از بازدید شما از Nature.com متشکریم. شما از نسخه مرورگری با پشتیبانی محدود از CSS استفاده می‌کنید. برای بهترین تجربه، توصیه می‌کنیم از یک مرورگر به‌روز استفاده کنید (یا حالت سازگاری را در Internet Explorer غیرفعال کنید). علاوه بر این، برای اطمینان از پشتیبانی مداوم، سایت را بدون استایل‌ها و جاوا اسکریپت نمایش می‌دهیم.
یک چرخ و فلک از سه اسلاید را به طور همزمان نمایش می‌دهد. از دکمه‌های قبلی و بعدی برای حرکت بین سه اسلاید به طور همزمان استفاده کنید، یا از دکمه‌های کشویی در انتها برای حرکت بین سه اسلاید به طور همزمان استفاده کنید.
در محیط‌های آب شیرین، خوردگی تسریع‌شده فولادهای کربنی و ضدزنگ اغلب مشاهده می‌شود. یک مطالعه غواصی ۲۲ ماهه با استفاده از ۹ نوع فولاد در مخزن آب شیرین در اینجا انجام شد. خوردگی تسریع‌شده در فولادهای کربنی و کرومی و چدن مشاهده شد، در حالی که در فولاد ضدزنگ حتی پس از ۲۲ ماه هیچ خوردگی قابل مشاهده‌ای مشاهده نشد. تجزیه و تحلیل جامعه میکروبی نشان داد که در طول خوردگی عمومی، باکتری‌های اکسیدکننده Fe(II) در مرحله اولیه خوردگی، باکتری‌های کاهنده Fe(III) در مرحله توسعه خوردگی و باکتری‌های کاهنده سولفات در مرحله خوردگی در مرحله نهایی خوردگی محصول غنی شدند. برعکس، باکتری‌های Beggiatocaea به ویژه در فولادی با ۹٪ کروم که در معرض خوردگی موضعی قرار گرفته بود، فراوان بودند. این ترکیبات جوامع میکروبی نیز با ترکیبات موجود در نمونه‌های آب و رسوبات کف متفاوت بود. بنابراین، با پیشرفت خوردگی، جامعه میکروبی دستخوش تغییرات چشمگیری می‌شود و متابولیسم انرژی میکروبی وابسته به آهن، محیطی را ایجاد می‌کند که می‌تواند سایر میکروارگانیسم‌ها را غنی کند.
فلزات می‌توانند به دلیل عوامل مختلف فیزیکی و شیمیایی محیطی مانند pH، دما و غلظت یون، دچار فرسایش و خوردگی شوند. شرایط اسیدی، دمای بالا و غلظت کلرید به ویژه بر خوردگی فلزات تأثیر می‌گذارند1،2،3. میکروارگانیسم‌ها در محیط‌های طبیعی و ساخته شده اغلب بر سایش و خوردگی فلزات تأثیر می‌گذارند، رفتاری که در خوردگی میکروبی (MIC)4،5،6،7،8 بیان می‌شود. MIC اغلب در محیط‌هایی مانند لوله‌های داخلی و مخازن ذخیره‌سازی، در شکاف‌های فلزی و در خاک یافت می‌شود، جایی که به طور ناگهانی ظاهر می‌شود و به سرعت توسعه می‌یابد. بنابراین، نظارت و تشخیص زودهنگام MICها بسیار دشوار است، بنابراین تجزیه و تحلیل MIC معمولاً پس از خوردگی انجام می‌شود. مطالعات موردی متعددی در مورد MIC گزارش شده است که در آنها باکتری‌های کاهنده سولفات (SRB) اغلب در محصولات خوردگی یافت شده‌اند9،10،11،12،13. با این حال، هنوز مشخص نیست که آیا SRBها در شروع خوردگی نقش دارند یا خیر، زیرا تشخیص آنها بر اساس تجزیه و تحلیل پس از خوردگی است.
اخیراً، علاوه بر باکتری‌های اکسیدکننده ید21، میکروارگانیسم‌های مختلف تجزیه‌کننده آهن، مانند SRB14 تجزیه‌کننده آهن، متانوژن‌ها15،16،17، باکتری‌های کاهنده نیترات18، باکتری‌های اکسیدکننده آهن19 و استوژن‌ها20 گزارش شده‌اند. در شرایط آزمایشگاهی بی‌هوازی یا میکروآئروبیک، اکثر آنها آهن صفر ظرفیتی و فولاد کربنی را می‌خورند. علاوه بر این، مکانیسم‌های خوردگی آنها نشان می‌دهد که متانوژن‌ها و SRBهای خورنده آهن با برداشت الکترون از آهن صفر ظرفیتی با استفاده از هیدروژنازهای خارج سلولی و سیتوکروم‌های چندهمی، به ترتیب22،23، خوردگی را افزایش می‌دهند. MICها به دو نوع تقسیم می‌شوند: (i) MIC شیمیایی (CMIC)، که خوردگی غیرمستقیم توسط گونه‌های تولید شده میکروبی است، و (ii) MIC الکتریکی (EMIC)، که خوردگی مستقیم با تخلیه الکترون از فلز است24. EMIC که توسط انتقال الکترون خارج سلولی (EET) تسهیل می‌شود، بسیار مورد توجه است زیرا میکروارگانیسم‌هایی با خواص EET باعث خوردگی سریع‌تری نسبت به میکروارگانیسم‌های غیر EET می‌شوند. در حالی که پاسخ محدودکننده سرعت CMIC در شرایط بی‌هوازی، تولید H2 از طریق کاهش پروتون (H+) است، EMIC از طریق متابولیسم EET پیش می‌رود که مستقل از تولید H2 است. مکانیسم EET در میکروارگانیسم‌های مختلف به عملکرد سوخت سلولی میکروبی و الکتروبیوسنتز مربوط می‌شود25،26،27،28،29. از آنجا که شرایط کشت برای این میکروارگانیسم‌های خورنده با شرایط موجود در محیط طبیعی متفاوت است، مشخص نیست که آیا این فرآیندهای خوردگی میکروبی مشاهده شده، خوردگی را در عمل منعکس می‌کنند یا خیر. بنابراین، مشاهده مکانیسم MIC ناشی از این میکروارگانیسم‌های خورنده در محیط طبیعی دشوار است.
توسعه فناوری توالی‌یابی DNA، مطالعه جزئیات جوامع میکروبی در محیط‌های طبیعی و مصنوعی را تسهیل کرده است، به عنوان مثال، پروفایل میکروبی بر اساس توالی ژن 16S rRNA با استفاده از توالی‌یاب‌های نسل جدید در زمینه بوم‌شناسی میکروبی مورد استفاده قرار گرفته است30،31،32. مطالعات MIC متعددی منتشر شده است که جوامع میکروبی را در محیط‌های خاک و دریایی به تفصیل شرح داده‌اند13،33،34،35،36. علاوه بر SRB، غنی‌سازی در باکتری‌های اکسیدکننده Fe(II) (FeOB) و نیترات‌ساز در نمونه‌های خوردگی، به عنوان مثال FeOB، مانند Gallionella spp. و Dechloromonas spp.، و باکتری‌های نیترات‌ساز، مانند Nitrospira، در فولادهای کربنی و مس‌دار در محیط خاک نیز گزارش شده است33. به طور مشابه، در محیط دریایی، کلونیزاسیون سریع باکتری‌های اکسیدکننده آهن متعلق به طبقات Zetaproteobacteria و Betaproteobacteria برای چندین هفته روی فولاد کربنی 36 مشاهده شده است. این داده‌ها نشان‌دهنده‌ی سهم این میکروارگانیسم‌ها در خوردگی است. با این حال، در بسیاری از مطالعات، مدت زمان و گروه‌های آزمایشی محدود هستند و اطلاعات کمی در مورد پویایی جوامع میکروبی در طول خوردگی وجود دارد.
در اینجا، ما با استفاده از مطالعات غوطه‌وری در یک محیط آب شیرین هوازی با سابقه رویدادهای MIC، MICهای فولاد کربنی، فولاد کرومی، فولاد ضد زنگ و چدن را بررسی می‌کنیم. نمونه‌ها در ۱، ۳، ۶، ۱۴ و ۲۲ ماه گرفته شدند و میزان خوردگی هر فلز و جزء میکروبی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج ما بینشی در مورد پویایی طولانی‌مدت جوامع میکروبی در طول خوردگی ارائه می‌دهد.
همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است، در این مطالعه از نه فلز استفاده شد. ده نمونه از هر ماده در یک استخر آب شیرین غوطه‌ور شدند. کیفیت آب فرآیند به شرح زیر است: 30 ppm Cl-، 20 mS m-1، 20 ppm Ca2+، 20 ppm SiO2، کدورت 1 ppm و pH 7.4. غلظت اکسیژن محلول (DO) در پایین نردبان نمونه‌برداری تقریباً 8.2 ppm بود و دمای آب به صورت فصلی از 9 تا 23 درجه سانتیگراد متغیر بود.
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، پس از 1 ماه غوطه‌وری در محیط‌های چدنی ASTM A283، ASTM A109 Condition #4/5، ASTM A179 و ASTM A395، محصولات خوردگی قهوه‌ای رنگ به شکل خوردگی عمومی روی سطح فولاد کربنی مشاهده شد. کاهش وزن این نمونه‌ها با گذشت زمان افزایش یافت (جدول تکمیلی 1) و نرخ خوردگی 0.13-0.16 میلی‌متر در سال بود (شکل 2). به طور مشابه، خوردگی عمومی در فولادهایی با محتوای کروم کم (1٪ و 2.25٪) با نرخ خوردگی حدود 0.13 میلی‌متر در سال مشاهده شده است (شکل‌های 1 و 2). در مقابل، فولاد با 9٪ کروم خوردگی موضعی را نشان می‌دهد که در شکاف‌های تشکیل شده توسط واشرها رخ می‌دهد. نرخ خوردگی این نمونه حدود 0.02 میلی‌متر در سال است که به طور قابل توجهی کمتر از فولاد با خوردگی عمومی است. در مقابل، فولادهای زنگ نزن نوع 304 و 316 هیچ خوردگی قابل مشاهده‌ای نشان نمی‌دهند و نرخ خوردگی تخمینی آنها کمتر از 0.001 میلی‌متر در سال است. در مقابل، فولادهای زنگ نزن نوع 304 و 316 هیچ خوردگی قابل مشاهده‌ای نشان نمی‌دهند و نرخ شتاب تخمینی آنها کمتر از 0.001 میلی‌متر در سال است. Напротив, нержавеющие стали نوع 304 و 316 را مشاهده نمی کند، при этом расчетная скорость коррозии تشکیلляет <0,001 mm/год. در مقابل، فولادهای زنگ نزن نوع 304 و 316 هیچ خوردگی قابل مشاهده‌ای نشان نمی‌دهند و نرخ خوردگی تخمینی آنها کمتر از 0.001 میلی‌متر در سال است.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<0.00mm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<0.00mm Напротив, нержавеющие стали نوع 304 و -316 نشانی از مشاهدهмой коррозии со расчетной скоростью коррозии <0,001 mm/год. در مقابل، فولادهای زنگ نزن نوع 304 و 316- هیچ خوردگی قابل مشاهده‌ای با نرخ خوردگی طراحی کمتر از 0.001 میلی‌متر در سال نشان ندادند.
تصاویر ماکروسکوپی هر نمونه (ارتفاع ۵۰ میلی‌متر × عرض ۲۰ میلی‌متر) قبل و بعد از رسوب‌زدایی نشان داده شده است. ۱ متر، ۱ ماه؛ ۳ متر، ۳ ماه؛ ۶ متر، ۶ ماه؛ ۱۴ متر، ۱۴ ماه؛ ۲۲ متر، ۲۲ ماه؛ S، ASTM A283؛ SP، ASTM A109، شرایط ۴/۵؛ FC، ASTM A395؛ B، ASTM A179؛ ۱C، فولاد ۱٪ کروم؛ فولاد ۳C، فولاد ۲.۲۵٪ کروم؛ فولاد ۹C، فولاد ۹٪ کروم؛ S6، فولاد ضد زنگ ۳۱۶؛ S8، فولاد ضد زنگ نوع ۳۰۴.
نرخ خوردگی با استفاده از کاهش وزن و زمان غوطه‌وری محاسبه شد. S، ASTM A283، SP، ASTM A109، سخت‌شده ۴/۵، FC، ASTM A395، B، ASTM A179، 1C، فولاد ۱٪ کروم، ۳ C، فولاد ۲.۲۵٪ کروم، ۹ C، فولاد ۹٪ کروم، S6، فولاد ضد زنگ نوع ۳۱۶؛ S8، فولاد ضد زنگ نوع ۳۰۴.
شکل 1 همچنین نشان می‌دهد که محصولات خوردگی فولاد کربنی، فولاد کم کروم و چدن پس از غوطه‌وری به مدت 3 ماه، بیشتر توسعه می‌یابند. نرخ کلی خوردگی پس از 22 ماه به تدریج به 0.07 تا 0.08 میلی‌متر در سال کاهش یافت (شکل 2). علاوه بر این، نرخ خوردگی فولاد 2.25٪ کروم کمی کمتر از سایر نمونه‌های خورده شده بود، که نشان می‌دهد کروم می‌تواند خوردگی را مهار کند. علاوه بر خوردگی عمومی، طبق ASTM A179، خوردگی موضعی پس از 22 ماه با عمق خوردگی حدود 700 میکرومتر مشاهده شد (شکل 3). نرخ خوردگی موضعی، که با استفاده از عمق خوردگی و زمان غوطه‌وری محاسبه می‌شود، 0.38 میلی‌متر در سال است که حدود 5 برابر سریع‌تر از خوردگی عمومی است. نرخ خوردگی آلیاژ ASTM A395 را می‌توان کمتر از حد واقعی تخمین زد زیرا محصولات خوردگی پس از 14 یا 22 ماه غوطه‌وری در آب، رسوب را به طور کامل از بین نمی‌برند. با این حال، تفاوت باید حداقل باشد. علاوه بر این، بسیاری از حفره‌های کوچک در فولاد کم کروم خورده شده مشاهده شد.
تصویر کامل (مقیاس: 10 میلی‌متر) و خوردگی موضعی (مقیاس: 500 میکرومتر) از فولاد ASTM A179 و 9% کروم در حداکثر عمق با استفاده از میکروسکوپ لیزری سه‌بعدی. دایره‌های قرمز در تصویر کامل نشان‌دهنده خوردگی موضعی اندازه‌گیری شده هستند. نمای کامل فولاد 9% کروم از پشت در شکل 1 نشان داده شده است.
همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، برای فولاد با 9% کروم، هیچ خوردگی در عرض 3 تا 14 ماه مشاهده نشد و نرخ خوردگی عملاً صفر بود. با این حال، خوردگی موضعی پس از 22 ماه مشاهده شد (شکل 3) با نرخ خوردگی 0.04 میلی‌متر در سال که با استفاده از کاهش وزن محاسبه شده است. حداکثر عمق خوردگی موضعی 1260 میکرومتر است و نرخ خوردگی موضعی که با استفاده از عمق خوردگی و زمان غوطه‌وری (22 ماه) تخمین زده می‌شود، 0.68 میلی‌متر در سال است. از آنجا که نقطه دقیق شروع خوردگی مشخص نیست، نرخ خوردگی ممکن است بالاتر باشد.
در مقابل، حتی پس از ۲۲ ماه غوطه‌وری، هیچ خوردگی قابل مشاهده‌ای روی فولاد ضد زنگ مشاهده نشد. اگرچه قبل از رسوب‌زدایی چند ذره قهوه‌ای روی سطح مشاهده شد (شکل ۱)، اما آنها اتصال ضعیفی داشتند و محصول خوردگی نبودند. از آنجایی که فلز پس از حذف رسوب، دوباره روی سطح فولاد ضد زنگ ظاهر می‌شود، نرخ خوردگی عملاً صفر است.
توالی‌یابی آمپلیکون برای درک تفاوت‌ها و پویایی جوامع میکروبی در طول زمان در محصولات خوردگی و بیوفیلم‌ها روی سطوح فلزی، در آب و رسوبات انجام شده است. در مجموع ۴,۱۶۰,۰۱۲ خوانش دریافت شد که دامنه آن از ۳۱۳۲۸ تا ۱۲۴۱۸۳ خوانش بود.
شاخص‌های شانون نمونه‌های آب گرفته شده از آبگیرها و برکه‌ها از 5.47 تا 7.45 متغیر بود (شکل 4a). از آنجایی که آب رودخانه بازیافتی به عنوان آب صنعتی استفاده می‌شود، جامعه میکروبی می‌تواند به صورت فصلی تغییر کند. در مقابل، شاخص شانون نمونه‌های رسوبات کف حدود 9 بود که به طور قابل توجهی بالاتر از نمونه‌های آب است. به طور مشابه، نمونه‌های آب شاخص‌های Chao1 محاسبه شده و واحدهای طبقه‌بندی عملیاتی مشاهده شده (OTU) کمتری نسبت به نمونه‌های رسوب داشتند (شکل 4b، c). این تفاوت‌ها از نظر آماری معنی‌دار هستند (آزمون توکی-کرامر؛ مقادیر p < 0.01، شکل 4d)، که نشان می‌دهد جوامع میکروبی در نمونه‌های رسوب پیچیده‌تر از نمونه‌های آب هستند. این تفاوت‌ها از نظر آماری معنی‌دار هستند (آزمون توکی-کرامر؛ مقادیر p < 0.01، شکل 4d)، که نشان می‌دهد جوامع میکروبی در نمونه‌های رسوب پیچیده‌تر از نمونه‌های آب هستند. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, ris. 4d)، образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. این تفاوت‌ها از نظر آماری معنی‌دار هستند (آزمون توکی-کرامر؛ مقادیر p <0.01، شکل 4d)، که نشان می‌دهد جوامع میکروبی در نمونه‌های رسوب پیچیده‌تر از نمونه‌های آب هستند.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天这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ，图 4d） 表明 沉积物渷中 中 的 群落更 . . . . . . Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, ris. 4d)، что позволяет предположить, что микробные اطلاعات در образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. این تفاوت‌ها از نظر آماری معنی‌دار بودند (آزمون توکی-کرامر؛ مقدار p <0.01، شکل 4d)، که نشان می‌دهد جوامع میکروبی در نمونه‌های رسوب پیچیده‌تر از نمونه‌های آب هستند.از آنجایی که آب در حوضه سرریز دائماً در حال تجدید است و رسوبات بدون آشفتگی مکانیکی در کف حوضه ته نشین می‌شوند، این تفاوت در تنوع میکروبی باید منعکس کننده اکوسیستم موجود در حوضه باشد.
الف) شاخص شانون، ب) واحد طبقه‌بندی عملیاتی مشاهده‌شده (OTU)، و ج) شاخص جذب Chao1 (n=6) و حوضه (n=5). آب، رسوب (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) و 9% (9 C: n=5) فولادهای کروم، و همچنین فولادهای ضد زنگ نوع 316 (S6: n=5) و -304 (S8: n=5) به صورت نمودارهای جعبه‌ای شکل و ویسکی نشان داده شده‌اند. د) مقادیر p برای شاخص‌های Shannon و Chao1 که با استفاده از آزمون‌های ANOVA و مقایسه چندگانه Tukey-Kramer به دست آمده‌اند. پس‌زمینه‌های قرمز نشان‌دهنده جفت‌هایی با مقادیر p < 0.05 هستند. پس‌زمینه‌های قرمز نشان‌دهنده جفت‌هایی با مقادیر p کمتر از 0.05 هستند. Красные фоны ارائه پارسی با معنی p <0,05. پس‌زمینه‌های قرمز نشان‌دهنده جفت‌هایی با مقادیر p کمتر از 0.05 هستند.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 ارائه دهنده پارы با p-значениями <0,05. پس‌زمینه‌های قرمز نشان‌دهنده جفت‌هایی با مقادیر p کمتر از 0.05 هستند.خط وسط کادر، بالا و پایین کادر و سبیل‌ها به ترتیب نشان‌دهنده میانه، صدک‌های ۲۵ و ۷۵ و حداقل و حداکثر مقادیر هستند.
شاخص‌های شانون برای فولاد کربنی، فولاد کم کروم و چدن مشابه نمونه‌های آب بود (شکل 4a). در مقابل، شاخص‌های شانون نمونه‌های فولاد ضد زنگ به طور قابل توجهی بالاتر از فولادهای خورده شده (مقادیر p < 0.05، شکل 4d) و مشابه با رسوبات است. در مقابل، شاخص‌های شانون نمونه‌های فولاد ضد زنگ به طور قابل توجهی بالاتر از فولادهای خورده شده (مقادیر p < 0.05، شکل 4d) و مشابه با شاخص‌های رسوبات است. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей (значения p <0,05, рис. 4d) و аналогичны индексам отложений. در مقابل، شاخص‌های شانون نمونه‌های فولاد ضد زنگ به طور قابل توجهی بالاتر از فولادهای خورده شده هستند (مقادیر p < 0.05، شکل 4d) و مشابه شاخص‌های رسوب هستند.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 корродированной стали (значение p <0,05, ris. 4d), как и у اوتولونی در مقابل، شاخص شانون نمونه‌های فولاد ضد زنگ به طور قابل توجهی بالاتر از فولاد خورده شده بود (مقدار p < 0.05، شکل 4d)، همانطور که رسوب نیز همینطور بود.در مقابل، شاخص شانون برای فولادهای حاوی 9٪ کروم از 6.95 تا 9.65 متغیر بود. این مقادیر در نمونه‌های بدون خوردگی در 1 و 3 ماه بسیار بیشتر از نمونه‌های خورده شده در 6، 14 و 22 ماه بود (شکل 4a). علاوه بر این، شاخص‌های Chao1 و OTUهای مشاهده‌شده برای فولادهای 9% Cr بالاتر از نمونه‌های خورده‌شده و آب و پایین‌تر از نمونه‌های بدون خورده‌شدن و رسوب هستند (شکل 4b، c) و تفاوت‌ها از نظر آماری معنی‌دار هستند (مقادیر p < 0.01، شکل 4d). علاوه بر این، شاخص‌های Chao1 و OTUهای مشاهده‌شده برای فولادهای 9% Cr بالاتر از نمونه‌های خورده‌شده و آب و پایین‌تر از نمونه‌های غیرخورده و رسوب هستند (شکل 4b، c) و تفاوت‌ها از نظر آماری معنی‌دار هستند (مقادیر p < 0.01، شکل 4d).علاوه بر این، Chao1 و OTU مشاهده شده برای فولادهای دارای 9% کروم، بالاتر از نمونه‌های خورده شده و آبی و کمتر از نمونه‌های غیر خورده شده و رسوبی هستند (شکل 4b، c) و این تفاوت‌ها از نظر آماری معنی‌دار هستند.(p-значения <0,01, рис. 4d). (مقادیر p <0.01، شکل 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 观察沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0.01 图 图 图 图 图 图 弌، ، ، ، ، ۴d). Кроме того، شاخص Chao1 و наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были بیشتر، чем у корродированных и водных образцов, и ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница была статистически значимой (p- значение < 0,01, рис. 4г). علاوه بر این، شاخص Chao1 و OTU مشاهده شده برای فولاد 9% Cr بالاتر از نمونه‌های خورده شده و آبی و کمتر از نمونه‌های خورده نشده و رسوبی بود (شکل 4b، c) و این تفاوت از نظر آماری معنی‌دار بود (مقدار p < 0.01، شکل 4d).این نتایج نشان می‌دهد که تنوع میکروبی در محصولات خوردگی کمتر از بیوفیلم‌های روی فلزات خورده نشده است.
در شکل 5a نمودار تحلیل مختصات اصلی (PCoA) بر اساس فاصله بدون وزن UniFrac برای همه نمونه‌ها نشان داده شده است که سه خوشه اصلی در آن مشاهده شده است. جوامع میکروبی در نمونه‌های آب به طور قابل توجهی با سایر جوامع متفاوت بودند. جوامع میکروبی در رسوبات همچنین شامل جوامع فولاد ضد زنگ بودند، در حالی که در نمونه‌های خوردگی گسترده بودند. در مقابل، نقشه فولاد با 9٪ کروم به خوشه‌های خورده نشده و خورده شده تقسیم شده است. در نتیجه، جوامع میکروبی روی سطوح فلزی و محصولات خوردگی به طور قابل توجهی با جوامع میکروبی در آب متفاوت هستند.
نمودار تحلیل مختصات اصلی (PCoA) بر اساس فواصل UniFrac بدون وزن در تمام نمونه‌ها (a)، آب (b) و فلزات (c). دایره‌ها هر خوشه را برجسته می‌کنند. مسیرها با خطوطی که دوره‌های نمونه‌برداری را به صورت سری به هم متصل می‌کنند، نشان داده شده‌اند. ۱ متر، ۱ ماه؛ ۳ متر، ۳ ماه؛ ۶ متر، ۶ ماه؛ ۱۴ متر، ۱۴ ماه؛ ۲۲ متر، ۲۲ ماه؛ S، ASTM A283؛ SP، ASTM A109، شرایط ۴/۵؛ FC، ASTM A395؛ B، ASTM A179؛ ۱C، فولاد ۱٪ کروم؛ فولاد ۳C، فولاد ۲.۲۵٪ کروم؛ فولاد ۹C، فولاد ۹٪ کروم؛ S6، فولاد ضد زنگ ۳۱۶؛ S8، فولاد ضد زنگ نوع ۳۰۴.
نمودارهای PCoA نمونه‌های آب، هنگامی که به ترتیب زمانی مرتب شدند، به صورت دایره‌ای بودند (شکل 5b). این گذار چرخه‌ای ممکن است منعکس کننده تغییرات فصلی باشد.
علاوه بر این، تنها دو خوشه (خورده و غیرخورده) در نمودارهای PCoA نمونه‌های فلزی مشاهده شد، که در آنها (به استثنای فولاد 9٪ کروم) تغییر در جامعه میکروبی از 1 تا 22 ماه نیز مشاهده شد (شکل 5c). علاوه بر این، از آنجایی که انتقال در نمونه‌های خورده شده بیشتر از نمونه‌های غیرخورده بود، بین تغییرات در جوامع میکروبی و پیشرفت خوردگی همبستگی وجود داشت. در نمونه‌های فولادی با 9٪ کروم، دو نوع جامعه میکروبی آشکار شد: نقاطی در 1 و 6 ماه، واقع در نزدیکی فولاد ضد زنگ، و سایر (3، 14 و 22 ماه)، واقع در نقاطی نزدیک به فولاد خورده شده. 1 ماه و کوپن‌های مورد استفاده برای استخراج DNA در 6 ماه خورده نشده بودند، در حالی که کوپن‌های 3، 14 و 22 ماه خورده شده بودند (شکل تکمیلی 1). بنابراین، جوامع میکروبی در نمونه‌های خورده‌شده با جوامع میکروبی در آب، رسوب و نمونه‌های خورده‌نشده متفاوت بودند و با پیشرفت خوردگی تغییر کردند.
انواع اصلی جوامع میکروبی مشاهده شده در نمونه‌های آب عبارت بودند از پروتئوباکتری‌ها (30.1-73.5%)، باکتروئیدت‌ها (6.3-48.6%)، پلانکتومیستوتا (0.4-19.6%) و اکتینوباکتری‌ها (0-17.7%)، فراوانی نسبی آنها از نمونه‌ای به نمونه دیگر متفاوت بود (شکل 6)، به عنوان مثال، فراوانی نسبی باکتروئیدت‌ها در آب برکه بیشتر از آب خالص بود. این تفاوت می‌تواند تحت تأثیر زمان اقامت آب در مخزن سرریز باشد. این انواع در نمونه‌های رسوبات کف نیز مشاهده شدند، اما فراوانی نسبی آنها به طور قابل توجهی با نمونه‌های آب متفاوت بود. علاوه بر این، محتوای نسبی اسیدوباکتریوتا (8.7-13.0%)، کلروفلکسی (8.1-10.2%)، نیتروسپیروتا (4.2-4.4%) و دسولفوباکتروتا (1.5-4.4%) بیشتر از نمونه‌های آب بود. از آنجایی که تقریباً همه گونه‌های دسولفوباکتروتا SRB37 هستند، محیط رسوب باید بی‌هوازی باشد. اگرچه دسولفوباکتری‌ها احتمالاً بر خوردگی تأثیر می‌گذارند، اما خطر آن باید بسیار کم باشد زیرا فراوانی نسبی آنها در آب استخر کمتر از 0.04٪ است. اگرچه دسولفوباکتری‌ها احتمالاً بر خوردگی تأثیر می‌گذارند، اما خطر آن باید بسیار کم باشد زیرا فراوانی نسبی آنها در آب استخر کمتر از 0.04٪ است. Hotya Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть черезвычайно низким, поскольку их относительное содержание в воде бассейна ترکیب <0.04%. اگرچه دسولفوباکتری‌ها ممکن است بر خوردگی تأثیر داشته باشند، اما خطر آن باید بسیار کم باشد زیرا فراوانی نسبی آنها در آب استخر کمتر از 0.04٪ است.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水们在池水中繄%4. <0.04٪. نوع Desulfobacillus می‌تواند منجر به شکستگی شود، خطر آن را کاهش دهد. ترکیب <0.04%. اگرچه نوع دسولفوباسیلوس می‌تواند بر خوردگی تأثیر بگذارد، اما خطر آن باید بسیار کم باشد زیرا فراوانی نسبی آنها در آب استخر کمتر از 0.04٪ است.
RW و Air به ترتیب نمونه‌های آب از آبگیر و حوضچه را نشان می‌دهند. Sediment-C، -E، -W نمونه‌های رسوبی هستند که از مرکز کف حوضچه و همچنین از ضلع‌های شرقی و غربی گرفته شده‌اند. ۱ متر، ۱ ماه؛ ۳ متر، ۳ ماه؛ ۶ متر، ۶ ماه؛ ۱۴ متر، ۱۴ ماه؛ ۲۲ متر، ۲۲ ماه؛ S، ASTM A283؛ SP، ASTM A109، وضعیت ۴/۵؛ FC، ASTM A395؛ B، ASTM A179؛ ۱C، فولاد ۱٪ کروم؛ فولاد ۳C، فولاد ۲.۲۵٪ کروم؛ فولاد ۹C، فولاد ۹٪ کروم؛ S6، فولاد ضد زنگ ۳۱۶؛ S8، فولاد ضد زنگ نوع ۳۰۴.
در سطح جنس، نسبت کمی بالاتر (6 تا 19 درصد) از باکتری‌های طبقه‌بندی نشده متعلق به خانواده Trichomonadaceae، و همچنین Neosphingosine، Pseudomonas و Flavobacterium، در تمام فصول مشاهده شد. به عنوان اجزای اصلی فرعی، سهم آنها متفاوت است (شکل 1). 7a و b). در شاخه‌های فرعی، فراوانی نسبی Flavobacterium، Pseudovibrio و Rhodoferrobacter فقط در زمستان بیشتر بود. به طور مشابه، محتوای بالاتری از Pseudovibrio و Flavobacterium در آب زمستانی حوضه مشاهده شد. بنابراین، جوامع میکروبی در نمونه‌های آب بسته به فصل متفاوت بودند، اما در طول دوره مطالعه تغییرات چشمگیری نداشتند.
الف) آب ورودی، ب) آب استخر، ج) ASTM A283، د) ASTM A109 با دمای شماره ۴/۵، ه) ASTM A179، ج) ASTM A395، ج) ۱٪ کروم، ح) ۲.۲۵٪ کروم، و د) فولاد ۹٪ کروم، ج) نوع ۳۱۶ و فولاد ضد زنگ K-304.
پروتئوباکتری‌ها اجزای اصلی در تمام نمونه‌ها بودند، اما فراوانی نسبی آنها در نمونه‌های خورده شده با پیشرفت خوردگی کاهش یافت (شکل 6). در نمونه‌های ASTM A179، ASTM A109 Temp No. 4/5، ASTM A179، ASTM A395 و 1% و 2.25% کروم، فراوانی نسبی پروتئوباکتری‌ها از 89.1%، 85.9%، 89.6%، 79.5% و 84.8% کاهش یافت. 83.8% به ترتیب 43.3%، 52.2%، 50.0%، 41.9%، 33.8% و 31.3% هستند. در مقابل، فراوانی نسبی دسولفوباکتروتا با پیشرفت خوردگی به تدریج از کمتر از 0.1٪ به 12.5-45.9٪ افزایش می‌یابد. در مقابل، فراوانی نسبی دسولفوباکتروتا با پیشرفت خوردگی به تدریج از کمتر از 0.1٪ به 12.5-45.9٪ افزایش می‌یابد. 1.1% تا 12.5–45.9% با افزایش میزان آلودگی به دسولفوباکتروتا. در مقابل، فراوانی نسبی دسولفوباکتروتا با پیشرفت خوردگی به تدریج از کمتر از ۰.۱٪ به ۱۲.۵-۴۵.۹٪ افزایش می‌یابد.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 با <0,1% تا 12,5–45,9% با گسترش نادرستي. در مقابل، فراوانی نسبی دسولفوباسیلوس به تدریج از کمتر از 0.1٪ به 12.5-45.9٪ با پیشرفت خوردگی افزایش یافت.بنابراین، با پیشرفت خوردگی، پروتئوباکتریرا توسط دسولفوباکتروتا جایگزین شد.
در مقابل، بیوفیلم‌های روی فولاد ضد زنگ خورده نشده حاوی نسبت‌های یکسانی از باکتری‌های مختلف بودند. پروتئوباکتری‌ها (۲۹.۴-۳۴.۱٪)، پلانکتومیستوتا (۱۱.۷-۱۸.۸٪)، نیتروسپیروتا (۲.۹-۲۰.۹٪)، اسیدوباکتریوتا (۸.۶-۱۸.۸٪)، باکتروئیدوتا (۳.۱-۹.۲٪) و کلروفلکسی (۲.۱-۸.۸٪). مشخص شد که نسبت نیتروسپیروتا در نمونه‌های فولاد ضد زنگ به تدریج افزایش یافته است (شکل ۶). این نسبت‌ها مشابه نمونه‌های رسوب هستند که با نمودار PCoA نشان داده شده در شکل ۵a مطابقت دارد.
در نمونه‌های فولادی حاوی 9% کروم، دو نوع جامعه میکروبی مشاهده شد: جوامع میکروبی 1 ماهه و 6 ماهه مشابه نمونه‌های رسوبات کف بودند، در حالی که نسبت پروتئوباکتری‌ها در نمونه‌های خوردگی 3، 14 و 22 به طور قابل توجهی افزایش یافت. علاوه بر این، این دو جامعه میکروبی در نمونه‌های فولادی 9% کروم با خوشه‌های تقسیم‌شده در نمودار PCoA نشان داده شده در شکل 5c مطابقت داشتند.
در سطح جنس، بیش از ۲۰۰۰ OTU حاوی باکتری‌ها و آرکی‌های نامشخص مشاهده شد. در سطح جنس، بیش از ۲۰۰۰ OTU حاوی باکتری‌ها و آرکی‌های نامشخص مشاهده شد.در سطح جنس، بیش از ۲۰۰۰ OTU مشاهده شده است که حاوی باکتری‌ها و آرکی‌های ناشناخته هستند.در سطح جنس، بیش از ۲۰۰۰ OTU حاوی باکتری‌ها و آرکی‌های نامشخص مشاهده شده است. در میان آنها، ما بر روی ۱۰ OTU با جمعیت بالا در هر نمونه تمرکز کردیم. این شامل ۵۸.۷-۷۰.۹٪، ۴۸.۷-۶۳.۳٪، ۵۰.۲-۷۰.۷٪، ۵۰.۸-۷۱.۵٪، ۴۷.۲-۶۲.۷٪، ۳۸.۴-۶۴.۷٪، ۱۲.۸-۴۹.۷٪، ۱۷.۵-۴۶.۸٪ و ۲۱.۸-۴۵.۱٪ در ASTM A179، ASTM A109 Temp No. 4/5، ASTM A179، ASTM A395، فولادهای کروم ۱٪، ۲.۲۵٪ و ۹٪ و فولادهای ضد زنگ نوع ۳۱۶ و -۳۰۴ می‌شود.
محتوای نسبتاً بالایی از مونولیت‌های بدون کلر با خاصیت اکسیدکنندگی Fe(II) در نمونه‌های خوردگی مانند ASTM A179، ASTM A109 Temp No. 4/5، ASTM A179، ASTM A395 و فولادهایی با 1% و 2.25% کروم مشاهده شده است. مرحله اولیه خوردگی (1 ماه و 3 ماه، شکل 7c-h). نسبت دکلروموناس‌ها با گذشت زمان کاهش یافت که با کاهش پروتئوباکتری‌ها مطابقت داشت (شکل 6). علاوه بر این، نسبت دکلروموناس در بیوفیلم‌های نمونه‌های بدون خوردگی کمتر از ۱٪ است. علاوه بر این، نسبت دکلروموناس در بیوفیلم‌های نمونه‌های بدون خوردگی کمتر از ۱٪ است. Кроме того, доля Dechloromonas в биоленках на некорродированных образцах составляет <1%. علاوه بر این، نسبت دکلروموناس در بیوفیلم‌های نمونه‌های بدون خوردگی کمتر از ۱٪ است.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%. علاوه بر این، نسبت دکلروموناس در بیوفیلم نمونه‌های بدون خوردگی کمتر از ۱٪ بود.بنابراین، در بین محصولات خوردگی، دکلروموناس در مراحل اولیه خوردگی به طور قابل توجهی غنی می‌شود.
در مقابل، در ASTM A179، ASTM A109 تمپر شده شماره 4/5، ASTM A179، ASTM A395 و فولادهای با 1% و 2.25% کروم، نسبت گونه‌های SRB Desulfovibrio سرانجام پس از 14 و 22 ماه افزایش یافت (شکل 7c-h). Desulfofibrio در مراحل اولیه خوردگی، در نمونه‌های آب (شکل 7a، b) و در بیوفیلم‌های خورده نشده (شکل 7j، j) بسیار کم بود یا اصلاً شناسایی نشد. این امر قویاً نشان می‌دهد که Desulfovibrio محیط محصولات خوردگی تشکیل شده را ترجیح می‌دهد، اگرچه آنها در مراحل اولیه خوردگی بر خوردگی تأثیری ندارند.
باکتری‌های کاهنده آهن (III) (RRB)، مانند ژئوباکتر و ژئوتریکس، در محصولات خوردگی در مراحل میانی خوردگی (6 و 14 ماه) یافت شدند، اما نسبت مراحل پایانی (22 ماه) خوردگی در آنها بیشتر است. نسبتاً کم (شکل 7c، eh). جنس سیدروکسیدان‌ها با خواص اکسیداسیون آهن (II) رفتار مشابهی نشان داد (شکل 7f)، بنابراین نسبت FeOB، IRB و SRB فقط در نمونه‌های خورده شده بیشتر بود. این امر قویاً نشان می‌دهد که تغییرات در این جوامع میکروبی با پیشرفت خوردگی مرتبط است.
در فولادی با 9% کروم که پس از 3، 14 و 22 ماه خورده شده بود، نسبت بیشتری از اعضای خانواده Beggiatoacea (8.5-19.6%) مشاهده شد که می‌توانند خواص اکسیدکنندگی گوگرد را نشان دهند و سیدروکسیدان‌ها (8.4-13.7%) مشاهده شدند (شکل 1). 7i) علاوه بر این، تیوموناس، یک باکتری اکسیدکننده گوگرد (SOB)، در 3 و 14 ماه به تعداد بیشتری (3.4% و 8.8%) یافت شد. در مقابل، باکتری‌های کاهنده نیترات نیتروسپیرا (12.9%) در نمونه‌های 6 ماهه خورده نشده مشاهده شدند. نسبت افزایش یافته‌ای از نیتروسپیرا نیز در بیوفیلم‌های روی فولاد ضد زنگ پس از غوطه‌وری مشاهده شد (شکل 7j، k). بنابراین، جوامع میکروبی فولادهای 9% کروم خورده نشده 1 و 6 ماهه مشابه بیوفیلم‌های فولاد ضد زنگ بودند. علاوه بر این، جوامع میکروبی فولاد ۹٪ کروم خورده شده در ۳، ۱۴ و ۲۲ ماه با محصولات خوردگی فولادهای کربنی و کم کروم و چدن متفاوت بودند.
توسعه خوردگی معمولاً در آب شیرین کندتر از آب دریا است زیرا غلظت یون‌های کلرید بر خوردگی فلز تأثیر می‌گذارد. با این حال، برخی از فولادهای ضد زنگ ممکن است در محیط‌های آب شیرین خورده شوند38،39. علاوه بر این، در ابتدا به MIC مشکوک بودند زیرا مواد خورده شده قبلاً در استخر آب شیرین مورد استفاده در این مطالعه مشاهده شده بود. در مطالعات غوطه‌وری طولانی مدت، اشکال مختلف خوردگی، سه نوع جامعه میکروبی و تغییر در جوامع میکروبی در محصولات خوردگی مشاهده شد.
محیط آب شیرین مورد استفاده در این مطالعه، یک مخزن بسته برای آب فنی گرفته شده از رودخانه‌ای با ترکیب شیمیایی نسبتاً پایدار و تغییر فصلی دمای آب از 9 تا 23 درجه سانتیگراد است. بنابراین، نوسانات فصلی در جوامع میکروبی در نمونه‌های آب ممکن است با تغییرات دما مرتبط باشد. علاوه بر این، جامعه میکروبی در آب استخر تا حدودی با آب ورودی متفاوت بود (شکل 5b). آب استخر به دلیل سرریز شدن دائماً در حال جایگزینی است. در نتیجه، DO حتی در اعماق میانی بین سطح حوضه و کف، در حدود 8.2 ppm باقی ماند. برعکس، محیط رسوب باید بی‌هوازی باشد، زیرا در کف مخزن ته‌نشین می‌شود و باقی می‌ماند و فلور میکروبی موجود در آن (مانند CRP) نیز باید با فلور میکروبی موجود در آب متفاوت باشد (شکل 6). از آنجایی که کوپن‌های موجود در استخر از رسوبات دورتر بودند، فقط در طول مطالعات غوطه‌وری در شرایط هوازی در معرض آب شیرین قرار گرفتند.
خوردگی عمومی در فولاد کربنی، فولاد کم کروم و چدن در محیط‌های آب شیرین رخ می‌دهد (شکل 1) زیرا این مواد در برابر خوردگی مقاوم نیستند. با این حال، سرعت خوردگی (0.13 میلی‌متر در سال) در شرایط آب شیرین غیرزیستی بالاتر از مطالعات قبلی40 (0.04 میلی‌متر در سال) بود و با سرعت خوردگی (0.02-0.76 میلی‌متر در سال) در حضور میکروارگانیسم‌ها قابل مقایسه بود. 1) مشابه شرایط آب شیرین40،41،42. این سرعت خوردگی تسریع شده از ویژگی‌های MIC است.
علاوه بر این، پس از 22 ماه غوطه‌وری، خوردگی موضعی در چندین فلز زیر محصولات خوردگی مشاهده شد (شکل 3). به طور خاص، سرعت خوردگی موضعی مشاهده شده در ASTM A179 حدود پنج برابر سریع‌تر از خوردگی عمومی است. این شکل غیرمعمول خوردگی و سرعت خوردگی تسریع شده در خوردگی رخ داده روی همان جسم نیز مشاهده شده است. بنابراین، غوطه‌وری انجام شده در این مطالعه، خوردگی را در عمل منعکس می‌کند.
در میان فلزات مورد مطالعه، فولاد 9% کروم شدیدترین خوردگی را با عمق خوردگی بیش از 1.2 میلی‌متر نشان داد که احتمالاً به دلیل خوردگی تسریع‌شده و شکل غیرطبیعی خوردگی، از نوع MIC است. در میان فلزات مورد مطالعه، فولاد 9% کروم شدیدترین خوردگی را با عمق خوردگی بیش از 1.2 میلی‌متر نشان داد که احتمالاً به دلیل خوردگی تسریع‌شده و شکل غیرطبیعی خوردگی، از نوع MIC است. Среди исследованных металлов сталь со 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глибиной коррозии> 1,2 میلی متر، что، вероятно، является МИК из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. در میان فلزات مورد بررسی، فولاد با 9% کروم شدیدترین خوردگی را با عمق خوردگی >1.2 میلی‌متر نشان داد که احتمالاً به دلیل خوردگی تسریع‌شده و شکل غیرطبیعی خوردگی، MIC است.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% کروم Среди исследованных металлов наиболее сильно корродировала сталь со 9% کروم، با گلوبینوی کورروزی >1,2 میلی متر، скорее всего، МИК из-за ускоренных и anomalьnыh form korrosions. در بین فلزات مورد مطالعه، فولاد با 9% کروم به شدت خورده شد و عمق خوردگی آن بیش از 1.2 میلی‌متر بود که به احتمال زیاد به دلیل اشکال شتاب‌یافته و غیرعادی خوردگی، از نوع MIC بود.از آنجا که فولاد 9% کروم در کاربردهای دمای بالا استفاده می‌شود، رفتار خوردگی آن قبلاً مورد مطالعه قرار گرفته است43،44 اما هیچ MIC برای این فلز گزارش نشده است. از آنجایی که میکروارگانیسم‌های متعددی، به جز هایپرترموفیل‌ها، در محیط با دمای بالا (>100 درجه سانتیگراد) غیرفعال هستند، MIC در فولاد 9% کروم در چنین مواردی ممکن است نادیده گرفته شود. از آنجایی که میکروارگانیسم‌های متعددی، به جز فوق گرمادوست‌ها، در محیط با دمای بالا (>100 درجه سانتیگراد) غیرفعال هستند، MIC در فولاد 9% کروم در چنین مواردی ممکن است نادیده گرفته شود. میکروارگانیسم‌های میکروارگانیسمی، غیرفعال در سطح متوسط ​​(بیش از 100 درجه سانتی‌گراد)، MIK در ثابت با 9% کروم در تاکیх случаях можно не учитывать. از آنجایی که بسیاری از میکروارگانیسم‌ها، به استثنای هایپرترموفیل‌ها، در محیط با دمای بالا (>100 درجه سانتیگراد) غیرفعال هستند، می‌توان در چنین مواردی از MIC در فولاد با 9٪ کروم صرف نظر کرد.由于除超嗜热菌外，许多微生物在高温环境(>100 درجه سانتیگراد)中不活跃，因此在这种情况下可以忽略9% Cr 钢中的MIC. 9٪ کروم 颃(>100 °C) Поскольку многие میکروارگانیسمها، crome gipertermofilov، غیر فعاليتهاي فعال در سطح متوسط ​​(> 100 درجه سانتيگراد)، MPK در 9% Cr در данном случае نمی توانید آموزش دهید. از آنجایی که بسیاری از میکروارگانیسم‌ها، به جز هایپرترموفیل‌ها، در محیط‌های با دمای بالا (>100 درجه سانتیگراد) فعالیتی نشان نمی‌دهند، می‌توان در این مورد از MIC در فولاد با 9٪ کروم صرف نظر کرد.با این حال، هنگامی که فولاد ۹٪ کروم در محیطی با دمای متوسط ​​استفاده می‌شود، باید اقدامات مختلفی برای کاهش MIC انجام شود.
جوامع میکروبی مختلف و تغییرات آنها در رسوبات مواد خورده نشده و در محصولات خوردگی در بیوفیلم‌ها در مقایسه با آب، علاوه بر خوردگی تسریع‌شده (شکل 5-7) مشاهده شد، که قویاً نشان می‌دهد که این خوردگی یک میکروفون است. رامیرز و همکارانش13 یک گذار سه مرحله‌ای (FeOB => SRB/IRB => SOB) را در یک اکوسیستم میکروبی دریایی طی 6 ماه گزارش می‌دهند که در آن سولفید هیدروژن تولید شده توسط SRB غنی‌شده ثانویه ممکن است در نهایت به غنی‌سازی SOB کمک کند. رامیرز و همکارانش13 یک گذار سه مرحله‌ای (FeOB => SRB/IRB => SOB) را در یک اکوسیستم میکروبی دریایی طی 6 ماه گزارش می‌دهند، زمانی که سولفید هیدروژن تولید شده توسط SRB غنی‌شده ثانویه ممکن است در نهایت به غنی‌سازی SOB کمک کند. رامیرز و همکاران. вторичном обогащении SRB، ممکن است، наконец، способствовать обогащению SOB. رامیرز و همکارانش13 یک گذار سه مرحله‌ای (FeOB => SRB/IRB => SOB) را در اکوسیستم میکروبی دریایی طی یک دوره 6 ماهه گزارش می‌دهند، که در آن سولفید هیدروژن تولید شده از غنی‌سازی ثانویه SRB می‌تواند در نهایت به غنی‌سازی SOB کمک کند. رامیرز 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/IR =>S> 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。رامیرز 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s硫化氢 可能 最终 有助于 هق هق 的富集. رامیرز و همکاران. образующийся در результате вторичного обогащения SRB، می تواند در نهایت بتواند SOB را بسازد. رامیرز و همکارانش13 یک گذار سه مرحله‌ای (FeOB => SRB/IRB => SOB) را در اکوسیستم میکروبی دریایی طی یک دوره 6 ماهه گزارش کردند که در آن سولفید هیدروژن تولید شده از غنی‌سازی ثانویه SRB در نهایت ممکن است به غنی‌سازی SOB کمک کند.مک‌بث و امرسون36 غنی‌سازی اولیه در FeOB را گزارش کردند. به طور مشابه، غنی‌سازی FeOB در طول فاز اولیه خوردگی در این مطالعه مشاهده شده است، اما تغییرات میکروبی با پیشرفت خوردگی مشاهده شده در فولادهای کربنی و 1% و 2.25% کروم و چدن در طول 22 ماه به صورت FeOB => IRB => SRB است (شکل‌های 7 و 8). به طور مشابه، غنی‌سازی FeOB در طول فاز اولیه خوردگی در این مطالعه مشاهده شده است، اما تغییرات میکروبی با پیشرفت خوردگی مشاهده شده در فولادهای کربنی و 1% و 2.25% کروم و چدن در طول 22 ماه به صورت FeOB => IRB => SRB است (شکل‌های 7 و 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ranney stadyi corrosions, no microbnыe изменения по мере прогрессирования 1% و 2.25% Cr stalyah و chugune in 22 месяцев، ارائه با FeOB => IRB = > SRB (ris. 7 و 8). به طور مشابه، در این مطالعه غنی‌سازی FeOB در مراحل اولیه خوردگی مشاهده می‌شود، اما تغییرات میکروبی با پیشرفت خوردگی، که در فولادهای کربنی و 1% و 2.25% کروم و چدن در طول 22 ماه مشاهده شد، به صورت FeOB => IRB => SRB است (شکل‌های 7 و 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% 任2.25% 西2 Cr 钢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 咼同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 2% 迶 5% C. 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） Analogichnыm образом، в этом исследовании наблюдалось обогащение FeOB در rannih stadyyah corrosions, no microbiologiческие изменения, наблюдаемые в углеродистых и 1% و 2.25% Cr сталях и чугуне در течение 22 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (ریس. 7 و 8). به طور مشابه، غنی‌سازی FeOB در مراحل اولیه خوردگی در این مطالعه مشاهده شد، اما تغییرات میکروبیولوژیکی مشاهده شده در فولادهای کربنی و 1% و 2.25% کروم و چدن در طول 22 ماه به صورت FeOB => IRB => SRB بود (شکل 7 و 8).SRB ها به دلیل غلظت بالای یون سولفات می‌توانند به راحتی در محیط‌های آب دریا تجمع یابند، اما غنی‌سازی آنها در محیط‌های آب شیرین به دلیل غلظت پایین یون سولفات به تأخیر می‌افتد. غنی‌سازی SRB در آب دریا به طور مکرر گزارش شده است10،12،45.
الف) کربن آلی و نیتروژن از طریق متابولیسم انرژی وابسته به Fe(II) اکسید آهن (سلول‌های قرمز [Dechloromonas sp.] و سبز [Sideroxydans sp.]) و باکتری‌های کاهنده Fe(III) (سلول‌های خاکستری [Geothrix sp. و Geobacter sp.]) در مرحله اولیه خوردگی، سپس باکتری‌های کاهنده سولفات بی‌هوازی (SRP) و میکروارگانیسم‌های هتروتروف با مصرف مواد آلی انباشته شده، مرحله بالغ خوردگی را غنی می‌کنند. ب) تغییرات در جوامع میکروبی روی فلزات مقاوم در برابر خوردگی. سلول‌های بنفش، آبی، زرد و سفید به ترتیب نشان‌دهنده باکتری‌هایی از خانواده‌های Comamonadaceae، Nitrospira sp.، Beggiatoacea و سایر خانواده‌ها هستند.
با توجه به تغییرات در جامعه میکروبی و غنی‌سازی احتمالی SRB، FeOB در مراحل اولیه خوردگی حیاتی است و دکلروموناس‌ها می‌توانند انرژی رشد خود را از اکسیداسیون Fe(II) به دست آورند. میکروارگانیسم‌ها می‌توانند در محیط‌های حاوی عناصر کمیاب زنده بمانند، اما به صورت تصاعدی رشد نخواهند کرد. با این حال، حوضچه غوطه‌وری که در این مطالعه استفاده شده است، یک حوضچه سرریز با جریان ورودی 20 متر مکعب در ساعت است که به طور مداوم عناصر کمیاب حاوی یون‌های معدنی را تأمین می‌کند. در مراحل اولیه خوردگی، یون‌های آهن از فولاد کربنی و چدن آزاد می‌شوند و FeOBها (مانند دکلروموناس‌ها) از آنها به عنوان منبع انرژی استفاده می‌کنند. مقادیر ناچیزی از کربن، فسفات و نیتروژن مورد نیاز برای رشد سلول باید در آب فرآیند به شکل مواد آلی و معدنی وجود داشته باشد. بنابراین، در این محیط آب شیرین، FeOB در ابتدا روی سطوح فلزی مانند فولاد کربنی و چدن غنی می‌شود. متعاقباً، IRBها می‌توانند رشد کنند و از مواد آلی و اکسیدهای آهن به ترتیب به عنوان منابع انرژی و گیرنده‌های الکترونی نهایی استفاده کنند. در محصولات خوردگی بالغ، به دلیل متابولیسم FeOB و IRB، باید شرایط بی‌هوازی غنی‌شده با نیتروژن ایجاد شود. بنابراین، SRB می‌تواند به سرعت رشد کرده و جایگزین FeOB و IRB شود (شکل 8a).
اخیراً، تانگ و همکارانش خوردگی فولاد ضد زنگ توسط Geobacter ferroreducens را در محیط‌های آب شیرین به دلیل انتقال مستقیم الکترون از آهن به میکروب‌ها گزارش کرده‌اند46. با توجه به EMIC، سهم میکروارگانیسم‌هایی با خواص EET بسیار مهم است. SRB، FeOB و IRB گونه‌های میکروبی اصلی در محصولات خوردگی در این مطالعه هستند که باید ویژگی‌های EET را داشته باشند. بنابراین، این میکروارگانیسم‌های فعال الکتروشیمیایی می‌توانند از طریق EET در خوردگی نقش داشته باشند و ترکیب جامعه آنها تحت تأثیر گونه‌های یونی مختلف با تشکیل محصولات خوردگی تغییر می‌کند. برعکس، جامعه میکروبی در فولاد با 9٪ کروم با سایر فولادها متفاوت بود (شکل 8b). پس از 14 ماه، علاوه بر غنی‌سازی با FeOB، مانند Sideroxydans، SOB47Beggiatoacea و Thiomonas نیز غنی شدند (شکل 7i). این تغییر به طور قابل توجهی با سایر مواد خورنده مانند فولاد کربنی متفاوت است و می‌تواند تحت تأثیر یون‌های غنی از کروم حل شده در طول خوردگی قرار گیرد. نکته قابل توجه این است که تیومونا نه تنها خواص اکسیدکنندگی گوگرد، بلکه خواص اکسیدکنندگی Fe(II)، سیستم EET و تحمل فلزات سنگین را نیز دارد48،49. آنها می‌توانند به دلیل فعالیت اکسیداتیو Fe(II) و/یا مصرف مستقیم الکترون‌های فلزی غنی شوند. در یک مطالعه قبلی، فراوانی نسبتاً بالایی از Beggiatoacea در بیوفیلم‌های روی Cu با استفاده از یک سیستم نظارت بر بیوفیلم ناپیوسته مشاهده شد، که نشان می‌دهد این باکتری‌ها ممکن است در برابر فلزات سمی مانند Cu و Cr مقاوم باشند. با این حال، منبع انرژی مورد نیاز Beggiatoacea برای رشد در این محیط ناشناخته است.
این مطالعه تغییرات در جوامع میکروبی را در طول خوردگی در محیط‌های آب شیرین گزارش می‌دهد. در یک محیط یکسان، جوامع میکروبی از نظر نوع فلز متفاوت بودند. علاوه بر این، نتایج ما اهمیت FeOB را در مراحل اولیه خوردگی تأیید می‌کند، زیرا متابولیسم انرژی میکروبی وابسته به آهن، تشکیل یک محیط غنی از مواد مغذی را که مورد علاقه سایر میکروارگانیسم‌ها مانند SRB است، تقویت می‌کند. به منظور کاهش MIC در محیط‌های آب شیرین، غنی‌سازی FeOB و IRB باید محدود شود.
در این مطالعه از نه فلز استفاده شد و به بلوک‌های 50 × 20 × 1 تا 5 میلی‌متر (ضخامت برای فولاد ASTM 395 و 1%، 2.25% و 9% کروم: 5 میلی‌متر؛ ضخامت برای ASTM A283 و ASTM A179: 3 میلی‌متر) پردازش شدند. میلی‌متر؛ ASTM A109 Temper 4/5 و فولاد ضد زنگ نوع 304 و 316، ضخامت: 1 میلی‌متر)، با دو سوراخ 4 میلی‌متری. فولادهای کروم‌دار با کاغذ سنباده و سایر فلزات قبل از غوطه‌وری با کاغذ سنباده 600 گریت صیقل داده شدند. همه نمونه‌ها با اتانول 99.5% سونیکیت، خشک و وزن شدند. ده نمونه از هر فلز برای محاسبه نرخ خوردگی و تجزیه و تحلیل میکروبیوم استفاده شد. هر نمونه به صورت نردبانی با میله‌های PTFE و جداکننده‌ها (φ 5 × 30 میلی‌متر، شکل تکمیلی 2) ثابت شد.
این استخر حجمی معادل ۱۱۰۰ متر مکعب و عمقی حدود ۴ متر دارد. جریان ورودی آب ۲۰ متر مکعب در ساعت بود، سرریز رها می‌شد و کیفیت آب به صورت فصلی نوسان نداشت (شکل تکمیلی ۳). نردبان نمونه‌برداری روی یک سیم فولادی ۳ متری که در وسط مخزن معلق است، پایین آورده می‌شود. دو سری نردبان در ماه‌های ۱، ۳، ۶، ۱۴ و ۲۲ از استخر خارج شدند. نمونه‌هایی از یک نردبان برای اندازه‌گیری کاهش وزن و محاسبه نرخ خوردگی استفاده شد، در حالی که نمونه‌هایی از نردبان دیگر برای تجزیه و تحلیل میکروبیوم استفاده شدند. اکسیژن محلول در مخزن غوطه‌وری در نزدیکی سطح و کف و همچنین در وسط، با استفاده از یک حسگر اکسیژن محلول (InPro6860i، متلر تولدو، کلمبوس، اوهایو، ایالات متحده آمریکا) اندازه‌گیری شد.
محصولات خوردگی و بیوفیلم‌های روی نمونه‌ها با خراشیدن با یک کاردک پلاستیکی یا پاک کردن با یک گوش پاک‌کن پنبه‌ای برداشته شدند و سپس با استفاده از حمام اولتراسونیک در اتانول ۹۹.۵٪ تمیز شدند. سپس نمونه‌ها مطابق با ASTM G1-0351 در محلول کلارک غوطه‌ور شدند. پس از خشک شدن کامل، تمام نمونه‌ها وزن شدند. نرخ خوردگی (میلی‌متر در سال) را برای هر نمونه با استفاده از فرمول زیر محاسبه کنید:
که در آن K یک ثابت (8.76 × 104)، T زمان نوردهی (ساعت)، A مساحت کل سطح (سانتی‌متر مربع)، W جرم از دست رفته (گرم)، D چگالی (گرم بر سانتی‌متر مکعب) است.
پس از وزن کردن نمونه‌ها، تصاویر سه‌بعدی از چندین نمونه با استفاده از میکروسکوپ لیزری سه‌بعدی (LEXT OLS4000، Olympus، توکیو، ژاپن) تهیه شد.