Diolch am ymweld â Nature.com. Rydych chi'n defnyddio fersiwn porwr gyda chefnogaeth CSS gyfyngedig. I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod chi'n defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu'n analluogi Modd Cydnawsedd yn Internet Explorer). Yn ogystal, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, rydym yn dangos y wefan heb arddulliau a JavaScript.
Yn dangos carwsél o dair sleid ar unwaith. Defnyddiwch y botymau Blaenorol a Nesaf i symud trwy dair sleid ar y tro, neu defnyddiwch y botymau llithrydd ar y diwedd i symud trwy dair sleid ar y tro.
Mewn amgylcheddau dŵr croyw, gwelir cyrydiad cyflymach dur carbon a dur gwrthstaen yn aml. Cynhaliwyd astudiaeth deifio tanc dŵr croyw 22 mis yma gan ddefnyddio naw gradd o ddur. Gwelwyd cyrydiad cyflymach mewn dur carbon a chromiwm a haearn bwrw, tra mewn dur gwrthstaen ni welwyd cyrydiad gweladwy hyd yn oed ar ôl 22 mis. Dangosodd dadansoddiad o'r gymuned microbaidd, yn ystod cyrydiad cyffredinol, fod bacteria sy'n ocsideiddio Fe(II) wedi'u cyfoethogi yng nghyfnod cynnar y cyrydiad, bacteria sy'n lleihau Fe(III), yng nghyfnod datblygiad cyrydiad, a bacteria sy'n lleihau sylffad, yng nghyfnod olaf cyrydiad y cynnyrch. I'r gwrthwyneb, roedd bacteria Beggiatocaea yn arbennig o niferus mewn dur gyda 9% Cr wedi'i gyrydu'n lleol. Roedd y cyfansoddiadau hyn o gymunedau microbaidd hefyd yn wahanol i'r rhai mewn samplau dŵr a gwaddod gwaelod. Felly, wrth i'r cyrydiad fynd yn ei flaen, mae'r gymuned microbaidd yn mynd trwy newidiadau dramatig, ac mae metaboledd ynni microbaidd sy'n ddibynnol ar haearn yn creu amgylchedd a all gyfoethogi micro-organebau eraill.
Gall metelau ddirywio a chyrydu oherwydd amrywiol ffactorau amgylcheddol ffisegol a chemegol fel pH, tymheredd a chrynodiad ïonau. Mae amodau asidig, tymereddau uchel a chrynodiadau clorid yn effeithio'n arbennig ar gyrydiad metelau1,2,3. Yn aml, mae micro-organebau mewn amgylcheddau naturiol ac adeiledig yn dylanwadu ar wisgo a chyrydiad metelau, ymddygiad a fynegir mewn cyrydiad microbaidd (MIC)4,5,6,7,8. Yn aml, ceir MIC mewn amgylcheddau fel pibellau dan do a thanciau storio, mewn holltau metel, ac mewn pridd, lle mae'n ymddangos yn sydyn ac yn datblygu'n gyflym. Felly, mae monitro a chanfod MICs yn gynnar yn anodd iawn, felly fel arfer cynhelir dadansoddiad MIC ar ôl cyrydiad. Adroddwyd ar nifer o astudiaethau achos MIC lle canfuwyd bacteria sy'n lleihau sylffad (SRB) yn aml mewn cynhyrchion cyrydiad9,10,11,12,13. Fodd bynnag, mae'n parhau i fod yn aneglur a yw SRBs yn cyfrannu at gychwyn cyrydiad, gan fod eu canfod yn seiliedig ar ddadansoddiad ôl-gyrydiad.
Yn ddiweddar, yn ogystal â bacteria sy'n ocsideiddio ïodin21, mae amryw o ficro-organebau sy'n diraddio haearn wedi cael eu hadrodd, megis SRB14 sy'n diraddio haearn, methanogenau15,16,17, bacteria sy'n lleihau nitrad18, bacteria sy'n ocsideiddio haearn19 ac asetogenau20. O dan amodau labordy anaerobig neu ficroaerobig, mae'r rhan fwyaf ohonynt yn cyrydu haearn sero-falent a dur carbon. Yn ogystal, mae eu mecanweithiau cyrydu yn awgrymu bod methanogenau a SRBs sy'n cyrydu haearn yn hyrwyddo cyrydiad trwy gynaeafu electronau o haearn niwlog gan ddefnyddio hydrogenasau allgellog a cytochromau multiheme, yn y drefn honno22,23. Rhennir MICs yn ddau fath: (i) MIC cemegol (CMIC), sef cyrydiad anuniongyrchol gan rywogaethau a gynhyrchir yn ficrobaidd, a (ii) MIC trydanol (EMIC), sef cyrydiad uniongyrchol trwy ddisbyddu electronau'r metel24. Mae EMIC a hwylusir gan drosglwyddo electronau allgellog (EET) o ddiddordeb mawr oherwydd bod micro-organebau â phriodweddau EET yn achosi cyrydiad cyflymach na micro-organebau nad ydynt yn EET. Er mai cynhyrchu H2 trwy leihau protonau (H+) yw ymateb cyfyngu cyfradd CMIC o dan amodau anaerobig, mae EMIC yn digwydd trwy fetaboledd EET, sy'n annibynnol ar gynhyrchu H2. Mae mecanwaith EET mewn amrywiol ficro-organebau yn gysylltiedig â pherfformiad tanwydd cellog microbaidd ac electrobiosynthesis25,26,27,28,29. Gan fod yr amodau diwylliant ar gyfer y micro-organebau cyrydol hyn yn wahanol i'r rhai yn yr amgylchedd naturiol, nid yw'n glir a yw'r prosesau cyrydu microbaidd a welwyd hyn yn adlewyrchu cyrydiad yn ymarferol. Felly, mae'n anodd arsylwi'r mecanwaith MIC a achosir gan y micro-organebau cyrydol hyn yn yr amgylchedd naturiol.
Mae datblygiad technoleg dilyniannu DNA wedi hwyluso astudio manylion cymunedau microbaidd mewn amgylcheddau naturiol ac artiffisial, er enghraifft, defnyddiwyd proffilio microbaidd yn seiliedig ar ddilyniant genynnau rRNA 16S gan ddefnyddio dilynianwyr cenhedlaeth newydd ym maes ecoleg microbaidd30,31,32. Cyhoeddwyd nifer o astudiaethau MIC sydd wedi manylu ar gymunedau microbaidd mewn amgylcheddau pridd a morol13,33,34,35,36. Yn ogystal ag SRB, adroddwyd hefyd am gyfoethogi mewn bacteria sy'n ocsideiddio Fe(II) (FeOB) a nitreiddio mewn samplau cyrydiad, e.e. FeOB, fel Gallionella spp. a Dechloromonas spp., a bacteria nitreiddio, fel Nitrospira, spp., mewn duroedd sy'n dwyn carbon a chopr mewn cyfryngau pridd33. Yn yr un modd, yn yr amgylchedd morol, mae gwladychu cyflym bacteria sy'n ocsideiddio haearn sy'n perthyn i'r dosbarthiadau Zetaproteobacteria a Betaproteobacteria wedi'i arsylwi ers sawl wythnos ar ddur carbon36. Mae'r data hyn yn dangos cyfraniad y micro-organebau hyn at gyrydiad. Fodd bynnag, mewn llawer o astudiaethau, mae'r hyd a'r grwpiau arbrofol yn gyfyngedig, ac ychydig a wyddys am ddeinameg cymunedau microbaidd yn ystod cyrydiad.
Yma, rydym yn ymchwilio i MICs dur carbon, dur cromiwm, dur di-staen, a haearn bwrw gan ddefnyddio astudiaethau trochi mewn amgylchedd dŵr croyw aerobig gyda hanes o ddigwyddiadau MIC. Cymerwyd samplau ar ôl 1, 3, 6, 14 a 22 mis ac astudiwyd cyfradd cyrydiad pob metel a chydran microbaidd. Mae ein canlyniadau'n rhoi cipolwg ar ddeinameg hirdymor cymunedau microbaidd yn ystod cyrydiad.
Fel y dangosir yn Nhabl 1, defnyddiwyd naw metel yn yr astudiaeth hon. Trochwyd deg sampl o bob deunydd mewn pwll o ddŵr croyw. Dyma ansawdd dŵr y broses: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, tyrfedd 1 ppm a pH 7.4. Roedd crynodiad yr ocsigen toddedig (DO) ar waelod yr ysgol samplu tua 8.2 ppm ac roedd tymheredd y dŵr yn amrywio o 9 i 23°C yn dymhorol.
Fel y dangosir yn Ffigur 1, ar ôl 1 mis o drochi mewn amgylcheddau haearn bwrw ASTM A283, ASTM A109 Amod #4/5, ASTM A179, ac ASTM A395, gwelwyd cynhyrchion cyrydiad brown ar wyneb y dur carbon ar ffurf cyrydiad cyffredinol. Cynyddodd colli pwysau'r sbesimenau hyn gydag amser (Tabl Atodol 1) ac roedd y gyfradd cyrydiad yn 0.13–0.16 mm y flwyddyn (Ffig. 2). Yn yr un modd, mae cyrydiad cyffredinol wedi'i arsylwi mewn duroedd â chynnwys Cr isel (1% a 2.25%) gyda chyfradd cyrydiad o tua 0.13 mm/blwyddyn (Ffigurau 1 a 2). Mewn cyferbyniad, mae dur â 9% Cr yn arddangos cyrydiad lleol sy'n digwydd mewn bylchau a ffurfiwyd gan gasgedi. Mae cyfradd cyrydiad y sampl hon tua 0.02 mm/blwyddyn, sy'n sylweddol is na chyfradd dur â chyrydiad cyffredinol. Mewn cyferbyniad, nid yw dur gwrthstaen math-304 a -316 yn dangos unrhyw gyrydiad gweladwy, gyda chyfraddau cyrydiad amcangyfrifedig o <0.001 mm y−1. Mewn cyferbyniad, nid yw dur gwrthstaen math-304 a -316 yn dangos unrhyw gyrydiad gweladwy, gyda chyfraddau cyflymiad amcangyfrifedig o <0.001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 a 316 непроявляют проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скизи составляет <0,001 мм/год. Mewn cyferbyniad, nid yw dur gwrthstaen Mathau 304 a 316 yn dangos unrhyw gyrydiad gweladwy, gyda chyfradd cyrydiad amcangyfrifedig o <0.001 mm/blwyddyn.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 a -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростроь01 и -316 мм/год. Mewn cyferbyniad, ni ddangosodd duroedd di-staen math 304 a -316 unrhyw gyrydiad gweladwy gyda chyfradd cyrydiad dylunio o <0.001 mm/blwyddyn.
Dangosir delweddau macrosgopig o bob sampl (uchder 50 mm × lled 20 mm) cyn ac ar ôl dad-raddio. 1 metr, 1 mis; 3 metr, 3 mis; 6 metr, 6 mis; 14 metr, 14 mis; 22 metr, 22 mis; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, cyflwr 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, dur 1% Cr; dur 3C, dur 2.25% Cr; dur 9C, dur 9% Cr; S6, dur di-staen 316; S8, dur di-staen math 304.
Cyfrifwyd y gyfradd cyrydu gan ddefnyddio colli pwysau ac amser trochi. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, caledu 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, dur 1% Cr, 3 C, dur 2.25% Cr, 9 C, dur 9% Cr, S6, dur di-staen math 316; S8, dur di-staen math 304.
Mae ffig. 1 hefyd yn dangos bod cynhyrchion cyrydiad dur carbon, dur Cr isel a haearn bwrw yn datblygu ymhellach ar ôl trochi am 3 mis. Gostyngodd y gyfradd cyrydiad gyffredinol yn raddol i 0.07 ~ 0.08 mm/blwyddyn ar ôl 22 mis (Ffigur 2). Yn ogystal, roedd cyfradd cyrydiad dur 2.25% Cr ychydig yn is na sbesimenau eraill wedi cyrydu, sy'n dangos y gall Cr atal cyrydiad. Yn ogystal â chyrydiad cyffredinol, yn ôl ASTM A179, gwelwyd cyrydiad lleol ar ôl 22 mis gyda dyfnder cyrydiad o tua 700 µm (Ffig. 3). Y gyfradd cyrydiad leol, a gyfrifir gan ddefnyddio'r dyfnder cyrydiad a'r amser trochi, yw 0.38 mm/blwyddyn, sydd tua 5 gwaith yn gyflymach na chyrydiad cyffredinol. Gellir tanamcangyfrif cyfradd cyrydiad aloi ASTM A395 gan nad yw cynhyrchion cyrydiad yn tynnu graddfa'n llwyr ar ôl 14 neu 22 mis o drochi mewn dŵr. Fodd bynnag, dylai'r gwahaniaeth fod yn fach iawn. Yn ogystal, gwelwyd llawer o byllau bach yn y dur cromiwm isel wedi cyrydu.
Delwedd lawn (bar graddfa: 10 mm) a chorydiad lleol (bar graddfa: 500 µm) o ASTM A179 a dur 9% Cr ar y dyfnder mwyaf gan ddefnyddio microsgop laser gwylio 3D. Mae'r cylchoedd coch yn y ddelwedd lawn yn dangos y cyrydiad lleol a fesurwyd. Dangosir golygfa lawn o'r dur 9% Cr o'r ochr arall yn Ffigur 1.
Fel y dangosir yn ffig. 2, ar gyfer dur gyda 9% Cr, ni welwyd unrhyw gyrydiad o fewn 3-14 mis, ac roedd y gyfradd cyrydiad bron yn sero. Fodd bynnag, gwelwyd cyrydiad lleol ar ôl 22 mis (Ffigur 3) gyda chyfradd cyrydiad o 0.04 mm/blwyddyn wedi'i gyfrifo gan ddefnyddio colli pwysau. Y dyfnder cyrydiad lleol mwyaf yw 1260 µm a'r gyfradd cyrydiad lleol a amcangyfrifir gan ddefnyddio'r dyfnder cyrydiad a'r amser trochi (22 mis) yw 0.68 mm/blwyddyn. Gan nad yw'r union bwynt lle mae cyrydiad yn dechrau yn hysbys, gall y gyfradd cyrydiad fod yn uwch.
Mewn cyferbyniad, ni welwyd unrhyw gyrydiad gweladwy ar ddur di-staen hyd yn oed ar ôl 22 mis o drochi. Er bod ychydig o ronynnau brown wedi'u gweld ar yr wyneb cyn dad-raddio (Ffig. 1), roeddent wedi'u cysylltu'n wan ac nid oeddent yn gynhyrchion cyrydiad. Gan fod y metel yn ailymddangos ar wyneb y dur di-staen ar ôl tynnu'r graddfa, mae'r gyfradd cyrydiad bron yn sero.
Mae dilyniannu amplicon wedi'i berfformio i ddeall y gwahaniaethau a deinameg cymunedau microbaidd dros amser mewn cynhyrchion cyrydiad a bioffilmiau ar arwynebau metel, mewn dŵr a gwaddodion. Derbyniwyd cyfanswm o 4,160,012 o ddarlleniadau, gydag ystod o 31,328 i 124,183 o ddarlleniadau.
Roedd mynegeion Shannon samplau dŵr a gymerwyd o fewnfeydd dŵr a phyllau yn amrywio o 5.47 i 7.45 (Ffig. 4a). Gan fod dŵr afon wedi'i adfer yn cael ei ddefnyddio fel dŵr diwydiannol, gall y gymuned ficrobaidd newid yn dymhorol. Mewn cyferbyniad, roedd mynegai Shannon samplau gwaddod gwaelod tua 9, sy'n sylweddol uwch na samplau dŵr. Yn yr un modd, roedd gan samplau dŵr fynegeion Chao1 cyfrifedig ac unedau tacsonomig gweithredol (OTUs) a welwyd yn is na samplau gwaddod (Ffig. 4b, c). Mae'r gwahaniaethau hyn yn ystadegol arwyddocaol (prawf Tukey-Kramer; gwerthoedd-p < 0.01, Ffig. 4d), sy'n dangos bod y cymunedau microbaidd yn y samplau gwaddod yn fwy cymhleth na'r rhai yn y samplau dŵr. Mae'r gwahaniaethau hyn yn ystadegol arwyddocaol (prawf Tukey-Kramer; gwerthoedd-p < 0.01, Ffig. 4d), sy'n dangos bod y cymunedau microbaidd yn y samplau gwaddod yn fwy cymhleth na'r rhai yn y samplau dŵr. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что укаты чатоы микробные сообщества в образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. Mae'r gwahaniaethau hyn yn ystadegol arwyddocaol (prawf Tukey-Kramer; gwerthoedd p <0.01, Ffig. 4d), sy'n dangos bod y cymunedau microbaidd mewn samplau gwaddod yn fwy cymhleth nag mewn samplau dŵr.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 沉积物样本积物样本积物样本积中中的群落更。。。。。。。。。 Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. зте), рис. предположить, что микробные сообщества в образцах донных отложений были более сложныме сложными воды. Roedd y gwahaniaethau hyn yn ystadegol arwyddocaol (prawf Tukey-Kramer; gwerth-p <0.01, Ffig. 4d), gan awgrymu bod cymunedau microbaidd mewn samplau gwaddod yn fwy cymhleth nag mewn samplau dŵr.Gan fod y dŵr yn y basn gorlif yn adnewyddu'n gyson a bod gwaddodion yn setlo i waelod y basn heb aflonyddwch mecanyddol, dylai'r gwahaniaeth hwn mewn amrywiaeth microbaidd adlewyrchu'r ecosystem yn y basn.
a mynegai Shannon, b uned tacsonomig weithredol a arsylwyd (OTU), a c mynegai cymeriant Chao1 (n=6) a basn (n=5) Dŵr, gwaddod (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), duroedd Cr 1% (1 C: n=5), 2.25% (3 C: n = 5) a 9% (9 C: n = 5), yn ogystal â duroedd gwrthstaen math 316 (S6: n = 5) a -304 (S8: n = 5) wedi'u dangos fel siartiau siâp bocs a blewog. d gwerthoedd-p ar gyfer mynegeion Shannon a Chao1 a gafwyd gan ddefnyddio profion cymhariaeth lluosog ANOVA a Tukey-Kramer. Mae'r cefndiroedd coch yn cynrychioli parau â gwerthoedd-p < 0.05. Mae'r cefndiroedd coch yn cynrychioli parau â gwerthoedd-p < 0.05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Mae cefndiroedd coch yn cynrychioli parau â gwerthoedd-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. Mae cefndiroedd coch yn cynrychioli parau â gwerthoedd-p <0.05.Mae'r llinell yng nghanol y blwch, top a gwaelod y blwch, a'r mwstas yn cynrychioli'r canolrif, y 25ain a'r 75ain ganradd, a'r gwerthoedd isaf ac uchaf, yn y drefn honno.
Roedd mynegeion Shannon ar gyfer dur carbon, dur cromiwm isel, a haearn bwrw yn debyg i'r rhai ar gyfer samplau dŵr (Ffig. 4a). Mewn cyferbyniad, mae mynegeion Shannon y samplau dur di-staen yn sylweddol uwch na rhai'r duroedd wedi cyrydu (gwerthoedd-p < 0.05, Ffig. 4d) ac yn debyg i rai'r gwaddodion. Mewn cyferbyniad, mae mynegeion Shannon y samplau dur di-staen yn sylweddol uwch na rhai'r duroedd sydd wedi cyrydu (gwerthoedd-p < 0.05, Ffig. 4d) ac yn debyg i rai'r gwaddodion. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированично <0,05, рис 4d), и аналогичны индексам отложений. Mewn cyferbyniad, mae mynegeion Shannon sbesimenau dur di-staen yn sylweddol uwch na rhai duroedd wedi cyrydu (gwerthoedd-p < 0.05, Ffig. 4d) ac maent yn debyg i fynegeion dyddodion.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, чем у королодири <0,05, рис 4d), как и у отложений. Mewn cyferbyniad, roedd mynegai Shannon y sbesimenau dur di-staen yn sylweddol uwch na mynegai'r dur wedi cyrydu (gwerth p < 0.05, Ffig. 4d), fel yr oedd y dyddodiad.Mewn cyferbyniad, roedd mynegai Shannon ar gyfer duroedd gyda 9% Cr yn amrywio o 6.95 i 9.65. Roedd y gwerthoedd hyn yn llawer uwch mewn sbesimenau heb gyrydu ar ôl 1 a 3 mis nag mewn sbesimenau wedi cyrydu ar ôl 6, 14 a 22 mis (Ffig. 4a). Ar ben hynny, mae mynegeion Chao1 ac OTUs a welwyd o'r duroedd 9% Cr yn uwch na rhai'r samplau wedi cyrydu a dŵr ac yn is na rhai'r samplau heb gyrydiad a gwaddod (Ffig. 4b, c), ac mae'r gwahaniaethau'n ystadegol arwyddocaol (gwerthoedd-p < 0.01, Ffig. 4d). Ar ben hynny, mae mynegeion Chao1 ac OTUs a welwyd o'r duroedd 9% Cr yn uwch na rhai'r samplau wedi cyrydu a dŵr ac yn is na rhai'r samplau heb gyrydiad a gwaddod (Ffig. 4b, c), ac mae'r gwahaniaethau'n ystadegol arwyddocaol (gwerthoedd-p < 0.01, Ffig. 4d).Yn ogystal, mae'r Chao1 a'r OTU a arsylwyd ar gyfer duroedd gyda 9% Cr yn uwch na rhai samplau wedi cyrydu a dyfrllyd ac yn is na rhai samplau heb gyrydiad a gwaddodol (Ffig. 4b, c), ac mae'r gwahaniaethau'n ystadegol arwyddocaol.(p-значения <0,01, рис. 4d). (gwerthoedd-p <0.01, Ffig. 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），差异具有综） 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 水样 ， 低于 腐蚀 样品 样品 和 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, ， ， ， ， ， ， ， ， 4. Кроме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU стали содержанием 9 % Cr были выше, чем у корродированныцыцы и содержанием и ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), a разница была статистически значение < 0,01, рис. Yn ogystal, roedd mynegai Chao1 ac OTU a welwyd o ddur 9% Cr yn uwch na rhai samplau wedi cyrydu a dyfrllyd ac yn is na rhai samplau heb gyrydu a gwaddodol (Ffig. 4b,c), ac roedd y gwahaniaeth yn ystadegol arwyddocaol (gwerth-p < 0.01, Ffig. 4d).Mae'r canlyniadau hyn yn dangos bod yr amrywiaeth microbaidd mewn cynhyrchion cyrydiad yn is nag mewn bioffilmiau ar fetelau heb eu cyrydu.
Ar ffig. 5a mae plot Dadansoddiad Cyfesurynnau Prif (PCoA) yn seiliedig ar bellter heb ei bwysoli UniFrac ar gyfer pob sampl, gyda thri chlwstwr mawr wedi'u harsylwi. Roedd cymunedau microbaidd mewn samplau dŵr yn wahanol iawn i gymunedau eraill. Roedd y cymunedau microbaidd yn y gwaddodion hefyd yn cynnwys cymunedau dur di-staen, tra roeddent yn gyffredin yn y samplau cyrydiad. Mewn cyferbyniad, mae map y dur gyda 9% Cr wedi'i rannu'n glystyrau heb gyrydu a chlystyrau wedi cyrydu. O ganlyniad, mae cymunedau microbaidd ar arwynebau metel a chynhyrchion cyrydiad yn wahanol iawn i'r rhai mewn dŵr.
Plot dadansoddi cyfesurynnau prif (PCoA) yn seiliedig ar bellteroedd UniFrac heb eu pwysoli ym mhob sampl (a), dŵr (b), a metelau (c). Mae cylchoedd yn amlygu pob clwstwr. Cynrychiolir y llwybrau gan linellau sy'n cysylltu'r cyfnodau samplu mewn cyfres. 1 metr, 1 mis; 3 metr, 3 mis; 6 metr, 6 mis; 14 metr, 14 mis; 22 metr, 22 mis; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, cyflwr 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, dur 1% Cr; dur 3C, dur 2.25% Cr; dur 9C, dur 9% Cr; S6, dur di-staen 316; S8, dur di-staen math 304.
Pan oeddent wedi'u trefnu mewn trefn gronolegol, roedd plotiau PCoA y samplau dŵr mewn trefniant crwn (Ffig. 5b). Gall y newid cylchred hwn adlewyrchu newidiadau tymhorol.
Yn ogystal, dim ond dau glwstwr (wedi cyrydu a heb gyrydu) a welwyd ar blotiau PCoA o samplau metel, lle (ac eithrio dur cromiwm 9%) gwelwyd symudiad yn y gymuned microbaidd o 1 i 22 mis hefyd (Ffig. 5c). Yn ogystal, gan fod y trawsnewidiadau mewn samplau wedi cyrydu yn fwy nag mewn samplau heb gyrydu, roedd cydberthynas rhwng newidiadau mewn cymunedau microbaidd a dilyniant cyrydiad. Mewn samplau dur gyda 9% Cr, datgelwyd dau fath o gymunedau microbaidd: pwyntiau ar 1 a 6 mis, wedi'u lleoli ger dur di-staen, ac eraill (3, 14, a 22 mis), wedi'u lleoli mewn pwyntiau yn agos at ddur wedi cyrydu. Ni chyrydwyd cwponau 1 mis a'r cwponau a ddefnyddiwyd ar gyfer echdynnu DNA ar 6 mis, tra bod cwponau ar 3, 14 a 22 mis wedi cyrydu (Ffigur Atodol 1). Felly, roedd y cymunedau microbaidd mewn samplau wedi cyrydu yn wahanol i'r rhai mewn dŵr, gwaddod, a samplau heb gyrydu ac yn newid wrth i'r cyrydiad fynd rhagddo.
Y prif fathau o gymunedau microbaidd a welwyd mewn samplau dŵr oedd Proteobacteria (30.1–73.5%), Bacteroidetes (6.3–48.6%), Planctomycetota (0.4–19.6%) ac Actinobacteria (0–17.7%), roedd eu nifer cymharol yn amrywio o sampl i sampl (Ffig. 6), er enghraifft, roedd nifer gymharol Bacteroidetes mewn dŵr pwll yn uwch nag mewn dŵr haniaethol. Gall amser preswylio'r dŵr yn y tanc gorlif ddylanwadu ar y gwahaniaeth hwn. Gwelwyd y mathau hyn hefyd mewn samplau gwaddod gwaelod, ond roedd eu nifer cymharol yn wahanol iawn i'r hyn a welwyd mewn samplau dŵr. Yn ogystal, roedd cynnwys cymharol Acidobacteria (8.7–13.0%), Chloroflexi (8.1–10.2%), Nitrospirota (4.2–4.4%) a Desulfobacterota (1.5–4.4%) ) yn uwch nag mewn samplau dŵr. Gan fod bron pob rhywogaeth Desulfobacterota yn SRB37, rhaid i'r amgylchedd yn y gwaddod fod yn anaerobig. Er bod Desulfobacterota o bosibl yn dylanwadu ar gyrydiad, dylai'r risg fod yn isel iawn oherwydd bod eu niferoedd cymharol yn nŵr y pwll yn <0.04%. Er bod Desulfobacterota o bosibl yn dylanwadu ar gyrydiad, dylai'r risg fod yn isel iawn oherwydd bod eu niferoedd cymharol yn nŵr y pwll yn <0.04%. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольь относительное содержание воде бассейна составляет <0,04%. Er y gallai Desulfobacterota gael effaith ar gyrydiad, dylai'r risg fod yn isel iawn gan fod eu nifer gymharol mewn dŵr pwll yn <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<04寂 <0.04%. Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку ихсионе содержание воде бассейна составляет <0,04%. Er y gall y math Desulfobacillus ddylanwadu ar gyrydiad, dylai'r risg fod yn isel iawn gan fod eu nifer cymharol mewn dŵr pwll yn <0.04%.
Mae RW ac Air yn cynrychioli samplau dŵr o'r cymeriant dŵr a'r basn, yn y drefn honno. Mae Gwaddod-C, -E, -W yn samplau gwaddod a gymerwyd o ganol gwaelod y basn, yn ogystal ag o'r ochrau dwyreiniol a gorllewinol. 1 metr, 1 mis; 3 metr, 3 mis; 6 metr, 6 mis; 14 metr, 14 mis; 22 metr, 22 mis; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, cyflwr 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, dur 1% Cr; dur 3C, dur 2.25% Cr; dur 9C, dur 9% Cr; S6, dur di-staen 316; S8, dur di-staen math 304.
Ar lefel y genws, gwelwyd cyfran ychydig yn uwch (6–19%) o facteria heb eu dosbarthu sy'n perthyn i'r teulu Trichomonadaceae, yn ogystal â Neosphingosine, Pseudomonas, a Flavobacterium, ym mhob tymor. Fel cydrannau bach, mae eu cyfrannau'n amrywio (Ffig. 1). . 7a a b). Yn yr isafonydd, dim ond yn y gaeaf yr oedd nifer gymharol Flavobacterium, Pseudovibrio, a Rhodoferrobacter yn uwch. Yn yr un modd, gwelwyd cynnwys uwch o Pseudovibrio a Flavobacterium yn nŵr gaeaf y basn. Felly, roedd cymunedau microbaidd mewn samplau dŵr yn amrywio yn dibynnu ar y tymor, ond ni chawsant newidiadau sylweddol yn ystod y cyfnod astudio.
a Dŵr cymeriant, b Dŵr pwll nofio, c ASTM A283, ch tymheredd ASTM A109 #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, ac i dur 9% Cr, j Math-316 a dur di-staen K-304.
Proteobacteria oedd y prif gydrannau ym mhob sampl, ond gostyngodd eu nifer gymharol yn y samplau wedi cyrydu wrth i'r cyrydiad fynd yn ei flaen (Ffig. 6). Mewn samplau ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 ac 1% a 2.25% Cr, gostyngodd nifer gymharol y proteobacteria o 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8%. , 83.8% yw 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% a 31.3% yn y drefn honno. Mewn cyferbyniad, mae niferoedd cymharol Desulfobacterota yn cynyddu'n raddol o <0.1% i 12.5–45.9% gyda datblygiad cyrydiad. Mewn cyferbyniad, mae niferoedd cymharol Desulfobacterota yn cynyddu'n raddol o <0.1% i 12.5–45.9% gyda datblygiad cyrydiad. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% i 12,5–45,9% по мервается с <0,1% до 12,5–45,9% по кория ичели. Mewn cyferbyniad, mae nifer gymharol Desulfobacterota yn cynyddu'n raddol o <0.1% i 12.5–45.9% wrth i gyrydiad fynd rhagddo.相反，随着腐蚀的进展，脱硫杆菌的相对丰度从<0.1% rhwng 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% ar gyfer 12,5–45,9% по мрерия и мроватив. Mewn cyferbyniad, cynyddodd nifer gymharol Desulfobacillus yn raddol o <0.1% i 12.5–45.9% wrth i'r cyrydiad fynd rhagddo.Felly, wrth i gyrydiad fynd rhagddo, disodlwyd Proteobactereira gan Desulfobacterota.
Mewn cyferbyniad, roedd bioffilmiau ar ddur di-staen heb gyrydu yn cynnwys yr un cyfrannau o wahanol facteria. 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%) a Chloroflexi (2.1–8.8%). Canfuwyd bod cyfran y Nitrospirota yn y samplau dur di-staen wedi cynyddu'n raddol (Ffig. 6). Mae'r cymarebau hyn yn debyg i'r rhai mewn samplau gwaddod, sy'n cyfateb i'r plot PCoA a ddangosir yn Ffig. 5a.
Mewn samplau dur yn cynnwys 9% Cr, arsylwyd dau fath o gymunedau microbaidd: roedd cymunedau microbaidd 1 mis a 6 mis yn debyg i'r rhai mewn samplau gwaddod gwaelod, tra bod cyfran y proteobacteria mewn samplau cyrydiad 3, 14, a 22 wedi cynyddu'n sylweddol. mis Yn ogystal, roedd y ddwy gymuned microbaidd hyn yn y samplau dur 9% Cr yn cyfateb i glystyrau hollt yn y plot PCoA a ddangosir yn Ffig. 5c.
Ar lefel genws, arsylwyd >2000 o OTUau yn cynnwys bacteria ac archaea heb eu neilltuo. Ar lefel genws, arsylwyd >2000 o OTUau yn cynnwys bacteria ac archaea heb eu neilltuo.Ar lefel y genws, mae dros 2000 o OTUs wedi'u harsylwi yn cynnwys bacteria ac archaea anhysbys.Ar lefel y genws, mae dros 2000 o OTUs wedi'u harsylwi yn cynnwys bacteria ac archaea amhenodol. Yn eu plith, fe wnaethom ganolbwyntio ar 10 OTU gyda phoblogaeth uchel ym mhob sampl. Mae hyn yn cwmpasu 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% a 21.8-45.1% yn ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, duroedd Cr 1%, 2.25% a 9% a duroedd di-staen Math 316 a -304.
Mae cynnwys cymharol uchel o fonolithau dadglorinedig â phriodweddau ocsideiddio Fe(II) wedi'i arsylwi mewn samplau cyrydiad fel ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 a duroedd gydag 1% a 2.25% Cr. cam cynnar o gyrydiad (1 mis a 3 mis, Ffig. 7c-h). Gostyngodd cyfran y Dechloromonas dros amser, a oedd yn cyfateb i'r gostyngiad mewn Proteobacteria (Ffig. 6). Ar ben hynny, mae cyfrannau'r Dechloromonas yn y bioffilmiau ar y samplau heb gyrydu yn <1%. Ar ben hynny, mae cyfrannau'r Dechloromonas yn y bioffilmiau ar y samplau heb gyrydu yn <1%. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Yn ogystal, mae cyfran y Dechloromonas mewn bioffilmiau ar sbesimenau heb eu cyrydu yn <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%. Yn ogystal, roedd cyfran y Dechloromonas ym mioffilm sbesimenau heb eu cyrydu yn <1%.Felly, ymhlith y cynhyrchion cyrydiad, mae Dechloromonas wedi'i gyfoethogi'n sylweddol yng nghyfnod cynnar y cyrydiad.
Mewn cyferbyniad, yn ASTM A179, ASTM A109 tymherus #4/5, ASTM A179, ASTM A395 a duroedd gydag 1% a 2.25% Cr, cynyddodd cyfran y rhywogaethau SRB Desulfovibrio o'r diwedd ar ôl 14 a 22 mis (Ffig. 7c–h). Roedd Desulfovibrio yn isel iawn neu ni chanfuwyd ef yng nghyfnodau cynnar cyrydiad, mewn samplau dŵr (Ffig. 7a, b) ac mewn bioffilmiau heb gyrydu (Ffig. 7j, j). Mae hyn yn awgrymu'n gryf bod Desulfovibrio yn well ganddo amgylchedd y cynhyrchion cyrydiad a ffurfiwyd, er nad ydynt yn effeithio ar gyrydiad yng nghyfnodau cynnar cyrydiad.
Canfuwyd bacteria sy'n lleihau Fe(III) (RRB), fel Geobacter a Geothrix, mewn cynhyrchion cyrydiad yng nghyfnodau canol cyrydiad (6 a 14 mis), ond mae cyfran y cyfnodau hwyr (22 mis) o gyrydiad yn uwch ynddynt. yn gymharol isel (Ffig. 7c, eh). Dangosodd y genws Sideroxydans â phriodweddau ocsideiddio Fe(II) ymddygiad tebyg (Ffig. 7f), felly dim ond yn y samplau cyrydedig yr oedd cyfran FeOB, IRB, a SRB yn uwch. Mae hyn yn awgrymu'n gryf bod newidiadau yn y cymunedau microbaidd hyn yn gysylltiedig â dilyniant cyrydiad.
Mewn dur gyda 9% Cr wedi cyrydu ar ôl 3, 14 a 22 mis, gwelwyd cyfran uwch o aelodau o'r teulu Beggiatoacea (8.5–19.6%), a all arddangos priodweddau ocsideiddio sylffwr, a gwelwyd siderocsidanau (8.4–13.7%) (Ffig. 1). 7i) Yn ogystal, canfuwyd Thiomonas, bacteriwm sy'n ocsideiddio sylffwr (SOB), mewn niferoedd uwch (3.4% ac 8.8%) ar 3 a 14 mis. I'r gwrthwyneb, gwelwyd bacteria sy'n lleihau nitrad Nitrospira (12.9%) mewn samplau 6 mis oed heb eu cyrydu. Gwelwyd cyfran uwch o Nitrospira hefyd mewn bioffilmiau ar ddur di-staen ar ôl trochi (Ffig. 7j,k). Felly, roedd cymunedau microbaidd duroedd 9% Cr 1 a 6 mis oed heb eu cyrydu yn debyg i'r rhai mewn bioffilmiau dur di-staen. Yn ogystal, roedd y cymunedau microbaidd o ddur 9% Cr a gyrydodd ar ôl 3, 14 a 22 mis yn wahanol i gynhyrchion cyrydiad duroedd carbon a chromiwm isel a haearn bwrw.
Mae datblygiad cyrydiad fel arfer yn arafach mewn dŵr croyw nag mewn dŵr môr oherwydd bod crynodiad ïonau clorid yn effeithio ar gyrydiad y metel. Fodd bynnag, gall rhai duroedd di-staen gyrydu mewn amgylcheddau dŵr croyw38,39. Yn ogystal, amheuwyd MIC i ddechrau gan fod deunydd wedi cyrydu wedi'i arsylwi o'r blaen yn y pwll dŵr croyw a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon. Mewn astudiaethau trochi hirdymor, arsylwyd gwahanol fathau o gyrydiad, tri math o gymunedau microbaidd, a newid mewn cymunedau microbaidd mewn cynhyrchion cyrydiad.
Y cyfrwng dŵr croyw a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon yw tanc caeedig ar gyfer dŵr technegol a gymerir o afon gyda chyfansoddiad cemegol cymharol sefydlog a newid tymhorol yn nhymheredd y dŵr yn amrywio o 9 i 23 °C. Felly, gall amrywiadau tymhorol mewn cymunedau microbaidd mewn samplau dŵr fod yn gysylltiedig â newidiadau mewn tymheredd. Yn ogystal, roedd y gymuned microbaidd yn nŵr y pwll ychydig yn wahanol i'r un yn y dŵr mewnbwn (Ffig. 5b). Mae'r dŵr yn y pwll yn cael ei ddisodli'n gyson oherwydd gorlif. O ganlyniad, arhosodd DO ar ~8.2 ppm hyd yn oed ar ddyfnderoedd canolradd rhwng wyneb y basn a'r gwaelod. I'r gwrthwyneb, dylai amgylchedd y gwaddod fod yn anaerobig, gan ei fod yn setlo ac yn aros ar waelod y gronfa ddŵr, a dylai'r fflora microbaidd ynddo (megis CRP) hefyd fod yn wahanol i'r fflora microbaidd yn y dŵr (Ffig. 6). Gan fod y cwponau yn y pwll ymhellach i ffwrdd o'r gwaddodion, dim ond yn ystod astudiaethau trochi o dan amodau aerobig y cawsant eu hamlygu i ddŵr croyw.
Mae cyrydiad cyffredinol yn digwydd mewn dur carbon, dur cromiwm isel, a haearn bwrw mewn amgylcheddau dŵr croyw (Ffigur 1) oherwydd nad yw'r deunyddiau hyn yn gallu gwrthsefyll cyrydiad. Fodd bynnag, roedd y gyfradd cyrydiad (0.13 mm yr-1) o dan amodau dŵr croyw abiotig yn uwch nag mewn astudiaethau blaenorol40 (0.04 mm yr-1) ac roedd yn gymharol â'r gyfradd cyrydiad (0.02–0.76 mm yr-1) ym mhresenoldeb micro-organebau1) Yn debyg i amodau dŵr croyw40,41,42. Mae'r gyfradd cyrydiad gyflymach hon yn nodwedd o MIC.
Yn ogystal, ar ôl 22 mis o drochi, gwelwyd cyrydiad lleol mewn sawl metel o dan y cynhyrchion cyrydiad (Ffig. 3). Yn benodol, mae'r gyfradd cyrydiad lleol a welwyd yn ASTM A179 tua phum gwaith yn gyflymach na chyrydiad cyffredinol. Mae'r ffurf anarferol hon o gyrydiad a chyfradd cyrydiad cyflymach hefyd wedi'i harsylwi mewn cyrydiad sy'n digwydd ar yr un gwrthrych. Felly, mae'r trochiad a gyflawnwyd yn yr astudiaeth hon yn adlewyrchu cyrydiad yn ymarferol.
Ymhlith y metelau a astudiwyd, dur 9% Cr a ddangosodd y cyrydiad mwyaf difrifol, gyda dyfnder cyrydiad o >1.2 mm, sy'n debygol o fod yn MIC oherwydd y cyrydiad cyflymach a'r ffurf annormal o gyrydiad. Ymhlith y metelau a astudiwyd, dur 9% Cr a ddangosodd y cyrydiad mwyaf difrifol, gyda dyfnder cyrydiad o >1.2 mm, sy'n debygol o fod yn MIC oherwydd y cyrydiad cyflymach a'r ffurf annormal o gyrydiad. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глубиной корро1з, 2 и коррозию с глубиной корро1зи вероятно, является МИК из-за ускоренной коррозии и anомальной формы коррозии. Ymhlith y metelau a archwiliwyd, dur gyda 9% Cr a ddangosodd y cyrydiad mwyaf difrifol gyda dyfnder cyrydiad >1.2 mm, sydd yn ôl pob tebyg y MIC oherwydd cyrydiad cyflymach a ffurf annormal o gyrydiad.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 ме, Мескоме, Мескоме, Молоно, Мом, полейти из-за ускоренных и аномальных форм коррозии. Ymhlith y metelau a astudiwyd, dur gyda 9% Cr a gyrydodd fwyaf difrifol, gyda dyfnder cyrydiad o >1.2 mm, y mwyaf tebygol yw MIC oherwydd ffurfiau cyrydiad cyflymach ac anomalaidd.Gan fod dur 9% Cr yn cael ei ddefnyddio mewn cymwysiadau tymheredd uchel, mae ei ymddygiad cyrydu wedi'i astudio o'r blaen43,44 ond nid oes unrhyw MIC wedi'i adrodd o'r blaen ar gyfer y metel hwn. Gan fod nifer o ficro-organebau, ac eithrio hyperthermoffiliau, yn anactif mewn amgylchedd tymheredd uchel (>100 °C), gellir anwybyddu MIC mewn dur 9% Cr mewn achosion o'r fath. Gan fod nifer o ficro-organebau, ac eithrio hyperthermoffiliau, yn anactif mewn amgylchedd tymheredd uchel (>100 °C), gellir anwybyddu MIC mewn dur 9% Cr mewn achosion o'r fath. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной ( за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной) МИК в стали с 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Gan fod llawer o ficro-organebau, ac eithrio hyperthermoffiliau, yn anactif mewn amgylchedd tymheredd uchel (>100°C), gellir anwybyddu'r MIC mewn dur gyda 9% Cr mewn achosion o'r fath.由于除超嗜热菌外,许多微生物在高温环境(>100°C) Cr 钢中的MIC. 9% Cr 颃(>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высокотемпературныых1, МПК в стали с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. Gan nad yw llawer o ficro-organebau, ac eithrio hyperthermoffiliau, yn dangos gweithgaredd mewn amgylcheddau tymheredd uchel (>100 °C), gellir anwybyddu'r MIC mewn dur gyda 9% Cr yn yr achos hwn.Fodd bynnag, pan ddefnyddir dur 9% Cr mewn amgylchedd tymheredd canolig, rhaid cymryd amryw o fesurau i leihau'r MIC.
Gwelwyd amrywiol gymunedau microbaidd a'u newidiadau mewn dyddodion o ddeunydd heb gyrydu ac mewn cynhyrchion cyrydu mewn bioffilmiau o'i gymharu â dŵr, yn ogystal â chyrydu cyflymach (Ffig. 5-7), sy'n awgrymu'n gryf mai meicroffon yw'r cyrydiad hwn. Mae Ramirez et al.13 yn adrodd am drawsnewidiad 3 cham (FeOB => SRB/IRB = > SOB) mewn ecosystem microbaidd forol dros 6 mis, lle gall hydrogen sylffid a gynhyrchir gan SRB wedi'i gyfoethogi'n eilaidd gyfrannu yn y pen draw at gyfoethogi SOB. Mae Ramirez et al.13 yn adrodd am drawsnewidiad 3 cham (FeOB => SRB/IRB => SOB) mewn ecosystem microbaidd forol dros 6 mis, pan all hydrogen sylffid a gynhyrchir gan SRB wedi'i gyfoethogi'n eilaidd gyfrannu yn y pen draw at gyfoethogi SOB. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (feob => srb/irb => sob) в морской м микробноб экос м м м к к м сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SRB. Mae Ramirez et al.13 yn adrodd am drawsnewidiad tair cam (FeOB => SRB/IRB => SOB) yn yr ecosystem microbaidd forol dros gyfnod o 6 mis, lle gall hydrogen sylffid a gynhyrchir o gyfoethogi eilaidd SRB gyfrannu yn y pen draw at gyfoethogi SOB. 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(FeOBB => SRB => SRB => SRB 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超过丘月海洋微生物生态系统中超过嘉转变 转变 转变 转变 转变转变转变转变转变转变转变 r srb/IRB), 欅中变硫化氢 可能最终有助于 sob的富集。 Ramirez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) yn y морской микробной экосистемеен всходе6, котором серооводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итособост обогащению SOB. Adroddodd Ramirez et al.13 am drawsnewidiad tair cam (FeOB => SRB/IRB => SOB) yn yr ecosystem microbaidd forol dros gyfnod o 6 mis, lle gall hydrogen sylffid a gynhyrchir o gyfoethogi eilaidd SRB gyfrannu yn y pen draw at gyfoethogi SOB.Adroddodd McBeth ac Emerson36 gyfoethogi cynradd mewn FeOB. Yn yr un modd, gwelir cyfoethogi FeOB yn ystod y cyfnod cyrydiad cynnar yn yr astudiaeth hon, ond y newidiadau microbaidd gyda datblygiad cyrydiad a welwyd yn y duroedd carbon ac 1% a 2.25% Cr a haearn bwrw dros 22 mo yw FeOB => IRB = > SRB (Ffigau 7 ac 8). Yn yr un modd, gwelir cyfoethogi FeOB yn ystod y cyfnod cyrydiad cynnar yn yr astudiaeth hon, ond y newidiadau microbaidd gyda datblygiad cyrydiad a welwyd yn y duroedd carbon ac 1% a 2.25% Cr a haearn bwrw dros 22 mo yw FeOB => IRB => SRB (Ffigau 7 ac 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозии, но микробнпене и но микробнпене и микробнпене и микробнпене и прогрессирования коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% a 2,25% Cr сталях и чугуне в течение претыхе, 2,25% собой FeOB => IRB => SRB (рис. 7 и 8). Yn yr un modd, yn yr astudiaeth hon gwelir cyfoethogi mewn FeOB yng nghyfnod cynnar cyrydiad, ond newidiadau microbaidd wrth i'r cyrydiad fynd rhagddo, a welwyd mewn duroedd carbon a 1% a 2.25% Cr a haearn bwrw dros 22 mis, yw FeOB => IRB => SRB (Ffigurau 7 ac 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钊仅叿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，但碳和和臲 1% 和集2 C2.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 стадиях коррозиро, ноекио ноекио изменения, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев = , был и RBие 22 месяцев = , был и RBи 8). Yn yr un modd, gwelwyd cyfoethogi FeOB yng nghyfnodau cynnar cyrydiad yn yr astudiaeth hon, ond y newidiadau microbiolegol a welwyd mewn duroedd carbon a 1% a 2.25% Cr a haearn bwrw dros 22 mis oedd FeOB => IRB => SRB (Ffig. 7 ac 8).Gall SRB gronni'n hawdd mewn amgylcheddau dŵr môr oherwydd crynodiadau uchel o ïonau sylffad, ond mae eu cyfoethogi mewn amgylcheddau dŵr croyw yn cael ei ohirio gan grynodiadau isel o ïonau sylffad. Mae cyfoethogi SRB mewn dŵr môr wedi cael ei adrodd yn aml10,12,45.
a Carbon organig a nitrogen drwy fetaboledd ynni sy'n ddibynnol ar Fe(II) ocsid haearn (celloedd coch [Dechloromonas sp.] a gwyrdd [Sideroxydans sp.]) a bacteria sy'n lleihau Fe(III) (celloedd llwyd [Geothrix sp. a Geobacter sp.]) yng nghyfnod cynnar cyrydiad, yna mae bacteria anaerobig sy'n lleihau sylffad (SRP) a micro-organebau heterotroffig yn cyfoethogi cam aeddfed cyrydiad trwy fwyta'r mater organig cronedig. b Newidiadau mewn cymunedau microbaidd ar fetelau sy'n gwrthsefyll cyrydiad. Mae celloedd fioled, glas, melyn a gwyn yn cynrychioli bacteria o'r teuluoedd Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea, ac eraill, yn y drefn honno.
O ran newidiadau yn y gymuned ficrobaidd a chyfoethogi SRB posibl, mae FeOB yn hanfodol yng nghyfnod cynnar cyrydiad, a gall Dechloromonas gael eu hegni twf o ocsideiddio Fe(II). Gall micro-organebau oroesi mewn cyfryngau sy'n cynnwys elfennau hybrin, ond ni fyddant yn tyfu'n esbonyddol. Fodd bynnag, y pwll plymio a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth hon yw basn gorlif, gyda mewnlif o 20 m3/awr, sy'n cyflenwi elfennau hybrin yn barhaus sy'n cynnwys ïonau anorganig. Yng nghyfnodau cynnar cyrydiad, mae ïonau fferrus yn cael eu rhyddhau o ddur carbon a haearn bwrw, ac mae FeOBs (fel Dechloromonas) yn eu defnyddio fel ffynhonnell ynni. Rhaid i symiau hybrin o garbon, ffosffad a nitrogen sy'n ofynnol ar gyfer twf celloedd fod yn bresennol mewn dŵr proses ar ffurf sylweddau organig ac anorganig. Felly, yn yr amgylchedd dŵr croyw hwn, mae FeOB yn cael ei gyfoethogi i ddechrau ar arwynebau metel fel dur carbon a haearn bwrw. Wedi hynny, gall IRBs dyfu a defnyddio mater organig ac ocsidau haearn fel ffynonellau ynni a derbynyddion electronau terfynol, yn y drefn honno. Mewn cynhyrchion cyrydiad aeddfed, dylid creu amodau anaerobig wedi'u cyfoethogi â nitrogen oherwydd metaboledd FeOB ac IRB. Felly, gall SRB dyfu'n gyflym a disodli FeOB ac IRB (Ffig. 8a).
Yn ddiweddar, adroddodd Tang et al. am gyrydiad dur di-staen gan Geobacter ferroreducens mewn amgylcheddau dŵr croyw oherwydd trosglwyddo electronau'n uniongyrchol o haearn i ficrobau46. O ystyried EMIC, mae cyfraniad micro-organebau â phriodweddau EET yn hanfodol. SRB, FeOB, ac IRB yw'r prif rywogaethau microbaidd yn y cynhyrchion cyrydiad yn yr astudiaeth hon, a ddylai fod â nodweddion EET. Felly, gall y micro-organebau electrogemegol gweithredol hyn gyfrannu at gyrydiad trwy EET, ac mae cyfansoddiad eu cymuned yn newid o dan ddylanwad amrywiol rywogaethau ïonig wrth i gynhyrchion cyrydiad gael eu ffurfio. I'r gwrthwyneb, roedd y gymuned microbaidd mewn dur gyda 9% Cr yn wahanol i ddur eraill (Ffig. 8b). Ar ôl 14 mis, yn ogystal â chyfoethogi â FeOB, cyfoethogwyd hefyd fel Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, a Thiomonas (Ffig. 7i). Mae'r newid hwn yn wahanol iawn i newid deunyddiau cyrydol eraill, fel dur carbon, a gall ïonau cyfoethog mewn cromiwm a doddir yn ystod cyrydiad ddylanwadu arno. Yn arbennig, nid yn unig mae gan Thiomonas briodweddau ocsideiddio sylffwr, ond hefyd briodweddau ocsideiddio Fe(II), system EET, a goddefgarwch i fetelau trwm48,49. Gallant gael eu cyfoethogi oherwydd gweithgaredd ocsideiddiol Fe(II) a/neu ddefnydd uniongyrchol o electronau metel. Mewn astudiaeth flaenorol, gwelwyd nifer gymharol uchel o Beggiatoacea mewn bioffilmiau ar Cu gan ddefnyddio system monitro bioffilm ysbeidiol, gan awgrymu y gallai'r bacteria hyn fod yn gwrthsefyll metelau gwenwynig fel Cu a Cr. Fodd bynnag, nid yw'r ffynhonnell ynni sydd ei hangen ar Beggiatoacea i dyfu yn yr amgylchedd hwn yn hysbys.
Mae'r astudiaeth hon yn adrodd ar newidiadau mewn cymunedau microbaidd yn ystod cyrydiad mewn amgylcheddau dŵr croyw. Yn yr un amgylchedd, roedd cymunedau microbaidd yn wahanol o ran y math o fetel. Yn ogystal, mae ein canlyniadau'n cadarnhau pwysigrwydd FeOB yng nghyfnodau cynnar cyrydiad, gan fod metaboledd ynni microbaidd sy'n ddibynnol ar haearn yn hyrwyddo ffurfio amgylchedd cyfoethog o faetholion sy'n cael ei ffafrio gan ficro-organebau eraill fel SRB. Er mwyn lleihau MIC mewn amgylcheddau dŵr croyw, rhaid cyfyngu ar gyfoethogi FeOB ac IRB.
Defnyddiwyd naw metel yn yr astudiaeth hon a'u prosesu'n flociau o 50 × 20 × 1–5 mm (trwch ar gyfer dur ASTM 395 ac 1%, 2.25% a 9% Cr: 5 mm; trwch ar gyfer ASTM A283 ac ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 a Dur Di-staen Math 304 a 316, trwch: 1mm), gyda dau dwll 4mm. Cafodd duroedd cromiwm eu sgleinio â phapur tywod a chafodd metelau eraill eu sgleinio â phapur tywod 600 grit cyn eu trochi. Cafodd pob sampl ei soniceiddio ag ethanol 99.5%, ei sychu a'i bwyso. Defnyddiwyd deg sampl o bob metel ar gyfer cyfrifo cyfradd cyrydiad a dadansoddi microbiom. Cafodd pob sbesimen ei osod ar ffurf ysgol gyda gwiail a bylchwyr PTFE (φ 5 × 30 mm, Ffig. Atodol 2).
Mae gan y pwll gyfaint o 1100 metr ciwbig a dyfnder o tua 4 metr. Roedd y mewnlif dŵr yn 20 m3 h-1, rhyddhawyd y gorlif, ac nid oedd ansawdd y dŵr yn amrywio'n dymhorol (Ffig. Atodol 3). Mae'r ysgol sampl yn cael ei gostwng ar wifren ddur 3 m wedi'i hongian yng nghanol y tanc. Tynnwyd dwy set o ysgolion o'r pwll ar ôl 1, 3, 6, 14 a 22 mis. Defnyddiwyd samplau o un ysgol i fesur colli pwysau a chyfrifo cyfraddau cyrydiad, tra defnyddiwyd samplau o ysgol arall ar gyfer dadansoddi microbiomau. Mesurwyd ocsigen toddedig yn y tanc trochi ger yr wyneb a'r gwaelod, yn ogystal ag yn y canol, gan ddefnyddio synhwyrydd ocsigen toddedig (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, UDA).
Tynnwyd cynhyrchion cyrydiad a bioffilmiau ar y samplau trwy grafu â chrafwr plastig neu sychu â swab cotwm, ac yna eu glanhau mewn ethanol 99.5% gan ddefnyddio baddon uwchsonig. Yna trochwyd y samplau mewn toddiant Clark yn unol ag ASTM G1-0351. Pwyswyd yr holl samplau ar ôl cwblhau'r sychu. Cyfrifwch y gyfradd cyrydiad (mm/blwyddyn) ar gyfer pob sampl gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol:
lle mae K yn gysonyn (8.76 × 104), T yw amser amlygiad (awr), A yw cyfanswm yr arwynebedd (cm2), W yw'r golled màs (g), D yw'r dwysedd (g cm–3).
Ar ôl pwyso'r samplau, cafwyd delweddau 3D o sawl sampl gan ddefnyddio microsgop laser mesur 3D (LEXT OLS4000, Olympus, Tokyo, Japan).