Tankewol foar jo besite oan Nature.com. Jo brûke in browserferzje mei beheinde CSS-stipe. Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of Kompatibiliteitsmodus yn Internet Explorer útskeakelje). Derneist, om trochgeande stipe te garandearjen, litte wy de side sjen sûnder stilen en JavaScript.
Toant in karrousel fan trije dia's tagelyk. Brûk de knoppen Foarige en Folgjende om troch trije dia's tagelyk te gean, of brûk de skúfknoppen oan 'e ein om troch trije dia's tagelyk te gean.
Yn swietwetteromjouwings wurdt faak fersnelde korrosje fan koalstof- en roestfrij stiel waarnommen. In 22-moanne dûkstúdzje yn swietwettertanks waard hjir útfierd mei njoggen stielklassen. Fersnelde korrosje waard waarnommen yn koalstof- en chromiumstiel en getten izer, wylst yn roestfrij stiel gjin sichtbere korrosje waard waarnommen, sels nei 22 moannen. In analyze fan 'e mikrobiële mienskip liet sjen dat tidens algemiene korrosje Fe(II)-oksidearjende baktearjes ferrike waarden yn it iere stadium fan korrosje, Fe(III)-redusearjende baktearjes yn it stadium fan korrosjeûntwikkeling, en sulfaatredusearjende baktearjes yn it korrosjestadium yn it lêste stadium fan produktkorrosje. Krektoarsom, Beggiatocaea-baktearjes wiene benammen talryk yn stiel mei 9% Cr dat ûnderwurpen wie oan lokale korrosje. Dizze gearstallingen fan mikrobiële mienskippen ferskilden ek fan dy yn wetter- en boaiemsedimintmonsters. Sa ûndergiet de mikrobiële mienskip dramatyske feroarings as de korrosje foarútgiet, en makket it izerôfhinklike mikrobiële enerzjymetabolisme in omjouwing dy't oare mikroorganismen kin ferrike.
Metalen kinne fersliten en korrodearje troch ferskate fysike en gemyske miljeufaktoaren lykas pH, temperatuer en ionenkonsintraasje. Soere omstannichheden, hege temperatueren en chloridekonsintraasjes beynfloedzje benammen de korrosje fan metalen1,2,3. Mikro-organismen yn natuerlike en boude omjouwings beynfloedzje faak de slijtage en korrosje fan metalen, in gedrach dat útdrukt wurdt yn mikrobiële korrosje (MIC)4,5,6,7,8. MIC wurdt faak fûn yn omjouwings lykas binnenpipen en opslachtanks, yn metalen spleten, en yn boaiem, dêr't it ynienen ferskynt en him rap ûntjout. Dêrom is it kontrolearjen en iere deteksje fan MIC's tige lestich, dus MIC-analyze wurdt meastentiids útfierd nei korrosje. Tal fan MIC-gefalstúdzjes binne rapportearre wêryn't sulfaat-redusearjende baktearjes (SRB) faak waarden fûn yn korrosjeprodukten9,10,11,12,13. It bliuwt lykwols ûndúdlik oft SRB's bydrage oan it begjin fan korrosje, om't har deteksje basearre is op post-korrosje-analyze.
Koartlyn binne, neist jodium-oksidearjende baktearjes21, ferskate izer-ôfbrekkende mikroorganismen rapportearre, lykas izer-ôfbrekkende SRB14, metanogenen15,16,17, nitraat-redusearjende baktearjes18, izer-oksidearjende baktearjes19 en asetogenen20. Under anaerobe of mikroaerobe laboratoariumomstannichheden korrodearje de measten fan harren nul-valent izer en koalstofstiel. Derneist suggerearje har korrosjemeganismen dat izer-korrosive metanogenen en SRB's korrosje befoarderje troch elektroanen te rispjen út nul-valent izer mei help fan ekstrasellulêre hydrogenasen en multiheme cytochromen, respektivelik22,23. MIC's wurde ferdield yn twa typen: (i) gemyske MIC (CMIC), dat is yndirekte korrosje troch mikrobieel produsearre soarten, en (ii) elektryske MIC (EMIC), dat is direkte korrosje troch elektronútputting fan it metaal24. EMIC fasilitearre troch ekstrasellulêre elektronoerdracht (EET) is fan grut belang, om't mikroorganismen mei EET-eigenskippen rapper korrosje feroarsaakje as net-EET-mikroorganismen. Wylst de taryfbeheinende reaksje fan CMIC ûnder anaerobe omstannichheden H2-produksje is fia protonreduksje (H+), ferrint EMIC fia EET-metabolisme, dat ûnôfhinklik is fan H2-produksje. It meganisme fan EET yn ferskate mikroorganismen is relatearre oan de prestaasjes fan mikrobiële sellulêre brânstof en elektrobiosynteze25,26,27,28,29. Omdat de kweekomstannichheden foar dizze korrosive mikroorganismen ferskille fan dy yn 'e natuerlike omjouwing, is it net dúdlik oft dizze waarnommen mikrobiële korrosjeprosessen korrosje yn 'e praktyk reflektearje. Dêrom is it lestich om it MIC-meganisme te observearjen dat troch dizze korrosive mikroorganismen yn 'e natuerlike omjouwing feroarsake wurdt.
De ûntwikkeling fan DNA-sekwinsjetechnology hat de stúdzje fan 'e details fan mikrobiële mienskippen yn natuerlike en keunstmjittige omjouwings fasilitearre, bygelyks, mikrobiële profilering basearre op 'e 16S rRNA-gensekwinsje mei help fan nije generaasje sequencers is brûkt op it mêd fan mikrobiële ekology30,31,32. Tal fan MIC-stúdzjes binne publisearre dy't detaillearre mikrobiële mienskippen yn boaiem- en marine omjouwings13,33,34,35,36 hawwe. Neist SRB is ek ferriking yn Fe(II)-oksidearjende (FeOB) en nitrifisearjende baktearjes yn korrosjemonsters, bygelyks FeOB, lykas Gallionella spp. en Dechloromonas spp., en nitrifisearjende baktearjes, lykas Nitrospira, rapportearre. spp., yn koalstof- en koperhâldende stielen yn boaiemmedia33. Op deselde wize is yn 'e marine omjouwing rappe kolonisaasje fan izeroksidearjende baktearjes dy't hearre ta de klassen Zetaproteobacteria en Betaproteobacteria al ferskate wiken waarnommen op koalstofstiel36. Dizze gegevens jouwe de bydrage fan dizze mikroorganismen oan korrosje oan. Yn in protte stúdzjes binne de doer en eksperimintele groepen lykwols beheind, en is der net folle bekend oer de dynamyk fan mikrobiële mienskippen tidens korrosje.
Hjir ûndersykje wy de MIC's fan koalstofstiel, chroomstiel, roestfrij stiel en getten izer mei help fan immersjestúdzjes yn in aerobe swietwetteromjouwing mei in skiednis fan MIC-eveneminten. Stekproeven waarden nommen nei 1, 3, 6, 14 en 22 moannen en de korrosjesnelheid fan elk metaal en mikrobiële komponint waard bestudearre. Us resultaten jouwe ynsjoch yn 'e lange-termyn dynamyk fan mikrobiële mienskippen tidens korrosje.
Lykas te sjen is yn tabel 1, waarden njoggen metalen brûkt yn dizze stúdzje. Tsien samples fan elk materiaal waarden ûnderdompele yn in plas mei swiet wetter. De kwaliteit fan it proseswetter is as folget: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, troebelens 1 ppm en pH 7.4. De konsintraasje fan oploste soerstof (DO) oan 'e ûnderkant fan' e samplingljedder wie sawat 8.2 ppm en de wettertemperatuer fariearre fan 9 oant 23 °C, ôfhinklik fan it seizoen.
Lykas te sjen is yn figuer 1, waarden nei 1 moanne ûnderdompeling yn ASTM A283, ASTM A109 Betingst #4/5, ASTM A179, en ASTM A395 getten izer omjouwings brune korrosjeprodukten waarnommen op it oerflak fan koalstofstiel yn 'e foarm fan generalisearre korrosje. It gewichtsferlies fan dizze eksimplaren naam ta mei de tiid (Oanfoljende tabel 1) en de korrosjesnelheid wie 0,13-0,16 mm per jier (figuer 2). Op deselde wize is algemiene korrosje waarnommen yn stiel mei in leech Cr-gehalte (1% en 2,25%) mei in korrosjesnelheid fan sawat 0,13 mm/jier (figueren 1 en 2). Yn tsjinstelling, stiel mei 9% Cr toant lokale korrosje dy't foarkomt yn gatten foarme troch pakkingen. De korrosjesnelheid fan dit stekproef is sawat 0,02 mm/jier, wat signifikant leger is as dat fan stiel mei algemiene korrosje. Yn tsjinstelling, litte roestfrij stiel type-304 en -316 gjin sichtbere korrosje sjen, mei rûsde korrosjetsnelheden fan <0,001 mm y−1. Yn tsjinstelling, litte roestfrij stiel type-304 en -316 gjin sichtbere korrosje sjen, mei rûsde fersnellingssnelheden fan <0.001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 en 316 не проявляют видимой коррозии, при эстом расчетнаия скорозии <0,001 мм/год. Yn tsjinstelling, litte roestfrij stiel fan typen 304 en 316 gjin sichtbere korrosje sjen, mei in rûsde korrosjesnelheid fan <0,001 mm/jier.相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速玀<0-101 mm相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速玀<0-101 mm Напротив, нержавеющие стали типа 304 en -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростью коррозиом 0,0. Yn tsjinstelling, lieten roestfrij stiel fan type 304 en -316 gjin sichtbere korrosje sjen mei in ûntwerpkorrosjesnelheid fan <0,001 mm/jier.
Hjir wurde makroskopyske ôfbyldings fan elk stekproef (hichte 50 mm × breedte 20 mm) foar en nei it ûntkalken werjûn. 1 meter, 1 moanne; 3 meter, 3 moannen; 6 meter, 6 moannen; 14 meter, 14 moannen; 22 meter, 22 moannen; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, tastân 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, stiel 1% Cr; 3C stiel, 2,25% Cr stiel; stiel 9C, stiel 9% Cr; S6, 316 roestfrij stiel; S8, type 304 roestfrij stiel.
De korrosjesnelheid waard berekkene mei gewichtsferlies en ûnderdompelingstiid. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, ferhurde 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, stiel 1% Cr, 3C, stiel 2.25% Cr, 9C, stiel 9% Cr, S6, type 316 roestfrij stiel; S8, type 304 roestfrij stiel.
Op fig. 1 wurdt ek sjen litten dat korrosjeprodukten fan koalstofstiel, leech-Cr-stiel en getten izer fierder ûntwikkelje nei ûnderdompeling fan 3 moannen. De totale korrosjesnelheid naam stadichoan ôf nei 0,07 ~ 0,08 mm/jier nei 22 moannen (figuer 2). Derneist wie de korrosjesnelheid fan 2,25% Cr-stiel wat leger as oare korrodearre eksimplaren, wat oanjout dat Cr korrosje kin remme. Neist algemiene korrosje waard neffens ASTM A179 lokale korrosje waarnommen nei 22 moannen mei in korrosjedjipte fan sawat 700 µm (fig. 3). De lokale korrosjesnelheid, berekkene mei de korrosjedjipte en ûnderdompelingstiid, is 0,38 mm/jier, wat sawat 5 kear rapper is as algemiene korrosje. De korrosjesnelheid fan ASTM A395-legering kin ûnderskat wurde, om't korrosjeprodukten nei 14 of 22 moannen ûnderdompeling yn wetter de skaal net folslein ferwiderje. It ferskil moat lykwols minimaal wêze. Derneist waarden in protte lytse putjes waarnommen yn it korrodearre leech-chroomstiel.
Folsleine ôfbylding (skaalbalke: 10 mm) en lokalisearre korrosje (skaalbalke: 500 µm) fan ASTM A179 en 9% Cr stiel op maksimale djipte mei in 3D-lasermikroskoop. De reade sirkels yn 'e folsleine ôfbylding jouwe de mjitten lokalisearre korrosje oan. In folsleine werjefte fan it 9% Cr stiel fan 'e efterkant wurdt werjûn yn figuer 1.
Lykas te sjen is yn fig. 2, waard foar stiel mei 9% Cr gjin korrosje waarnommen binnen 3-14 moannen, en wie de korrosjesnelheid praktysk nul. Lokale korrosje waard lykwols waarnommen nei 22 moannen (figuer 3) mei in korrosjesnelheid fan 0,04 mm/jier berekkene mei gewichtsferlies. De maksimale lokalisearre korrosjedjipte is 1260 µm en de lokalisearre korrosjesnelheid rûsd mei de korrosjedjipte en ûnderdompelingstiid (22 moannen) is 0,68 mm/jier. Omdat it krekte punt wêrop de korrosje begjint net bekend is, kin de korrosjesnelheid heger wêze.
Yn tsjinstelling, waard gjin sichtbere korrosje waarnommen op roestfrij stiel, sels nei 22 moannen ûnderdompeling. Hoewol in pear brune dieltsjes op it oerflak waarnommen waarden foar it ûntkalken (Fig. 1), wiene se swak oanbrocht en wiene se gjin korrosjeprodukten. Om't it metaal wer ferskynt op it oerflak fan roestfrij stiel nei't de skaal fuorthelle is, is de korrosjesnelheid praktysk nul.
Amplikonsekwinsjearring is útfierd om de ferskillen en dynamyk fan mikrobiële mienskippen oer tiid te begripen yn korrosjeprodukten en biofilms op metalen oerflakken, yn wetter en sediminten. In totaal fan 4.160.012 lêzingen waarden ûntfongen, mei in berik fan 31.328 oant 124.183 lêzingen.
De Shannon-yndeksen fan wettermonsters nommen fan wetterinlaten en fivers fariearden fan 5,47 oant 7,45 (Fig. 4a). Om't weromwûn rivierwetter brûkt wurdt as yndustrieel wetter, kin de mikrobiële mienskip seizoensgebonden feroarje. Yn tsjinstelling wie de Shannon-yndeks fan boaiemsedimintmonsters sawat 9, wat signifikant heger is as dy fan wettermonsters. Op deselde wize hienen wettermonsters legere berekkene Chao1-yndeksen en waarnommen operasjonele taksonomyske ienheden (OTU's) as sedimintmonsters (Fig. 4b, c). Dizze ferskillen binne statistysk signifikant (Tukey-Kramer-test; p-wearden < 0.01, Fig. 4d), wat oanjout dat de mikrobiële mienskippen yn 'e sedimintmonsters komplekser binne as dy yn 'e wettermonsters. Dizze ferskillen binne statistysk signifikant (Tukey-Kramer-test; p-wearden < 0.01, Fig. 4d), wat oanjout dat de mikrobiële mienskippen yn 'e sedimintmonsters komplekser binne as dy yn 'e wettermonsters. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, сообщества в образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. Dizze ferskillen binne statistysk signifikant (Tukey-Kramer-test; p-wearden <0.01, Fig. 4d), wat oanjout dat de mikrobiële mienskippen yn sedimintmonsters komplekser binne as yn wettermonsters.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这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ， 图 4d） 表明 孾 沉积物 物样中 中 的 群落更。。。。。。。。。 Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволя микробные сообщества в образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. Dizze ferskillen wiene statistysk signifikant (Tukey-Kramer-test; p-wearde <0.01, Fig. 4d), wat suggerearret dat mikrobiële mienskippen yn sedimintmonsters komplekser wiene as yn wettermonsters.Om't it wetter yn it oerrinbekken konstant fernijd wurdt en sediminten sûnder meganyske fersteuring op 'e boaiem fan it bekken delslaan, moat dit ferskil yn mikrobiële ferskaat it ekosysteem yn it bekken reflektearje.
a Shannon-yndeks, b Waarnommen operasjonele taksonomyske ienheid (OTU), en c Chao1-opname-yndeks (n=6) en bekken (n=5) Wetter, sedimint (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) en 9% (9 C: n = 5) Cr-stielen, lykas type 316 (S6: n = 5) en -304 (S8: n = 5) roestfrij stiel wurde werjûn as doazefoarmige en whisker-diagrammen. d p-wearden foar de Shannon- en Chao1-yndeksen krigen mei ANOVA- en Tukey-Kramer meardere fergelikingstests. De reade eftergrûnen fertsjintwurdigje pearen mei p-wearden < 0,05. De reade eftergrûnen fertsjintwurdigje pearen mei p-wearden < 0,05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Reade eftergrûnen fertsjintwurdigje pearen mei p-wearden < 0,05.红色背景代表p 值< 0.05 的对.红色背景代表p 值< 0.05 的对. Красные фоны представляют пары с p-значениями <0,05. Reade eftergrûnen fertsjintwurdigje pearen mei p-wearden <0.05.De line yn 'e midden fan it fak, de boppe- en ûnderkant fan it fak, en de whiskers fertsjintwurdigje respektivelik de mediaan, 25e en 75e persintilen, en de minimale en maksimale wearden.
De Shannon-yndeksen foar koalstofstiel, leechchroomstiel en getten izer wiene fergelykber mei dy foar wettermonsters (Fig. 4a). Yn tsjinstelling binne de Shannon-yndeksen fan 'e roestfrij stielen samples signifikant heger as dy fan 'e korrodearre stielen (p-wearden < 0,05, Fig. 4d) en fergelykber mei dy fan 'e sediminten. Yn tsjinstelling binne de Shannon-yndeksen fan 'e roestfrij stielen samples signifikant heger as dy fan 'e korrodearre stielen (p-wearden < 0,05, Fig. 4d) en fergelykber mei dy fan 'e sediminten. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей, <0, 5, 5, p. 4d), и аналогичны индексам отложений. Yn tsjinstelling binne de Shannon-yndeksen fan roestfrij stielen eksimplaren signifikant heger as dy fan korrodearre stielen (p-wearden < 0,05, Fig. 4d) en binne fergelykber mei ôfsettingsyndeksen.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 корродированнина стир, 0,5 (p. 4d), как и у отложений. Yn tsjinstelling wie de Shannon-yndeks fan 'e roestfrij stielen eksimplaren signifikant heger as dy fan it korrodearre stiel (p-wearde < 0,05, Fig. 4d), lykas de ôfsetting.Yn tsjinstelling dêrmei fariearre de Shannon-yndeks foar stiel mei 9% Cr fan 6,95 oant 9,65. Dizze wearden wiene folle heger yn net-korrodearre eksimplaren nei 1 en 3 moannen as yn korrodearre eksimplaren nei 6, 14 en 22 moannen (Fig. 4a). Fierder binne de Chao1-yndeksen en waarnommen OTU's fan 'e 9% Cr-stielen heger as dy fan 'e korrodearre en wettermonsters en leger as dy fan 'e net-korrodearre en sedimintmonsters (Fig. 4b, c), en de ferskillen binne statistysk signifikant (p-wearden < 0.01, Fig. 4d). Fierder binne de Chao1-yndeksen en waarnommen OTU's fan 'e 9% Cr-stielen heger as dy fan 'e korrodearre en wettermonsters en leger as dy fan 'e net-korrodearre en sedimintmonsters (Fig. 4b, c), en de ferskillen binne statistysk signifikant (p-wearden < 0.01, Fig. 4d).Derneist binne de Chao1 en waarnommen OTU fan stielen mei 9% Cr heger as dy fan korrodearre en wetterige samples en leger as dy fan net-korrodearre en sedimintêre samples (Fig. 4b, c), en de ferskillen binne statistysk signifikant.(p-значения <0,01, рис. 4d). (p-wearden <0.01, ôfb. 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 ， 低亁 堒沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0.01 图 图 图 图 图 图 图 ， 後 後， ， ， , 4d). Кроме того, индекс Chao1 en наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница была статистически сначими (p. 0, 0, 0, 0. 4g). Derneist wiene de Chao1-yndeks en waarnommen OTU fan 9% Cr-stiel heger as dy fan korrodearre en wetterige samples en leger as dy fan net-korrodearre en sedimintêre samples (Fig. 4b,c), en it ferskil wie statistysk signifikant (p-wearde < 0.01, Fig. 4d).Dizze resultaten jouwe oan dat de mikrobiële ferskaatheid yn korrosjeprodukten leger is as yn biofilms op net-korrodearre metalen.
Op fig. 5a wurdt in Principal Coordinate Analysis (PCoA) plot toand basearre op UniFrac ûngewogen ôfstân foar alle samples, mei trije grutte klusters waarnommen. Mikrobiële mienskippen yn wettermonsters wiene signifikant oars as oare mienskippen. De mikrobiële mienskippen yn 'e sediminten omfette ek roestfrij stiel mienskippen, wylst se wiidferspraat wiene yn 'e korrosjemonsters. Yn tsjinstelling, de kaart fan stiel mei 9% Cr is ferdield yn net-korrodearre en korrodearre klusters. Dêrtroch binne mikrobiële mienskippen op metalen oerflakken en korrosjeprodukten signifikant oars as dy yn wetter.
Haadkoördinaatanalyse (PCoA) plot basearre op ûngewichtige UniFrac-ôfstannen yn alle samples (a), wetter (b) en metalen (c). Sirkels markearje elke kluster. De trajekten wurde fertsjintwurdige troch linen dy't de samplingperioaden yn searje ferbine. 1 meter, 1 moanne; 3 meter, 3 moannen; 6 meter, 6 moannen; 14 meter, 14 moannen; 22 meter, 22 moannen; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, betingst 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, stiel 1% Cr; 3C stiel, 2.25% Cr stiel; stiel 9C, stiel 9% Cr; S6, 316 roestfrij stiel; S8, type 304 roestfrij stiel.
Doe't se yn chronologyske folchoarder rangearre waarden, wiene de PCoA-plots fan 'e wettermonsters yn in sirkelfoarmige opset (Fig. 5b). Dizze syklusoergong kin seizoensferoaringen wjerspegelje.
Derneist waarden mar twa klusters (korrodearre en net-korrodearre) waarnommen op 'e PCoA-plots fan metaalmonsters, wêr't (mei útsûndering fan 9% chromiumstiel) ek in ferskowing fan 'e mikrobiële mienskip fan 1 nei 22 moannen waarnommen waard (Fig. 5c). Derneist, om't de oergongen yn korrodearre monsters grutter wiene as yn net-korrodearre monsters, wie der in korrelaasje tusken feroaringen yn mikrobiële mienskippen en korrosjeprogresje. Yn stielen monsters mei 9% Cr waarden twa soarten mikrobiële mienskippen ûntdutsen: punten op 1 en 6 moannen, lizzend by roestfrij stiel, en oaren (3, 14 en 22 moannen), lizzend op punten tichtby korrodearre stiel. 1 moanne en coupons brûkt foar DNA-ekstraksje op 6 moannen wiene net korrodearre, wylst coupons op 3, 14 en 22 moannen korrodearre wiene (Oanfoljende Figuer 1). Dêrom ferskillen de mikrobiële mienskippen yn korrodearre monsters fan dy yn wetter, sedimint en net-korrodearre monsters en feroarje as de korrosje foarútgie.
De wichtichste soarten mikrobiële mienskippen dy't waarnommen waarden yn wettermonsters wiene Proteobacteria (30,1–73,5%), Bacteroidetes (6,3–48,6%), Planctomycetota (0,4–19,6%) en Actinobacteria (0–17,7%), har relative oerfloed farieare fan monster ta monster (Fig. 6), bygelyks wie de relative oerfloed fan Bacteroidetes yn fiverwetter heger as yn abstrakt wetter. Dit ferskil kin beynfloede wurde troch de ferbliuwstiid fan it wetter yn 'e oerrinbak. Dizze typen waarden ek waarnommen yn boaiemsedimintmonsters, mar har relative oerfloed ferskilde signifikant fan dy yn wettermonsters. Derneist wie it relative gehalte fan Acidobacteria (8,7–13,0%), Chloroflexi (8,1–10,2%), Nitrospirota (4,2–4,4%) en Desulfobacterota (1,5–4,4%)) heger as yn wettermonsters. Om't hast alle Desulfobacterota-soarten SRB37 binne, moat de omjouwing yn it sedimint anaëroob wêze. Hoewol Desulfobacterota mooglik ynfloed hat op korrosje, moat it risiko ekstreem leech wêze, om't har relative oerfloed yn it swimbadwetter <0,04% is. Hoewol Desulfobacterota mooglik ynfloed hat op korrosje, moat it risiko ekstreem leech wêze, om't har relative oerfloed yn it swimbadwetter <0,04% is. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольку ихостнос воде бассейна составляет <0,04%. Hoewol Desulfobacterota in effekt hawwe kin op korrosje, moat it risiko ekstreem leech wêze, om't har relative oerfloed yn swimbadwetter <0,04% is.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水为倦0. <0,04% Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку их относиансельдное бассейна составляет <0,04%. Hoewol it Desulfobacillus-type ynfloed kin hawwe op korrosje, moat it risiko ekstreem leech wêze, om't har relative oerfloed yn swimbadwetter <0,04% is.
RW en Loft fertsjintwurdigje wettermonsters fan respektivelik de wetteryntak en it bekken. Sedimint-C, -E, -W binne sedimintmonsters nommen út it sintrum fan 'e boaiem fan it bekken, lykas fan 'e east- en westkant. 1 meter, 1 moanne; 3 meter, 3 moannen; 6 meter, 6 moannen; 14 meter, 14 moannen; 22 meter, 22 moannen; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, tastân 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, stiel 1% Cr; 3C stiel, 2.25% Cr stiel; stiel 9C, stiel 9% Cr; S6, 316 roestfrij stiel; S8, type 304 roestfrij stiel.
Op geslachtsnivo waard in alle seizoenen in wat heger oandiel (6–19%) fan net-klassifisearre baktearjes dy't ta de famylje Trichomonadaceae hearre, lykas Neosphingosine, Pseudomonas en Flavobacterium waarnommen. As lytse haadkomponinten fariearje har oandielen (Fig. 1). . 7a en b). Yn 'e sydrivieren wie de relative oerfloed fan Flavobacterium, Pseudovibrio en Rhodoferrobacter allinich yn 'e winter heger. Likegoed waard in heger gehalte oan Pseudovibrio en Flavobacterium waarnommen yn it winterwetter fan it bekken. Sa fariearren mikrobiële mienskippen yn wettermonsters ôfhinklik fan it seizoen, mar ûndergienen gjin drastyske feroarings yn 'e stúdzjeperioade.
a Ynlaatwetter, b Swimbadwetter, c ASTM A283, d ASTM A109 temperatuer #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2,25% Cr, en i 9% Cr stiel, j Type-316 en roestfrij stiel K-304.
Proteobaktearjes wiene de wichtichste komponinten yn alle samples, mar har relative oerfloed yn 'e korrodearre samples naam ôf mei de foarútgong fan 'e korrosje (Fig. 6). Yn samples ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 en 1% en 2,25% Cr, naam de relative oerfloed fan proteobaktearjes ôf fan 89,1%, 85,9%, 89,6%, 79,5%, 84,8%., 83,8% binne 43,3%, 52,2%, 50,0%, 41,9%, 33,8% en 31,3% respektivelik. Yn tsjinstelling dêrmei nimme de relative oerfloeden fan Desulfobacterota stadichoan ta fan <0,1% nei 12,5–45,9% mei de foarútgong fan korrosje. Yn tsjinstelling dêrmei nimme de relative oerfloeden fan Desulfobacterota stadichoan ta fan <0,1% nei 12,5–45,9% mei de foarútgong fan korrosje. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% oant 12,5-45,9% foar мере разивится. Yn tsjinstelling nimt de relative oerfloed fan Desulfobacterota stadichoan ta fan <0,1% nei 12,5–45,9% as de korrosje foarútgiet.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% oant 12,5-45,9% foar мере развития. Yn tsjinstelling dêrmei naam de relative oerfloed fan Desulfobacillus stadichoan ta fan <0,1% nei 12,5–45,9% doe't de korrosje foarútgong.Sadwaande, doe't de korrosje foarútgong, waard Proteobacteira ferfongen troch Desulfobactereira.
Yn tsjinstelling befette biofilms op net-korrodearre roestfrij stiel deselde proporsjes fan ferskate baktearjes. Proteobaktearjes (29.4–34.1%), Planctomycetota (11.7–18.8%), Nitrospirota (2.9–20.9%), Acidobacteria (8.6–18.8%), Bacteroidota (3.1–9.2%) en Chloroflexi (2.1–8.8%). It waard fûn dat it oandiel fan Nitrospirota yn 'e roestfrij stielmonsters stadichoan tanommen (Fig. 6). Dizze ferhâldingen binne fergelykber mei dy yn sedimintmonsters, wat oerienkomt mei de PCoA-plot werjûn yn Fig. 5a.
Yn stielmonsters mei 9% Cr waarden twa soarten mikrobiële mienskippen waarnommen: mikrobiële mienskippen fan 1 moanne en 6 moannen wiene fergelykber mei dy yn boaiemsedimintmonsters, wylst it oanpart proteobaktearjes yn korrosjemonsters 3, 14 en 22 signifikant tanommen. moannen Derneist kamen dizze twa mikrobiële mienskippen yn 'e 9% Cr stielmonsters oerien mei split clusters yn 'e PCoA-plot werjûn yn Fig. 5c.
Op geslachtsnivo waarden >2000 OTU's mei net-tawiisde baktearjes en archaea waarnommen. Op geslachtsnivo waarden >2000 OTU's mei net-tawiisde baktearjes en archaea waarnommen.Op geslachtsnivo binne mear as 2000 OTU's waarnommen mei net-identifisearre baktearjes en archaea.Op geslachtsnivo binne mear as 2000 OTU's waarnommen mei net-spesifisearre baktearjes en archaea. Under harren hawwe wy ús rjochte op 10 OTU's mei in hege populaasje yn elke stekproef. Dit beslacht 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% en 21,8-45,1% yn ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2,25% en 9% Cr-stielen en Type 316 en -304 roestfrij stiel.
In relatyf hege ynhâld fan dechlorearre monoliten mei Fe(II)-oksidearjende eigenskippen is waarnommen yn korrosjemonsters lykas ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 en stielen mei 1% en 2,25% Cr yn in iere korrosjefaze (1 moanne en 3 moannen, Fig. 7c-h). It oanpart fan Dechloromonas naam yn 'e rin fan' e tiid ôf, wat oerienkomt mei de ôfname fan Proteobaktearjes (Fig. 6). Fierder binne de proporsjes fan Dechloromonas yn 'e biofilms op 'e net-korrodearre samples <1%. Fierder binne de proporsjes fan Dechloromonas yn 'e biofilms op 'e net-korrodearre samples <1%. Кроме того, доля Dechloromonas in биопленках op некорродированных образцах составляет <1%. Derneist is it oanpart fan Dechloromonas yn biofilms op net-korrodearre eksimplaren <1%.此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例<1%。此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例 < 1% Кроме того, доля Dechloromonas в биопленке некорродированных образцов была <1%. Derneist wie it oanpart fan Dechloromonas yn 'e biofilm fan net-korrodearre eksimplaren <1%.Dêrom is Dechloromonas ûnder de korrosjeprodukten yn in ier stadium fan korrosje signifikant ferrike.
Yn tsjinstelling, yn ASTM A179, ASTM A109 tempered #4/5, ASTM A179, ASTM A395 en stielen mei 1% en 2,25% Cr, naam it oanpart fan SRB Desulfovibrio-soarten úteinlik ta nei 14 en 22 moannen (Fig. 7c-h). Desulfofibrion wie tige leech of net ûntdutsen yn 'e iere stadia fan korrosje, yn wettermonsters (Fig. 7a, b) en yn net-korrodearre biofilms (Fig. 7j, j). Dit suggerearret sterk dat Desulfovibrio de omjouwing fan 'e foarme korrosjeprodukten foarkomt, hoewol se gjin ynfloed hawwe op korrosje yn 'e iere stadia fan korrosje.
Fe(III)-redusearjende baktearjes (RRB), lykas Geobacter en Geothrix, waarden fûn yn korrosjeprodukten yn 'e middelste stadia fan korrosje (6 en 14 moannen), mar it oanpart fan lette (22 moannen) stadia fan korrosje is dêr heger en relatyf leech (Fig. 7c, eh). It skaai Sideroxydans mei Fe(II)-oksidaasje-eigenskippen liet in ferlykber gedrach sjen (Fig. 7f), dus it oanpart fan FeOB, IRB en SRB wie allinich heger yn 'e korrodearre samples. Dit suggerearret sterk dat feroaringen yn dizze mikrobiële mienskippen ferbûn binne mei korrosjeprogresje.
Yn stiel mei 9% Cr dat nei 3, 14 en 22 moannen korrodearre wie, waard in heger oanpart leden fan 'e Beggiatoacea-famylje (8,5–19,6%) waarnommen, dy't sweveloksidearjende eigenskippen kinne fertoane, en sideroxidanen waarden waarnommen (8,4–13,7%) (Fig. 1). 7i) Derneist waard Thiomonas, in sweveloksidearjende baktearje (SOB), yn hegere oantallen (3,4% en 8,8%) fûn nei 3 en 14 moannen. Yn tsjinstelling waarden nitraatredusearjende baktearjes Nitrospira (12,9%) waarnommen yn 6 moannen âlde net-korrodearre samples. In ferhege oanpart Nitrospira waard ek waarnommen yn biofilms op roestfrij stiel nei it ûnderdompeljen (Fig. 7j,k). Sa wiene de mikrobiële mienskippen fan 1- en 6 moannen âlde net-korrodearre 9% Cr-stielen fergelykber mei dy yn roestfrij stiel biofilms. Derneist ferskillen de mikrobiële mienskippen fan 9% Cr stiel dy't nei 3, 14 en 22 moannen korrodearren fan 'e korrosjeprodukten fan koalstof- en leech-chroomstiel en getten izer.
Korrosjeûntwikkeling is meastentiids stadiger yn swiet wetter as yn seewetter, om't de konsintraasje fan chloride-ionen ynfloed hat op 'e korrosje fan it metaal. Guon roestfrij stielen kinne lykwols korrodearje yn swietwetteromjouwings38,39. Derneist waard MIC yn earste ynstânsje fertocht, om't korrodearre materiaal earder waarnommen wie yn it swietwetterbad dat yn dizze stúdzje brûkt waard. Yn lange-termyn immersjestúdzjes waarden ferskate foarmen fan korrosje, trije soarten mikrobiële mienskippen en in feroaring yn mikrobiële mienskippen yn korrosjeprodukten waarnommen.
It swietwettermedium dat yn dizze stúdzje brûkt wurdt, is in sletten tank foar technysk wetter dat út in rivier helle wurdt mei in relatyf stabile gemyske gearstalling en in seizoensferoaring yn wettertemperatuer fariearjend fan 9 oant 23 °C. Dêrom kinne seizoensfluktuaasjes yn mikrobiële mienskippen yn wettermonsters ferbûn wêze mei feroaringen yn temperatuer. Derneist wie de mikrobiële mienskip yn it swimbadwetter wat oars as dy yn it ynfierwetter (Fig. 5b). It wetter yn 'e swimbad wurdt konstant ferfongen fanwegen oerstreaming. Dêrtroch bleau DO op ~8,2 ppm, sels op tuskenlizzende djipten tusken it bekkenoerflak en de boaiem. Krektoarsom, de omjouwing fan it sedimint moat anaeroob wêze, om't it sakket en op 'e boaiem fan it reservoir bliuwt, en de mikrobiële flora dêryn (lykas CRP) moat ek ferskille fan 'e mikrobiële flora yn it wetter (Fig. 6). Om't de coupons yn 'e swimbad fierder fan 'e sediminten ôf wiene, waarden se allinich bleatsteld oan swiet wetter tidens immersjestúdzjes ûnder aerobe omstannichheden.
Algemiene korrosje komt foar yn koalstofstiel, leech-chromiumstiel en getten izer yn swietwetteromjouwings (Ofbylding 1), om't dizze materialen net korrosjebestindich binne. De korrosjesnelheid (0,13 mm jier-1) ûnder abiotyske swietwetteromstannichheden wie lykwols heger as yn eardere stúdzjes40 (0,04 mm jier-1) en wie te fergelykjen mei de korrosjesnelheid (0,02–0,76 mm jier-1) yn 'e oanwêzigens fan mikroorganismen1) Fergelykber mei swietwetteromstannichheden40,41,42. Dizze fersnelde korrosjesnelheid is in karakteristyk fan MIC.
Derneist waard nei 22 moannen ûnderdompeling lokale korrosje waarnommen yn ferskate metalen ûnder de korrosjeprodukten (Fig. 3). Benammen de lokale korrosjesnelheid dy't waarnommen is yn ASTM A179 is sawat fiif kear rapper as algemiene korrosje. Dizze ûngewoane foarm fan korrosje en fersnelde korrosjesnelheid is ek waarnommen yn korrosje dy't op itselde objekt foarkomt. Sa reflektearret de ûnderdompeling dy't yn dizze stúdzje útfierd is korrosje yn 'e praktyk.
Under de bestudearre metalen liet 9% Cr stiel de earnstichste korrosje sjen, mei in korrosjedjipte fan >1,2 mm, wat wierskynlik MIC is fanwegen de fersnelde korrosje en abnormale foarm fan korrosje. Under de bestudearre metalen liet 9% Cr stiel de earnstichste korrosje sjen, mei in korrosjedjipte fan >1,2 mm, wat wierskynlik MIC is fanwegen de fersnelde korrosje en abnormale foarm fan korrosje. Среди исследованных металлов stal с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глубиной коррозии> 1,2 м,м, является МИК из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. Under de ûndersochte metalen liet stiel mei 9% Cr de swierste korrosje sjen mei in korrosjedjipte fan >1,2 mm, wat wierskynlik de MIC is fanwegen fersnelde korrosje en in abnormale foarm fan korrosje.在所研究的金属中，9% Cr 钢的腐蚀最为严重，腐蚀深度>1.2 mm，由于加速腐蚀和异常腐蚀形式，很可能是MIC.在所研究的金属中，9% Cr Среди исследованных металлов наиболее сильно корродировала сталь с 9% Cr, с глубиной коррозии >1,2 мм, скегое, всего ускоренных и аномальных форм коррозии. Under de bestudearre metalen korrodearre stiel mei 9% Cr it swierst, mei in korrosjedjipte fan >1,2 mm, wierskynlik MIC fanwegen fersnelde en anomale foarmen fan korrosje.Omdat 9% Cr-stiel brûkt wurdt yn tapassingen mei hege temperatueren, is it korrosjegedrach earder bestudearre43,44, mar der is earder gjin MIC rapportearre foar dit metaal. Om't ferskate mikroorganismen, útsein hyperthermofilen, ynaktyf binne yn in omjouwing mei hege temperatuer (>100 °C), kin MIC yn 9% Cr-stiel yn sokke gefallen negearre wurde. Omdat ferskate mikroorganismen, útsein hyperthermofilen, ynaktyf binne yn in omjouwing mei hege temperatuer (>100 °C), kin MIC yn 9% Cr-stiel yn sokke gefallen negearre wurde. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной среде, (>100 °С), 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Omdat in protte mikroorganismen, mei útsûndering fan hyperthermofilen, ynaktyf binne yn in omjouwing mei hege temperatuer (>100 °C), kin de MIC yn stiel mei 9% Cr yn sokke gefallen negearre wurde.由于除超嗜热菌外，许多微生物在高温环境(>100 °C)中不活跃，因此在这种情况下可以忽略9% Cr 钢中的MIC。 9% Cr (>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высокотемпературных ср>МПЕ10дх ср> stal с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. Om't in protte mikroorganismen, útsein hyperthermofilen, gjin aktiviteit sjen litte yn omjouwings mei hege temperatuer (>100 °C), kin de MIC yn stiel mei 9% Cr yn dit gefal negearre wurde.As 9% Cr-stiel lykwols brûkt wurdt yn in omjouwing mei middelmatige temperatuer, moatte ferskate maatregels nommen wurde om de MIC te ferminderjen.
Ferskate mikrobiële mienskippen en harren feroarings waarden waarnommen yn ôfsettings fan net-korrodearre materiaal en yn korrosjeprodukten yn biofilms yn ferliking mei wetter, neist fersnelde korrosje (Fig. 5-7), wat sterk suggerearret dat dizze korrosje in mikrofoan is. Ramirez et al.13 rapportearje in 3-staps oergong (FeOB => SRB/IRB = > SOB) yn in marine mikrobiële ekosysteem oer 6 moannen, wêrby't wetterstofsulfide produsearre troch sekundêr ferrike SRB úteinlik kin bydrage oan 'e ferriking fan SOB. Ramirez et al.13 rapportearje in 3-staps oergong (FeOB => SRB/IRB => SOB) yn in marine mikrobiële ekosysteem oer 6 moannen, wêrby't wetterstofsulfide produsearre troch sekundêr ferrike SRB úteinlik kin bydrage oan 'e ferriking fan SOB. Ramirez en oaren. сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 rapportearje in trijefaze oergong (FeOB => SRB/IRB => SOB) yn it marine mikrobiële ekosysteem oer in perioade fan 6 moannen, wêrby't wetterstofsulfide generearre út SRB sekundêre ferriking úteinlik kin bydrage oan SOB-ferriking. 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(/IRB =>SRB SOB)，其中二次富集SRB 产生的硫化氢可能最终有助于SOB 的富集。等 人 13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) ， 公 ， 公产生 硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集. Ramirez en oaren. котором сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итого спосгого SOB. Ramirez et al.13 rapportearren in trijestapsoergong (FeOB => SRB/IRB => SOB) yn it marine mikrobiële ekosysteem oer in perioade fan 6 moannen, wêryn't wetterstofsulfide produsearre út sekundêre SRB-ferriking úteinlik kin bydrage oan SOB-ferriking.McBeth en Emerson36 rapportearren primêre ferriking yn FeOB. Op deselde wize wurdt yn dizze stúdzje ferriking fan FeOB tidens de iere korrosjefaze waarnommen, mar de mikrobiële feroarings mei de foarútgong fan korrosje dy't waarnommen binne yn 'e koalstof- en 1% en 2,25% Cr-stielen en getten izer oer 22 mo is FeOB => IRB = > SRB (Figs. 7 en 8). Op deselde wize wurdt yn dizze stúdzje ferriking fan FeOB tidens de iere korrosjefaze waarnommen, mar de mikrobiële feroarings mei de foarútgong fan korrosje dy't waarnommen binne yn 'e koalstof- en 1% en 2,25% Cr-stielen en getten izer oer 22 mo is FeOB => IRB => SRB (Figs. 7 en 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозии, но микробенмые измоные прогрессирования коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% en 2,25% Cr сталях en чугуне в течение 22 moannen, собой FeOB => IRB => SRB (рис. 7 en 8). Likegoed wurdt yn dizze stúdzje ferriking yn FeOB yn in ier stadium fan korrosje waarnommen, mar mikrobiële feroarings as de korrosje foarútgiet, waarnommen yn koalstof en 1% en 2,25% Cr-stiel en getten izer oer 22 moannen, binne FeOB => IRB => SRB (Ofbyldings 7 en 8).同样，在本研究中观察到早期腐蚀阶段FeOB 的富集，但在碳和1% 和2.25% Cr 钌2主和臿钢2主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 。 8（图 「8）同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 咇 锟 斤 拷 锟 斤 拷 2% Cr 25% Cr. 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 op ранних стадиях коррозии, но микрозии, но микрози наблюдаемые в углеродистых и 1% en 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, of FeOB => IRB => SRB (rис.). Op deselde wize waard yn dizze stúdzje FeOB-ferriking yn 'e iere stadia fan korrosje waarnommen, mar de mikrobiologyske feroarings dy't oer 22 moannen waarnommen waarden yn koalstof en 1% en 2,25% Cr-stiel en getten izer wiene FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 en 8).SRB's kinne maklik ophopje yn seewetteromjouwings fanwegen hege sulfaationkonsintraasjes, mar har ferriking yn swietwetteromjouwings wurdt fertrage troch lege sulfaationkonsintraasjes. SRB-ferriking yn seewetter is faak rapportearre10,12,45.
a Organyske koalstof en stikstof fia Fe(II)-ôfhinklike enerzjymetabolisme izerokside (reade [Dechloromonas sp.] en griene [Sideroxydans sp.] sellen) en Fe(III)-redusearjende baktearjes (grize sellen [Geothrix sp. en Geobacter sp.]) yn in ier stadium fan korrosje, dan ferrike anaerobe sulfaatredusearjende baktearjes (SRP) en heterotrofe mikroorganismen it folwoeksen stadium fan korrosje troch it konsumearjen fan de opboude organyske stof. b Feroarings yn mikrobiële mienskippen op korrosjebestendige metalen. Fiolet, blauwe, giele en wite sellen fertsjintwurdigje baktearjes út 'e famyljes Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea, en oaren, respektivelik.
Mei it each op feroaringen yn 'e mikrobiële mienskip en mooglike SRB-ferriking, is FeOB kritysk yn 'e iere faze fan korrosje, en Dechloromonas kin har groeienerzjy krije fan Fe(II)-oksidaasje. Mikroorganismen kinne oerlibje yn media dy't spoare-eleminten befetsje, mar se sille net eksponentiell groeie. De yn dizze stúdzje brûkte dûkpoel is lykwols in oerrinbekken, mei in ynstream fan 20 m3/oere, dat kontinu spoare-eleminten leveret dy't anorganyske ioanen befetsje. Yn 'e iere stadia fan korrosje wurde ferro-ionen frijlitten út koalstofstiel en getten izer, en FeOB's (lykas Dechloromonas) brûke se as enerzjyboarne. Spoarhoeveelheden koalstof, fosfaat en stikstof dy't nedich binne foar selgroei moatte oanwêzich wêze yn proseswetter yn 'e foarm fan organyske en anorganyske stoffen. Dêrom wurdt yn dizze swietwetteromjouwing FeOB yn earste ynstânsje ferrike op metalen oerflakken lykas koalstofstiel en getten izer. Dêrnei kinne IRB's groeie en organyske matearje en izeroksiden brûke as enerzjyboarnen en terminale elektronakseptoren, respektivelik. Yn folwoeksen korrosjeprodukten moatte anaerobe omstannichheden ferrike mei stikstof makke wurde fanwegen it metabolisme fan FeOB en IRB. Dêrom kin SRB rap groeie en FeOB en IRB ferfange (Fig. 8a).
Koartlyn hawwe Tang et al. korrosje fan roestfrij stiel troch Geobacter ferroreducens yn swietwetteromjouwings rapportearre fanwegen direkte elektronoerdracht fan izer nei mikroben46. Mei it each op EMIC is de bydrage fan mikroorganismen mei EET-eigenskippen kritysk. SRB, FeOB en IRB binne de wichtichste mikrobiële soarten yn 'e korrosjeprodukten yn dizze stúdzje, dy't EET-skaaimerken moatte hawwe. Dêrom kinne dizze elektrochemysk aktive mikroorganismen bydrage oan korrosje fia EET, en de gearstalling fan har mienskip feroaret ûnder ynfloed fan ferskate ionyske soarten as korrosjeprodukten wurde foarme. Krektoarsom, de mikrobiële mienskip yn stiel mei 9% Cr ferskilde fan oare stielen (Fig. 8b). Nei 14 moannen waarden, neist ferriking mei FeOB, lykas Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea en Thiomonas ek ferrike (Fig. 7i). Dizze feroaring is dúdlik oars as dy fan oare korrosive materialen, lykas koalstofstiel, en kin beynfloede wurde troch chromiumrike ioanen dy't oplost binne tidens korrosje. It is opmerklik dat Thiomonas net allinich sweveloksidearjende eigenskippen hat, mar ek Fe(II)-oksidearjende eigenskippen, in EET-systeem, en swiere metaaltolerânsje48,49. Se kinne ferrike wurde troch de oksidative aktiviteit fan Fe(II) en/of direkte konsumpsje fan metaalelektronen. Yn in eardere stúdzje waard in relatyf hege oerfloed fan Beggiatoacea waarnommen yn biofilms op Cu mei in ûnderbrutsen biofilmmonitoringsysteem, wat suggerearret dat dizze baktearjes resistint kinne wêze foar giftige metalen lykas Cu en Cr. De enerzjyboarne dy't Beggiatoacea nedich hat om yn dizze omjouwing te groeien is lykwols ûnbekend.
Dizze stúdzje rapportearret feroaringen yn mikrobiële mienskippen tidens korrosje yn swietwetteromjouwings. Yn deselde omjouwing ferskille mikrobiële mienskippen yn it type metaal. Derneist befêstigje ús resultaten it belang fan FeOB yn 'e iere stadia fan korrosje, om't izer-ôfhinklik mikrobiële enerzjymetabolisme de foarming fan in fiedingsrike omjouwing befoarderet dy't favorisearre wurdt troch oare mikroorganismen lykas SRB. Om MIC yn swietwetteromjouwings te ferminderjen, moat FeOB- en IRB-ferriking beheind wurde.
Njoggen metalen waarden brûkt yn dizze stúdzje en ferwurke ta blokken fan 50 × 20 × 1–5 mm (dikte foar ASTM 395 stiel en 1%, 2,25% en 9% Cr: 5 mm; dikte foar ASTM A283 en ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 en Type 304 en 316 RVS, dikte: 1 mm), mei twa gatten fan 4 mm. Chromiumstielen waarden gepolijst mei skuorpapier en oare metalen waarden gepolijst mei 600 grit skuorpapier foardat se ûnderdompele waarden. Alle samples waarden sonisearre mei 99,5% ethanol, droege en woegen. Tsien samples fan elk metaal waarden brûkt foar de berekkening fan 'e korrosjesnelheid en mikrobioomanalyse. Elk eksimplaar waard op in ladderfoarm fêstmakke mei PTFE-stangen en spacers (φ 5 × 30 mm, Oanfoljende Fig. 2).
It swimbad hat in folume fan 1100 kubike meter en in djipte fan sawat 4 meter. De wetterynstream wie 20 m3 h-1, de oerrin waard frijlitten, en de wetterkwaliteit fluktuearre net seizoensgebonden (Oanfoljende ôfb. 3). De stekproefljedder wurdt sakke op in stielen tried fan 3 m dy't yn 'e midden fan' e tank hinget. Twa sets ljedders waarden út it swimbad helle nei 1, 3, 6, 14 en 22 moannen. Stekkers fan ien ljedder waarden brûkt om gewichtsferlies te mjitten en korrosjetariven te berekkenjen, wylst stekproeven fan in oare ljedder waarden brûkt foar mikrobioomanalyse. Oploste soerstof yn 'e ûnderdompelingstank waard metten tichtby it oerflak en de boaiem, lykas yn' e midden, mei in sensor foar oploste soerstof (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, Feriene Steaten).
Korrosjeprodukten en biofilms op 'e samples waarden fuorthelle troch te skrabjen mei in plestik skraper of ôf te feegjen mei in wattenstaafje, en doe skjinmakke yn 99,5% ethanol mei in ultrasone bad. De samples waarden doe ûnderdompele yn Clark's oplossing neffens ASTM G1-0351. Alle samples waarden woegen nei't it droegjen foltôge wie. Berekkene de korrosjesnelheid (mm/jier) foar elk sample mei de folgjende formule:
wêrby't K in konstante is (8,76 × 104), T de bleatstellingstiid (o) is, A de totale oerflakte (cm2) is, W de massaferlies (g) is, D de tichtheid (g cm–3) is.
Nei it weagjen fan 'e samples waarden 3D-ôfbyldings fan ferskate samples krigen mei in 3D-mjitlasermikroskoop (LEXT OLS4000, Olympus, Tokio, Japan).