Dankon pro via vizito al Nature.com. Vi uzas retumilan version kun limigita CSS-subteno. Por la plej bona sperto, ni rekomendas, ke vi uzu ĝisdatigitan retumilon (aŭ malŝaltu Kongruecan Reĝimon en Internet Explorer). Krome, por certigi daŭran subtenon, ni montras la retejon sen stiloj kaj JavaScript.
Montras karuselon de tri lumbildoj samtempe. Uzu la butonojn Antaŭa kaj Sekva por moviĝi tra tri lumbildoj samtempe, aŭ uzu la butonojn de la ŝovilo ĉe la fino por moviĝi tra tri lumbildoj samtempe.
En dolĉakvaj medioj, akcelita korodo de karbonaj kaj rustorezistaj ŝtaloj ofte estas observata. 22-monata studo pri plonĝado en dolĉakvaj tankoj estis farita ĉi tie uzante naŭ gradojn de ŝtalo. Akcelita korodo estis observita en karbonaj kaj kromaj ŝtaloj kaj gisfero, dum en rustorezista ŝtalo neniu videbla korodo estis observita eĉ post 22 monatoj. Analizo de la mikroba komunumo montris, ke dum ĝenerala korodo, Fe(II)-oksidantaj bakterioj riĉiĝis en la frua stadio de korodo, Fe(III)-reduktantaj bakterioj en la stadio de koroda disvolviĝo, kaj sulfat-reduktantaj bakterioj en la koroda stadio en la fina stadio de produkta korodo. Male, Beggiatocaea bakterioj estis aparte multnombraj en ŝtalo kun 9% Cr submetita al lokigita korodo. Ĉi tiuj konsistoj de mikrobaj komunumoj ankaŭ diferencis de tiuj en akvo kaj fundaj sedimentaj specimenoj. Tiel, dum korodo progresas, la mikroba komunumo spertas dramajn ŝanĝojn, kaj fer-dependa mikroba energi-metabolo kreas medion, kiu povas riĉigi aliajn mikroorganismojn.
Metaloj povas difektiĝi kaj korodi pro diversaj fizikaj kaj kemiaj mediaj faktoroj kiel pH, temperaturo kaj jona koncentriĝo. Acidaj kondiĉoj, altaj temperaturoj kaj kloridaj koncentriĝoj aparte influas la korodon de metaloj1,2,3. Mikroorganismoj en naturaj kaj konstruitaj medioj ofte influas la eluziĝon kaj korodon de metaloj, konduto esprimita per mikroba korodo (MIC)4,5,6,7,8. MIC ofte troviĝas en medioj kiel endomaj tuboj kaj stokujoj, en metalaj fendoj, kaj en grundo, kie ĝi aperas subite kaj rapide disvolviĝas. Tial, monitorado kaj frua detekto de MIC-oj estas tre malfacilaj, do MIC-analizo kutime estas farata post korodo. Multaj MIC-kazesploroj estis raportitaj, en kiuj sulfat-reduktantaj bakterioj (SRB) estis ofte trovitaj en korodaj produktoj9,10,11,12,13. Tamen, restas neklare ĉu SRB-oj kontribuas al la komenco de korodo, ĉar ilia detekto baziĝas sur post-koroda analizo.
Lastatempe, krom jod-oksidantaj bakterioj21, diversaj fer-oksidantaj mikroorganismoj estis raportitaj, kiel ekzemple fer-oksidantaj SRB14, metanogenoj15,16,17, nitrat-reduktantaj bakterioj18, fer-oksidantaj bakterioj19 kaj acetogenoj20. Sub malaerobaj aŭ mikroaerobaj laboratoriokondiĉoj, plej multaj el ili korodas nul-valentan feron kaj karbonŝtalon. Krome, iliaj korodaj mekanismoj sugestas, ke fer-korodaj metanogenoj kaj SRB-oj antaŭenigas korodon per rikoltado de elektronoj el nul-valenta fero uzante eksterĉelajn hidrogenazojn kaj multihemajn citokromojn, respektive22,23. MIC-oj estas dividitaj en du tipojn: (i) kemia MIC (CMIC), kiu estas nerekta korodo fare de mikrobe produktitaj specioj, kaj (ii) elektra MIC (EMIC), kiu estas rekta korodo per elektrona malplenigo de la metalo24. EMIC faciligita per eksterĉela elektrona translokigo (EET) estas tre interesa ĉar mikroorganismoj kun EET-ecoj kaŭzas pli rapidan korodon ol ne-EET-mikroorganismoj. Dum la limiganta rapideco de KMK sub malaerobaj kondiĉoj estas H2-produktado per protonredukto (H+), MKK okazas per EET-metabolo, kiu estas sendependa de H2-produktado. La mekanismo de EET en diversaj mikroorganismoj rilatas al la agado de mikroba ĉela fuelo kaj elektrobiosintezo25,26,27,28,29. Ĉar la kulturkondiĉoj por ĉi tiuj korodaj mikroorganismoj diferencas de tiuj en la natura medio, ne estas klare ĉu ĉi tiuj observitaj mikrobaj korodaj procezoj reflektas korodon en praktiko. Tial, estas malfacile observi la MIC-mekanismon induktitan de ĉi tiuj korodaj mikroorganismoj en la natura medio.
La disvolviĝo de DNA-sekvenca teknologio faciligis la studadon de la detaloj de mikrobaj komunumoj en naturaj kaj artefaritaj medioj, ekzemple, mikroba profilado bazita sur la 16S rRNA-gena sekvenco uzante novgeneraciajn sekvencilojn estis uzata en la kampo de mikroba ekologio30,31,32. Multaj MIC-studoj estis publikigitaj, kiuj detaligis mikrobajn komunumojn en grundo kaj maraj medioj13,33,34,35,36. Aldone al SRB, ankaŭ estis raportita riĉiĝo je Fe(II)-oksidantaj (FeOB) kaj nitrigantaj bakterioj en korodaj specimenoj, ekz. FeOB, kiel ekzemple Gallionella spp. kaj Dechloromonas spp., kaj nitrigantaj bakterioj, kiel ekzemple Nitrospira, en karbonaj kaj kuprohavaj ŝtaloj en grundaj medioj33. Simile, en la mara medio, rapida koloniigo de fer-oksidantaj bakterioj apartenantaj al la klasoj Zetaproteobacteria kaj Betaproteobacteria estis observita dum pluraj semajnoj sur karbonŝtalo36. Ĉi tiuj datumoj indikas la kontribuon de ĉi tiuj mikroorganismoj al korodo. Tamen, en multaj studoj, la daŭro kaj eksperimentaj grupoj estas limigitaj, kaj malmulte oni scias pri la dinamiko de mikrobaj komunumoj dum korodo.
Ĉi tie, ni esploras la korod-inhibiciajn (MIC) konsekvencojn (MIC-oj) de karbonŝtalo, kromŝtalo, rustorezista ŝtalo kaj gisfero uzante mergiĝajn studojn en aeroba dolĉakva medio kun historio de MIC-okazaĵoj. Specimenoj estis prenitaj post 1, 3, 6, 14 kaj 22 monatoj kaj la korod-rapideco de ĉiu metalo kaj mikroba komponanto estis studita. Niaj rezultoj provizas komprenon pri la longdaŭra dinamiko de mikrobaj komunumoj dum korodo.
Kiel montrite en Tabelo 1, naŭ metaloj estis uzitaj en ĉi tiu studo. Dek specimenoj de ĉiu materialo estis mergitaj en naĝejo da dolĉa akvo. La kvalito de la proceza akvo estas jena: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, neklareco 1 ppm kaj pH 7.4. La koncentriĝo de dissolvita oksigeno (DO) ĉe la fundo de la provaĵa ŝtuparo estis proksimume 8.2 ppm kaj la akvotemperaturo variis de 9 ĝis 23 °C laŭsezone.
Kiel montrite en Figuro 1, post 1 monato da mergado en gisferaj medioj laŭ ASTM A283, ASTM A109 Kondiĉo #4/5, ASTM A179, kaj ASTM A395, brunaj korodaj produktoj estis observitaj sur la surfaco de karbonŝtalo en la formo de ĝeneraligita korodo. La pezperdo de ĉi tiuj specimenoj pliiĝis kun la tempo (Aldona Tabelo 1) kaj la korodorapideco estis 0,13–0,16 mm jare (Figuro 2). Simile, ĝenerala korodo estis observita en ŝtaloj kun malalta Cr-enhavo (1% kaj 2,25%) kun korodorapideco de ĉirkaŭ 0,13 mm/jaro (Figuroj 1 kaj 2). Kontraste, ŝtalo kun 9% Cr montras lokalizitan korodon, kiu okazas en interspacoj formitaj de kusenetoj. La korodorapideco de ĉi tiu specimeno estas ĉirkaŭ 0,02 mm/jaro, kio estas signife pli malalta ol tiu de ŝtalo kun ĝenerala korodo. Kontraste, neoksideblaj ŝtaloj tipo 304 kaj 316 montras neniun videblan korodon, kun taksitaj korodorapidecoj de <0,001 mm y−1. Kontraste, neoksideblaj ŝtaloj tipo 304 kaj 316 montras neniun videblan korodon, kun taksitaj akcelo-rapidecoj de <0,001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 и 316 не проявляют видимой коррозия, при этом расчстом расчстом расчтом расющие коррозии составляет <0,001 мм/год. Kontraste, neoksideblaj ŝtaloj Tipoj 304 kaj 316 montras neniun videblan korodon, kun taksita korodofteco de <0.001 mm/jaro.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 и -316 не показали видимой коррозии с расчетной скористной скорозали видимой <0,001 мм/год. Kontraste, neoksideblaj ŝtaloj tipo 304 kaj -316 montris neniun videblan korodon kun projektita korodofteco de <0,001 mm/jaro.
Montrataj estas makroskopaj bildoj de ĉiu specimeno (alto 50 mm× larĝo 20 mm) antaŭ kaj post senkalkiĝo. 1 metro, 1 monato; 3 metroj, 3 monatoj; 6 metroj, 6 monatoj; 14 metroj, 14 monatoj; 22 metroj, 22 monatoj; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, stato 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, ŝtalo 1% Cr; 3C ŝtalo, 2.25% Cr ŝtalo; ŝtalo 9C, ŝtalo 9% Cr; S6, 316 neoksidebla ŝtalo; S8, tipo 304 neoksidebla ŝtalo.
La korodorapideco estis kalkulita uzante pezperdon kaj merĝotempon. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, hardita 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, ŝtalo 1% Cr, 3 C, ŝtalo 2.25% Cr, 9 C, ŝtalo 9% Cr, S6, tipo 316 neoksidebla ŝtalo; S8, tipo 304 neoksidebla ŝtalo.
Figuro 1 ankaŭ montras, ke korodaj produktoj de karbonŝtalo, malalt-Cr-ŝtalo kaj gisfero pluevoluas post 3 monatoj da mergado. La ĝenerala koroda rapideco iom post iom malpliiĝis al 0,07 ~ 0,08 mm/jaro post 22 monatoj (Figuro 2). Krome, la koroda rapideco de 2,25%-Cr-ŝtalo estis iomete pli malalta ol tiu de aliaj koroditaj specimenoj, indikante, ke Cr povas inhibicii korodon. Aldone al ĝenerala korodo, laŭ ASTM A179, lokigita korodo estis observita post 22 monatoj kun koroda profundo de ĉirkaŭ 700 µm (Figuro 3). La loka koroda rapideco, kalkulita uzante la korodan profundon kaj mergadotempon, estas 0,38 mm/jaro, kio estas ĉirkaŭ 5 fojojn pli rapida ol ĝenerala korodo. La koroda rapideco de la alojo ASTM A395 povas esti subtaksita, ĉar korodaj produktoj ne tute forigas skalon post 14 aŭ 22 monatoj da akva mergado. Tamen, la diferenco devus esti minimuma. Krome, multaj malgrandaj kavetoj estis observitaj en la korodita malalt-kroma ŝtalo.
Plena bildo (skalbreto: 10 mm) kaj lokigita korodo (skalbreto: 500 µm) de ASTM A179 kaj 9%-Cr-ŝtalo je maksimuma profundo uzante 3D-laseran mikroskopon. La ruĝaj cirkloj en la plena bildo indikas la mezuritan lokalizitan korodon. Plena vido de la 9%-Cr-ŝtalo de la malantaŭa flanko estas montrita en Figuro 1.
Kiel montrite en fig. 2, por ŝtalo kun 9% Cr, neniu korodo estis observita ene de 3-14 monatoj, kaj la korodorapideco estis preskaŭ nula. Tamen, lokigita korodo estis observita post 22 monatoj (Figuro 3) kun korodorapideco de 0.04 mm/jaro kalkulita uzante pezperdon. La maksimuma lokigita korodoprofundo estas 1260 µm kaj la lokigita korodorapideco taksita uzante la korodoprofundon kaj merĝtempon (22 monatoj) estas 0.68 mm/jaro. Ĉar la preciza punkto kie korodo komenciĝas ne estas konata, la korodorapideco povas esti pli alta.
Kontraste, neniu videbla korodo estis observita sur rustorezista ŝtalo eĉ post 22 monatoj da mergado. Kvankam kelkaj brunaj partikloj estis observitaj sur la surfaco antaŭ la senkalkiĝo (Fig. 1), ili estis malforte alkroĉitaj kaj ne estis korodaj produktoj. Ĉar la metalo reaperas sur la rustorezista ŝtala surfaco post kiam la kalkaĵo estas forigita, la korodorapideco estas preskaŭ nula.
Amplikonsekvencado estis efektivigita por kompreni la diferencojn kaj dinamikon de mikrobaj komunumoj laŭlonge de la tempo en korodaj produktoj kaj biofilmoj sur metalaj surfacoj, en akvo kaj sedimentoj. Entute 4 160 012 legaĵoj estis ricevitaj, kun intervalo de 31 328 ĝis 124 183 legaĵoj.
La Shannon-indeksoj de akvospecimenoj prenitaj el akvoprenejoj kaj lagetoj variis de 5,47 ĝis 7,45 (Fig. 4a). Ĉar reakirita riverakvo estas uzata kiel industria akvo, la mikroba komunumo povas ŝanĝiĝi laŭsezone. Kontraste, la Shannon-indekso de fundaj sedimentaj specimenoj estis ĉirkaŭ 9, kio estas signife pli alta ol tiu de akvospecimenoj. Simile, akvospecimenoj havis pli malaltajn kalkulitajn Chao1-indeksojn kaj observitajn funkciajn taksonomiajn unuojn (OTUojn) ol sedimentaj specimenoj (Fig. 4b, c). Ĉi tiuj diferencoj estas statistike signifaj (testo de Tukey-Kramer; p-valoroj < 0,01, Fig. 4d), indikante ke la mikrobaj komunumoj en la sedimentaj specimenoj estas pli kompleksaj ol tiuj en la akvospecimenoj. Ĉi tiuj diferencoj estas statistike signifaj (testo de Tukey-Kramer; p-valoroj < 0,01, Fig. 4d), indikante ke la mikrobaj komunumoj en la sedimentaj specimenoj estas pli kompleksaj ol tiuj en la akvospecimenoj. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), ритерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), то, что микробные сообщества в образцах донных отложений более сложны, чем в озоцах зобхра. Ĉi tiuj diferencoj estas statistike signifaj (testo de Tukey-Kramer; p-valoroj <0,01, Fig. 4d), indikante ke la mikrobaj komunumoj en sedimentaj specimenoj estas pli kompleksaj ol en akvaj specimenoj.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倂夂这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ， 图 4d） 表明 沉积物 沉积物样朮物样朮中 中 的 群落更。。。。。。。。。 Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, тори), позволяет предположить, что микробные сообщества в образцах донных отложений были были бщества чем в образцах воды. Ĉi tiuj diferencoj estis statistike signifaj (testo de Tukey-Kramer; p-valoro <0,01, Fig. 4d), sugestante, ke mikrobaj komunumoj en sedimentaj specimenoj estis pli kompleksaj ol en akvospecimenoj.Ĉar la akvo en la superflua baseno konstante renoviĝas kaj sedimentoj deponiĝas al la fundo de la baseno sen mekanika perturbo, ĉi tiu diferenco en mikroba diverseco devus reflekti la ekosistemon en la baseno.
a Shannon-indekso, b Observita funkcia taksonomia unuo (OTU), kaj c Chao1-sorba indico (n=6) kaj baseno (n=5) Akvo, sedimento (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) kaj 9% (9 C: n = 5) Cr-ŝtaloj, same kiel tipo 316 (S6: n = 5) kaj -304 (S8: n = 5) rustorezistaj ŝtaloj estas montritaj kiel skatolformaj kaj lipharaj diagramoj. d p-valoroj por la Shannon- kaj Chao1-indeksoj akiritaj uzante ANOVA kaj Tukey-Kramer-multkomparajn testojn. La ruĝaj fonoj reprezentas parojn kun p-valoroj < 0,05. La ruĝaj fonoj reprezentas parojn kun p-valoroj < 0,05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Ruĝaj fonoj reprezentas parojn kun p-valoroj < 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. Ruĝaj fonoj reprezentas parojn kun p-valoroj <0,05.La linio en la mezo de la skatolo, la supro kaj fundo de la skatolo, kaj la lipharoj reprezentas la medianon, 25-an kaj 75-an percentilojn, kaj la minimumajn kaj maksimumajn valorojn, respektive.
La Shannon-indeksoj por karbonŝtalo, malalt-kroma ŝtalo kaj gisfero estis similaj al tiuj por akvaj specimenoj (Fig. 4a). Kontraste, la Shannon-indeksoj de la neoksideblaj ŝtalaj specimenoj estas signife pli altaj ol tiuj de la koroditaj ŝtaloj (p-valoroj < 0.05, Fig. 4d) kaj similaj al tiuj de la sedimentoj. Kontraste, la Shannon-indeksoj de la neoksideblaj ŝtalaj specimenoj estas signife pli altaj ol tiuj de la korodintaj ŝtaloj (p-valoroj < 0,05, Fig. 4d) kaj similaj al tiuj de la sedimentoj. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чером у кыровндивеющей стали сталей (значения p <0,05, рис. 4d), и аналогичны индексам отложений. Kontraste, la Shannon-indeksoj de neoksideblaj ŝtalaj specimenoj estas signife pli altaj ol tiuj de korodintaj ŝtaloj (p-valoroj < 0,05, Fig. 4d) kaj similas al deponaĵaj indeksoj.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, чером роной стали (значение p <0,05, рис. 4d), как и у отложений. Kontraste, la Shannon-indekso de la neoksideblaj ŝtalaj specimenoj estis signife pli alta ol tiu de la korodinta ŝtalo (p-valoro < 0.05, Fig. 4d), same kiel la deponaĵo.Kontraste, la Shannon-indekso por ŝtaloj kun 9% Cr variis de 6,95 ĝis 9,65. Ĉi tiuj valoroj estis multe pli altaj en ne-koroditaj specimenoj post 1 kaj 3 monatoj ol en koroditaj specimenoj post 6, 14 kaj 22 monatoj (Fig. 4a). Krome, la Chao1-indeksoj kaj observitaj OTU-oj de la 9%-Cr-ŝtaloj estas pli altaj ol tiuj de la koroditaj kaj akvaj specimenoj kaj pli malaltaj ol tiuj de la nekoroditaj kaj sedimentaj specimenoj (Fig. 4b, c), kaj la diferencoj estas statistike signifaj (p-valoroj < 0.01, Fig. 4d). Krome, la Chao1-indeksoj kaj observitaj OTU-oj de la 9% Cr-ŝtaloj estas pli altaj ol tiuj de la koroditaj kaj akvaj specimenoj kaj pli malaltaj ol tiuj de la nekoroditaj kaj sedimentaj specimenoj (Fig. 4b, c), kaj la diferencoj estas statistike signifaj (p-valoroj < 0.01, Fig. 4d).Krome, la Chao1 kaj observita OTU de ŝtaloj kun 9% Cr estas pli altaj ol tiuj de koroditaj kaj akvaj provaĵoj kaj pli malaltaj ol tiuj de ne-koroditaj kaj sedimentaj provaĵoj (Fig. 4b, c), kaj la diferencoj estas statistike signifaj.(p-значения <0,01, рис. 4d). (p-valoroj <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 图 图 ，   ， ， ， ， 4d）. Кроме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у коронхдиры образцов, и ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разтнацласстницов значимой (p- значение < 0,01, рис. 4г). Krome, la Chao1-indekso kaj la observita OTU de 9%-Cr-ŝtalo estis pli altaj ol tiuj de koroditaj kaj akvaj specimenoj kaj pli malaltaj ol tiuj de nekoroditaj kaj sedimentaj specimenoj (Fig. 4b,c), kaj la diferenco estis statistike signifa (p-valoro < 0,01, Fig. 4d).Ĉi tiuj rezultoj indikas, ke la mikroba diverseco en korodproduktoj estas pli malalta ol en biofilmoj sur nekoroditaj metaloj.
En figuro 5a estas grafikaĵo de Ĉefa Koordinata Analizo (PCoA) bazita sur la nepezita distanco de UniFrac por ĉiuj specimenoj, kun tri ĉefaj observitaj aretoj. Mikrobaj komunumoj en akvospecimenoj estis signife malsamaj ol aliaj komunumoj. La mikrobaj komunumoj en la sedimentoj ankaŭ inkluzivis komunumojn de rustorezista ŝtalo, dum ili estis ĝeneraligitaj en la korodaj specimenoj. Kontraste, la mapo de ŝtalo kun 9% Cr estas dividita en ne-koroditajn kaj koroditajn aretojn. Sekve, mikrobaj komunumoj sur metalaj surfacoj kaj korodaj produktoj estas signife malsamaj ol tiuj en akvo.
Analizo de Ĉefaj Koordinatoj (PCoA) bazita sur nepezitaj UniFrac-distancoj en ĉiuj specimenoj (a), akvo (b), kaj metaloj (c). Cirkloj elstarigas ĉiun areton. La trajektorioj estas reprezentitaj per linioj konektantaj la provajn periodojn en serioj. 1 metro, 1 monato; 3 metroj, 3 monatoj; 6 metroj, 6 monatoj; 14 metroj, 14 monatoj; 22 metroj, 22 monatoj; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kondiĉo 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, ŝtalo 1% Cr; 3C ŝtalo, 2.25% Cr ŝtalo; ŝtalo 9C, ŝtalo 9% Cr; S6, 316 rustorezista ŝtalo; S8, tipo 304 rustorezista ŝtalo.
Kiam aranĝitaj kronologie, la PCoA-diagramoj de la akvospecimenoj estis en cirkla aranĝo (Fig. 5b). Ĉi tiu cikla transiro povas reflekti laŭsezonajn ŝanĝojn.
Krome, nur du aretoj (korodintaj kaj nekorodintaj) estis observitaj sur la PCoA-diagramoj de metalaj specimenoj, kie (escepte de 9% kroma ŝtalo) ankaŭ ŝanĝo de la mikroba komunumo de 1 ĝis 22 monatoj estis observita (Fig. 5c). Krome, ĉar la transiroj en korodintaj specimenoj estis pli grandaj ol en nekorodintaj specimenoj, ekzistis korelacio inter ŝanĝoj en mikrobaj komunumoj kaj koroda progresado. En ŝtalaj specimenoj kun 9% Cr, du specoj de mikrobaj komunumoj estis rivelitaj: punktoj je 1 kaj 6 monatoj, situantaj proksime al rustorezista ŝtalo, kaj aliaj (3, 14 kaj 22 monatoj), situantaj ĉe punktoj proksime al korodinta ŝtalo. Kuponoj je 1 monato kaj 6 monatoj uzitaj por DNA-ekstraktado je 6 monatoj ne estis korodintaj, dum kuponoj je 3, 14 kaj 22 monatoj estis korodintaj (Aldona Figuro 1). Tial, la mikrobaj komunumoj en korodintaj specimenoj diferencis de tiuj en akvaj, sedimentaj kaj nekorodintaj specimenoj kaj ŝanĝiĝis dum la korodo progresis.
La ĉefaj tipoj de mikrobaj komunumoj observitaj en akvospecimenoj estis Proteobacteria (30,1–73,5%), Bacteroidetes (6,3–48,6%), Planctomycetota (0,4–19,6%) kaj Actinobacteria (0–17,7%), ilia relativa abundeco variis de specimeno al specimeno (Fig. 6), ekzemple, la relativa abundeco de Bacteroidetes en lagetakvo estis pli alta ol en abstrakta akvo. Ĉi tiun diferencon povas influi la restadtempo de la akvo en la superflua tanko. Ĉi tiuj tipoj ankaŭ estis observitaj en fundaj sedimentaj specimenoj, sed ilia relativa abundeco signife diferencis de tiu en akvospecimenoj. Krome, la relativa enhavo de Acidobacteriota (8,7–13,0%), Chloroflexi (8,1–10,2%), Nitrospirota (4,2–4,4%) kaj Desulfobacterota (1,5–4,4%) estis pli alta ol en akvospecimenoj. Ĉar preskaŭ ĉiuj Desulfobacterota specioj estas SRB37, la medio en la sedimento devas esti malaeroba. Kvankam Desulfobacterota eble influas korodon, la risko devus esti ekstreme malalta ĉar iliaj relativaj abundecoj en la naĝejakvo estas <0.04%. Kvankam Desulfobacterota eble influas korodon, la risko devus esti ekstreme malalta ĉar iliaj relativaj abundecoj en la naĝejakvo estas <0.04%. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низкичайно низким, поскую относительное содержание в воде бассейна составляет <0,04%. Kvankam Desulfobacterota povas havi efikon sur korodon, la risko devus esti ekstreme malalta, ĉar ilia relativa abundeco en naĝejakvo estas <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在池水中皀<04%中的盰0. <0,04%. Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, посколзким, посколзиь коррозию содержание в воде бассейна составляет <0,04%. Kvankam la Desulfobacillus-tipo povas influi korodon, la risko devus esti ekstreme malalta, ĉar ilia relativa abundeco en naĝejakvo estas <0.04%.
RW kaj Aero reprezentas akvoprovaĵojn el la akvoenpreno kaj baseno, respektive. Sedimento-C, -E, -W estas sedimentaj provaĵoj prenitaj el la centro de la fundo de la baseno, kaj ankaŭ el la orienta kaj okcidenta flankoj. 1 metro, 1 monato; 3 metroj, 3 monatoj; 6 metroj, 6 monatoj; 14 metroj, 14 monatoj; 22 metroj, 22 monatoj; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kondiĉo 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, ŝtalo 1% Cr; 3C ŝtalo, 2.25% Cr ŝtalo; ŝtalo 9C, ŝtalo 9% Cr; S6, 316 rustorezista ŝtalo; S8, tipo 304 rustorezista ŝtalo.
Je la genra nivelo, iome pli alta proporcio (6–19%) de neklasifikitaj bakterioj apartenantaj al la familio Trichomonadaceae, same kiel Neosphingosine, Pseudomonas, kaj Flavobacterium, estis observita en ĉiuj sezonoj. Kiel negravaj ĉefaj komponantoj, iliaj partoj varias (Fig. 1). . 7a kaj b). En la alfluantoj, la relativa abundeco de Flavobacterium, Pseudovibrio, kaj Rhodoferrobacter estis pli alta nur vintre. Simile, pli alta enhavo de Pseudovibrio kaj Flavobacterium estis observita en la vintra akvo de la baseno. Tiel, mikrobaj komunumoj en akvospecimenoj variis depende de la sezono, sed ne spertis drastajn ŝanĝojn dum la studperiodo.
a Ensuĉa akvo, b Naĝeja akvo, c ASTM A283, d ASTM A109 temperaturo #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, kaj i 9% Cr ŝtalo, j Tipo-316 kaj rustorezista ŝtalo K-304.
Proteobakterioj estis la ĉefaj konsistigaĵoj en ĉiuj specimenoj, sed ilia relativa abundeco en la koroditaj specimenoj malpliiĝis dum la korodo progresis (Fig. 6). En specimenoj ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 kaj 1% kaj 2.25% Cr, la relativa abundeco de proteobakterioj malpliiĝis de 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8%, 83.8%, 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% kaj 31.3% respektive. Kontraste, la relativaj abundecoj de Desulfobacterota iom post iom pliiĝas de <0.1% ĝis 12.5–45.9% kun la progresado de korodo. Kontraste, la relativaj abundecoj de Desulfobacterota iom post iom pliiĝas de <0.1% ĝis 12.5–45.9% kun la progresado de korodo. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% до 12,5–45,9% порамер пора коррозии. Kontraste, la relativa abundeco de Desulfobacterota iom post iom pliiĝas de <0.1% ĝis 12.5–45.9% dum la korodo progresas.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% до 12,5–45,9% поим 45,9% постепенно коррозии. Kontraste, la relativa abundeco de Desulfobacillus iom post iom pliiĝis de <0.1% ĝis 12.5–45.9% dum la korodo progresis.Tiel, dum la korodo progresis, Proteobactereira estis anstataŭigita per Desulfobacterota.
Kontraste, biofilmoj sur nekorodita rustorezista ŝtalo enhavis la samajn proporciojn de malsamaj bakterioj. 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%) kaj Chloroflexi (2,1–8,8%). Oni trovis, ke la proporcio de Nitrospirota en la specimenoj de rustorezista ŝtalo iom post iom pliiĝis (Fig. 6). Ĉi tiuj proporcioj similas al tiuj en sedimentaj specimenoj, kio respondas al la PCoA-diagramo montrita en Fig. 5a.
En ŝtalaj specimenoj enhavantaj 9% da Cr, du specoj de mikrobaj komunumoj estis observitaj: 1-monataj kaj 6-monataj mikrobaj komunumoj estis similaj al tiuj en fundaj sedimentaj specimenoj, dum la proporcio de proteobakterioj en korodaj specimenoj 3, 14 kaj 22 signife pliiĝis. Krome, ĉi tiuj du mikrobaj komunumoj en la 9%-Cr ŝtalaj specimenoj korespondis al dividitaj aretoj en la PCoA-diagramo montrita en Fig. 5c.
Je la genra nivelo, oni observis >2000 OTU-ojn enhavantajn neasignitajn bakteriojn kaj arkeojn. Je la genra nivelo, oni observis >2000 OTU-ojn enhavantajn neasignitajn bakteriojn kaj arkeojn.Je la genra nivelo, pli ol 2000 OTU-oj estis observitaj enhavantaj neidentigitajn bakteriojn kaj arkeojn.Je la genra nivelo, pli ol 2000 OTU-oj estis observitaj enhavantaj nespecifitajn bakteriojn kaj arkeojn. Inter ili, ni fokusiĝis al 10 OTU-oj kun alta populacio en ĉiu specimeno. Tio kovras 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% kaj 21,8-45,1% en ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2,25% kaj 9% Cr-ŝtalojn kaj neoksideblajn ŝtalojn Tipo 316 kaj -304.
Relative alta enhavo de senklorigitaj monolitoj kun Fe(II)-oksidigaj ecoj estis observita en korodaj specimenoj kiel ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 kaj ŝtaloj kun 1% kaj 2.25% Cr. en frua stadio de korodo (1 monato kaj 3 monatoj, Fig. 7c-h). La proporcio de Dechloromonas malpliiĝis laŭlonge de la tempo, kio korespondis al la malpliiĝo de Proteobacteria (Fig. 6). Krome, la proporcioj de Dechloromonas en la biofilmoj sur la ne-koroditaj specimenoj estas <1%. Krome, la proporcioj de Dechloromonas en la biofilmoj sur la ne-koroditaj specimenoj estas <1%. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Krome, la proporcio de Dechloromonas en biofilmoj sur nekoroditaj specimenoj estas <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%. Krome, la proporcio de Dechloromonas en la biofilmo de nekoroditaj specimenoj estis <1%.Tial, inter la korodproduktoj, Dechloromonas estas signife riĉigita en frua stadio de korodo.
Kontraste, en ASTM A179, ASTM A109 hardita #4/5, ASTM A179, ASTM A395 kaj ŝtaloj kun 1% kaj 2.25% Cr, la proporcio de SRB Desulfovibrio-specioj fine pliiĝis post 14 kaj 22 monatoj (Fig. 7c–h). Desulfofibriono estis tre malalta aŭ ne detektita en la fruaj stadioj de korodo, en akvospecimenoj (Fig. 7a, b) kaj en ne-koroditaj biofilmoj (Fig. 7j, j). Ĉi tio forte sugestas, ke Desulfovibrio preferas la medion de la formitaj korodaj produktoj, kvankam ili ne influas korodon en la fruaj stadioj de korodo.
Fe(III)-reduktantaj bakterioj (RRB), kiel ekzemple Geobacter kaj Geothrix, estis trovitaj en korodaj produktoj ĉe la mezaj stadioj de korodo (6 kaj 14 monatoj), sed la proporcio de malfruaj (22 monatoj) stadioj de korodo estas relative pli alta en ili (Fig. 7c, eh). La genro Sideroxydans kun Fe(II)-oksidigaj ecoj montris similan konduton (Fig. 7f), do la proporcio de FeOB, IRB, kaj SRB estis nur pli alta en la koroditaj specimenoj. Ĉi tio forte sugestas, ke ŝanĝoj en ĉi tiuj mikrobaj komunumoj estas asociitaj kun koroda progresado.
En ŝtalo kun 9% Cr korodita post 3, 14 kaj 22 monatoj, pli alta proporcio de membroj de la familio Beggiatoacea (8,5–19,6%) estis observita, kiuj povas montri sulfuroksidigajn ecojn, kaj sideroksidantoj estis observitaj (8,4–13,7%) (Fig. 1). 7i) Krome, Thiomonas, sulfuroksidiga bakterio (SOB), estis trovita en pli altaj nombroj (3,4% kaj 8,8%) je 3 kaj 14 monatoj. Kontraste, nitrat-reduktaj bakterioj Nitrospira (12,9%) estis observitaj en 6-monataj nekoroditaj specimenoj. Pliigita proporcio de Nitrospira ankaŭ estis observita en biofilmoj sur rustorezista ŝtalo post trempado (Fig. 7j,k). Tiel, la mikrobaj komunumoj de 1- kaj 6-monataj nekoroditaj 9% Cr-ŝtaloj estis similaj al tiuj en rustorezistaŝtalaj biofilmoj. Krome, la mikrobaj komunumoj de 9%-Cr-ŝtalo korodita post 3, 14 kaj 22 monatoj diferencis de la korodproduktoj de karbonaj kaj malalt-kromaj ŝtaloj kaj gisfero.
Koroda evoluo kutime estas pli malrapida en dolĉakvo ol en marakvo, ĉar la koncentriĝo de kloridaj jonoj influas la korodon de la metalo. Tamen, iuj rustorezistaj ŝtaloj povas korodi en dolĉakvaj medioj38,39. Krome, oni komence suspektis, ke la korodinta materialo (MIC) estis antaŭe observita en la dolĉakva naĝejo uzita en ĉi tiu studo. En longdaŭraj mergadstudoj, oni observis diversajn formojn de korodo, tri specojn de mikrobaj komunumoj, kaj ŝanĝon en mikrobaj komunumoj en korodaj produktoj.
La dolĉakva medio uzita en ĉi tiu studo estas fermita tanko por teknika akvo prenita el rivero kun relative stabila kemia konsisto kaj laŭsezona ŝanĝo en akvotemperaturo intervalanta de 9 ĝis 23 °C. Tial, laŭsezonaj fluktuoj en mikrobaj komunumoj en akvospecimenoj povas esti asociitaj kun ŝanĝoj en temperaturo. Krome, la mikroba komunumo en la naĝejakvo estis iom malsama ol tiu en la enira akvo (Fig. 5b). La akvo en la naĝejo konstante anstataŭiĝas pro superfluo. Sekve, DO restis je ~8.2 ppm eĉ je mezaj profundoj inter la basensurfaco kaj la fundo. Male, la medio de la sedimento devus esti malaeroba, ĉar ĝi sedimentiĝas kaj restas ĉe la fundo de la rezervujo, kaj la mikroba flaŭro en ĝi (kiel ekzemple CRP) ankaŭ devus diferenci de la mikroba flaŭro en la akvo (Fig. 6). Ĉar la kuponoj en la naĝejo estis pli malproksimaj de la sedimentoj, ili estis eksponitaj al dolĉa akvo nur dum mergaj studoj sub aerobaj kondiĉoj.
Ĝenerala korodo okazas en karbonŝtalo, malalt-kroma ŝtalo, kaj gisfero en dolĉakvaj medioj (Figuro 1) ĉar ĉi tiuj materialoj ne estas korodorezistaj. Tamen, la korodorapideco (0.13 mm jare⁻¹) sub abiotaj dolĉakvaj kondiĉoj estis pli alta ol en antaŭaj studoj40 (0.04 mm jare⁻¹) kaj estis komparebla al la korodorapideco (0.02–0.76 mm jare⁻¹) en la ĉeesto de mikroorganismoj 1) Simila al dolĉakvaj kondiĉoj40,41,42. Ĉi tiu akcelita korodorapideco estas karakterizaĵo de MIC.
Krome, post 22 monatoj da mergado, oni observis lokan korodon en pluraj metaloj sub la korodaj produktoj (Fig. 3). Aparte, la loka koroda rapideco observita en ASTM A179 estas ĉirkaŭ kvin fojojn pli rapida ol ĝenerala korodo. Ĉi tiu nekutima formo de korodo kaj akcelita koroda rapideco ankaŭ estis observita en korodo okazanta sur la sama objekto. Tiel, la mergado farita en ĉi tiu studo reflektas korodon en praktiko.
Inter la studitaj metaloj, 9%-Cr-ŝtalo montris la plej severan korodon, kun korodprofundo de >1.2 mm, kio verŝajne estas INF pro la akcelita korodo kaj nenormala formo de korodo. Inter la studitaj metaloj, 9%-Cr-ŝtalo montris la plej severan korodon, kun korodprofundo de >1.2 mm, kio verŝajne estas INF pro la akcelita korodo kaj nenormala formo de korodo. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глуби с глуби>1, ми 2, ми что, вероятно, является МИК из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. Inter la ekzamenitaj metaloj, ŝtalo kun 9% Cr montris la plej severan korodon kun korodprofundo >1.2 mm, kio estas verŝajne la MIC pro akcelita korodo kaj nenormala formo de korodo.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 кор, Средировала сталь всего, МИК из-за ускоренных и аномальных форм коррозии. Inter la studitaj metaloj, ŝtalo kun 9% Cr korodis plej severe, kun korodprofundo de >1.2 mm, plej verŝajne INF pro akcelitaj kaj anomaliaj formoj de korodo.Ĉar 9%-Cr-ŝtalo estas uzata en alttemperaturaj aplikoj, ĝia koroda konduto jam estis studita antaŭe43,44, sed neniu INI estis antaŭe raportita por ĉi tiu metalo. Ĉar multaj mikroorganismoj, krom hipertermofiloj, estas neaktivaj en alt-temperatura medio (>100 °C), MIC en 9%-Cr-ŝtalo povas esti ignorata en tiaj kazoj. Ĉar multaj mikroorganismoj, krom hipertermofiloj, estas neaktivaj en alttemperatura medio (>100 °C), MIC en 9%-Cr-ŝtalo povas esti ignorata en tiaj kazoj. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высоктивны высоктивны высокотемпе0 (1) °С), МИК в стали с 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Ĉar multaj mikroorganismoj, escepte de hipertermofiloj, estas neaktivaj en alttemperatura medio (>100 °C), la MIC en ŝtalo kun 9% Cr povas esti ignorata en tiaj kazoj.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. Ĉar multaj mikroorganismoj, krom hipertermofiloj, ne montras aktivecon en alt-temperaturaj medioj (>100 °C), la MIC en ŝtalo kun 9% Cr povas esti ignorata en ĉi tiu kazo.Tamen, kiam 9%-Cr-ŝtalo estas uzata en meza temperatura medio, diversaj rimedoj devas esti prenitaj por redukti la MIC.
Diversaj mikrobaj komunumoj kaj iliaj ŝanĝoj estis observitaj en deponejoj de nekorodita materialo kaj en korodproduktoj en biofilmoj kompare kun akvo, aldone al akcelita korodo (Fig. 5-7), forte sugestante, ke ĉi tiu korodo estas mikrofono. Ramirez kaj aliaj13 raportas 3-ŝtupan transiron (FeOB => SRB/IRB = > SOB) en mara mikroba ekosistemo dum pli ol 6 monatoj, kie hidrogena sulfido produktita per sekundare riĉigita SRB povas finfine kontribui al la riĉigo de SOB. Ramirez kaj aliaj13 raportas 3-ŝtupan transiron (FeOB => SRB/IRB => SOB) en mara mikroba ekosistemo dum pli ol 6 monatoj, kiam hidrogena sulfido produktita per sekundare riĉigita SRB povas finfine kontribui al la riĉigo de SOB. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистеме экосистеме веме в системе в морской когда сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способстаю щении SRB SOB. Ramirez kaj aliaj13 raportas tri-ŝtupan transiron (FeOB => SRB/IRB => SOB) en la mara mikroba ekosistemo dum periodo de 6 monatoj, kie hidrogena sulfido generita de sekundara riĉigo de SRB povas finfine kontribui al SOB-riĉigo. 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 => 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 系统 中 的 中 嚄 䘉 过 海洋 微生物转变 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srb) ， 其中 其中变硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集。 Ramirez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистеме экосистеме 6 месяцев, в котором сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения образующийся в результате вторичного обогащения могащения SRB, месяцев, месяцев способствовать обогащению SOB. Ramirez kaj aliaj13 raportis tri-ŝtupan transiron (FeOB => SRB/IRB => SOB) en la mara mikroba ekosistemo dum periodo de 6 monatoj, en kiu hidrogena sulfido produktita el sekundara riĉigo de SRB povus eventuale kontribui al SOB-riĉigo.McBeth kaj Emerson36 raportis primaran riĉiĝon en FeOB. Simile, riĉiĝo de FeOB dum la frua koroda fazo estas observata en ĉi tiu studo, sed la mikrobaj ŝanĝoj kun la progresado de korodo observitaj en la karbonaj kaj 1%- kaj 2,25%-Cr-ŝtaloj kaj gisfero dum 22 monatoj estas FeOB => IRB = > SRB (Figuroj 7 kaj 8). Simile, riĉiĝo de FeOB dum la frua koroda fazo estas observata en ĉi tiu studo, sed la mikrobaj ŝanĝoj kun la progresado de korodo observitaj en la karbonaj kaj 1% kaj 2,25%-Cr-ŝtaloj kaj gisfero dum 22 monatoj estas FeOB => IRB => SRB (Figuroj 7 kaj 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозимы коррозини, нозик изменения по мере прогрессирования коррозии, наблюдаемые в углеродистых kaj 1% kaj 2,25% Cr сталчуг сталч течение 22 месяцев, представляют собой FeOB => IRB => SRB (рис. 7 и 8). Simile, en ĉi tiu studo oni observas riĉiĝon je FeOB en frua stadio de korodo, sed mikrobaj ŝanĝoj dum la korodo progresas, observitaj en karbonaj kaj 1%- kaj 2,25%-Cr-ŝtaloj kaj gisfero dum 22 monatoj, estas FeOB => IRB => SRB (Figuroj 7 kaj 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，但在碳和1% 和2.25% Cr 钢22䅥忢22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% 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 микробиологические изменения, наблюдаемые в углеродистых и 1% kaj 2,25% Cr сталях и чунтевеч 2 чунтеуне 2 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 7 и 8). Simile, en ĉi tiu studo oni observis pliriĉiĝon de FeOB en la fruaj stadioj de korodo, sed la mikrobiologiaj ŝanĝoj observitaj en karbonaj kaj 1%- kaj 2,25%-Cr-ŝtaloj kaj gisfero dum 22 monatoj estis FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 kaj 8).SRB-oj povas facile akumuliĝi en marakvaj medioj pro altaj sulfatjonaj koncentriĝoj, sed ilia riĉiĝo en dolĉakvaj medioj estas prokrastita per malaltaj sulfatjonaj koncentriĝoj. SRB-riĉiĝo en marakvo estis ofte raportita10,12,45.
a Organika karbono kaj nitrogeno per Fe(II)-dependa energi-metabolo feroksido (ruĝaj [Dechloromonas sp.] kaj verdaj [Sideroxydans sp.] ĉeloj) kaj Fe(III) reduktantaj bakterioj (grizaj ĉeloj [Geothrix sp. kaj Geobacter sp.]) en frua stadio de korodo, poste malaerobaj sulfat-reduktantaj bakterioj (SRP) kaj heterotrofaj mikroorganismoj riĉigas la maturan stadion de korodo konsumante la akumulitan organikan materion. b Ŝanĝoj en mikrobaj komunumoj sur korodo-rezistemaj metaloj. Violaj, bluaj, flavaj kaj blankaj ĉeloj reprezentas bakteriojn el la familioj Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea kaj aliaj, respektive.
Rilate al ŝanĝoj en la mikroba komunumo kaj ebla SRB-riĉiĝo, FeOB estas kritika en la frua stadio de korodo, kaj Dechloromonas povas akiri sian kreskenergion el Fe(II)-oksidado. Mikroorganismoj povas pluvivi en medioj enhavantaj spurelementojn, sed ili ne kreskos eksponente. Tamen, la plonĝbaseno uzata en ĉi tiu studo estas superflua baseno, kun enfluo de 20 m3/h, kiu kontinue liveras spurelementojn enhavantajn neorganikajn jonojn. En la fruaj stadioj de korodo, feraj jonoj estas liberigitaj el karbonŝtalo kaj gisfero, kaj FeOB-oj (kiel Dechloromonas) uzas ilin kiel energifonton. Spuroj de karbono, fosfato kaj nitrogeno necesaj por ĉelkresko devas ĉeesti en proceza akvo en la formo de organikaj kaj neorganikaj substancoj. Tial, en ĉi tiu dolĉakva medio, FeOB estas komence riĉigita sur metalaj surfacoj kiel karbonŝtalo kaj gisfero. Poste, IRB-oj povas kreski kaj uzi organikan materion kaj feroksidojn kiel energifontojn kaj finajn elektronakceptantojn, respektive. En maturaj korodaj produktoj, malaerobaj kondiĉoj riĉigitaj per nitrogeno devus esti kreitaj pro la metabolo de FeOB kaj IRB. Tial, SRB povas rapide kreski kaj anstataŭigi FeOB kaj IRB (Fig. 8a).
Lastatempe, Tang kaj aliaj raportis korodon de rustorezista ŝtalo fare de Geobacter ferroreducens en dolĉakvaj medioj pro rekta elektrona transdono de fero al mikroboj46. Konsiderante EMIC, la kontribuo de mikroorganismoj kun EET-ecoj estas kritika. SRB, FeOB, kaj IRB estas la ĉefaj mikrobaj specioj en la korodproduktoj en ĉi tiu studo, kiuj devus havi EET-karakterizaĵojn. Tial, ĉi tiuj elektrokemie aktivaj mikroorganismoj povas kontribui al korodo per EET, kaj la konsisto de ilia komunumo ŝanĝiĝas sub la influo de diversaj jonaj specioj dum korodproduktoj formiĝas. Male, la mikroba komunumo en ŝtalo kun 9% Cr diferencis de aliaj ŝtaloj (Fig. 8b). Post 14 monatoj, krom riĉiĝo per FeOB, ankaŭ Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, kaj Thiomonas estis riĉigitaj (Fig. 7i). Ĉi tiu ŝanĝo estas rimarkeble malsama ol tiu de aliaj korodaj materialoj, kiel karbonŝtalo, kaj povas esti influita de kromo-riĉaj jonoj dissolvitaj dum korodo. Rimarkinde, Thiomonas havas ne nur sulfuroksidigajn ecojn, sed ankaŭ Fe(II)-oksidigajn ecojn, EET-sistemon, kaj pezmetalan toleremon48,49. Ili povas esti riĉigitaj pro la oksidativa aktiveco de Fe(II) kaj/aŭ rekta konsumo de metalaj elektronoj. En antaŭa studo, relative alta abundo de Beggiatoacea estis observita en biofilmoj sur Cu uzante malkontinuan biofilman monitoradan sistemon, sugestante ke ĉi tiuj bakterioj povus esti rezistemaj al toksaj metaloj kiel Cu kaj Cr. Tamen, la energifonto bezonata de Beggiatoacea por kreski en ĉi tiu medio estas nekonata.
Ĉi tiu studo raportas ŝanĝojn en mikrobaj komunumoj dum korodo en dolĉakvaj medioj. En la sama medio, mikrobaj komunumoj diferencis laŭ la tipo de metalo. Krome, niaj rezultoj konfirmas la gravecon de FeOB en la fruaj stadioj de korodo, ĉar ferodependa mikroba energi-metabolo antaŭenigas la formadon de nutraĵriĉa medio favorita de aliaj mikroorganismoj kiel SRB. Por redukti MIC en dolĉakvaj medioj, oni devas limigi la riĉigon de FeOB kaj IRB.
Naŭ metaloj estis uzitaj en ĉi tiu studo kaj prilaboritaj en blokojn de 50 × 20 × 1–5 mm (dikeco por ASTM 395 ŝtalo kaj 1%, 2,25% kaj 9% Cr: 5 mm; dikeco por ASTM A283 kaj ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 kaj Tipo 304 kaj 316 Neoksidebla ŝtalo, dikeco: 1 mm), kun du 4 mm truoj. Kromaj ŝtaloj estis poluritaj per sablopapero kaj aliaj metaloj estis poluritaj per 600-grajna sablopapero antaŭ trempado. Ĉiuj specimenoj estis sonikitaj per 99,5% etanolo, sekigitaj kaj pezitaj. Dek specimenoj de ĉiu metalo estis uzitaj por kalkulo de la korodorapideco kaj mikrobioma analizo. Ĉiu specimeno estis fiksita ŝtupare per PTFE-bastonoj kaj interaĵoj (φ 5 × 30 mm, Aldona Figuro 2).
La naĝejo havas volumenon de 1100 kubaj metroj kaj profundon de ĉirkaŭ 4 metroj. La akva enfluo estis 20 m³ h⁻¹, la superfluaĵo estis liberigita, kaj la akvokvalito ne fluktuis laŭsezone (Aldona Figuro 3). La prova ŝtupetaro estas mallevita sur 3 m ŝtalan draton pendantan en la mezo de la tanko. Du aroj da ŝtupetaroj estis forigitaj el la naĝejo post 1, 3, 6, 14 kaj 22 monatoj. Specimenoj de unu ŝtupetaro estis uzitaj por mezuri pezperdon kaj kalkuli korodajn rapidojn, dum specimenoj de alia ŝtupetaro estis uzitaj por mikrobioma analizo. Dissolvita oksigeno en la mergtanko estis mezurita proksime al la surfaco kaj fundo, same kiel en la mezo, uzante dissolvitan oksigenan sensilon (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, Usono).
Korodaj produktoj kaj biofilmoj sur la specimenoj estis forigitaj per skrapado per plasta skrapilo aŭ viŝado per kotona vatbastoneto, kaj poste purigitaj en 99.5%-a etanolo uzante ultrasonan banon. La specimenoj estis poste mergitaj en la solvaĵo de Clark laŭ ASTM G1-0351. Ĉiuj specimenoj estis pesitaj post kiam la sekigado estis kompleta. Kalkulu la korodaftecon (mm/jaro) por ĉiu specimeno uzante la jenan formulon:
kie K estas konstanto (8,76 × 10⁴), T estas ekspontempo (h), A estas totala surfacareo (cm²), W estas masperdo (g), D estas denseco (g cm–³).
Post pesado de la specimenoj, 3D-bildoj de pluraj specimenoj estis akiritaj uzante 3D-mezuran laseran mikroskopon (LEXT OLS4000, Olympus, Tokio, Japanio).