Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik. CSS euskarri mugatua duen arakatzailearen bertsio bat erabiltzen ari zara. Esperientzia onena lortzeko, arakatzaile eguneratu bat erabiltzea gomendatzen dizugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea). Gainera, etengabeko laguntza bermatzeko, gunea estilorik eta JavaScriptik gabe erakusten dugu.
Hiru diapositiba aldi berean dituen karrusel bat erakusten du. Erabili Aurrekoa eta Hurrengoa botoiak hiru diapositiba aldi berean mugitzeko, edo erabili amaierako graduatzaile botoiak hiru diapositiba aldi berean mugitzeko.
Ur gezako inguruneetan, karbono eta altzairu herdoilgaitzen korrosio azeleratua maiz ikusten da. 22 hilabeteko ur gezako deposituetan murgiltzeko ikerketa bat egin zen hemen, bederatzi altzairu mota erabiliz. Korrosio azeleratua ikusi zen karbono eta kromo altzairuetan eta burdinurtuan, eta altzairu herdoilgaitzean, berriz, ez zen korrosio ikusgairik ikusi 22 hilabete igaro ondoren ere. Komunitate mikrobianoaren analisi batek erakutsi zuen korrosio orokorrean, Fe(II) oxidatzen duten bakterioak aberastu zirela korrosioaren hasierako fasean, Fe(III) murrizten duten bakterioak korrosioaren garapen fasean, eta sulfato murrizten duten bakterioak korrosio fasean, produktuaren korrosioaren azken fasean. Aitzitik, Beggiatocaea bakterioak bereziki ugariak ziren korrosio lokalizatua jasan zuen % 9 Cr-ko altzairuan. Komunitate mikrobianoen konposizio hauek ere desberdinak ziren ur eta hondoko sedimentu laginetan zeudenekin alderatuta. Horrela, korrosioa aurrera doan heinean, komunitate mikrobianoak aldaketa nabarmenak jasaten ditu, eta burdinaren menpeko energia-metabolismo mikrobianoak beste mikroorganismo batzuk aberastu ditzakeen ingurunea sortzen du.
Metalak hondatu eta korroditu daitezke hainbat ingurumen-faktore fisiko eta kimikoren ondorioz, hala nola pH-a, tenperatura eta ioien kontzentrazioa. Baldintza azidoek, tenperatura altuek eta kloruro-kontzentrazioek bereziki eragiten diete metalen korrosioari1,2,3. Ingurune natural eta eraikietan dauden mikroorganismoek askotan eragiten dute metalen higaduran eta korrosioan, korrosio mikrobianoan (MIC) adierazten den portaera4,5,6,7,8. MIC askotan aurkitzen da barruko hodietan eta biltegiratze-tangetan, metalezko arrailduretan eta lurzoruan, non bat-batean agertzen den eta azkar garatzen den. Hori dela eta, MICen monitorizazioa eta detekzio goiztiarra oso zaila da, beraz, MIC analisia normalean korrosioaren ondoren egiten da. MIC kasu-azterketa ugari jakinarazi dira, non sulfatoa murrizten duten bakterioak (SRB) maiz aurkitu diren korrosio-produktuetan9,10,11,12,13. Hala ere, ez dago argi SRB-ek korrosioaren hasierari laguntzen dioten, haien detekzioa korrosio osteko analisietan oinarritzen baita.
Duela gutxi, iodoa oxidatzen duten bakterioez gain21, burdina degradatzen duten hainbat mikroorganismoren berri eman da, hala nola burdina degradatzen duten SRB14, metanogenoak15,16,17, nitratoak murrizten dituzten bakterioak18, burdina oxidatzen duten bakterioak19 eta azetogenoak20. Laborategiko baldintza anaerobio edo mikroaerobikoetan, gehienek zero balentziako burdina eta karbono altzairua korroditzen dituzte. Gainera, haien korrosio-mekanismoek iradokitzen dute burdina korrosiboa eragiten duten metanogenoek eta SRBek korrosioa sustatzen dutela, balentzia nuluko burdinatik elektroiak bilduz, hidrogenasa estrazelularrak eta zitokromo multihemikoak erabiliz, hurrenez hurren22,23. MICak bi motatan banatzen dira: (i) MIC kimikoa (CMIC), mikrobioek sortutako espezieek eragindako korrosio zeharkakoa, eta (ii) MIC elektrikoa (EMIC), metalaren elektroien agortzearen bidezko korrosio zuzena24. Elektroi-transferentzia estrazelularrak (EET) erraztutako EMICa interes handikoa da, EET propietateak dituzten mikroorganismoek EET ez diren mikroorganismoek baino korrosio azkarragoa eragiten baitute. Baldintza anaerobioetan CMIC-aren erantzun mugatzailea protoi erredukzioaren (H+) bidezko H2 ekoizpena den bitartean, EMIC EET metabolismoaren bidez gertatzen da, eta hau H2 ekoizpenarekiko independentea da. Hainbat mikroorganismotan EET-aren mekanismoa erregai zelular mikrobianoaren eta elektrobiosintesiaren errendimenduarekin lotuta dago25,26,27,28,29. Mikroorganismo korrosibo hauen hazkuntza-baldintzak ingurune naturalekoetatik desberdinak direnez, ez dago argi behatutako korrosio-prozesu mikrobiano hauek praktikan korrosioa islatzen duten ala ez. Beraz, zaila da mikroorganismo korrosibo hauek ingurune naturalean eragindako MIC mekanismoa behatzea.
DNA sekuentziazio teknologiaren garapenak ingurune natural eta artifizialetako komunitate mikrobianoen xehetasunak aztertzea erraztu du, adibidez, 16S rRNA genearen sekuentzian oinarritutako profil mikrobianoa erabili da belaunaldi berriko sekuentziadoreak erabiliz ekologia mikrobianoaren arloan30,31. ,32. Lurzoruko eta itsas inguruneetako komunitate mikrobianoak zehaztu dituzten MIC ikerketa ugari argitaratu dira13,33,34,35,36. SRBz gain, Fe(II)-oxidatzen duten (FeOB) eta nitrifikatzen duten bakterioen aberastasuna ere jakinarazi da korrosio-laginetan, adibidez FeOB, hala nola Gallionella spp. eta Dechloromonas spp., eta bakterio nitrifikatzaileak, hala nola Nitrospira. spp., lurzoruko inguruneetan dauden karbono eta kobrezko altzairuetan33. Era berean, itsas ingurunean, Zetaproteobacteria eta Betaproteobacteria klaseetako burdina oxidatzen duten bakterioen kolonizazio azkarra ikusi da hainbat astez karbono altzairuan36. Datu hauek mikroorganismo hauek korrosioan duten ekarpena adierazten dute. Hala ere, ikerketa askotan, iraupena eta taldeak mugatuak dira, eta gutxi dakigu korrosioan zehar komunitate mikrobianoen dinamikari buruz.
Hemen, karbono altzairuaren, kromo altzairuaren, altzairu herdoilgaitzaren eta burdinurtuaren MICak ikertzen ditugu, MIC gertaeren historia duen ur gezako ingurune aerobiko batean murgiltze-azterketak eginez. Laginak 1, 3, 6, 14 eta 22 hilabetetan hartu ziren eta metal eta osagai mikrobiano bakoitzaren korrosio-tasa aztertu zen. Gure emaitzek korrosioan zehar komunitate mikrobianoen epe luzeko dinamikaren berri ematen dute.
1. taulan erakusten den bezala, bederatzi metal erabili ziren ikerketa honetan. Material bakoitzeko hamar lagin ur gezako putzu batean murgildu ziren. Prozesuko uraren kalitatea honako hau da: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, uhertasuna 1 ppm eta pH 7,4. Laginketa-eskaileraren behealdean disolbatutako oxigenoaren (DO) kontzentrazioa 8,2 ppm ingurukoa zen eta uraren tenperatura 9 eta 23 °C artekoa izan zen urtaroaren arabera.
1. irudian erakusten den bezala, ASTM A283, ASTM A109 Condition #4/5, ASTM A179 eta ASTM A395 burdinurtuzko inguruneetan hilabetez murgildu ondoren, korrosio-produktu marroiak ikusi ziren karbono-altzairuaren gainazalean korrosio orokortu moduan. Lagin hauen pisu-galera handitu egin zen denborarekin (1. taula osagarria) eta korrosio-tasa 0,13-0,16 mm urteko izan zen (2. irudia). Era berean, korrosio orokorra ikusi da Cr eduki txikiko altzairuetan (% 1 eta % 2,25), 0,13 mm/urteko korrosio-tasarekin gutxi gorabehera (1. eta 2. irudiak). Aldiz, % 9 Cr duen altzairuak korrosio lokalizatua erakusten du, junturek sortutako hutsuneetan gertatzen dena. Lagin honen korrosio-tasa 0,02 mm/urtekoa da gutxi gorabehera, eta hori nabarmen txikiagoa da korrosio orokorra duen altzairuarena baino. Aldiz, 304 eta 316 motako altzairu herdoilgaitzek ez dute korrosio ikusgairik erakusten, eta kalkulatutako korrosio-tasak <0,001 mm y−1 dira. Aldiz, 304 eta 316 motako altzairu herdoilgaitzek ez dute korrosio ikusgairik erakusten, eta azelerazio-tasak <0,001 mm y−1 direla kalkulatu da. Напротив, нержавеющие стали типов 304 eta 316 не проявляют видимой коррозии, при этом расчтом расчтом растом 316 коррозии составляет <0,001 мм/год. Aldiz, 304 eta 316 altzairu herdoilgaitzek ez dute korrosio ikusgairik erakusten, eta kalkulatutako korrosio-tasa <0,001 mm/urtekoa dela kalkulatzen da.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. Aldiz, 304 eta -316 motako altzairu herdoilgaitzek ez zuten korrosio ikusgairik erakutsi, <0,001 mm/urteko diseinu-korrosio-tasa izanik.
Lagin bakoitzaren irudi makroskopikoak erakusten dira (altuera 50 mm × zabalera 20 mm), kareztatzea kendu aurretik eta ondoren. 1 metro, 1 hilabete; 3 metro, 3 hilabete; 6 metro, 6 hilabete; 14 metro, 14 hilabete; 22 metro, 22 hilabete; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, 4/5 egoera; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, % 1 Cr altzairua; 3C altzairua, % 2,25 Cr altzairua; 9C altzairua, % 9 Cr altzairua; S6, 316 altzairu herdoilgaitza; S8, 304 motako altzairu herdoilgaitza.
Korrosio-tasa pisu-galera eta murgiltze-denbora erabiliz kalkulatu zen. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, gogortua 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, altzairua % 1 Cr, 3 C, altzairua % 2,25 Cr, 9 C, altzairua % 9 Cr, S6, 316 motako altzairu herdoilgaitza; S8, 304 motako altzairu herdoilgaitza.
1. irudian ere ikusten da karbono altzairuaren, Cr gutxiko altzairuaren eta burdinurtuaren korrosio produktuak gehiago garatzen direla 3 hilabetez uretan murgildu ondoren. Korrosio-tasa orokorra pixkanaka jaitsi zen 0,07 ~ 0,08 mm/urteraino 22 hilabeteren buruan (2. irudia). Gainera, % 2,25 Cr duen altzairuaren korrosio-tasa beste lagin korrodituak baino zertxobait txikiagoa izan zen, eta horrek adierazten du Cr-k korrosioa inhibi dezakeela. Korrosio orokorraz gain, ASTM A179 arabera, korrosio lokalizatua ikusi zen 22 hilabeteren buruan, 700 µm inguruko korrosio-sakonerarekin (3. irudia). Korrosio-sakonera eta murgiltze-denbora erabiliz kalkulatutako tokiko korrosio-tasa 0,38 mm/urte da, hau da, korrosio orokorra baino 5 aldiz azkarragoa gutxi gorabehera. ASTM A395 aleazioaren korrosio-tasa gutxietsi daiteke, korrosio-produktuek ez baitute erabat kentzen kare-koska 14 edo 22 hilabetez uretan murgildu ondoren. Hala ere, aldea minimoa izan beharko litzateke. Gainera, zulo txiki asko ikusi ziren kromo gutxiko altzairu korrodituan.
ASTM A179 eta % 9 Cr altzairuaren irudi osoa (eskala-barra: 10 mm) eta korrosio lokalizatua (eskala-barra: 500 µm) sakonera maximoan 3D ikusmen-laser mikroskopio bat erabiliz. Irudi osoko zirkulu gorriek neurtutako korrosio lokalizatua adierazten dute. % 9 Cr altzairuaren atzealdeko ikuspegi osoa 1. irudian ageri da.
2. irudian erakusten den bezala, % 9 Cr duen altzairuan, ez zen korrosiorik ikusi 3-14 hilabeteko epean, eta korrosio-tasa ia zero izan zen. Hala ere, lokalizatutako korrosioa ikusi zen 22 hilabeteren buruan (3. irudia), 0,04 mm/urteko korrosio-tasarekin, pisu-galera erabiliz kalkulatuta. Lokalizatutako korrosio-sakonera maximoa 1260 µm da, eta korrosio-sakonera eta murgiltze-denbora (22 hilabete) erabiliz kalkulatutako lokalizatutako korrosio-tasa 0,68 mm/urtekoa da. Korrosioa hasten den puntu zehatza ezezaguna denez, korrosio-tasa handiagoa izan daiteke.
Aitzitik, ez zen korrosio ikusgairik ikusi altzairu herdoilgaitzean, 22 hilabetez murgilduta egon ondoren ere. Gainazalean partikula marroi batzuk ikusi baziren ere kare-kentzea egin aurretik (1. irudia), ahulki lotuta zeuden eta ez ziren korrosio-produktuak. Metala altzairu herdoilgaitzaren gainazalean berriro agertzen denez kare-kentzea kendu ondoren, korrosio-tasa ia zero da.
Anplikonen sekuentziazioa egin da metalezko gainazaletako korrosio-produktuetan eta biofilmetan, uretan eta sedimentuetan denboran zehar komunitate mikrobianoen arteko desberdintasunak eta dinamikak ulertzeko. Guztira 4.160.012 irakurketa jaso dira, 31.328tik 124.183ra bitarteko irakurketa-tartearekin.
Ur-hartuneetatik eta urmaeletatik hartutako ur-laginen Shannon indizeak 5,47tik 7,45era bitartekoak ziren (4a irudia). Berreskuratutako ibaiko ura industria-ur gisa erabiltzen denez, komunitate mikrobianoa urtaroen arabera alda daiteke. Aldiz, hondoko sedimentu-laginen Shannon indizea 9 ingurukoa zen, ur-laginena baino nabarmen handiagoa. Era berean, ur-laginek Chao1 indize kalkulatu eta unitate taxonomiko operatibo (OTU) behatu txikiagoak zituzten sedimentu-laginek baino (4b eta c irudiak). Desberdintasun hauek estatistikoki esanguratsuak dira (Tukey-Kramer testa; p-balioak < 0,01, 4d irudia), eta horrek adierazten du sedimentu laginetako komunitate mikrobianoak ur laginetakoak baino konplexuagoak direla. Desberdintasun hauek estatistikoki esanguratsuak dira (Tukey-Kramer testa; p-balioak < 0,01, 4d irudia), eta horrek adierazten du sedimentu laginetako komunitate mikrobianoak ur laginetakoak baino konplexuagoak direla. 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 оІах зоцах. Desberdintasun hauek estatistikoki esanguratsuak dira (Tukey-Kramer testa; p balioak <0,01, 4d irudia), eta horrek adierazten du sedimentu laginetan dauden mikrobio komunitateak ur laginetan baino konplexuagoak direla.这些差异具有统计学意义（Tukey-Kramer 检验；p 值< 0.01，图4d），表明沉积物样本中的微生物群落比水样中的微生物群落更夂夂这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ， 图 4d） 表明 沉积物样朮物样朮物样朮中 中 的 群落更。。。。。。。。。 Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, три), сч. позволяет предположить, что микробные сообщества в образцах донных отложений былий были бщества чем в образцах воды. Desberdintasun hauek estatistikoki esanguratsuak izan ziren (Tukey-Kramer testa; p-balioa <0,01, 4d irudia), eta horrek iradokitzen du sedimentu laginetako komunitate mikrobianoak ur laginetakoak baino konplexuagoak zirela.Gainezkatze-arroko ura etengabe berritzen ari denez eta sedimentuak arroaren hondoan asaldura mekanikorik gabe finkatzen direnez, mikrobio-dibertsitatearen alde honek arroko ekosistema islatu beharko luke.
a Shannon indizea, b Behatutako unitate taxonomiko operatiboa (OTU), eta c Chao1 xurgapen-indizea (n=6) eta arroa (n=5) Ura, sedimentuak (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) eta % 9 (9 C: n = 5) Cr-altzairuak, baita 316 motako (S6: n = 5) eta -304 (S8: n = 5) altzairu herdoilgaitzak ere kaxa formako eta bibote-diagrama gisa erakusten dira. d Shannon eta Chao1 indizeen p-balioak ANOVA eta Tukey-Kramer konparazio anizkoitzeko probak erabiliz lortuak. Atzeko plano gorriek 0,05 baino gutxiagoko p-balioak dituzten bikoteak adierazten dituzte. Atzeko plano gorriek p-balioak 0,05 baino txikiagoak diren bikoteak adierazten dituzte. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Atzeko plano gorriek p-balioak 0,05 baino txikiagoak diren bikoteak adierazten dituzte.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. Atzeko plano gorriek p-balioak <0,05 dituzten bikoteak adierazten dituzte.Kutxaren erdiko marrak, kutxaren goiko eta beheko aldean eta biboteek mediana, 25. eta 75. pertzentilak, eta gutxieneko eta gehieneko balioak adierazten dituzte, hurrenez hurren.
Karbono altzairuaren, kromo gutxiko altzairuaren eta burdinurtuaren Shannon indizeak ur laginen antzekoak ziren (4a irudia). Aldiz, altzairu herdoilgaitzezko laginen Shannon indizeak altzairu korrodituenak baino nabarmen handiagoak dira (p-balioak < 0,05, 4d irudia) eta sedimentuen antzekoak. Aldiz, altzairu herdoilgaitzezko laginen Shannon indizeak altzairu korrodituenak baino nabarmen handiagoak dira (p-balioak < 0,05, 4d irudia) eta sedimentuen antzekoak. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, черм у кыровно сталей (значения p <0,05, рис. 4d), eta аналогичны индексам отложений. Aitzitik, altzairu herdoilgaitzezko laginen Shannon indizeak altzairu korrodituenak baino nabarmen handiagoak dira (p-balioak < 0,05, 4d irudia) eta gordailu-indizeen antzekoak dira.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. Aldiz, altzairu herdoilgaitzezko laginen Shannon indizea altzairu korrodituarena baino nabarmen handiagoa izan zen (p balioa < 0,05, 4d irudia), baita gordailuarena ere.Aldiz, % 9 Cr duten altzairuen Shannon indizea 6,95etik 9,65era bitartekoa izan zen. Balio hauek askoz handiagoak izan ziren korroditu gabeko laginetan 1 eta 3 hilabetetan korroditutako laginetan baino 6, 14 eta 22 hilabetetan (4a irudia). Gainera, % 9 Cr altzairuen Chao1 indizeak eta behatutako OTUak korroditutako eta ur laginenak baino altuagoak dira, eta korroditu gabeko eta sedimentu laginenak baino baxuagoak (4b eta c irudiak), eta desberdintasunak estatistikoki esanguratsuak dira (p-balioak < 0,01, 4d irudia). Gainera, % 9 Cr altzairuen Chao1 indizeak eta behatutako OTUak korroditutako eta ur laginenak baino handiagoak dira, eta korroditu gabeko eta sedimentu laginenak baino txikiagoak (4b eta c irudiak), eta desberdintasunak estatistikoki esanguratsuak dira (p-balioak < 0,01, 4d irudia).Gainera, % 9 Cr duten altzairuen Chao1 eta behatutako OTU lagin korroditu eta urtsuenak baino handiagoak dira eta lagin ez-korroditu eta sedimentarioenak baino txikiagoak (4b eta c irudiak), eta aldeak estatistikoki esanguratsuak dira.(p-значения <0,01, рис. 4d). (p-balioak <0,01, 4d irudia).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 ，   ， ， ， ， 4d）. Кроме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у коронхдием образцов, и ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разтницлсастницластных значимой (p- значение < 0,01, рис. 4г). Gainera, % 9 Cr altzairuaren Chao1 indizea eta behatutako OTUa korroditutako eta urtsuko laginenak baino handiagoak izan ziren eta korroditu gabeko eta sedimentuzko laginenak baino txikiagoak (4b eta c irudiak), eta aldea estatistikoki esanguratsua izan zen (p-balioa < 0,01, 4d irudia).Emaitza hauek adierazten dute korrosio-produktuetako mikrobio-dibertsitatea metal korroditu gabekoetako biofilmetakoa baino txikiagoa dela.
5a irudian, UniFrac distantzia pisugabean oinarritutako Koordenatu Nagusien Analisiaren (PCoA) grafiko bat ageri da lagin guztientzat, hiru multzo nagusi behatuta. Ur laginetako komunitate mikrobianoak beste komunitateekin alderatuta nabarmen desberdinak ziren. Sedimentuetako komunitate mikrobianoek altzairu herdoilgaitzezko komunitateak ere barne hartzen zituzten, korrosio laginetan oso hedatuta zeuden bitartean. Aldiz, % 9 Cr duen altzairuaren mapa multzo korroditu eta ez-korrodituetan banatuta dago. Ondorioz, metal gainazaletako eta korrosio produktuetako komunitate mikrobianoak nabarmen desberdinak dira uretakoekin alderatuta.
Koordenatu nagusien analisi (PCoA) grafikoa, lagin guztietako (a), uretan (b) eta metaletan (c) UniFrac distantzien pisurik gabekoetan oinarrituta. Zirkuluek multzo bakoitza nabarmentzen dute. Ibilbideak laginketa-aldiak seriean lotzen dituzten lerroekin irudikatzen dira. 1 metro, 1 hilabete; 3 metro, 3 hilabete; 6 metro, 6 hilabete; 14 metro, 14 hilabete; 22 metro, 22 hilabete; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, 4/5 baldintza; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, altzairua % 1 Cr; 3C altzairua, % 2,25 Cr altzairua; 9C altzairua, % 9 Cr altzairua; S6, 316 altzairu herdoilgaitza; S8, 304 motako altzairu herdoilgaitza.
Kronologikoki antolatuta, ur laginen PCoA grafikoak zirkularki antolatuta zeuden (5b irudia). Ziklo-trantsizio honek urtaroen aldaketak islatu ditzake.
Gainera, bi multzo baino ez ziren ikusi metal laginen PCoA grafikoetan (korrodituak eta korroditu gabeak), non (% 9 kromo altzairua izan ezik) komunitate mikrobianoaren aldaketa bat ikusi zen 1etik 22 hilabetera (5c irudia). Gainera, korroditutako laginetan trantsizioak korroditu gabeko laginetan baino handiagoak zirenez, korrelazioa zegoen komunitate mikrobianoen aldaketen eta korrosioaren progresioaren artean. % 9 Cr zuten altzairu laginetan, bi komunitate mikrobiano mota agerian geratu ziren: 1 eta 6 hilabeteko puntuak, altzairu herdoilgaitzetik gertu kokatuak, eta beste batzuk (3, 14 eta 22 hilabete), altzairu korrodituaren ondoko puntuetan kokatuak. DNA erauzteko erabilitako hilabete 1eko eta 6 hilabeteko kupoiak ez ziren korroditu, 3, 14 eta 22 hilabeteko kupoiak, berriz, korroditu ziren (1. irudi osagarria). Beraz, korroditutako laginetako komunitate mikrobianoak ur, sedimentu eta korroditu gabeko laginetakoetatik desberdinak ziren eta aldatu egin ziren korrosioak aurrera egin ahala.
Ur laginetan behatutako mikrobio-komunitate mota nagusiak hauek izan ziren: Proteobacteria (% 30,1–% 73,5), Bacteroidetes (% 6,3–% 48,6), Planctomycetota (% 0,4–% 19,6) eta Actinobacteria (% 0–% 17,7). Haien ugaritasun erlatiboa lagin batetik bestera aldatu zen (6. irudia); adibidez, Bacteroidetes-en ugaritasun erlatiboa urmaeleko uretan handiagoa zen erauzketa-uretan baino. Alde horretan eragina izan dezake urak gainezka egiteko deposituan duen egoitza-denborak. Mota hauek hondoko sedimentuen laginetan ere behatu ziren, baina haien ugaritasun erlatiboa nabarmen desberdina zen ur laginetakoarekin alderatuta. Horrez gain, Acidobacteriota (% 8,7–% 13,0), Chloroflexi (% 8,1–% 10,2), Nitrospirota (% 4,2–% 4,4) eta Desulfobacterota (% 1,5–% 4,4) eduki erlatiboa ur laginetakoa baino handiagoa zen. Desulfobacterota espezie ia guztiak SRB37 direnez, sedimentuko ingurunea anaerobioa izan behar da. Desulfobacterotak korrosioan eragina izan dezakeen arren, arriskua oso txikia izan beharko litzateke, igerilekuko uretan duten ugaritasun erlatiboa % 0,04 baino txikiagoa baita. Desulfobacterotak korrosioan eragina izan dezakeen arren, arriskua oso txikia izan beharko litzateke, igerilekuko uretan duten ugaritasun erlatiboa % 0,04 baino txikiagoa baita. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низкичайно низким, поскулию относительное содержание воде бассейна составляет <0,04%. Desulfobacterotak korrosioan eragina izan dezakeen arren, arriskua oso txikia izan beharko litzateke, igerilekuko uretan duten ugaritasun erlatiboa % 0,04 baino txikiagoa baita.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寺皀%0.04. <0,04% Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, посколсньто корозию содержание в воде бассейна составляет <0,04%. Desulfobacillus motak korrosioan eragina izan dezakeen arren, arriskua oso txikia izan beharko litzateke, igerilekuko uretan duten ugaritasun erlatiboa % 0,04 baino txikiagoa baita.
RW eta Air-ek ur-hartuneko eta arroko ur-laginak adierazten dituzte, hurrenez hurren. Sedimentu-C, -E, -W arroaren hondoaren erdialdetik, baita ekialdeko eta mendebaldeko aldeetatik ere, hartutako sedimentu-laginak dira. 1 metro, 1 hilabete; 3 metro, 3 hilabete; 6 metro, 6 hilabete; 14 metro, 14 hilabete; 22 metro, 22 hilabete; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, 4/5 baldintza; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, altzairua % 1 Cr; 3C altzairua, % 2,25 Cr altzairua; 9C altzairua, % 9 Cr altzairua; S6, 316 altzairu herdoilgaitza; S8, 304 motako altzairu herdoilgaitza.
Genero mailan, Trichomonadaceae familiako bakterio sailkatu gabeen proportzio apur bat handiagoa (% 6-19), baita Neosphingosine, Pseudomonas eta Flavobacterium ere, ikusi zen urtaro guztietan. Osagai nagusi txiki gisa, haien proportzioak aldatu egiten dira (1. irudia). . 7a eta b). Ibai-adarretan, Flavobacterium, Pseudovibrio eta Rhodoferrobacterren ugaritasun erlatiboa neguan bakarrik izan zen handiagoa. Era berean, Pseudovibrio eta Flavobacterium eduki handiagoa ikusi zen arroaren neguko uretan. Horrela, ur laginetako komunitate mikrobianoak aldatu egin ziren urtaroaren arabera, baina ez zuten aldaketa bortitzik jasan azterketa aldian.
a Sarrerako ura, b Igerilekuko ura, c ASTM A283, d ASTM A109 tenperatura #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g % 1 Cr, h % 2,25 Cr eta i % 9 Cr altzairua, j 316 motakoa eta K-304 altzairu herdoilgaitza.
Proteobakterioak izan ziren lagin guztietako osagai nagusiak, baina haien ugaritasun erlatiboa korrosioaren ondorioz gutxitu egin zen korrosioak aurrera egin ahala (6. irudia). ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 eta % 1 eta % 2,25 Cr laginetan, proteobakterioen ugaritasun erlatiboa % 89,1, % 85,9, % 89,6, % 79,5, % 84,8tik jaitsi zen, % 83,8, % 43,3, % 52,2, % 50,0, % 41,9, % 33,8 eta % 31,3ra, hurrenez hurren. Aitzitik, Desulfobacterota-ren ugaritasun erlatiboak pixkanaka handitzen dira <%0,1etik %12,5-%45,9ra korrosioaren progresioarekin batera. Aitzitik, Desulfobacterota-ren ugaritasun erlatiboak pixkanaka handitzen dira <%0,1etik %12,5-%45,9ra korrosioaren progresioarekin batera. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% до 12,5–45,9% порами коррозии. Aldiz, Desulfobacterota-ren ugaritasun erlatiboa pixkanaka handitzen da <% 0,1etik % 12,5-% 45,9ra korrosioa aurrera egin ahala.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% постепенно коррозии. Aldiz, Desulfobacillus-en ugaritasun erlatiboa pixkanaka handitu zen <%0,1etik %12,5-%45,9ra korrosioa aurrera egin ahala.Horrela, korrosioa aurrera egin ahala, Proteobactereira Desulfobacterotak ordezkatu zuen.
Aldiz, altzairu herdoilgaitzezko biofilmek bakterio desberdinen proportzio berdinak zituzten. 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) eta Chloroflexi (% 2,1–% 8,8). Ikusi zen altzairu herdoilgaitzezko laginetan Nitrospirota proportzioa pixkanaka handitzen zela (6. irudia). Proportzio hauek sedimentu laginetan daudenen antzekoak dira, eta 5a irudian erakusten den PCoA grafikoari dagokio.
% 9 Cr zuten altzairuzko laginetan, bi mikrobio-komunitate mota ikusi ziren: hilabete 1eko eta 6 hilabeteko mikrobio-komunitateak hondoko sedimentu-laginetakoen antzekoak ziren, eta 3, 14 eta 22 korrosio-laginetan proteobakterioen proportzioa nabarmen handitu zen. hilabeteak Gainera, % 9 Cr zuten altzairuzko laginetako bi mikrobio-komunitate hauek 5c irudian erakusten den PCoA grafikoan zatitutako multzoei zegozkien.
Genero mailan, esleitu gabeko bakterio eta arkea zituzten 2000 OTU baino gehiago ikusi ziren. Genero mailan, esleitu gabeko bakterio eta arkea zituzten 2000 OTU baino gehiago ikusi ziren.Genero mailan, 2000 OTU baino gehiago ikusi dira identifikatu gabeko bakterio eta arkea dituztenak.Genero mailan, 2000 OTU baino gehiago ikusi dira zehaztu gabeko bakterioak eta arkeoak zituztela. Horien artean, lagin bakoitzean populazio handia duten 10 OTUtan zentratu gara. Honek % 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 eta % 21,8-45,1 hartzen ditu barne ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, % 1, % 2,25 eta % 9 Cr altzairuetan eta 316 eta -304 motako altzairu herdoilgaitzetan.
ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 bezalako korrosio-laginetan eta % 1 eta % 2,25 Cr duten altzairuetan, Fe(II) oxidatzaile propietateekin, eta korrosioaren hasierako fasean (1 hilabete eta 3 hilabete, 7c-h irudiak). Dechloromonasen proportzioa gutxitu egin zen denborarekin, eta horrek Proteobacteria gutxitzearekin bat etorri zen (6. irudia). Gainera, korrosiorik gabeko laginetako biofilmetan Dechloromonas-en proportzioak % 1 baino txikiagoak dira. Gainera, korrosiorik gabeko laginetako biofilmetan Dechloromonas-en proportzioak % 1 baino txikiagoak dira. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Gainera, korrosiorik gabeko laginetako biofilmetan Dechloromonas-en proportzioa % 1 baino txikiagoa da.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%. Gainera, korrosiorik gabeko laginen biofilmean Dechloromonas-en proportzioa % 1 baino txikiagoa zen.Beraz, korrosio-produktuen artean, Dechloromonas nabarmen aberastu da korrosioaren hasierako fase batean.
Aldiz, ASTM A179, ASTM A109 tenplatu #4/5, ASTM A179, ASTM A395 eta % 1 eta % 2,25 Cr duten altzairuetan, SRB Desulfovibrio espezieen proportzioa azkenean handitu egin zen 14 eta 22 hilabeteren buruan (7c-h irudiak). Desulfofibrioa oso baxua izan zen edo ez zen detektatu korrosioaren hasierako faseetan, ur laginetan (7a, b irudiak) eta korroditu gabeko biofilmetan (7j, j irudiak). Honek nabarmen iradokitzen du Desulfovibrioak sortutako korrosio produktuen ingurunea nahiago duela, nahiz eta korrosioaren hasierako faseetan ez duten korrosioan eragiten.
Fe(III) erreduzitzaile bakterioak (RRB), hala nola Geobacter eta Geothrix, korrosioaren erdiko faseetan (6 eta 14 hilabete) korrosio-produktuetan aurkitu ziren, baina korrosioaren azken faseen (22 hilabete) proportzioa handiagoa da horietan. Nahiko baxua da (7c eta eh irudia). Fe(II) oxidazio-propietateak dituen Sideroxydans generoak antzeko portaera erakutsi zuen (7f irudia), beraz, FeOB, IRB eta SRB proportzioa handiagoa izan zen korroditutako laginetan bakarrik. Honek iradokitzen du mikrobio-komunitate hauetan izandako aldaketak korrosioaren progresioarekin lotuta daudela.
% 9 Cr zuen altzairuan, 3, 14 eta 22 hilabeteren ondoren korroditutakoan, Beggiatoacea familiako kideen proportzio handiagoa (% 8,5–% 19,6) ikusi zen, sufre oxidatzeko propietateak erakuts ditzaketenak, eta sideroxidanoak (% 8,4–% 13,7) ikusi ziren (1. irudia). 7i) Horrez gain, Thiomonas, sufre oxidatzen duen bakterio bat (SOB), kopuru handiagoan aurkitu zen (% 3,4 eta % 8,8) 3 eta 14 hilabetetan. Aitzitik, Nitrospira nitratoak murrizten dituzten bakterioak (% 12,9) ikusi ziren 6 hilabeteko lagin korroditu gabeetan. Nitrospira proportzio handiagoa ere ikusi zen altzairu herdoilgaitzezko biofilmetan murgildu ondoren (7j,k irudiak). Beraz, 1 eta 6 hilabeteko % 9 Cr korroditu gabe zeuden altzairuen komunitate mikrobianoak altzairu herdoilgaitzezko biofilmetakoen antzekoak ziren. Gainera, 3, 14 eta 22 hilabetetan korroditutako % 9 Cr altzairuaren komunitate mikrobianoak karbono eta kromo gutxiko altzairuen eta burdinurtuzko korrosio produktuetatik desberdinak ziren.
Korrosioaren garapena normalean ur gezatan itsasoko uretan baino motelagoa da, kloruro ioien kontzentrazioak metalaren korrosioan eragiten duelako. Hala ere, altzairu herdoilgaitz batzuk korroditu egin daitezke ur gezako inguruneetan38,39. Gainera, hasieran MIC susmatu zen, ikerketa honetan erabilitako ur gezako igerilekuan aurretik material korrosiotua ikusi baitzen. Epe luzeko murgiltze-azterketetan, korrosio mota desberdinak, hiru komunitate mikrobiano mota eta korrosio-produktuetako komunitate mikrobianoen aldaketa bat ikusi ziren.
Ikerketa honetan erabilitako ur gezako ingurunea ibai batetik hartutako ur teknikoentzako depositu itxi bat da, konposizio kimiko nahiko egonkorra duena eta uraren tenperaturaren aldaketa sasoikoa 9 eta 23 °C artekoa. Beraz, ur laginetako komunitate mikrobianoen gorabehera sasoikoak tenperatura aldaketekin lotuta egon daitezke. Gainera, igerilekuko uraren komunitate mikrobianoa sarrerako urarena bezalakoa zen apur bat desberdina (5b irudia). Igerilekuko ura etengabe ordezkatzen ari da gainezka egiteagatik. Ondorioz, DO ~8,2 ppm-tan mantendu zen arroaren gainazalaren eta hondoaren arteko sakonera ertainetan ere. Aitzitik, sedimentuen ingurunea anaerobioa izan beharko litzateke, urtegiaren hondoan finkatzen eta geratzen baita, eta bertan dagoen flora mikrobianoa (CRP bezalakoa) ere uraren flora mikrobianotik desberdina izan beharko litzateke (6 irudia). Igerilekuko kupoiak sedimentuetatik urrunago zeudenez, ur gezaren eraginpean egon ziren baldintza aerobikoetan murgiltze-azterketetan bakarrik.
Korrosio orokorra karbono altzairuan, kromo gutxiko altzairuan eta burdinurtuan gertatzen da ur gezako inguruneetan (1. irudia), material hauek ez baitira korrosioarekiko erresistenteak. Hala ere, ur gezako baldintza abiotikoetan korrosio-tasa (0,13 mm urte-1) aurreko ikerketetan40 baino handiagoa izan zen (0,04 mm urte-1) eta mikroorganismoen aurrean zegoen korrosio-tasarekin (0,02–0,76 mm urte-1) konparagarria izan zen 1) Ur gezako baldintzen antzekoa40,41,42. Korrosio-tasa bizkortu hau MIC-aren ezaugarri bat da.
Gainera, 22 hilabeteko murgiltzearen ondoren, korrosio lokalizatua ikusi zen korrosio-produktuen azpian zeuden hainbat metaletan (3. irudia). Bereziki, ASTM A179 arauan behatutako korrosio-tasa lokalizatua korrosio orokorra baino bost aldiz azkarragoa da gutxi gorabehera. Korrosio mota ezohiko hau eta korrosio-tasa azeleratua objektu berean gertatzen den korrosioan ere ikusi dira. Beraz, ikerketa honetan egindako murgiltzeak praktikan korrosioa islatzen du.
Aztertutako metalen artean, % 9 Cr altzairuak erakutsi zuen korrosio larriena, 1,2 mm-ko korrosio-sakonera baino handiagoa izanik, eta ziurrenik MIC da, korrosio azeleratuagatik eta korrosio mota anormalagatik. Aztertutako metalen artean, % 9 Cr altzairuak erakutsi zuen korrosio larriena, 1,2 mm-ko korrosio-sakonera baino handiagoa izanik, eta ziurrenik MIC da, korrosio azeleratuagatik eta korrosio mota anormalagatik. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глуби, ми 2, ми роз что, вероятно, является МИК из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. Aztertutako metalen artean, % 9 Cr-ko altzairuak erakutsi zuen korrosio larriena, 1,2 mm-ko korrosio-sakonera baino handiagoa izanik, ziurrenik MIC delarik, korrosio azeleratuaren eta korrosio mota anormal baten ondorioz.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 eta аномальных форм коррозии. Aztertutako metalen artean, % 9 Cr-ko altzairua izan zen korrodituena, 1,2 mm-ko korrosio-sakonera baino handiagoa izanik, ziurrenik MIC izanik korrosio-forma azeleratu eta anomaloengatik.% 9 Cr altzairua tenperatura altuko aplikazioetan erabiltzen denez, bere korrosio-portaera aurretik aztertu da43,44, baina ez da lehenago jakinarazi metal honen MICrik. Hipertermofiloak izan ezik, mikroorganismo asko inaktibo daudenez tenperatura altuko ingurune batean (>100 °C), % 9 Cr-ko altzairuaren MICa alde batera utzi daiteke kasu horietan. Hipertermofiloak izan ezik, mikroorganismo asko inaktibo daudenez tenperatura altuko ingurunean (>100 °C), % 9 Cr-ko altzairuaren MICa alde batera utzi daiteke kasu horietan. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотермпе10> °С), МИК в стали с 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Mikroorganismo asko, hipertermofiloak izan ezik, inaktibo daudenez tenperatura altuko ingurunean (>100 °C), % 9 Cr duen altzairuaren MICa alde batera utzi daiteke kasu horietan.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。 % 9ko 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. Mikroorganismo askok, hipertermofiloak izan ezik, ez dutenez jarduerarik erakusten tenperatura altuko inguruneetan (>100 °C), kasu honetan % 9 Cr duen altzairuaren MICa alde batera utzi daiteke.Hala ere, % 9ko Cr altzairua tenperatura ertaineko ingurunean erabiltzen denean, hainbat neurri hartu behar dira MIC murrizteko.
Hainbat komunitate mikrobiano eta haien aldaketak ikusi ziren korrosiorik gabeko materialaren gordailuetan eta biofilmetako korrosio-produktuetan urarekin alderatuta, korrosio azeleratua izateaz gain (5-7 irudia), eta horrek iradokitzen du korrosio hau mikrofono bat dela. Ramirez et al.13-k 6 hilabete baino gehiagoko itsas ekosistema mikrobiano batean 3 urratseko trantsizio baten berri ematen dute (FeOB => SRB/IRB = > SOB), non bigarren mailako SRB aberastuak sortutako hidrogeno sulfuroak azkenean SOB aberasten lagun dezakeen. Ramirez et al.13-k 6 hilabete baino gehiagoko itsas ekosistema mikrobiano batean 3 urratseko trantsizio bat (FeOB => SRB/IRB => SOB) jakinarazi dute, non bigarren mailako SRB aberastuak sortutako hidrogeno sulfuroak azkenean SOB aberasten lagun dezakeen. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистеме экосистеме в системе в вестеме переходе когда сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способстащении SRB SOB. Ramirez et al.13-k itsas ekosistema mikrobianoan 6 hilabeteko epean hiru etapatan banatutako trantsizio bat (FeOB => SRB/IRB => SOB) aurkitu dute, non SRB bigarren mailako aberasteak sortutako hidrogeno sulfuroak azkenean SOB aberastea eragin dezakeen. 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 的 中 的 䘉 转 海洋转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ， 其中变 其中变硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集。 Ramirez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистеме экосистеме в морской месяцев, в котором сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, могащения SRB, месяцев способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13-k itsas ekosistema mikrobianoan 6 hilabeteko epean hiru urratseko trantsizio bat (FeOB => SRB/IRB => SOB) jakinarazi zuten, non SRB bigarren mailako aberasteak sortutako hidrogeno sulfuroak SOB aberastea eragin dezakeen azkenean.McBeth eta Emerson-ek36 FeOB-n aberaste primarioa jakinarazi zuten. Era berean, ikerketa honetan FeOB-ren aberastasuna ikusten da korrosioaren hasierako fasean, baina karbonozko eta % 1 eta % 2,25 Cr altzairuetan eta burdinurtuan 22 hilabetetan zehar korrosioaren progresioarekin batera gertatzen diren aldaketa mikrobianoak FeOB => IRB = > SRB dira (7. eta 8. irudiak). Era berean, ikerketa honetan FeOB-ren aberastasuna ikusten da korrosioaren hasierako fasean, baina karbonozko eta % 1 eta % 2,25 Cr altzairuetan eta burdinurtuan 22 hilabetetan zehar korrosioaren progresioarekin batera gertatzen diren aldaketa mikrobianoak FeOB => IRB => SRB dira (7. eta 8. irudiak). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозии коррозини, набогащение изменения по мере прогрессирования коррозии, наблюдаемые в углеродистых eta % 1 eta % 2,25 Cr суг сталчх сталх течение 22 месяцев, представляют собой FeOB => IRB => SRB (er. 7 eta 8). Era berean, ikerketa honetan korrosioaren hasierako fase batean FeOB-n aberastea ikusten da, baina korrosioa aurrera doan heinean gertatzen diren aldaketa mikrobianoak, karbonozko eta % 1 eta % 2,25 Cr-ko altzairuetan eta burdinurtuzko 22 hilabetetan zehar ikusi direnak, FeOB => IRB => SRB dira (7. eta 8. irudiak).同样，在本研究中观察到早期腐蚀阶段FeOB 的富集，但在碳和% 1 和% 2,25 以富集和% 2,25 以富集和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% Cr2.2. 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 стакирия назокирях микробиологические изменения, наблюдаемые в углеродистых eta % 1 eta % 2,25 Cr сталях и чунгуне 2 и чунгуне месяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 7 eta 8). Era berean, ikerketa honetan korrosioaren hasierako faseetan FeOB aberastea ikusi zen, baina karbonozko eta % 1 eta % 2,25 Cr-ko altzairuetan eta burdinurtuzko altzairuetan 22 hilabetetan zehar ikusitako aldaketa mikrobiologikoak FeOB => IRB => SRB izan ziren (7. eta 8. irudiak).SRBak erraz meta daitezke itsasoko ur-inguruneetan sulfato ioien kontzentrazio altuengatik, baina ur gezako inguruneetan haien aberastea atzeratzen da sulfato ioien kontzentrazio baxuengatik. Itsasoko uretan SRBen aberastea maiz jakinarazi da10,12,45.
a Karbono organikoa eta nitrogenoa Fe(II)-menpeko energia-metabolismoaren bidez, burdin oxidoa (zelula gorriak [Dechloromonas sp.] eta berdeak [Sideroxydans sp.]) eta Fe(III) bakterio erreduzitzaileak (zelula grisak [Geothrix sp. eta Geobacter sp.]) korrosioaren hasierako fase batean, ondoren bakterio anaerobio sulfato erreduzitzaileek (SRP) eta mikroorganismo heterotrofoek korrosioaren heldutasun-fasea aberasten dute metatutako materia organikoa kontsumituz. b Korrosioarekiko erresistenteak diren metalen komunitate mikrobianoen aldaketak. Zelula bioletak, urdinak, horiak eta zuriak Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea eta beste familietako bakterioak dira, hurrenez hurren.
Mikrobioen komunitatean izandako aldaketei eta SRB aberaste posibleari dagokionez, FeOB kritikoa da korrosioaren hasierako fasean, eta Dechloromonas-ek Fe(II) oxidaziotik lor dezake hazkuntza-energia. Mikroorganismoek oligoelementuak dituzten inguruneetan biziraun dezakete, baina ez dira esponentzialki haziko. Hala ere, ikerketa honetan erabilitako murgiltze-putzua gainezkatze-arro bat da, 20 m3/h-ko sarrera-ematearekin, eta etengabe ioi inorganikoak dituzten oligoelementuak hornitzen ditu. Korrosioaren hasierako faseetan, ferroso ioiak askatzen dira karbono-altzairutik eta burdinurtutik, eta FeOB-ek (Dechloromonas bezalakoek) energia-iturri gisa erabiltzen dituzte. Zelulen hazkuntzarako beharrezkoak diren karbono, fosfato eta nitrogeno kantitate txikiak prozesuko uretan egon behar dira substantzia organiko eta inorganikoen moduan. Beraz, ur gezako ingurune honetan, FeOB hasieran aberasten da metalezko gainazaletan, hala nola karbono-altzairuan eta burdinurtuan. Ondoren, IRB-ek haz daitezke eta materia organikoa eta burdin oxidoak erabil ditzakete energia-iturri eta elektroi-hartzaile terminal gisa, hurrenez hurren. Korrosio-produktu helduetan, nitrogenoz aberastutako baldintza anaerobikoak sortu beharko lirateke FeOB eta IRB-ren metabolismoagatik. Beraz, SRB azkar hazi eta FeOB eta IRB ordezkatu ditzake (8a irudia).
Duela gutxi, Tang et al.-ek Geobacter ferroreducens-ek altzairu herdoilgaitzean ur gezako inguruneetan korrosioa jakinarazi zuten, burdinatik mikrobioetara zuzenean elektroi transferentzia eginez46. EMIC kontuan hartuta, EET propietateak dituzten mikroorganismoen ekarpena funtsezkoa da. SRB, FeOB eta IRB dira ikerketa honetako korrosio-produktuetako espezie mikrobiano nagusiak, eta EET ezaugarriak izan beharko lituzkete. Beraz, mikroorganismo elektrokimikoki aktibo hauek korrosioan lagun dezakete EET bidez, eta haien komunitatearen osaera aldatzen da hainbat espezie ionikoren eraginpean, korrosio-produktuak eratzen diren heinean. Aitzitik, % 9 Cr-ko altzairuko komunitate mikrobianoa beste altzairuetatik desberdina zen (8b irudia). 14 hilabete igaro ondoren, FeOB-rekin aberasteaz gain, Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea eta Thiomonas bezalakoak ere aberastu ziren (7i irudia). Aldaketa hau nabarmen desberdina da beste material korrosibo batzuenarekin alderatuta, hala nola karbono altzairuarekin alderatuta, eta korrosioan zehar disolbatutako kromoan aberatsak diren ioiek eragin dezakete. Azpimarratzekoa da Thiomonasek ez dituela sufre oxidatzeko propietateak bakarrik, baita Fe(II) oxidatzeko propietateak, EET sistema bat eta metal astunekiko tolerantzia ere48,49. Fe(II)-ren jarduera oxidatiboari eta/edo metal elektroien kontsumo zuzenari esker aberastu daitezke. Aurreko ikerketa batean, Beggiatoacea-ren ugaritasun nahiko handia ikusi zen Cu-ko biofilmetan, biofilmen monitorizazio sistema ez-jarrai bat erabiliz, eta horrek iradokitzen du bakterio hauek Cu eta Cr bezalako metal toxikoekiko erresistenteak izan daitezkeela. Hala ere, Beggiatoaceak ingurune honetan hazteko behar duen energia iturria ezezaguna da.
Ikerketa honek ur gezako inguruneetan korrosioan zehar mikrobio-komunitateetan gertatzen diren aldaketak erakusten ditu. Ingurune berean, mikrobio-komunitateak metal mota desberdinak ziren. Gainera, gure emaitzek FeOB-ren garrantzia berresten dute korrosioaren hasierako faseetan, burdinaren menpeko mikrobio-energia metabolismoak mantenugaietan aberatsa den ingurune baten eraketa sustatzen baitu, beste mikroorganismo batzuek, hala nola SRB-k, faboratzen dutena. Ur gezako inguruneetan MIC murrizteko, FeOB eta IRB aberastea mugatu behar da.
Bederatzi metal erabili ziren ikerketa honetan eta 50 × 20 × 1–5 mm-ko blokeetan prozesatu ziren (ASTM 395 altzairurako eta % 1, % 2,25 eta % 9 Cr-rako lodiera: 5 mm; ASTM A283 eta ASTM A179-rako lodiera: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 eta 304 eta 316 Motako Altzairu Herdoilgaitza, lodiera: 1 mm), bi 4 mm-ko zulorekin. Kromo altzairuak lixa-paperarekin leundu ziren eta beste metalak 600 pikordun lixa-paperarekin murgildu aurretik. Lagin guztiak % 99,5eko etanolarekin sonikatu, lehortu eta pisatu ziren. Metal bakoitzeko hamar lagin erabili ziren korrosio-tasa kalkulatzeko eta mikrobiomaren analisietarako. Lagin bakoitza eskailera moduan finkatu zen PTFE hagaxka eta tartekatzaileekin (φ 5 × 30 mm, 2. irudi osagarria).
Igerilekuak 1100 metro kubikoko bolumena eta 4 metro inguruko sakonera ditu. Uraren sarrera 20 m3 h-1 izan zen, gainezka egitea askatu zen eta uraren kalitatea ez zen urtaroen arabera aldatu (3. irudi osagarria). Lagin-eskailera deposituaren erdian zintzilik dagoen 3 m-ko altzairuzko kable baten gainean jaisten da. Bi eskailera multzo kendu ziren igerilekutik 1, 3, 6, 14 eta 22 hilabetetan. Eskailera bateko laginak erabili ziren pisu-galera neurtzeko eta korrosio-tasak kalkulatzeko, eta beste eskailera bateko laginak mikrobiomaren analisietarako. Murgiltze-deposituan disolbatutako oxigenoa gainazaletik eta hondotik gertu neurtu zen, baita erdian ere, oxigeno disolbatuko sentsore bat erabiliz (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, AEB).
Laginen korrosio produktuak eta biofilmak plastikozko arraskagailu batekin arraskatuz edo kotoi-iskotxo batekin igurtziz kendu ziren, eta ondoren, % 99,5eko etanolean garbitu ziren ultrasoinu-bainu bat erabiliz. Ondoren, laginak Clark-en disoluzioan murgildu ziren ASTM G1-0351 araudiaren arabera. Lehortzea amaitu ondoren, lagin guztiak pisatu ziren. Kalkulatu lagin bakoitzerako korrosio-tasa (mm/urte) formula hau erabiliz:
non K konstante bat den (8,76 × 104), T esposizio-denbora (h), A azalera osoa (cm2), W masa-galera (g) eta D dentsitatea (g cm–3).
Laginak pisatu ondoren, hainbat laginen 3D irudiak lortu ziren 3D neurketa-laser mikroskopio bat erabiliz (LEXT OLS4000, Olympus, Tokio, Japonia).