre de gra 600 abans de submergir-los. Totes les mostres es van sonicar amb etanol al 99,5%, es van assecar i es van pesar. Es van utilitzar deu mostres de cada metall per al càlcul de la taxa de corrosió i l'anàlisi del microbioma. Cada mostra es va fixar en forma d'escala amb varetes i separadors de PTFE (φ 5 × 30 mm, figura suplementària 2).
La piscina té un volum de 1100 metres cúbics i una profunditat d'uns 4 metres. L'entrada d'aigua va ser de 20 m3 h-1, el sobreeixidor es va alliberar i la qualitat de l'aigua no va fluctuar estacionalment (Fig. suplementària 3). L'escala de mostra es baixa sobre un cable d'acer de 3 m suspès al mig del tanc. Es van treure dos jocs d'escales de la piscina als 1, 3, 6, 14 i 22 mesos. Es van utilitzar mostres d'una escala per mesurar la pèrdua de pes i calcular les taxes de corrosió, mentre que es van utilitzar mostres d'una altra escala per a l'anàlisi del microbioma. L'oxigen dissolt al tanc d'immersió es va mesurar prop de la superfície i el fons, així com al mig, utilitzant un sensor d'oxigen dissolt (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, EUA).
Els productes de corrosió i els biofilms de les mostres es van eliminar raspant amb un raspador de plàstic o netejant-les amb un bastonet de cotó, i després es van netejar amb etanol al 99,5% mitjançant un bany d'ultrasons. A continuació, les mostres es van submergir en la solució de Clark d'acord amb la norma ASTM G1-0351. Totes les mostres es van pesar després que es completés l'assecat. Calculeu la velocitat de corrosió (mm/any) per a cada mostra mitjançant la fórmula següent:
on K és una constant (8,76 × 10⁴), T és el temps d'exposició (h), A és la superfície total (cm²), W és la pèrdua de massa (g) i D és la densitat (g cm–³).
Després de pesar les mostres, es van obtenir imatges 3D de diverses mostres mitjançant un microscopi làser de mesura 3D (LEXT OLS4000, Olympus, Tòquio, Japó).