Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Naggamit ka og bersyon sa browser nga limitado ang suporta sa CSS. Para sa pinakamaayong kasinatian, among girekomendar nga mogamit ka og updated nga browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer). Dugang pa, aron masiguro ang padayon nga suporta, among gipakita ang site nga walay mga style ug JavaScript.
Nagpakita og carousel nga gilangkoban og tulo ka slide sa usa ka higayon. Gamita ang mga buton nga Previous ug Next aron mobalhin sa tulo ka slide matag higayon, o gamita ang mga buton sa slider sa katapusan aron mobalhin sa tulo ka slide matag higayon.
Sa mga palibot nga tab-ang ang tubig, ang paspas nga pagkaguba sa carbon ug stainless steels kasagarang maobserbahan. Usa ka 22 ka bulan nga pagtuon sa pag-diving sa tangke sa tab-ang nga tubig ang gihimo dinhi gamit ang siyam ka grado sa asero. Ang paspas nga pagkaguba naobserbahan sa mga carbon ug chromium steels ug cast iron, samtang sa stainless steel walay makita nga pagkaguba nga naobserbahan bisan human sa 22 ka bulan. Usa ka pagtuki sa komunidad sa microbial nagpakita nga atol sa kinatibuk-ang pagkaguba, ang Fe(II)-oxidizing bacteria nadugangan sa sayong yugto sa pagkaguba, ang Fe(III)-reducing bacteria, sa yugto sa paglambo sa pagkaguba, ug ang sulfate-reducing bacteria, sa yugto sa pagkaguba. yugto sa katapusang yugto sa pagkaguba sa produkto. Sa kasukwahi, ang Beggiatocaea bacteria labi ka daghan sa asero nga adunay 9% Cr nga gipailalom sa lokal nga pagkaguba. Kini nga mga komposisyon sa mga komunidad sa microbial lahi usab sa mga naa sa mga sample sa tubig ug sa ilawom sa sediment. Busa, samtang nagpadayon ang pagkaguba, ang komunidad sa microbial nakaagi sa mga dramatikong pagbag-o, ug ang metabolismo sa enerhiya sa microbial nga nagsalig sa iron nagmugna og usa ka palibot nga makapauswag sa ubang mga mikroorganismo.
Ang mga metal mahimong madaot ug ma-corrode tungod sa nagkalain-laing pisikal ug kemikal nga mga hinungdan sa palibot sama sa pH, temperatura ug konsentrasyon sa ion. Ang mga kondisyon sa asido, taas nga temperatura ug konsentrasyon sa chloride labi nga makaapekto sa corrosion sa mga metal1,2,3. Ang mga mikroorganismo sa natural ug gitukod nga mga palibot kanunay nga makaimpluwensya sa pagkaguba ug corrosion sa mga metal, usa ka kinaiya nga gipahayag sa microbial corrosion (MIC)4,5,6,7,8. Ang MIC kanunay nga makita sa mga palibot sama sa mga tubo sa sulod sa balay ug mga tangke sa pagtipig, sa mga liki sa metal, ug sa yuta, diin kini kalit nga makita ug paspas nga molambo. Busa, ang pagmonitor ug sayo nga pag-ila sa mga MIC lisud kaayo, mao nga ang pag-analisa sa MIC kasagaran gihimo pagkahuman sa corrosion. Daghang mga pagtuon sa kaso sa MIC ang gitaho diin ang sulfate-reducing bacteria (SRB) kanunay nga makit-an sa mga produkto sa corrosion9,10,11,12,13. Bisan pa, wala pa mahibal-an kung ang mga SRB nakatampo ba sa pagsugod sa corrosion, tungod kay ang ilang pag-ila gibase sa post-corrosion analysis.
Bag-ohay lang, dugang sa iodine-oxidizing bacteria21, lain-laing mga iron-degrading microorganisms ang gitaho, sama sa iron-degrading SRB14, methanogens15,16,17, nitrate-reducing bacteria18, iron-oxidizing bacteria19 ug acetogens20. Ubos sa anaerobic o microaerobic laboratory conditions, kadaghanan kanila mo-corrode sa zero-valent iron ug carbon steel. Dugang pa, ang ilang corrosion mechanisms nagsugyot nga ang iron-corrosive methanogens ug SRBs nagpasiugda sa corrosion pinaagi sa pag-ani sa mga electron gikan sa null-valent iron gamit ang extracellular hydrogenases ug multiheme cytochromes, matag usa22,23. Ang mga MIC gibahin sa duha ka klase: (i) chemical MIC (CMIC), nga dili direkta nga corrosion sa mga microbially produced species, ug (ii) electrical MIC (EMIC), nga direkta nga corrosion pinaagi sa electron depletion sa metal24. Ang EMIC nga gipadali sa extracellular electron transfer (EET) dako og interes tungod kay ang mga microorganisms nga adunay EET properties hinungdan sa mas paspas nga corrosion kaysa sa mga non-EET microorganisms. Samtang ang rate-limiting response sa CMIC ubos sa anaerobic nga mga kondisyon mao ang produksiyon sa H2 pinaagi sa proton reduction (H+), ang EMIC nagpadayon pinaagi sa metabolismo sa EET, nga independente sa produksiyon sa H2. Ang mekanismo sa EET sa lainlaing mga mikroorganismo adunay kalabotan sa performance sa microbial cellular fuel ug electrobiosynthesis25,26,27,28,29. Tungod kay ang mga kondisyon sa culture para niining mga corrosive microorganism lahi sa mga naa sa natural nga palibot, dili klaro kung kini nga naobserbahan nga mga proseso sa microbial corrosion nagpakita ba sa corrosion sa praktis. Busa, lisud obserbahan ang mekanismo sa MIC nga gipahinabo niining mga corrosive microorganism sa natural nga palibot.
Ang pag-uswag sa teknolohiya sa DNA sequencing nakapasayon ​​sa pagtuon sa mga detalye sa mga komunidad sa mikrobyo sa natural ug artipisyal nga mga palibot, pananglitan, ang microbial profiling base sa 16S rRNA gene sequence gamit ang bag-ong henerasyon nga mga sequencer gigamit sa natad sa microbial ecology30,31.,32. Daghang mga pagtuon sa MIC ang gipatik nga nagdetalye sa mga komunidad sa mikrobyo sa yuta ug mga palibot sa dagat13,33,34,35,36. Gawas pa sa SRB, ang pagpayaman sa Fe(II)-oxidizing (FeOB) ug nitrifying bacteria sa mga sample sa corrosion, pananglitan ang FeOB, sama sa Gallionella spp. ug Dechloromonas spp., ug nitrifying bacteria, sama sa Nitrospira, gitaho usab. spp., sa Carbon ug copper-bearing steels sa soil media33. Sa susama, sa palibot sa dagat, ang paspas nga kolonisasyon sa iron-oxidizing bacteria nga nahisakop sa mga klase nga Zetaproteobacteria ug Betaproteobacteria naobserbahan sulod sa pipila ka semana sa carbon steel36. Kini nga datos nagpakita sa kontribusyon niining mga mikroorganismo sa corrosion. Apan, sa daghang mga pagtuon, ang gidugayon ug ang mga grupo sa eksperimento limitado, ug gamay ra ang nahibal-an bahin sa dinamika sa mga komunidad sa mikrobyo atol sa kaagnasan.
Dinhi, among gisusi ang mga MIC sa carbon steel, chromium steel, stainless steel, ug cast iron gamit ang mga immersion studies sa usa ka aerobic freshwater environment nga adunay kasaysayan sa mga MIC events. Ang mga sample gikuha sa 1, 3, 6, 14 ug 22 ka bulan ug ang corrosion rate sa matag metal ug microbial component gitun-an. Ang among mga resulta naghatag og panabut sa long-term dynamics sa mga microbial community atol sa corrosion.
Sama sa gipakita sa Talaan 1, siyam ka metal ang gigamit niini nga pagtuon. Napulo ka sample sa matag materyal ang gituslob sa usa ka lim-aw sa tab-ang nga tubig. Ang kalidad sa tubig sa proseso mao ang mosunod: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, turbidity 1 ppm ug pH 7.4. Ang konsentrasyon sa dissolved oxygen (DO) sa ubos sa hagdanan sa sampling gibana-bana nga 8.2 ppm ug ang temperatura sa tubig gikan sa 9 hangtod 23°C depende sa panahon.
Sama sa gipakita sa Figure 1, human sa 1 ka bulan nga pagpaunlod sa ASTM A283, ASTM A109 Condition #4/5, ASTM A179, ug ASTM A395 cast iron environments, nakita ang brown corrosion products sa ibabaw sa carbon steel sa porma sa generalized corrosion. Ang pagkawala sa timbang niining mga specimen misaka sa paglabay sa panahon (Supplementary Table 1) ug ang corrosion rate kay 0.13–0.16 mm kada tuig (Fig. 2). Sa susama, ang general corrosion naobserbahan sa mga steel nga adunay ubos nga Cr content (1% ug 2.25%) nga adunay corrosion rate nga mga 0.13 mm/yr (Figures 1 ug 2). Sa kasukwahi, ang steel nga adunay 9% Cr nagpakita og localized corrosion nga mahitabo sa mga gintang nga naporma sa mga gasket. Ang corrosion rate niini nga sample kay mga 0.02 mm/tuig, nga mas ubos kay sa steel nga adunay general corrosion. Sa kasukwahi, ang mga stainless steel nga type-304 ug -316 walay makitang taya, nga adunay gibanabanang taya nga <0.001 mm y−1. Sa kasukwahi, ang mga stainless steel nga type-304 ug -316 walay makitang kaagnasan, nga adunay gibanabanang acceleration rates nga <0.001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 и 316 не проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скорозить корость коррозии мм/год. Sa kasukwahi, ang mga Type 304 ug 316 nga stainless steel walay makitang taya, nga adunay gibanabanang rate sa taya nga <0.001 mm/tuig.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−.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−. Напротив, нержавеющие стали типа 304 и -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростью коррозии коррозии <0,000 Sa kasukwahi, ang type 304 ug -316 stainless steels wala magpakita og makitang taya nga adunay design corrosion rate nga <0.001 mm/tuig.
Gipakita ang mga makroskopikong hulagway sa matag sample (gitas-on 50 mm×gilapdon 20 mm) sa wala pa ug pagkahuman sa pagtangtang sa scaling. 1 metros, 1 ka bulan; 3 metros, 3 ka bulan; 6 metros, 6 ka bulan; 14 metros, 14 ka bulan; 22 metros, 22 ka bulan; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kondisyon 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, asero 1% Cr; 3C asero, 2.25% Cr asero; asero 9C, asero 9% Cr; S6, 316 stainless steel; S8, tipo 304 stainless steel.
Ang gikusgon sa kaagnasan gikalkulo gamit ang pagkawala sa timbang ug oras sa pagpaunlod. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, gipagahi nga 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, asero 1% Cr, 3 C, asero 2.25% Cr, 9 C, asero 9% Cr, S6, tipo 316 stainless steel; S8, tipo 304 stainless steel.
Sa fig. 1, gipakita usab nga ang mga produkto sa corrosion sa carbon steel, low Cr steel ug cast iron molambo pa human sa pagtuslob sulod sa 3 ka bulan. Ang kinatibuk-ang rate sa corrosion hinay-hinay nga mikunhod ngadto sa 0.07 ~ 0.08 mm/tuig human sa 22 ka bulan (Figure 2). Dugang pa, ang rate sa corrosion sa 2.25% Cr steel gamay nga mas ubos kay sa ubang mga corroded specimen, nga nagpakita nga ang Cr makapugong sa corrosion. Gawas pa sa kinatibuk-ang corrosion, sumala sa ASTM A179, ang localized corrosion naobserbahan human sa 22 ka bulan nga adunay giladmon sa corrosion nga mga 700 µm (Fig. 3). Ang lokal nga rate sa corrosion, nga gikalkulo gamit ang giladmon sa corrosion ug oras sa pagtuslob, kay 0.38 mm/tuig, nga mga 5 ka pilo nga mas paspas kay sa kinatibuk-ang corrosion. Ang rate sa corrosion sa ASTM A395 alloy mahimong maminusan tungod kay ang mga produkto sa corrosion dili hingpit nga makatangtang sa scale human sa 14 o 22 ka bulan nga pagtuslob sa tubig. Bisan pa, ang kalainan kinahanglan nga gamay ra. Dugang pa, daghang gagmay nga mga lungag ang naobserbahan sa corroded low chromium steel.
Ang tibuok nga hulagway (scale bar: 10 mm) ug localized corrosion (scale bar: 500 µm) sa ASTM A179 ug 9% Cr steel sa pinakataas nga giladmon gamit ang 3D viewing laser microscope. Ang pula nga mga lingin sa tibuok nga hulagway nagpakita sa nasukod nga localized corrosion. Ang tibuok nga pagtan-aw sa 9% Cr steel gikan sa likod nga bahin gipakita sa Figure 1.
Sama sa gipakita sa fig. 2, para sa asero nga adunay 9% Cr, walay nakitang kaagnasan sulod sa 3-14 ka bulan, ug ang corrosion rate halos zero. Apan, ang localized corrosion naobserbahan human sa 22 ka bulan (Figure 3) nga adunay corrosion rate nga 0.04 mm/yr nga gikalkulo gamit ang weight loss. Ang pinakataas nga localized corrosion depth kay 1260 µm ug ang localized corrosion rate nga gibanabana gamit ang corrosion depth ug immersion time (22 ka bulan) kay 0.68 mm/yr. Tungod kay ang eksaktong punto diin magsugod ang kaagnasan wala mahibal-i, ang corrosion rate mahimong mas taas.
Sa kasukwahi, walay makitang taya nga naobserbahan sa stainless steel bisan human sa 22 ka bulan nga pagpaunlod. Bisan tuod adunay pipila ka brown nga mga partikulo nga naobserbahan sa ibabaw sa wala pa ang pagtangtang sa scaling (Fig. 1), kini huyang nga mipilit ug dili mga produkto sa taya. Tungod kay ang metal mobalik pag-usab sa ibabaw sa stainless steel human matangtang ang scaling, ang rate sa taya halos zero.
Gihimo ang amplicon sequencing aron masabtan ang mga kalainan ug dinamika sa mga komunidad sa mikrobyo sa paglabay sa panahon sa mga produkto sa kaagnasan ug biofilms sa mga nawong sa metal, sa tubig ug mga sediment. Usa ka kinatibuk-an nga 4,160,012 nga mga pagbasa ang nadawat, nga adunay range nga 31,328 hangtod 124,183 nga mga pagbasa.
Ang mga Shannon indices sa mga sample sa tubig nga gikuha gikan sa mga water intake ug mga lim-aw gikan sa 5.47 hangtod 7.45 (Fig. 4a). Tungod kay ang gi-reclaim nga tubig sa suba gigamit isip tubig sa industriya, ang komunidad sa mikrobyo mahimong mausab depende sa panahon. Sa kasukwahi, ang Shannon index sa mga sample sa bottom sediment kay mga 9, nga mas taas kay sa mga sample sa tubig. Sa susama, ang mga sample sa tubig adunay mas ubos nga gikalkulo nga Chao1 indices ug naobserbahan nga operational taxonomic units (OTUs) kay sa mga sediment sample (Fig. 4b, c). Kini nga mga kalainan kay statistically significant (Tukey-Kramer test; p-values ​​< 0.01, Fig. 4d), nga nagpakita nga ang mga microbial community sa mga sediment sample mas komplikado kay sa mga naa sa mga sample sa tubig. Kini nga mga kalainan kay statistically significant (Tukey-Kramer test; p-values ​​​​< 0.01, Fig. 4d), nga nagpakita nga ang mga microbial community sa mga sediment sample mas komplikado kaysa sa mga naa sa mga sample sa tubig. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, чобто микро образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. Kini nga mga kalainan kay statistically significant (Tukey-Kramer test; p values ​​​​<0.01, Fig. 4d), nga nagpakita nga ang mga microbial community sa mga sediment sample mas komplikado kaysa sa mga sample sa tubig.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复杂。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 羮中中中 的 群落更 . . . . . . . Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволяет пимред, положет сообщества в образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. Kini nga mga kalainan kay statistically significant (Tukey-Kramer test; p-value <0.01, Fig. 4d), nga nagsugyot nga ang mga microbial community sa mga sediment sample mas komplikado kaysa sa mga sample sa tubig.Tungod kay ang tubig sa overflow basin kanunay nga nagbag-o ug ang mga sediment mohusay sa ilalom sa basin nga walay mekanikal nga pagkabalda, kini nga kalainan sa microbial diversity kinahanglan nga magpakita sa ekosistema sa basin.
a Shannon index, b Naobserbahan nga operational taxonomic unit (OTU), ug c Chao1 uptake index (n=6) ug basin (n=5) Tubig, sediment (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) ug 9% (9 C: n = 5) Cr-steels, ingon man ang type 316 (S6: n = 5) ug -304 (S8: n = 5) nga stainless steels gipakita isip box-shaped ug whisker charts. d p-values ​​​​para sa Shannon ug Chao1 indices nga nakuha gamit ang ANOVA ug Tukey-Kramer multiple comparison tests. Ang pula nga mga background nagrepresentar sa mga pares nga adunay mga p-value nga < 0.05. Ang pula nga mga background nagrepresentar sa mga pares nga adunay p-values ​​​​< 0.05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Ang pula nga mga background nagrepresentar sa mga pares nga adunay p-values ​​​​< 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. Ang pula nga mga background nagrepresentar sa mga pares nga adunay p-values ​​​​<0.05.Ang linya sa tunga sa kahon, ang ibabaw ug ubos sa kahon, ug ang mga bungot nagrepresentar sa median, ika-25 ug ika-75 nga porsyento, ug ang minimum ug maximum nga mga kantidad, matag usa.
Ang mga Shannon indices para sa carbon steel, low chromium steel, ug cast iron parehas sa mga sample sa tubig (Fig. 4a). Sa kasukwahi, ang mga Shannon indices sa mga stainless-steel sample mas taas kay sa mga corroded steels (p-values ​​< 0.05, Fig. 4d) ug susama sa mga sediments. Sa kasukwahi, ang mga Shannon indices sa mga stainless-steel sample mas taas kay sa mga corroded steels (p-values ​​​​< 0.05, Fig. 4d) ug susama sa mga sediments. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей5, значительно выше, чем у корродированных сталей5, <0. и аналогичны индексам отложений. Sa kasukwahi, ang mga Shannon indices sa mga stainless steel specimen mas taas kay sa mga corroded steels (p-values ​​​​< 0.05, Fig. 4d) ug susama sa mga deposit indices.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，图与片、4d Напротив, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чем у корродированной стали был значительно выше, чем у корродированной стали, <4 как и у отложений. Sa kasukwahi, ang Shannon index sa mga stainless steel specimen mas taas kay sa corroded steel (p value < 0.05, Fig. 4d), ingon man ang deposito.Sa kasukwahi, ang Shannon index para sa mga asero nga adunay 9% Cr gikan sa 6.95 ngadto sa 9.65. Kini nga mga kantidad mas taas sa mga specimen nga wala madaot sa 1 ug 3 ka bulan kaysa sa mga specimen nga nadaot sa 6, 14 ug 22 ka bulan (Fig. 4a). Dugang pa, ang mga Chao1 indices ug naobserbahan nga mga OTU sa 9% Cr steels mas taas kay sa mga corroded ug water samples ug mas ubos kay sa mga non-corroded ug sediment samples (Fig. 4b, c), ug ang mga kalainan kay statistically significant (p-values ​​< 0.01, Fig. 4d). Dugang pa, ang mga Chao1 indices ug naobserbahan nga mga OTU sa 9% Cr steels mas taas kay sa mga corroded ug water samples ug mas ubos kay sa mga non-corroded ug sediment samples (Fig. 4b, c), ug ang mga kalainan kay statistically significant (p-values ​​​​< 0.01, Fig. 4d).Dugang pa, ang Chao1 ug ang naobserbahan nga OTU sa mga asero nga adunay 9% Cr mas taas kaysa sa mga corroded ug aqueous samples ug mas ubos kaysa sa mga non-corroded ug sedimentary samples (Fig. 4b, c), ug ang mga kalainan kay statistically significant.(p-значения <0,01, рис. 4d). (mga p-value ​​<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），差异具有石具有石0.01, ug 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 腐蚀 样品图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0.01 图 图 图 图 图 图 图 图 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 。 Кроме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у корродированных ци вод,нижцо чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница была статистически значимой (p- значение < 0,014г ). Dugang pa, ang Chao1 index ug ang naobserbahan nga OTU sa 9% Cr steel mas taas kay sa mga corroded ug aqueous samples ug mas ubos kay sa mga uncorroded ug sedimentary samples (Fig. 4b,c), ug ang kalainan kay statistically significant (p-value < 0.01, Fig. 4d).Kini nga mga resulta nagpakita nga ang microbial diversity sa mga produkto sa corrosion mas ubos kaysa sa mga biofilm sa mga metal nga wala ma-corrode.
Sa fig. 5a, gipakita ang usa ka Principal Coordinate Analysis (PCoA) plot nga gibase sa UniFrac unweighted distance para sa tanang sample, nga adunay tulo ka dagkong cluster nga naobserbahan. Ang mga microbial community sa mga sample sa tubig lahi kaayo sa ubang mga komunidad. Ang mga microbial community sa mga sediment naglakip usab sa mga stainless steel community, samtang kini kaylap sa mga corrosion sample. Sa kasukwahi, ang mapa sa asero nga adunay 9% Cr gibahin sa mga non-corroded ug corroded cluster. Tungod niini, ang mga microbial community sa mga metal surface ug mga corrosion product lahi kaayo sa mga naa sa tubig.
Ang principal coordinate analysis (PCoA) plot gibase sa unweighted UniFrac distances sa tanang sample (a), tubig (b), ug metal (c). Ang mga lingin nagpakita sa matag cluster. Ang mga trajectory girepresentahan sa mga linya nga nagkonektar sa mga sampling period nga sunod-sunod. 1 metros, 1 ka bulan; 3 metros, 3 ka bulan; 6 metros, 6 ka bulan; 14 metros, 14 ka bulan; 22 metros, 22 ka bulan; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condition 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, steel 1% Cr; 3C steel, 2.25% Cr steel; steel 9C, steel 9% Cr; S6, 316 stainless steel; S8, type 304 stainless steel.
Kon gihan-ay sa kronolohikal nga pagkasunod-sunod, ang mga PCoA plot sa mga sampol sa tubig anaa sa usa ka lingin nga pagkahan-ay (Fig. 5b). Kini nga pagbalhin sa siklo mahimong magpakita sa mga pagbag-o sa panahon.
Dugang pa, duha ra ka cluster (na-corrode ug wala-corrode) ang naobserbahan sa mga PCoA plot sa mga metal sample, diin (gawas sa 9% chromium steel) usa ka pagbalhin sa microbial community gikan sa 1 ngadto sa 22 ka bulan ang naobserbahan usab (Fig. 5c). Dugang pa, tungod kay ang mga transisyon sa mga corrode sample mas dako kaysa sa mga non-corrode sample, adunay correlation tali sa mga pagbag-o sa microbial community ug pag-uswag sa corrosion. Sa mga steel sample nga adunay 9% Cr, duha ka klase sa microbial community ang nakita: mga punto sa 1 ug 6 ka bulan, nga nahimutang duol sa stainless steel, ug uban pa (3, 14, ug 22 ka bulan), nga nahimutang sa mga punto nga duol sa corrode steel. 1 ka bulan ug ang mga kupon nga gigamit alang sa DNA extraction sa 6 ka bulan wala ma-corrode, samtang ang mga kupon sa 3, 14 ug 22 ka bulan na-corrode (Supplementary Figure 1). Busa, ang mga microbial community sa mga corrode sample lahi sa mga naa sa tubig, sediment, ug non-corrode sample ug nagbag-o samtang nagpadayon ang corrosion.
Ang mga nag-unang klase sa microbial community nga naobserbahan sa mga sample sa tubig mao ang Proteobacteria (30.1–73.5%), Bacteroidetes (6.3–48.6%), Planctomycetota (0.4–19.6%) ug Actinobacteria (0 –17.7%), ang ilang relatibong kadagaya managlahi gikan sa sample ngadto sa sample (Fig. 6), pananglitan, ang relatibong kadagaya sa Bacteroidetes sa tubig sa lim-aw mas taas kaysa sa abstract water. Kini nga kalainan mahimong maimpluwensyahan sa residence time sa tubig sa overflow tank. Kini nga mga klase naobserbahan usab sa mga sample sa bottom sediment, apan ang ilang relatibong kadagaya lahi kaayo sa mga sample sa tubig. Dugang pa, ang relatibong sulod sa Acidobacteriota (8.7–13.0%), Chloroflexi (8.1–10.2%), Nitrospirota (4.2–4.4%) ug Desulfobacterota (1.5–4.4%) %) mas taas kaysa sa mga sample sa tubig. Tungod kay halos tanang espisye sa Desulfobacterota kay SRB37, ang palibot sa sediment kay anaerobic. Bisan tuod ang Desulfobacterota posibleng makaapektar sa taya, ang risgo kinahanglan nga ubos kaayo tungod kay ang ilang relatibong kadagaya sa tubig sa pool kay <0.04%. Bisan tuod ang Desulfobacterota posibleng makaapektar sa taya, ang risgo kinahanglan nga ubos kaayo tungod kay ang ilang relatibong kadagaya sa tubig sa pool kay <0.04%. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольку их относилените воде бассейна составляет <0,04%. Bisan tuod ang Desulfobacterota mahimong adunay epekto sa taya, ang risgo kinahanglan nga ubos kaayo tungod kay ang ilang relatibong kadagaya sa tubig sa pool kay <0.04%.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水中的相对中的相庹中的相庹中。 <0.04%. Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку их относительное содерьное содебс составляет <0,04%. Bisan tuod ang matang sa Desulfobacillus makaimpluwensya sa taya, ang risgo kinahanglan nga ubos kaayo tungod kay ang ilang relatibong kadagaya sa tubig sa pool kay <0.04%.
Ang RW ug Air nagrepresentar sa mga sample sa tubig gikan sa water intake ug basin, matag usa. Ang Sediment-C, -E, -W mga sample sa sediment nga gikuha gikan sa sentro sa ilawom sa basin, ingon man gikan sa sidlakan ug kasadpang kilid. 1 metros, 1 ka bulan; 3 metros, 3 ka bulan; 6 metros, 6 ka bulan; 14 metros, 14 ka bulan; 22 metros, 22 ka bulan; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kondisyon 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, asero 1% Cr; 3C asero, 2.25% Cr asero; asero 9C, asero 9% Cr; S6, 316 stainless steel; S8, tipo 304 stainless steel.
Sa lebel sa genus, usa ka gamay nga mas taas nga proporsyon (6–19%) sa wala maklasipikar nga bakterya nga nahisakop sa pamilyang Trichomonadaceae, ingon man ang Neosphingosine, Pseudomonas, ug Flavobacterium, ang naobserbahan sa tanang panahon. Isip gagmay nga mga pangunang sangkap, ang ilang mga bahin managlahi (Fig. 1). . 7a ug b). Sa mga tributaries, ang relatibong kadagaya sa Flavobacterium, Pseudovibrio, ug Rhodoferrobacter mas taas lamang sa tingtugnaw. Sa susama, usa ka mas taas nga sulud sa Pseudovibrio ug Flavobacterium ang naobserbahan sa tubig sa tingtugnaw sa basin. Busa, ang mga komunidad sa microbial sa mga sample sa tubig managlahi depende sa panahon, apan wala makaagi og dakong mga pagbag-o sa panahon sa pagtuon.
a Tubig nga pang-inom, b Tubig sa swimming pool, c ASTM A283, d Temperatura sa ASTM A109 #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, ug i 9% Cr nga asero, j Tipo-316 ug stainless steel nga K-304.
Ang mga Proteobacteria mao ang mga nag-unang sangkap sa tanang mga sample, apan ang ilang relatibong kadagaya sa mga sample nga nangadunot mikunhod samtang nagpadayon ang kaagnasan (Fig. 6). Sa mga sample nga ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 ug 1% ug 2.25% Cr, ang relatibong kadagaya sa proteobacteria mikunhod gikan sa 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8%. , 83.8% mao ang 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% ug 31.3% matag usa. Sa kasukwahi, ang relatibong kadagaya sa Desulfobacterota hinay-hinay nga misaka gikan sa <0.1% ngadto sa 12.5–45.9% uban sa pag-uswag sa taya. Sa kasukwahi, ang relatibong kadagaya sa Desulfobacterota hinay-hinay nga misaka gikan sa <0.1% ngadto sa 12.5–45.9% uban sa pag-uswag sa taya. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% ngadto sa 12,5–45,9% pinaagi sa мере развроизиик. Sa kasukwahi, ang relatibong kadagaya sa Desulfobacterota hinay-hinay nga motaas gikan sa <0.1% ngadto sa 12.5–45.9% samtang mograbe ang kaagnasan.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% ngadto sa 12,5–45,9% gikan sa мере развизтия корроро. Sa kasukwahi, ang relatibong kadagaya sa Desulfobacillus hinay-hinay nga misaka gikan sa <0.1% ngadto sa 12.5–45.9% samtang nagpadayon ang kaagnasan.Busa, samtang nagpadayon ang taya, ang Proteobactereira gipulihan sa Desulfobacterota.
Sa kasukwahi, ang mga biofilm sa wala madaot nga stainless steel adunay parehas nga proporsyon sa lainlaing mga bakterya. 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%) ug Chloroflexi (2.1–8.8%). Nakaplagan nga ang proporsyon sa Nitrospirota sa mga sample sa stainless steel hinay-hinay nga misaka (Fig. 6). Kini nga mga ratio parehas sa mga naa sa mga sample sa sediment, nga katumbas sa PCoA plot nga gipakita sa Fig. 5a.
Sa mga sample sa asero nga adunay 9% Cr, duha ka klase sa microbial communities ang naobserbahan: ang 1-ka-bulan ug 6-ka-bulan nga microbial communities parehas sa naa sa bottom sediment samples, samtang ang proporsyon sa proteobacteria sa corrosion samples 3, 14, ug 22 misaka pag-ayo. Dugang pa, kining duha ka microbial communities sa 9% Cr steel samples katumbas sa split clusters sa PCoA plot nga gipakita sa Fig. 5c.
Sa lebel sa genus, >2000 ka OTU nga adunay wala ma-assign nga bakterya ug archaea ang naobserbahan. Sa lebel sa genus, >2000 ka OTU nga adunay wala ma-assign nga bakterya ug archaea ang naobserbahan.Sa lebel sa genus, kapin sa 2000 ka OTU ang naobserbahan nga adunay wala mailhing bakterya ug archaea.Sa lebel sa genus, kapin sa 2000 ka OTU ang naobserbahan nga adunay wala matino nga bakterya ug archaea. Lakip niini, among gipunting ang 10 ka OTU nga adunay taas nga populasyon sa matag sample. Kini naglangkob sa 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% ug 21.8-45.1% sa ASTM A179. , ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2.25% ug 9% Cr steels ug Type 316 ug -304 stainless steels.
Usa ka medyo taas nga sulud sa dechlorinated monoliths nga adunay Fe(II) oxidizing properties ang naobserbahan sa mga sample sa corrosion sama sa ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 ug mga asero nga adunay 1% ug 2.25% Cr. nga sayo nga yugto sa corrosion (1 ka bulan ug 3 ka bulan, Fig. 7c-h). Ang proporsyon sa Dechloromonas mikunhod sa paglabay sa panahon, nga katumbas sa pagkunhod sa Proteobacteria (Fig. 6). Dugang pa, ang proporsyon sa Dechloromonas sa mga biofilm sa mga wala madunot nga sample kay <1%. Dugang pa, ang proporsyon sa Dechloromonas sa mga biofilm sa mga wala madunot nga sample kay <1%. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Dugang pa, ang proporsyon sa Dechloromonas sa mga biofilm sa mga wala madunot nga mga specimen kay <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%. Dugang pa, ang proporsyon sa Dechloromonas sa biofilm sa mga wala madunot nga mga specimen kay <1%.Busa, taliwala sa mga produkto sa taya, ang Dechloromonas labi nga nadato sa sayong yugto sa taya.
Sa kasukwahi, sa ASTM A179, ASTM A109 tempered #4/5, ASTM A179, ASTM A395 ug mga asero nga adunay 1% ug 2.25% Cr, ang proporsyon sa SRB Desulfovibrio species sa katapusan misaka human sa 14 ug 22 ka bulan (Fig. 7c–h). Ang Desulfofibrion ubos kaayo o wala makit-i sa sayong mga yugto sa corrosion, sa mga sample sa tubig (Fig. 7a, b) ug sa mga non-corroded biofilms (Fig. 7j, j). Kini kusganong nagsugyot nga mas gusto sa Desulfovibrio ang palibot sa naporma nga mga produkto sa corrosion, bisan kung wala kini makaapekto sa corrosion sa sayong mga yugto sa corrosion.
Ang Fe(III)-reducing bacteria (RRB), sama sa Geobacter ug Geothrix, nakit-an sa mga produkto sa corrosion sa tunga-tungang mga yugto sa corrosion (6 ug 14 ka bulan), apan ang proporsyon sa ulahing (22 ka bulan) nga mga yugto sa corrosion mas taas niini. medyo ubos (Fig. 7c, eh). Ang genus nga Sideroxydans nga adunay Fe(II) oxidation properties nagpakita og parehas nga kinaiya (Fig. 7f), busa ang proporsyon sa FeOB, IRB, ug SRB mas taas lang sa mga corroded sample. Kini kusganong nagsugyot nga ang mga pagbag-o niining mga microbial community nalangkit sa pag-uswag sa corrosion.
Sa asero nga adunay 9% nga Cr nga nataya human sa 3, 14 ug 22 ka bulan, mas taas nga proporsyon sa mga miyembro sa pamilyang Beggiatoacea (8.5–19.6%) ang naobserbahan, nga mahimong magpakita og mga kabtangan sa sulfur oxidizing, ug mga sideroxidan ang naobserbahan (8.4–13.7%) (Fig. 1). ). 7i) Dugang pa, ang Thiomonas, usa ka sulfur oxidizing bacterium (SOB), nakit-an sa mas taas nga gidaghanon (3.4% ug 8.8%) sa 3 ug 14 ka bulan. Sa kasukwahi, ang nitrate-reducing bacteria nga Nitrospira (12.9%) ang naobserbahan sa 6-ka-bulan nga wala mataya nga mga sample. Naobserbahan usab ang dugang nga proporsyon sa Nitrospira sa mga biofilm sa stainless steel human sa pagtuslob (Fig. 7j,k). Busa, ang mga microbial community sa 1- ug 6-ka-bulan nga wala mataya nga 9% Cr nga mga asero parehas sa mga naa sa stainless steel biofilms. Dugang pa, ang mga komunidad sa mikrobyo sa 9% Cr nga asero nga nataya sa 3, 14 ug 22 ka bulan lahi sa mga produkto sa taya sa carbon ug low chromium nga mga asero ug cast iron.
Ang pag-uswag sa kaagnasan kasagaran mas hinay sa tab-ang nga tubig kaysa sa tubig sa dagat tungod kay ang konsentrasyon sa mga chloride ion makaapekto sa kaagnasan sa metal. Bisan pa, ang pipila ka mga stainless steel mahimong maagnasan sa mga palibot sa tab-ang nga tubig38,39. Dugang pa, ang MIC sa sinugdanan gidudahan tungod kay ang materyal nga naagnasan naobserbahan kaniadto sa linaw sa tab-ang nga tubig nga gigamit niini nga pagtuon. Sa mga pagtuon sa dugay nga pagpaunlod, lainlaing mga porma sa kaagnasan, tulo ka klase sa mga komunidad sa microbial, ug usa ka pagbag-o sa mga komunidad sa microbial sa mga produkto sa kaagnasan ang naobserbahan.
Ang tab-ang nga tubig nga gigamit niini nga pagtuon usa ka sirado nga tangke para sa teknikal nga tubig nga gikuha gikan sa usa ka suba nga adunay medyo lig-on nga kemikal nga komposisyon ug usa ka seasonal nga pagbag-o sa temperatura sa tubig gikan sa 9 hangtod 23 °C. Busa, ang seasonal nga pag-usab-usab sa mga komunidad sa microbial sa mga sample sa tubig mahimong nalangkit sa mga pagbag-o sa temperatura. Dugang pa, ang komunidad sa microbial sa tubig sa pool medyo lahi gikan sa naa sa input nga tubig (Fig. 5b). Ang tubig sa pool kanunay nga gipulihan tungod sa pag-awas. Tungod niini, ang DO nagpabilin sa ~8.2 ppm bisan sa tunga nga giladmon tali sa nawong sa basin ug sa ilawom. Sa kasukwahi, ang palibot sa sediment kinahanglan nga anaerobic, tungod kay kini mohusay ug magpabilin sa ilawom sa reservoir, ug ang microbial flora niini (sama sa CRP) kinahanglan usab nga lahi gikan sa microbial flora sa tubig (Fig. 6). Tungod kay ang mga kupon sa pool mas layo gikan sa mga sediment, kini naladlad lamang sa tab-ang nga tubig atol sa mga pagtuon sa pagpaunlod ubos sa aerobic nga mga kondisyon.
Ang kinatibuk-ang kaagnasan mahitabo sa carbon steel, low chromium steel, ug cast iron sa mga palibot sa tab-ang nga tubig (Figure 1) tungod kay kini nga mga materyales dili makasugakod sa kaagnasan. Bisan pa, ang rate sa kaagnasan (0.13 mm yr-1) ubos sa abiotic nga mga kondisyon sa tab-ang nga tubig mas taas kaysa sa nangaging mga pagtuon40 (0.04 mm yr-1) ug ikatandi sa rate sa kaagnasan (0.02–0.76 mm yr-1) sa presensya sa mga mikroorganismo 1) Parehas sa mga kondisyon sa tab-ang nga tubig40,41,42. Kini nga gipadali nga rate sa kaagnasan usa ka kinaiya sa MIC.
Dugang pa, human sa 22 ka bulan nga pagpaunlod, naobserbahan ang lokal nga kaagnasan sa daghang mga metal ubos sa mga produkto sa kaagnasan (Fig. 3). Sa partikular, ang lokal nga rate sa kaagnasan nga naobserbahan sa ASTM A179 mga lima ka pilo nga mas paspas kaysa sa kinatibuk-ang kaagnasan. Kini nga talagsaon nga porma sa kaagnasan ug gipadali nga rate sa kaagnasan naobserbahan usab sa kaagnasan nga nahitabo sa parehas nga butang. Busa, ang pagpaunlod nga gihimo niini nga pagtuon nagpakita sa kaagnasan sa praktis.
Sa mga metal nga gitun-an, ang 9% Cr nga asero nagpakita sa pinakagrabe nga taya, nga adunay giladmon sa taya nga >1.2 mm, nga lagmit MIC tungod sa paspas nga taya ug abnormal nga porma sa taya. Sa mga metal nga gitun-an, ang 9% Cr nga asero nagpakita sa pinakagrabe nga taya, nga adunay giladmon sa taya nga >1.2 mm, nga lagmit MIC tungod sa paspas nga taya ug abnormal nga porma sa taya. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глубиной коррозтои> 1,2 м, м, является МИК из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. Sa mga metal nga gisusi, ang asero nga adunay 9% Cr nagpakita sa pinakagrabe nga taya nga adunay giladmon sa taya nga >1.2 mm, nga lagmit mao ang MIC tungod sa gipaspas nga taya ug usa ka abnormal nga matang sa taya.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 коррозии >1,2 мм, скоре за ускоренных и аномальных форм коррозии. Sa mga gitun-an nga metal, ang asero nga adunay 9% Cr ang labing grabe nga nataya, nga adunay giladmon sa taya nga >1.2 mm, lagmit MIC tungod sa gipaspas ug dili normal nga mga porma sa taya.Tungod kay ang 9% Cr nga asero gigamit sa mga aplikasyon nga taas ang temperatura, ang kinaiya niini sa pagkadunot gitun-an na kaniadto43,44 apan walay MIC nga gitaho kaniadto alang niini nga metal. Tungod kay daghang mga mikroorganismo, gawas sa mga hyperthermophile, ang dili aktibo sa palibot nga taas ang temperatura (>100 °C), ang MIC sa 9% Cr nga asero mahimong ibaliwala sa ingon nga mga kaso. Tungod kay daghang mga mikroorganismo, gawas sa mga hyperthermophile, ang dili aktibo sa taas nga temperatura nga palibot (>100 °C), ang MIC sa 9% Cr nga asero mahimong ibaliwala sa ingon nga mga kaso. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной людел (>10 °C) с 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Tungod kay daghang mga mikroorganismo, gawas sa mga hyperthermophile, ang dili aktibo sa taas nga temperatura nga palibot (>100°C), ang MIC sa asero nga adunay 9% Cr mahimong ibaliwala sa ingon nga mga kaso.由于除超嗜热菌外，许多微生物在高温环境(>100 °C) 中不活跃，因此在这种情在这种情在这种情可% Cr 钢中的MIC. 9% Cr (>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высокотемператылов, не проявляют активности в высокотемператных (>1Кордных ), сурных в стали с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. Tungod kay daghang mga mikroorganismo, gawas sa mga hyperthermophile, wala magpakita og kalihokan sa mga palibot nga taas og temperatura (>100 °C), ang MIC sa asero nga adunay 9% Cr mahimong ibaliwala niini nga kaso.Apan, kon ang 9% Cr nga asero gamiton sa medium nga temperatura nga palibot, lain-laing mga lakang ang kinahanglan buhaton aron makunhuran ang MIC.
Nagkalain-laing mga komunidad sa mikrobyo ug ang ilang mga pagbag-o naobserbahan sa mga deposito sa wala madaot nga materyal ug sa mga produkto sa kaagnasan sa mga biofilm kon itandi sa tubig, dugang pa sa gipaspasan nga kaagnasan (Fig. 5-7), nga kusganong nagsugyot nga kini nga kaagnasan usa ka mikropono. Si Ramirez et al.13 nagtaho sa usa ka 3-step transition (FeOB => SRB/IRB = > SOB) sa usa ka marine microbial ecosystem sulod sa 6 ka bulan, diin ang hydrogen sulfide nga gihimo sa secondary enriched SRB mahimong makatampo sa pagpalambo sa SOB. Si Ramirez et al.13 nagtaho sa usa ka 3-step transition (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa usa ka marine microbial ecosystem sulod sa 6 ka bulan, diin ang hydrogen sulfide nga gihimo sa secondary enriched SRB mahimong makatampo sa pagpalambo sa SOB. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa морской микробной экосистеме в течение 6 мескоц сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SOB. Si Ramirez et al.13 nagtaho sa tulo ka ang-ang nga transisyon (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa marine microbial ecosystem sulod sa 6 ka bulan, diin ang hydrogen sulfide nga namugna gikan sa SRB secondary enrichment sa katapusan makatampo sa SOB enrichment. 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(FeOB => 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。Ramirez 等 人 13 报告 了 个 超过 超过 6 个 月 海洋 微生物 生态 系统 中 的 三 步 華转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ， 其中 次 察 集可能 最终 有助于 sob 的富集。 Ramirez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa морской микробной экосистеме в течение 6 мрокця сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итоге способствовать обю SOBще. Si Ramirez et al.13 nagtaho og tulo ka ang-ang nga transisyon (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa marine microbial ecosystem sulod sa 6 ka bulan, diin ang hydrogen sulfide nga gihimo gikan sa SRB secondary enrichment mahimong makatampo sa SOB enrichment.Gi-report nila ni McBeth ug Emerson36 ang pangunang pagpayaman sa FeOB. Susama, ang pagdaghan sa FeOB atol sa sayong bahin sa corrosion naobserbahan niini nga pagtuon, apan ang mga pagbag-o sa mikrobyo uban sa pag-uswag sa corrosion nga naobserbahan sa carbon ug 1% ug 2.25% Cr nga mga asero ug cast iron sulod sa 22 mo mao ang FeOB => IRB = > SRB (Mga Hulagway 7 ug 8). Susama, ang pagdaghan sa FeOB atol sa sayong bahin sa corrosion naobserbahan niini nga pagtuon, apan ang mga pagbag-o sa mikrobyo uban sa pag-uswag sa corrosion nga naobserbahan sa carbon ug 1% ug 2.25% Cr nga mga asero ug cast iron sulod sa 22 mo mao ang FeOB => IRB => SRB (Mga Hulagway 7 ug 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозии, но микробные измронмение коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, представлябют = ORB. ug 8). Susama, niining pagtuon, naobserbahan ang pagpausbaw sa FeOB sa sayong yugto sa kaagnasan, apan ang mga pagbag-o sa mikrobyo samtang nagpadayon ang kaagnasan, nga naobserbahan sa carbon ug 1% ug 2.25% Cr nga mga asero ug cast iron sulod sa 22 ka bulan, mao ang FeOB => IRB => SRB (Mga Hulagway 7 ug 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 钢以及越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 2.25% Cr 2.25% Cr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 стадиях коррозии, но микробимля наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (ris. 7 и ). Susama, ang pagkadaghan sa FeOB sa unang mga yugto sa kaagnasan naobserbahan niini nga pagtuon, apan ang mga pagbag-o sa mikrobiyolohikal nga naobserbahan sa carbon ug 1% ug 2.25% Cr nga mga asero ug cast iron sulod sa 22 ka bulan mao ang FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 ug 8).Ang mga SRB dali nga magtapok sa mga palibot sa tubig sa dagat tungod sa taas nga konsentrasyon sa sulfate ion, apan ang ilang pagkadato sa mga palibot sa tab-ang nga tubig nalangan tungod sa ubos nga konsentrasyon sa sulfate ion. Ang pagkadato sa SRB sa tubig sa dagat kanunay nga gitaho10,12,45.
a Organikong karbon ug nitroheno pinaagi sa metabolismo sa enerhiya nga nagsalig sa Fe(II) nga iron oxide (pula nga [Dechloromonas sp.] ug berde nga [Sideroxydans sp.] nga mga selula) ug Fe(III) nga nagpakunhod sa bakterya (grey cells [Geothrix sp. ug Geobacter sp. ]) sa sayo nga yugto sa kaagnasan, dayon anaerobic sulfate-reducing bacteria (SRP) ug heterotrophic microorganisms nga nagpayaman sa hamtong nga yugto sa kaagnasan pinaagi sa pagkonsumo sa natipon nga organikong butang. b Mga pagbag-o sa mga komunidad sa mikrobyo sa mga metal nga dili madaot sa kaagnasan. Ang bayolet, asul, dalag, ug puti nga mga selula nagrepresentar sa bakterya gikan sa mga pamilya nga Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea, ug uban pa, matag usa.
Mahitungod sa mga pagbag-o sa komunidad sa mikrobyo ug posible nga pagpayaman sa SRB, ang FeOB kritikal sa sayong yugto sa kaagnasan, ug ang Dechloromonas makakuha sa ilang kusog sa pagtubo gikan sa oksihenasyon sa Fe(II). Ang mga mikroorganismo mabuhi sa media nga adunay mga elemento sa trace, apan dili kini motubo nga paspas. Bisan pa, ang plunge pool nga gigamit niini nga pagtuon usa ka overflow basin, nga adunay inflow nga 20 m3/h, nga padayon nga nagsuplay sa mga elemento sa trace nga adunay mga inorganic ions. Sa sayong mga yugto sa kaagnasan, ang mga ferrous ions gipagawas gikan sa carbon steel ug cast iron, ug ang mga FeOB (sama sa Dechloromonas) naggamit niini isip tinubdan sa enerhiya. Ang gamay nga kantidad sa carbon, phosphate ug nitrogen nga gikinahanglan alang sa pagtubo sa selula kinahanglan nga anaa sa tubig sa proseso sa porma sa organiko ug inorganic nga mga substansiya. Busa, niining palibot sa tab-ang nga tubig, ang FeOB sa sinugdanan gipayaman sa mga metal nga nawong sama sa carbon steel ug cast iron. Sunod, ang mga IRB mahimong motubo ug mogamit sa organikong butang ug iron oxides isip mga tinubdan sa enerhiya ug mga terminal electron acceptor, matag usa. Sa mga hamtong nga produkto sa kaagnasan, ang mga anaerobic nga kondisyon nga gipayaman sa nitrogen kinahanglan nga mamugna tungod sa metabolismo sa FeOB ug IRB. Busa, ang SRB dali nga motubo ug mopuli sa FeOB ug IRB (Fig. 8a).
Bag-ohay lang, si Tang et al. nagtaho sa kaagnasan sa stainless steel sa Geobacter ferroreducens sa mga palibot nga tab-ang tungod sa direktang pagbalhin sa electron gikan sa iron ngadto sa mga mikrobyo46. Tungod sa EMIC, ang kontribusyon sa mga mikroorganismo nga adunay mga kabtangan sa EET hinungdanon kaayo. Ang SRB, FeOB, ug IRB mao ang mga nag-unang microbial species sa mga produkto sa kaagnasan niini nga pagtuon, nga kinahanglan adunay mga kinaiya sa EET. Busa, kini nga mga electrochemically active microorganism mahimong makatampo sa kaagnasan pinaagi sa EET, ug ang komposisyon sa ilang komunidad mausab ubos sa impluwensya sa lainlaing mga ionic species samtang ang mga produkto sa kaagnasan maporma. Sa kasukwahi, ang microbial community sa asero nga adunay 9% Cr lahi sa ubang mga asero (Fig. 8b). Pagkahuman sa 14 ka bulan, dugang sa pagpayaman sa FeOB, sama sa Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, ug Thiomonas gipayaman usab (Fig. 7i). Kini nga pagbag-o lahi kaayo sa ubang mga materyales nga makadaot, sama sa carbon steel, ug mahimong maimpluwensyahan sa mga ion nga daghan og chromium nga natunaw atol sa kaagnasan. Ilabi na, ang Thiomonas dili lamang adunay mga kabtangan sa pag-oxidize sa sulfur, apan adunay usab mga kabtangan sa pag-oxidize sa Fe(II), usa ka sistema sa EET, ug pag-tolerance sa heavy metal48,49. Mahimo kini nga mapayaman tungod sa oxidative activity sa Fe(II) ug/o direkta nga pagkonsumo sa mga electron sa metal. Sa usa ka miaging pagtuon, ang medyo taas nga kadagaya sa Beggiatoacea naobserbahan sa mga biofilm sa Cu gamit ang usa ka discontinuous biofilm monitoring system, nga nagsugyot nga kini nga mga bakterya mahimong resistensya sa makahilong mga metal sama sa Cu ug Cr. Bisan pa, ang gigikanan sa enerhiya nga gikinahanglan sa Beggiatoacea aron motubo niini nga palibot wala mahibal-i.
Kini nga pagtuon nagtaho sa mga pagbag-o sa mga komunidad sa mikrobyo atol sa kaagnasan sa mga palibot sa tab-ang nga tubig. Sa parehas nga palibot, ang mga komunidad sa mikrobyo managlahi sa klase sa metal. Dugang pa, ang among mga resulta nagpamatuod sa kamahinungdanon sa FeOB sa mga sayong yugto sa kaagnasan, tungod kay ang metabolismo sa enerhiya sa mikrobyo nga nagsalig sa iron nagpasiugda sa pagporma sa usa ka palibot nga dato sa sustansya nga gipaboran sa ubang mga mikroorganismo sama sa SRB. Aron makunhuran ang MIC sa mga palibot sa tab-ang nga tubig, ang pagpayaman sa FeOB ug IRB kinahanglan nga limitahan.
Siyam ka metal ang gigamit niini nga pagtuon ug giproseso ngadto sa mga bloke nga 50 × 20 × 1–5 mm (gibag-on para sa ASTM 395 nga asero ug 1%, 2.25% ug 9% Cr: 5 mm; gibag-on para sa ASTM A283 ug ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 ug Type 304 ug 316 Stainless Steel, gibag-on: 1mm), nga adunay duha ka 4mm nga mga lungag. Ang mga chromium steel gipasinaw gamit ang sandpaper ug ang ubang mga metal gipasinaw gamit ang 600 grit sandpaper sa dili pa ituslob. Ang tanan nga mga sample gi-sonicate gamit ang 99.5% ethanol, gipauga ug gitimbang. Napulo ka sample sa matag metal ang gigamit para sa pagkalkula sa corrosion rate ug microbiome analysis. Ang matag specimen gi-fix sa ladder fashion gamit ang PTFE rods ug spacers (φ 5 × 30 mm, Supplementary Fig. 2).
Ang pool adunay volume nga 1100 cubic meters ug giladmon nga mga 4 metros. Ang tubig nga mosulod kay 20 m3 h-1, ang overflow gipagawas, ug ang kalidad sa tubig wala mag-usab-usab depende sa panahon (Supplementary Fig. 3). Ang sample ladder gipaubos ngadto sa 3 m nga steel wire nga gibitay sa tunga sa tangke. Duha ka set sa hagdan ang gikuha gikan sa pool sa 1, 3, 6, 14 ug 22 ka bulan. Ang mga sample gikan sa usa ka hagdan gigamit sa pagsukod sa pagkawala sa timbang ug pagkalkulo sa corrosion rates, samtang ang mga sample gikan sa laing hagdan gigamit alang sa microbiome analysis. Ang dissolved oxygen sa immersion tank gisukod duol sa ibabaw ug sa ilawom, ingon man sa tunga, gamit ang dissolved oxygen sensor (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, USA).
Ang mga produkto sa kaagnasan ug mga biofilm sa mga sample gikuha pinaagi sa pagkagis gamit ang plastic scraper o pagpahid gamit ang cotton swab, ug dayon gilimpyohan sa 99.5% ethanol gamit ang ultrasonic bath. Ang mga sample gihumol dayon sa solusyon ni Clark subay sa ASTM G1-0351. Ang tanang sample gitimbang human makompleto ang pagpauga. Kwentaha ang rate sa kaagnasan (mm/yr) para sa matag sample gamit ang mosunod nga pormula:
diin ang K usa ka constant (8.76 × 104), ang T mao ang exposure time (h), ang A mao ang total surface area (cm2), ang W mao ang mass loss (g), ang D mao ang density (g cm–3).
Human sa pagtimbang sa mga sample, ang mga 3D nga imahe sa daghang mga sample nakuha gamit ang 3D measuring laser microscope (LEXT OLS4000, Olympus, Tokyo, Japan).