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Dans les environnements d'eau douce, une corrosion accélérée des aciers au carbone et inoxydables est souvent observée. Une étude de 22 mois en plongée en réservoir d'eau douce a été menée ici en utilisant neuf nuances d'acier. Une corrosion accélérée a été observée dans les aciers au carbone et au chrome et la fonte, tandis que dans l'acier inoxydable, aucune corrosion visible n'a été observée même après 22 mois. Une analyse de la communauté microbienne a montré que lors de la corrosion générale, les bactéries oxydant le Fe(II) étaient enrichies au stade précoce de la corrosion, les bactéries réductrices du Fe(III) au stade du développement de la corrosion, et les bactéries sulfato-réductrices au stade de la corrosion. Au contraire, les bactéries Beggiatocaea étaient particulièrement nombreuses dans l'acier à 9 % de Cr soumis à une corrosion localisée. Ces compositions de communautés microbiennes différaient également de celles des échantillons d'eau et de sédiments de fond. Ainsi, à mesure que la corrosion progresse, la communauté microbienne subit des changements radicaux, et le métabolisme énergétique microbien dépendant du fer crée un environnement qui peut enrichir d'autres micro-organismes.
Les métaux peuvent se détériorer et se corroder en raison de divers facteurs environnementaux physiques et chimiques tels que le pH, la température et la concentration ionique. Les conditions acides, les températures élevées et les concentrations de chlorure affectent particulièrement la corrosion des métaux1,2,3. Les micro-organismes présents dans les environnements naturels et construits influencent souvent l'usure et la corrosion des métaux, un comportement exprimé par la corrosion microbienne (CMI)4,5,6,7,8. La CMI est souvent présente dans des environnements tels que les canalisations intérieures et les réservoirs de stockage, dans les fissures métalliques et dans le sol, où elle apparaît soudainement et se développe rapidement. Par conséquent, la surveillance et la détection précoce des CMI sont très difficiles, de sorte que l'analyse de la CMI est généralement effectuée après la corrosion. De nombreuses études de cas de CMI ont été rapportées dans lesquelles des bactéries sulfato-réductrices (BSR) ont été fréquemment trouvées dans les produits de corrosion9,10,11,12,13. Cependant, on ne sait pas encore clairement si les BSR contribuent à l'initiation de la corrosion, car leur détection repose sur une analyse post-corrosion.
Français Récemment, en plus des bactéries oxydant l'iode21, divers micro-organismes dégradant le fer ont été signalés, tels que les SRB dégradant le fer14, les méthanogènes15,16,17, les bactéries réductrices de nitrate18, les bactéries oxydant le fer19 et les acétogènes20. Dans des conditions de laboratoire anaérobies ou microaérobies, la plupart d'entre eux corrodent le fer zérovalent et l'acier au carbone. De plus, leurs mécanismes de corrosion suggèrent que les méthanogènes et les SRB corrosifs du fer favorisent la corrosion en captant des électrons du fer zérovalent à l'aide d'hydrogénases extracellulaires et de cytochromes multihémiques, respectivement22,23. Les MIC sont divisés en deux types : (i) la MIC chimique (CMIC), qui est une corrosion indirecte par des espèces produites par voie microbienne, et (ii) la MIC électrique (EMIC), qui est une corrosion directe par appauvrissement en électrons du métal24. L'EMIC facilitée par le transfert extracellulaire d'électrons (EET) présente un grand intérêt car les micro-organismes dotés de propriétés EET provoquent une corrosion plus rapide que les micro-organismes non EET. Alors que la réponse limitante de la CMIC en conditions anaérobies est la production de H2 par réduction de protons (H+), l'EMIC se déroule via le métabolisme EET, qui est indépendant de la production de H2. Le mécanisme de l'EET chez divers micro-organismes est lié à la performance du carburant cellulaire microbien et à l'électrobiosynthèse25,26,27,28,29. Étant donné que les conditions de culture de ces micro-organismes corrosifs diffèrent de celles de l'environnement naturel, il n'est pas clair si ces processus de corrosion microbienne observés reflètent la corrosion en pratique. Par conséquent, il est difficile d'observer le mécanisme MIC induit par ces micro-organismes corrosifs dans l'environnement naturel.
Français Le développement de la technologie de séquençage de l'ADN a facilité l'étude des détails des communautés microbiennes dans les environnements naturels et artificiels, par exemple, le profilage microbien basé sur la séquence du gène de l'ARNr 16S à l'aide de séquenceurs de nouvelle génération a été utilisé dans le domaine de l'écologie microbienne30,31. ,32. De nombreuses études MIC ont été publiées qui ont détaillé les communautés microbiennes dans les sols et les environnements marins13,33,34,35,36. En plus du SRB, un enrichissement en bactéries oxydant le Fe(II) (FeOB) et nitrifiantes dans les échantillons de corrosion, par exemple FeOB, telles que Gallionella spp. et Dechloromonas spp., et des bactéries nitrifiantes, telles que Nitrospira, a également été signalé. spp., dans les aciers au carbone et au cuivre dans les milieux du sol33. De même, en milieu marin, une colonisation rapide de bactéries oxydant le fer appartenant aux classes Zetaproteobacteria et Betaproteobacteria a été observée pendant plusieurs semaines sur l'acier au carbone 36 . Ces données indiquent la contribution de ces micro-organismes à la corrosion. Cependant, dans de nombreuses études, la durée et les groupes expérimentaux sont limités, et on sait peu de choses sur la dynamique des communautés microbiennes pendant la corrosion.
Nous étudions ici les CMI de l'acier au carbone, de l'acier au chrome, de l'acier inoxydable et de la fonte par immersion en milieu aérobie d'eau douce avec un historique d'événements de CMI. Des échantillons ont été prélevés à 1, 3, 6, 14 et 22 mois, et la vitesse de corrosion de chaque métal et composant microbien a été étudiée. Nos résultats apportent un éclairage sur la dynamique à long terme des communautés microbiennes lors de la corrosion.
Comme le montre le tableau 1, neuf métaux ont été utilisés dans cette étude. Dix échantillons de chaque matériau ont été immergés dans un bassin d'eau douce. La qualité de l'eau de procédé est la suivante : 30 ppm de Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm de Ca2+, 20 ppm de SiO2, turbidité de 1 ppm et pH de 7,4. La concentration en oxygène dissous (OD) au bas de l'échelle d'échantillonnage était d'environ 8,2 ppm et la température de l'eau variait de 9 à 23 °C selon la saison.
Français Comme le montre la Figure 1, après 1 mois d'immersion dans des environnements de fonte ASTM A283, ASTM A109 Condition #4/5, ASTM A179 et ASTM A395, des produits de corrosion bruns ont été observés à la surface de l'acier au carbone sous forme de corrosion généralisée. La perte de poids de ces échantillons a augmenté avec le temps (Tableau supplémentaire 1) et la vitesse de corrosion était de 0,13 à 0,16 mm par an (Fig. 2). De même, une corrosion généralisée a été observée dans les aciers à faible teneur en Cr (1 % et 2,25 %) avec une vitesse de corrosion d'environ 0,13 mm/an (Figures 1 et 2). En revanche, l'acier à 9 % de Cr présente une corrosion localisée qui se produit dans les interstices formés par les joints. La vitesse de corrosion de cet échantillon est d'environ 0,02 mm/an, ce qui est significativement inférieur à celle de l'acier à corrosion généralisée. En revanche, les aciers inoxydables de type 304 et 316 ne présentent aucune corrosion visible, avec des taux de corrosion estimés à < 0,001 mm y−1. En revanche, les aciers inoxydables de type 304 et 316 ne présentent aucune corrosion visible, avec des taux d'accélération estimés à < 0,001 mm y−1. Les types de produits 304 et 316 ne permettent pas de voir la corrosion, car il s'agit d'une corrosion <0,001 мм/год. En revanche, les aciers inoxydables de types 304 et 316 ne présentent aucune corrosion visible, avec un taux de corrosion estimé à < 0,001 mm/an.Les valeurs 304 et 316 sont inférieures à 0,001 mm y−1.Les valeurs 304 et 316 sont inférieures à 0,001 mm y−1. En ce qui concerne les types de corrosion 304 et -316, il n'y a pas de corrosion <0,001 mm/année. En revanche, les aciers inoxydables de type 304 et 316 n'ont montré aucune corrosion visible avec un taux de corrosion de conception < 0,001 mm/an.
Les images macroscopiques de chaque échantillon (hauteur 50 mm × largeur 20 mm) avant et après détartrage sont présentées. 1 mètre, 1 mois ; 3 mètres, 3 mois ; 6 mètres, 6 mois ; 14 mètres, 14 mois ; 22 mètres, 22 mois ; S, ASTM A283 ; SP, ASTM A109, condition 4/5 ; FC, ASTM A395 ; B, ASTM A179 ; 1C, acier 1 % Cr ; 3C, acier 2,25 % Cr ; acier 9C, acier 9 % Cr ; S6, acier inoxydable 316 ; S8, acier inoxydable de type 304.
Le taux de corrosion a été calculé en utilisant la perte de poids et le temps d'immersion. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, trempé 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, acier 1% Cr, 3 C, acier 2,25% Cr, 9 C, acier 9% Cr, S6, acier inoxydable de type 316 ; S8, acier inoxydable de type 304.
La figure 1 montre également que les produits de corrosion de l'acier au carbone, de l'acier à faible teneur en chrome et de la fonte se développent davantage après une immersion de 3 mois. Le taux de corrosion global a progressivement diminué pour atteindre 0,07 à 0,08 mm/an après 22 mois (figure 2). De plus, le taux de corrosion de l'acier à 2,25 % de chrome était légèrement inférieur à celui des autres échantillons corrodés, ce qui indique que le chrome peut inhiber la corrosion. Outre la corrosion générale, selon la norme ASTM A179, une corrosion localisée a été observée après 22 mois avec une profondeur de corrosion d'environ 700 µm (figure 3). Le taux de corrosion locale, calculé à partir de la profondeur de corrosion et du temps d'immersion, est de 0,38 mm/an, soit environ 5 fois plus rapide que la corrosion générale. Le taux de corrosion de l'alliage ASTM A395 peut être sous-estimé car les produits de corrosion n'éliminent pas complètement le tartre après 14 ou 22 mois d'immersion dans l'eau. Cependant, la différence devrait être minime. De plus, de nombreuses petites piqûres ont été observées dans l’acier à faible teneur en chrome corrodé.
Image complète (échelle : 10 mm) et corrosion localisée (échelle : 500 µm) de l'acier ASTM A179 et de l'acier à 9 % de chrome à la profondeur maximale, obtenue au microscope laser 3D. Les cercles rouges sur l'image complète indiquent la corrosion localisée mesurée. La figure 1 présente une vue complète de l'acier à 9 % de chrome, vue de l'envers.
Comme le montre la figure 2, pour l'acier à 9 % de chrome, aucune corrosion n'a été observée dans les 3 à 14 mois, et la vitesse de corrosion était pratiquement nulle. Cependant, une corrosion localisée a été observée après 22 mois (figure 3), avec une vitesse de corrosion de 0,04 mm/an, calculée à partir de la perte de poids. La profondeur maximale de corrosion localisée est de 1 260 µm et la vitesse de corrosion localisée estimée à partir de la profondeur de corrosion et du temps d'immersion (22 mois) est de 0,68 mm/an. Le point exact de début de corrosion étant inconnu, la vitesse de corrosion pourrait être plus élevée.
En revanche, aucune corrosion visible n'a été observée sur l'acier inoxydable, même après 22 mois d'immersion. Bien que quelques particules brunes aient été observées à la surface avant le détartrage (Fig. 1), elles étaient faiblement fixées et ne constituaient pas des produits de corrosion. Comme le métal réapparaît à la surface de l'acier inoxydable après le détartrage, le taux de corrosion est pratiquement nul.
Le séquençage d'amplicons a été réalisé afin de comprendre les différences et la dynamique des communautés microbiennes au fil du temps dans les produits de corrosion et les biofilms sur les surfaces métalliques, dans l'eau et les sédiments. Au total, 4 160 012 lectures ont été reçues, avec une plage de valeurs allant de 31 328 à 124 183.
Les indices de Shannon des échantillons d'eau prélevés dans les prises d'eau et les étangs variaient de 5,47 à 7,45 (Fig. 4a). L'eau de rivière recyclée étant utilisée à des fins industrielles, la communauté microbienne peut changer selon les saisons. En revanche, l'indice de Shannon des échantillons de sédiments de fond était d'environ 9, ce qui est significativement plus élevé que celui des échantillons d'eau. De même, les échantillons d'eau présentaient des indices Chao1 calculés et des unités taxonomiques opérationnelles (UTO) observées inférieurs à ceux des échantillons de sédiments (Fig. 4b, c). Ces différences sont statistiquement significatives (test de Tukey-Kramer ; valeurs p < 0,01, Fig. 4d), indiquant que les communautés microbiennes dans les échantillons de sédiments sont plus complexes que celles dans les échantillons d’eau. Ces différences sont statistiquement significatives (test de Tukey-Kramer ; valeurs p < 0,01, Fig. 4d), indiquant que les communautés microbiennes dans les échantillons de sédiments sont plus complexes que celles dans les échantillons d'eau. Il s'agit de paramètres statistiques (critère Тьюки-Крамера; значения p <0,01, ris. 4d), qui sont sélectionnés pour les micro-ondes présentes dans образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. Ces différences sont statistiquement significatives (test de Tukey-Kramer ; valeurs p < 0,01, Fig. 4d), indiquant que les communautés microbiennes dans les échantillons de sédiments sont plus complexes que dans les échantillons d'eau.这些差异具有统计学意义（Tukey-Kramer 检验；p 值< 0.01，图4d），表明沉积物样本中的微生物群落比水样中的微生物群落更复杂。这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ， 图 4d） 表明 沉积物样本 中 的 微生物中 中 的 群落更。 。 。 。 。 。 。 。 Ce paramètre correspond à des valeurs statistiques (critères de couleur-cramer; p-znaчение <0,01, ris. 4d), ce qui permet de prédire la microbiométrie. сообщества в образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. Ces différences étaient statistiquement significatives (test de Tukey-Kramer ; valeur p < 0,01, Fig. 4d), suggérant que les communautés microbiennes dans les échantillons de sédiments étaient plus complexes que dans les échantillons d’eau.Étant donné que l’eau du bassin de débordement se renouvelle constamment et que les sédiments se déposent au fond du bassin sans perturbation mécanique, cette différence de diversité microbienne devrait refléter l’écosystème du bassin.
a Indice de Shannon, b Unité taxonomique opérationnelle observée (OTU) et c Indice d'absorption de Chao1 (n = 6) et bassin (n = 5) Eau, sédiments (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) et 9 % (9 C : n = 5) Les aciers au Cr, ainsi que les aciers inoxydables de type 316 (S6 : n = 5) et -304 (S8 : n = 5) sont présentés sous forme de graphiques en forme de boîte et de moustaches. d Les valeurs p pour les indices de Shannon et Chao1 obtenues à l'aide de l'ANOVA et des tests de comparaison multiple de Tukey-Kramer. Les arrière-plans rouges représentent les paires avec des valeurs p < 0,05. Les fonds rouges représentent les paires avec des valeurs p < 0,05. Les téléphones les plus populaires sont ceux avec p <0,05. Les arrière-plans rouges représentent les paires avec des valeurs p < 0,05.红色背景代表p 值< 0.05 的对。红色背景代表p 值< 0.05 的对。 Les téléphones les plus puissants sont dotés d'une valeur <0,05. Les arrière-plans rouges représentent les paires avec des valeurs p < 0,05.La ligne au milieu de la boîte, le haut et le bas de la boîte, ainsi que les moustaches représentent respectivement la médiane, les 25e et 75e percentiles, ainsi que les valeurs minimales et maximales.
Les indices de Shannon pour l’acier au carbone, l’acier à faible teneur en chrome et la fonte étaient similaires à ceux des échantillons d’eau (Fig. 4a). En revanche, les indices de Shannon des échantillons d’acier inoxydable sont significativement plus élevés que ceux des aciers corrodés (valeurs p < 0,05, Fig. 4d) et similaires à ceux des sédiments. En revanche, les indices de Shannon des échantillons d’acier inoxydable sont significativement plus élevés que ceux des aciers corrodés (valeurs p < 0,05, Fig. 4d) et similaires à ceux des sédiments. En ce qui concerne les indices, les valeurs de l'acier inoxydable sont celles de votre état corrodé (p <0,05, ris. 4d), et ANALOGIQUE INDEXAM отложений. En revanche, les indices de Shannon des échantillons d’acier inoxydable sont significativement plus élevés que ceux des aciers corrodés (valeurs p < 0,05, Fig. 4d) et sont similaires aux indices de dépôt.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 ， 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 Par exemple, l'indice Shennona s'applique aux aciers inoxydables (p <0,05, ris. 4d), comme et toi déconnecté. En revanche, l'indice de Shannon des échantillons en acier inoxydable était significativement plus élevé que celui de l'acier corrodé (valeur p < 0,05, Fig. 4d), tout comme le dépôt.En revanche, l'indice de Shannon pour les aciers à 9 % de Cr variait de 6,95 à 9,65. Ces valeurs étaient beaucoup plus élevées dans les échantillons non corrodés à 1 et 3 mois que dans les échantillons corrodés à 6, 14 et 22 mois (Fig. 4a). De plus, les indices Chao1 et les OTU observés des aciers à 9 % de Cr sont supérieurs à ceux des échantillons corrodés et d'eau et inférieurs à ceux des échantillons non corrodés et de sédiments (Fig. 4b, c), et les différences sont statistiquement significatives (valeurs p < 0,01, Fig. 4d). De plus, les indices Chao1 et les OTU observés des aciers à 9 % de Cr sont supérieurs à ceux des échantillons corrodés et d'eau et inférieurs à ceux des échantillons non corrodés et de sédiments (Fig. 4b, c), et les différences sont statistiquement significatives (valeurs p < 0,01, Fig. 4d).De plus, le Chao1 et l'OTU observés des aciers à 9 % de Cr sont supérieurs à ceux des échantillons corrodés et aqueux et inférieurs à ceux des échantillons non corrodés et sédimentaires (Fig. 4b, c), et les différences sont statistiquement significatives.(p-значения <0,01, рис. 4d). (valeurs p < 0,01, Fig. 4d).此外，9% Cr 钢的Chao1 指数和观察到的OTU差异具有统计学意义（p 值< 0,01 ， ou 4d）。低于 腐蚀 样品 和 沉积物（图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0.01 图 图 图 图 图 图 图 图 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 4d）. Par ailleurs, l'indice Chao1 et l'OTU sont stables avec une teneur en carbone de 9 % Cr, ce qui vous permet d'obtenir des corroders et des eaux usées, et ce n'est pas le cas. vous некорродированных и осадочных образцов (ris. 4b, c), а разница была статистически значимой (p- значение < 0,01, ris. 4г). De plus, l'indice Chao1 et l'OTU observés de l'acier à 9 % de Cr étaient supérieurs à ceux des échantillons corrodés et aqueux et inférieurs à ceux des échantillons non corrodés et sédimentaires (Fig. 4b,c), et la différence était statistiquement significative (valeur p < 0,01, Fig. 4d).Ces résultats indiquent que la diversité microbienne dans les produits de corrosion est plus faible que dans les biofilms sur les métaux non corrodés.
La figure 5a montre un tracé d'analyse des coordonnées principales (PCoA) basé sur la distance non pondérée UniFrac pour tous les échantillons, avec trois groupes majeurs observés. Les communautés microbiennes dans les échantillons d'eau étaient significativement différentes des autres communautés. Les communautés microbiennes dans les sédiments comprenaient également des communautés d'acier inoxydable, tandis qu'elles étaient répandues dans les échantillons de corrosion. En revanche, la carte de l'acier à 9 % de chrome est divisée en groupes non corrodés et corrodés. Par conséquent, les communautés microbiennes sur les surfaces métalliques et les produits de corrosion sont significativement différentes de celles dans l'eau.
Analyse des coordonnées principales (PCoA) basée sur les distances UniFrac non pondérées dans tous les échantillons (a), l'eau (b) et les métaux (c). Les cercles mettent en évidence chaque groupe. Les trajectoires sont représentées par des lignes reliant les périodes d'échantillonnage en série. 1 mètre, 1 mois ; 3 mètres, 3 mois ; 6 mètres, 6 mois ; 14 mètres, 14 mois ; 22 mètres, 22 mois ; S, ASTM A283 ; SP, ASTM A109, condition 4/5 ; FC, ASTM A395 ; B, ASTM A179 ; 1C, acier 1 % Cr ; 3C, acier 2,25 % Cr ; acier 9C, acier 9 % Cr ; S6, acier inoxydable 316 ; S8, acier inoxydable type 304.
Lorsqu'ils sont disposés par ordre chronologique, les tracés PCoA des échantillons d'eau présentent une disposition circulaire (Fig. 5b). Cette transition cyclique pourrait refléter des variations saisonnières.
Français De plus, seuls deux groupes (corrodés et non corrodés) ont été observés sur les tracés PCoA des échantillons métalliques, où (à l'exception de l'acier à 9 % de chrome) un décalage de la communauté microbienne de 1 à 22 mois a également été observé (Fig. 5c). De plus, comme les transitions dans les échantillons corrodés étaient plus importantes que dans les échantillons non corrodés, il y avait une corrélation entre les changements dans les communautés microbiennes et la progression de la corrosion. Dans les échantillons d'acier à 9 % de Cr, deux types de communautés microbiennes ont été révélés : des points à 1 et 6 mois, situés près de l'acier inoxydable, et d'autres (3, 14 et 22 mois), situés à des points proches de l'acier corrodé. Les coupons à 1 mois et ceux utilisés pour l'extraction d'ADN à 6 mois n'étaient pas corrodés, tandis que les coupons à 3, 14 et 22 mois étaient corrodés (Figure supplémentaire 1). Par conséquent, les communautés microbiennes dans les échantillons corrodés différaient de celles dans l’eau, les sédiments et les échantillons non corrodés et changeaient à mesure que la corrosion progressait.
Français Les principaux types de communautés microbiennes observés dans les échantillons d'eau étaient les Proteobacteria (30,1–73,5 %), les Bacteroidetes (6,3–48,6 %), les Planctomycetota (0,4–19,6 %) et les Actinobacteria (0–17,7 %), leur abondance relative variait d'un échantillon à l'autre (Fig. 6), par exemple, l'abondance relative de Bacteroidetes dans l'eau de l'étang était plus élevée que dans l'eau extraite. Cette différence peut être influencée par le temps de séjour de l'eau dans le réservoir de trop-plein. Ces types ont également été observés dans les échantillons de sédiments de fond, mais leur abondance relative différait significativement de celle des échantillons d'eau. De plus, la teneur relative en Acidobacteriota (8,7–13,0 %), Chloroflexi (8,1–10,2 %), Nitrospirota (4,2–4,4 %) et Desulfobacterota (1,5–4,4 %) était plus élevée que dans les échantillons d'eau. Étant donné que presque toutes les espèces de Desulfobacterota sont SRB37, l’environnement dans le sédiment doit être anaérobie. Bien que les Desulfobacterota puissent influencer la corrosion, le risque devrait être extrêmement faible car leur abondance relative dans l'eau de la piscine est inférieure à 0,04 %. Bien que les Desulfobacterota puissent influencer la corrosion, le risque devrait être extrêmement faible car leur abondance relative dans l'eau de la piscine est inférieure à 0,04 %. Desulfobacterota, qui s'attaque au corrosif, risque de tomber dans un environnement très humide, sous l'effet d'une contamination externe de l'eau de base. contient <0,04%. Bien que les Desulfobacterota puissent avoir un effet sur la corrosion, le risque devrait être extrêmement faible car leur abondance relative dans l'eau de la piscine est < 0,04 %.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水中的相对丰度<0,04%。 <0,04%. Ce type de Desulfobacillus peut être lié à la corrosion, ce qui risque de se produire dans le ciel marin, en particulier dans l'eau de base. contient <0,04%. Bien que le type Desulfobacillus puisse influencer la corrosion, le risque devrait être extrêmement faible car leur abondance relative dans l'eau de la piscine est < 0,04 %.
Français RW et Air représentent des échantillons d'eau provenant respectivement de la prise d'eau et du bassin. Les sédiments-C, -E, -W sont des échantillons de sédiments prélevés au centre du fond du bassin, ainsi que sur les côtés est et ouest. 1 mètre, 1 mois ; 3 mètres, 3 mois ; 6 mètres, 6 mois ; 14 mètres, 14 mois ; 22 mètres, 22 mois ; S, ASTM A283 ; SP, ASTM A109, condition 4/5 ; FC, ASTM A395 ; B, ASTM A179 ; 1C, acier 1 % Cr ; 3C, acier 2,25 % Cr ; acier 9C, acier 9 % Cr ; S6, acier inoxydable 316 ; S8, acier inoxydable de type 304.
Français Au niveau du genre, une proportion légèrement plus élevée (6–19 %) de bactéries non classées appartenant à la famille des Trichomonadaceae, ainsi que de Neosphingosine, Pseudomonas et Flavobacterium, a été observée en toutes saisons. En tant que composants principaux mineurs, leurs parts varient (Fig. 1). . 7a et b). Dans les affluents, l'abondance relative de Flavobacterium, Pseudovibrio et Rhodoferrobacter n'était plus élevée qu'en hiver. De même, une teneur plus élevée en Pseudovibrio et Flavobacterium a été observée dans l'eau hivernale du bassin. Ainsi, les communautés microbiennes dans les échantillons d'eau variaient selon la saison, mais n'ont pas subi de changements drastiques au cours de la période d'étude.
a Eau d'admission, b Eau de piscine, c ASTM A283, d ASTM A109 température n° 4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1 % Cr, h 2,25 % Cr et i 9 % Cr acier, j Type 316 et acier inoxydable K-304.
Français Les protéobactéries étaient les principaux constituants de tous les échantillons, mais leur abondance relative dans les échantillons corrodés a diminué à mesure que la corrosion progressait (Fig. 6). Dans les échantillons ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 et 1 % et 2,25 % Cr, l'abondance relative des protéobactéries a diminué de 89,1 %, 85,9 %, 89,6 %, 79,5 %, 84,8 %. , 83,8 % sont 43,3 %, 52,2 %, 50,0 %, 41,9 %, 33,8 % et 31,3 % respectivement. En revanche, les abondances relatives de Desulfobacterota augmentent progressivement de < 0,1 % à 12,5–45,9 % avec la progression de la corrosion. En revanche, les abondances relatives de Desulfobacterota augmentent progressivement de < 0,1 % à 12,5–45,9 % avec la progression de la corrosion. En ce qui concerne la lutte contre la bactérie Desulfobacterota, elle est généralement <0,1% à 12,5–45,9% par rapport à la corrosion. En revanche, l’abondance relative de Desulfobacterota augmente progressivement de < 0,1 % à 12,5–45,9 % à mesure que la corrosion progresse.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% En ce qui concerne l'utilisation courante de Desulfobacillus, la concentration est <0,1% entre 12,5 et 45,9% pour une plus grande quantité de corrosion. En revanche, l’abondance relative de Desulfobacillus a progressivement augmenté de < 0,1 % à 12,5–45,9 % à mesure que la corrosion progressait.Ainsi, à mesure que la corrosion progressait, Proteobactereira a été remplacé par Desulfobacterota.
Français En revanche, les biofilms sur l'acier inoxydable non corrodé contenaient les mêmes proportions de bactéries différentes. 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 %) et Chloroflexi (2,1–8,8 %). Il a été constaté que la proportion de Nitrospirota dans les échantillons d'acier inoxydable augmentait progressivement (Fig. 6). Ces ratios sont similaires à ceux des échantillons de sédiments, ce qui correspond au graphique PCoA présenté dans la Fig. 5a.
Français Dans les échantillons d'acier contenant 9 % de Cr, deux types de communautés microbiennes ont été observés : les communautés microbiennes à 1 mois et à 6 mois étaient similaires à celles des échantillons de sédiments de fond, tandis que la proportion de protéobactéries dans les échantillons de corrosion 3, 14 et 22 a augmenté de manière significative. mois De plus, ces deux communautés microbiennes dans les échantillons d'acier à 9 % de Cr correspondaient à des clusters divisés dans le graphique PCoA présenté dans la Fig. 5c.
Au niveau du genre, > 2 000 OTU contenant des bactéries et des archées non attribuées ont été observées. Au niveau du genre, > 2 000 OTU contenant des bactéries et des archées non attribuées ont été observées.Au niveau du genre, plus de 2 000 OTU ont été observées contenant des bactéries et des archées non identifiées.Au niveau du genre, plus de 2 000 OTU contenant des bactéries et des archées non spécifiées ont été observées. Parmi elles, nous nous sommes concentrés sur 10 OTU présentant une population élevée dans chaque échantillon. Cela couvre 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 % et 21,8-45,1 % dans les aciers ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1 %, 2,25 % et 9 % Cr et les aciers inoxydables de type 316 et -304.
Français Une teneur relativement élevée en monolithes déchlorés aux propriétés oxydantes du Fe(II) a été observée dans des échantillons de corrosion tels que les aciers ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 et les aciers contenant 1 % et 2,25 % de Cr. stade précoce de la corrosion (1 mois et 3 mois, Fig. 7c-h). La proportion de Dechloromonas a diminué au fil du temps, ce qui correspond à la diminution des Proteobacteria (Fig. 6). De plus, les proportions de Dechloromonas dans les biofilms sur les échantillons non corrodés sont <1%. De plus, les proportions de Dechloromonas dans les biofilms sur les échantillons non corrodés sont <1%. Par ailleurs, Dechloromonas dans les bioplastes des néocorroders présente un taux <1%. De plus, la proportion de Dechloromonas dans les biofilms sur les échantillons non corrodés est < 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% En outre, Dechloromonas dans les bioplastines non corrosives était <1%. De plus, la proportion de Dechloromonas dans le biofilm des échantillons non corrodés était < 1 %.Ainsi, parmi les produits de corrosion, Dechloromonas est significativement enrichi à un stade précoce de la corrosion.
Français En revanche, dans les aciers ASTM A179, ASTM A109 revenu n° 4/5, ASTM A179, ASTM A395 et les aciers à 1 % et 2,25 % de Cr, la proportion d'espèces SRB Desulfovibrio a finalement augmenté après 14 et 22 mois (Fig. 7c–h). Le désulfofibrion était très faible ou non détecté aux premiers stades de la corrosion, dans les échantillons d'eau (Fig. 7a, b) et dans les biofilms non corrodés (Fig. 7j, j). Cela suggère fortement que Desulfovibrio préfère l'environnement des produits de corrosion formés, bien qu'ils n'affectent pas la corrosion aux premiers stades de la corrosion.
Français Des bactéries réductrices de Fe(III) (RRB), telles que Geobacter et Geothrix, ont été trouvées dans les produits de corrosion aux stades intermédiaires de la corrosion (6 et 14 mois), mais la proportion de stades tardifs (22 mois) de corrosion y est plus élevée. relativement faible (Fig. 7c, eh). Le genre Sideroxydans avec des propriétés d'oxydation du Fe(II) a montré un comportement similaire (Fig. 7f), de sorte que la proportion de FeOB, IRB et SRB n'était plus élevée que dans les échantillons corrodés. Cela suggère fortement que les changements dans ces communautés microbiennes sont associés à la progression de la corrosion.
Français Dans l'acier contenant 9 % de Cr corrodé après 3, 14 et 22 mois, une proportion plus élevée de membres de la famille Beggiatoacea (8,5 à 19,6 %) a été observée, qui peuvent présenter des propriétés d'oxydation du soufre, et des sidéroxidans ont été observés (8,4 à 13,7 %) (Fig. 1). ). 7i) De plus, Thiomonas, une bactérie oxydant le soufre (SOB), a été trouvée en nombre plus élevé (3,4 % et 8,8 %) à 3 et 14 mois. En revanche, des bactéries réductrices de nitrate Nitrospira (12,9 %) ont été observées dans des échantillons non corrodés de 6 mois. Une proportion accrue de Nitrospira a également été observée dans les biofilms sur l'acier inoxydable après trempage (Fig. 7j, k). Ainsi, les communautés microbiennes des aciers à 9 % de Cr non corrodés de 1 et 6 mois étaient similaires à celles des biofilms d'acier inoxydable. De plus, les communautés microbiennes de l’acier à 9 % de chrome corrodé à 3, 14 et 22 mois différaient des produits de corrosion des aciers au carbone et à faible teneur en chrome et de la fonte.
Le développement de la corrosion est généralement plus lent en eau douce qu'en eau de mer, car la concentration en ions chlorure affecte la corrosion du métal. Cependant, certains aciers inoxydables peuvent se corroder en eau douce38,39. De plus, la MIC a été initialement suspectée, car des matériaux corrodés avaient déjà été observés dans le bassin d'eau douce utilisé dans cette étude. Lors d'études d'immersion à long terme, diverses formes de corrosion, trois types de communautés microbiennes et une modification des communautés microbiennes dans les produits de corrosion ont été observés.
Le milieu d'eau douce utilisé dans cette étude est un réservoir fermé pour l'eau technique prélevée dans une rivière dont la composition chimique est relativement stable et la température de l'eau varie de 9 à 23 °C selon les saisons. Par conséquent, les fluctuations saisonnières des communautés microbiennes dans les échantillons d'eau peuvent être associées aux variations de température. De plus, la communauté microbienne dans l'eau du bassin était quelque peu différente de celle de l'eau d'entrée (Fig. 5b). L'eau du bassin est constamment renouvelée par débordement. Par conséquent, l'OD est resté à environ 8,2 ppm, même à des profondeurs intermédiaires entre la surface du bassin et le fond. Au contraire, l'environnement des sédiments devrait être anaérobie, car ils se déposent et restent au fond du réservoir, et la flore microbienne qu'ils contiennent (comme le CRP) devrait également différer de la flore microbienne de l'eau (Fig. 6). Les coupons du bassin étant plus éloignés des sédiments, ils n'ont été exposés à l'eau douce que lors des études d'immersion en conditions aérobies.
Français La corrosion générale se produit dans l'acier au carbone, l'acier à faible teneur en chrome et la fonte dans les environnements d'eau douce (Figure 1) car ces matériaux ne sont pas résistants à la corrosion. Cependant, la vitesse de corrosion (0,13 mm an-1) dans des conditions abiotiques d'eau douce était plus élevée que dans les études précédentes40 (0,04 mm an-1) et était comparable à la vitesse de corrosion (0,02–0,76 mm an-1) en présence de micro-organismes 1) Similaire aux conditions d'eau douce40,41,42. Cette vitesse de corrosion accélérée est une caractéristique du MIC.
De plus, après 22 mois d'immersion, une corrosion localisée a été observée sur plusieurs métaux sous les produits de corrosion (Fig. 3). En particulier, la vitesse de corrosion localisée observée dans la norme ASTM A179 est environ cinq fois plus rapide que la corrosion générale. Cette forme inhabituelle de corrosion et cette vitesse de corrosion accélérée ont également été observées sur le même objet. Ainsi, l'immersion réalisée dans cette étude reflète la corrosion en pratique.
Parmi les métaux étudiés, l'acier à 9 % de chrome a présenté la corrosion la plus sévère, avec une profondeur de corrosion > 1,2 mm, ce qui est probablement une MIC en raison de la corrosion accélérée et de la forme anormale de corrosion. Parmi les métaux étudiés, l'acier à 9 % de chrome a présenté la corrosion la plus sévère, avec une profondeur de corrosion > 1,2 mm, ce qui est probablement une MIC en raison de la corrosion accélérée et de la forme anormale de corrosion. Les métaux métalliques à base de 9% Cr contiennent un silicium corrosif de 1,2 mm, ce qui est vrai, МИК en raison de la corrosion naturelle et des formes anormales de corrosion. Parmi les métaux examinés, l'acier à 9 % de Cr a montré la corrosion la plus sévère avec une profondeur de corrosion > 1,2 mm, ce qui correspond probablement à la CMI due à une corrosion accélérée et à une forme anormale de corrosion.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 Les métaux russes ont une teneur en acier corrodée de 9% Cr, avec des métaux corrodés > 1,2 mm, avec une teneur en nickel de 9% Cr, avec des métaux corrodés > 1,2 mm, avec une teneur en nickel de 9% Cr, avec des métaux corrodés > 1,2 mm, avec une teneur en carbone de 9% Cr, avec des métaux corrosifs > 1,2 mm, avec une teneur en carbone de 9% Cr, avec des métaux corrosifs > 1,2 mm, avec une teneur en nickel de 9% Cr, avec des métaux corrosifs > 1,2 mm, avec une teneur en nickel de 9% Cr, avec des métaux corrosifs > 1,2 mm, avec une teneur en nickel de 9% Cr, avec des métaux corrodés > 1,2 mm. et des formes anormales de corrosion. Parmi les métaux étudiés, l'acier contenant 9 % de Cr est le plus gravement corrodé, avec une profondeur de corrosion > 1,2 mm, très probablement due à des formes de corrosion accélérées et anormales.Étant donné que l'acier à 9 % de chrome est utilisé dans des applications à haute température, son comportement à la corrosion a été étudié précédemment43,44, mais aucune CMI n'a été signalée auparavant pour ce métal. Comme de nombreux micro-organismes, à l'exception des hyperthermophiles, sont inactifs dans un environnement à haute température (> 100 °C), la CMI dans l'acier à 9 % de Cr peut être ignorée dans de tels cas. Comme de nombreux micro-organismes, à l'exception des hyperthermophiles, sont inactifs dans un environnement à haute température (> 100 °C), la CMI dans l'acier à 9 % de Cr peut être ignorée dans de tels cas. Pour la plupart des micro-organismes, pour l'utilisation des hyperthermofils, les substances actives dans la température ambiante (> 100 °C) sont à 9 % Cr в таких случаях можно не учитывать. Étant donné que de nombreux micro-organismes, à l’exception des hyperthermophiles, sont inactifs dans un environnement à haute température (> 100 °C), la CMI dans l’acier à 9 % de Cr peut être ignorée dans de tels cas.Température ambiante (>100 °C) 9% Cr 钢中的MIC。 9 % Cr ¹ (> 100 °C) De nombreux micro-organismes tels que les hyperthermofils ne sont pas actifs dans les températures ambiantes (> 100 °C), les micro-organismes sont en acier à 9% Cr Dans ce cas, il est impossible de s'en débarrasser. Étant donné que de nombreux micro-organismes, à l'exception des hyperthermophiles, ne présentent pas d'activité dans des environnements à haute température (> 100 °C), la CMI dans l'acier à 9 % de Cr peut être ignorée dans ce cas.Cependant, lorsque l'acier à 9 % de Cr est utilisé dans un environnement à température moyenne, diverses mesures doivent être prises pour réduire le MIC.
Diverses communautés microbiennes et leurs changements ont été observés dans les dépôts de matériaux non corrodés et dans les produits de corrosion dans les biofilms par rapport à l'eau, en plus d'une corrosion accélérée (Fig. 5-7), suggérant fortement que cette corrosion est un microphone. Ramirez et al.13 rapportent une transition en 3 étapes (FeOB => SRB/IRB => SOB) dans un écosystème microbien marin sur 6 mois, dans laquelle le sulfure d'hydrogène produit par le SRB enrichi secondairement peut finalement contribuer à l'enrichissement du SOB. Ramirez et al.13 rapportent une transition en 3 étapes (FeOB => SRB/IRB => SOB) dans un écosystème microbien marin sur 6 mois, lorsque le sulfure d'hydrogène produit par le SRB enrichi secondairement peut finalement contribuer à l'enrichissement du SOB. Ramirez et al.13 étudient le traitement précoce (FeOB => SRB/IRB => SOB) dans l'écosystème microbien marocain en technologie 6 mois, avec le sérologie, образующийся при Il est possible que SRB s'occupe de l'ouverture automatique de SOB. Ramirez et al.13 rapportent une transition en trois étapes (FeOB => SRB/IRB => SOB) dans l'écosystème microbien marin sur une période de 6 mois, où le sulfure d'hydrogène généré à partir de l'enrichissement secondaire en SRB peut finalement contribuer à l'enrichissement en SOB. Ramirez 等人13 报告了一个超过6 个月的海洋微生物生态系统中的三步转变(FeOB => SRB/IRB => SOB), 其中二次富集SRB 产生的硫化氢可能最终有助于SOB 的富集。Ramirez du 13 au 13 juin au 6 juillet au 6 juin其中 次 富集 srb 产生 硫化氢 可能 最终 有助于 sanglot 的富集。 Ramirez et al.13 ont étudié le processus de transition (FeOB => SRB/IRB => SOB) dans l'écosystème microbien marocain en 6 mois, en technologie сероводород, En cas de résultat de la mise en service automatique de SRB, il est possible de s'assurer en conséquence de la mise en service de SOB. Ramirez et al.13 ont rapporté une transition en trois étapes (FeOB => SRB/IRB => SOB) dans l'écosystème microbien marin sur une période de 6 mois, au cours de laquelle le sulfure d'hydrogène produit à partir de l'enrichissement secondaire en SRB peut éventuellement contribuer à l'enrichissement en SOB.McBeth et Emerson36 ont signalé un enrichissement primaire en FeOB. De même, un enrichissement en FeOB au cours de la phase de corrosion précoce est observé dans cette étude, mais les changements microbiens avec la progression de la corrosion observés dans les aciers au carbone et à 1% et 2,25% de Cr et la fonte sur 22 mois sont FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 et 8). De même, un enrichissement en FeOB au cours de la phase de corrosion précoce est observé dans cette étude, mais les changements microbiens avec la progression de la corrosion observés dans les aciers au carbone et à 1% et 2,25% de Cr et la fonte sur 22 mois sont FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 et 8). Donc, dans cette décision, l'obligation de FeOB pour les stades de football est autorisée, mais la micro-analyse peut être plus simple. progression de la corrosion, obtenue dans les usines à 1% et 2,25% Cr et à la technologie 22 mois, avant l'utilisation de FeOB => IRB => SRB (рис. 7 et 8). De même, dans cette étude, un enrichissement en FeOB à un stade précoce de la corrosion est observé, mais les changements microbiens à mesure que la corrosion progresse, observés dans les aciers au carbone et à 1 % et 2,25 % de Cr et la fonte sur 22 mois, sont FeOB => IRB => SRB (Figures 7 et 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% et 2,25% Cr par rapport à 22 FeOB => IRB => SRB (图7 et 8)。同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 1% 和 2.25% Cr 钢 超过 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）。 L'application analogique, dans ce contexte, prévoit l'observation du FeOB dans les stades de football, selon l'étude microbiologique, Disponible dans les usines à 1% et 2,25% de Cr et en technologie 22 mois, par FeOB => IRB => SRB (ris. 7 et 8). De même, un enrichissement en FeOB dans les premiers stades de la corrosion a été observé dans cette étude, mais les changements microbiologiques observés dans les aciers au carbone et à 1 % et 2,25 % de Cr et la fonte sur 22 mois étaient FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 et 8).Les SRB peuvent facilement s'accumuler dans les environnements d'eau de mer en raison de concentrations élevées en ions sulfate, mais leur enrichissement dans les environnements d'eau douce est retardé par de faibles concentrations en ions sulfate. L'enrichissement en SRB dans l'eau de mer a été fréquemment signalé10,12,45.
a Carbone organique et azote via le métabolisme énergétique dépendant du Fe(II) oxyde de fer (cellules rouges [Dechloromonas sp.] et vertes [Sideroxydans sp.]) et bactéries réductrices du Fe(III) (cellules grises [Geothrix sp. et Geobacter sp.]) à un stade précoce de la corrosion, puis bactéries anaérobies sulfato-réductrices (SRP) et micro-organismes hétérotrophes enrichissent le stade mature de la corrosion en consommant la matière organique accumulée. b Changements dans les communautés microbiennes sur les métaux résistants à la corrosion. Les cellules violettes, bleues, jaunes et blanches représentent des bactéries des familles Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea et autres, respectivement.
Concernant les changements dans la communauté microbienne et l'enrichissement potentiel en SRB, le FeOB est essentiel aux premiers stades de la corrosion, et Dechloromonas peut obtenir son énergie de croissance par l'oxydation du Fe(II). Les micro-organismes peuvent survivre dans des milieux contenant des oligo-éléments, mais leur croissance ne sera pas exponentielle. Cependant, le bassin de plongée utilisé dans cette étude est un bassin de débordement, avec un débit d'entrée de 20 m³/h, qui fournit en continu des oligo-éléments contenant des ions inorganiques. Aux premiers stades de la corrosion, des ions ferreux sont libérés par l'acier au carbone et la fonte, et les FeOB (comme Dechloromonas) les utilisent comme source d'énergie. Des traces de carbone, de phosphate et d'azote nécessaires à la croissance cellulaire doivent être présentes dans l'eau de procédé sous forme de substances organiques et inorganiques. Par conséquent, dans cet environnement d'eau douce, le FeOB s'enrichit initialement sur les surfaces métalliques telles que l'acier au carbone et la fonte. Par la suite, les IRB peuvent se développer et utiliser la matière organique et les oxydes de fer comme sources d'énergie et accepteurs d'électrons terminaux, respectivement. Dans les produits de corrosion matures, des conditions anaérobies enrichies en azote doivent être créées grâce au métabolisme du FeOB et de l'IRB. Par conséquent, le SRB peut croître rapidement et remplacer le FeOB et l'IRB (Fig. 8a).
Français Récemment, Tang et al. ont signalé la corrosion de l'acier inoxydable par Geobacter ferroreducens dans des environnements d'eau douce en raison du transfert direct d'électrons du fer aux microbes46. Compte tenu de l'EMIC, la contribution des micro-organismes ayant des propriétés EET est essentielle. SRB, FeOB et IRB sont les principales espèces microbiennes dans les produits de corrosion de cette étude, qui devraient avoir des caractéristiques EET. Par conséquent, ces micro-organismes électrochimiquement actifs peuvent contribuer à la corrosion par EET, et la composition de leur communauté change sous l'influence de diverses espèces ioniques à mesure que les produits de corrosion se forment. Au contraire, la communauté microbienne dans l'acier à 9 % de Cr différait des autres aciers (Fig. 8b). Après 14 mois, en plus de l'enrichissement en FeOB, des espèces telles que Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea et Thiomonas étaient également enrichies (Fig. 7i). Ce changement est nettement différent de celui d'autres matériaux corrosifs, tels que l'acier au carbone, et peut être influencé par les ions riches en chrome dissous pendant la corrosion. Français Notamment, Thiomonas possède non seulement des propriétés oxydantes du soufre, mais aussi des propriétés oxydantes du Fe(II), un système EET et une tolérance aux métaux lourds48,49. Ils peuvent être enrichis en raison de l'activité oxydante du Fe(II) et/ou de la consommation directe d'électrons métalliques. Dans une étude précédente, une abondance relativement élevée de Beggiatoacea a été observée dans des biofilms sur Cu à l'aide d'un système de surveillance de biofilm discontinu, suggérant que ces bactéries pourraient être résistantes aux métaux toxiques tels que le Cu et le Cr. Cependant, la source d'énergie nécessaire à Beggiatoacea pour se développer dans cet environnement est inconnue.
Cette étude présente l'évolution des communautés microbiennes lors de la corrosion en milieu d'eau douce. Dans un même environnement, les communautés microbiennes différaient selon le type de métal. De plus, nos résultats confirment l'importance du FeOB dans les premiers stades de la corrosion, car le métabolisme énergétique microbien dépendant du fer favorise la formation d'un environnement riche en nutriments, favorisé par d'autres micro-organismes tels que le SRB. Afin de réduire la CMI en milieu d'eau douce, l'enrichissement en FeOB et en IRB doit être limité.
Français Neuf métaux ont été utilisés dans cette étude et transformés en blocs de 50 × 20 × 1–5 mm (épaisseur pour l'acier ASTM 395 et 1 %, 2,25 % et 9 % Cr : 5 mm ; épaisseur pour ASTM A283 et ASTM A179 : 3 mm). mm ; ASTM A109 Temper 4/5 et acier inoxydable de type 304 et 316, épaisseur : 1 mm), avec deux trous de 4 mm. Les aciers au chrome ont été polis avec du papier de verre et les autres métaux ont été polis avec du papier de verre de grain 600 avant le trempage. Tous les échantillons ont été soniqués avec de l'éthanol à 99,5 %, séchés et pesés. Dix échantillons de chaque métal ont été utilisés pour le calcul du taux de corrosion et l'analyse du microbiome. Chaque échantillon a été fixé en échelle avec des tiges et des entretoises en PTFE (φ 5 × 30 mm, Fig. 2 supplémentaire).
Le bassin a un volume de 1 100 mètres cubes et une profondeur d'environ 4 mètres. Le débit d'entrée d'eau était de 20 m³/h, le trop-plein a été vidangé et la qualité de l'eau n'a pas fluctué selon les saisons (Fig. 3 supplémentaire). L'échelle d'échantillonnage est descendue sur un câble d'acier de 3 m suspendu au milieu du bassin. Deux jeux d'échelles ont été retirés du bassin à 1, 3, 6, 14 et 22 mois. Les échantillons d'une échelle ont été utilisés pour mesurer la perte de poids et calculer les taux de corrosion, tandis que ceux d'une autre échelle ont été utilisés pour l'analyse du microbiome. L'oxygène dissous dans le bassin d'immersion a été mesuré près de la surface et du fond, ainsi qu'au milieu, à l'aide d'un capteur d'oxygène dissous (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, États-Unis).
Les produits de corrosion et les biofilms présents sur les échantillons ont été éliminés par grattage avec un grattoir en plastique ou par essuyage avec un coton-tige, puis nettoyés dans de l'éthanol à 99,5 % à l'aide d'un bain à ultrasons. Les échantillons ont ensuite été immergés dans une solution de Clark conformément à la norme ASTM G1-0351. Tous les échantillons ont été pesés après séchage. Calculez la vitesse de corrosion (mm/an) pour chaque échantillon à l'aide de la formule suivante :
où K est une constante (8,76 × 104), T est le temps d'exposition (h), A est la surface totale (cm2), W est la perte de masse (g), D est la densité (g cm–3).
Après avoir pesé les échantillons, des images 3D de plusieurs échantillons ont été obtenues à l'aide d'un microscope laser de mesure 3D (LEXT OLS4000, Olympus, Tokyo, Japon).