Grazas por visitar Nature.com. Estás a usar unha versión do navegador con compatibilidade limitada con CSS. Para obter a mellor experiencia, recomendámosche que uses un navegador actualizado (ou que desactives o modo de compatibilidade en Internet Explorer). Ademais, para garantir a compatibilidade continua, mostramos o sitio sen estilos nin JavaScript.
Mostra un carrusel de tres diapositivas á vez. Usa os botóns Anterior e Seguinte para moverte por tres diapositivas á vez ou usa os botóns deslizantes do final para moverte por tres diapositivas á vez.
En ambientes de auga doce, obsérvase a miúdo a corrosión acelerada dos aceiros ao carbono e inoxidables. Aquí realizouse un estudo de mergullo en tanques de auga doce de 22 meses de duración utilizando nove graos de aceiro. Observouse corrosión acelerada nos aceiros ao carbono e ao cromo e no ferro fundido, mentres que no aceiro inoxidable non se observou corrosión visible nin sequera despois de 22 meses. Unha análise da comunidade microbiana mostrou que durante a corrosión xeral, as bacterias oxidantes de Fe(II) enriquecéronse na fase inicial da corrosión, as bacterias redutoras de Fe(III), na fase de desenvolvemento da corrosión, e as bacterias redutoras de sulfato, na fase de corrosión, na fase final da corrosión do produto. Pola contra, as bacterias Beggiatocaea foron especialmente numerosas no aceiro cun 9 % de Cr sometido a corrosión localizada. Estas composicións das comunidades microbianas tamén difiren das das mostras de auga e sedimentos do fondo. Así, a medida que a corrosión progresa, a comunidade microbiana sofre cambios drásticos e o metabolismo enerxético microbiano dependente do ferro crea un ambiente que pode enriquecer outros microorganismos.
Os metais poden deteriorarse e corroerse debido a diversos factores ambientais físicos e químicos, como o pH, a temperatura e a concentración de ións. As condicións ácidas, as altas temperaturas e as concentracións de cloruros afectan especialmente á corrosión dos metais1,2,3. Os microorganismos en contornas naturais e construídas adoitan influír no desgaste e a corrosión dos metais, un comportamento que se expresa na corrosión microbiana (CMI)4,5,6,7,8. A CMI atópase a miúdo en contornas como tubaxes interiores e tanques de almacenamento, en fendas metálicas e no solo, onde aparece de súpeto e se desenvolve rapidamente. Polo tanto, a monitorización e a detección precoz das CMI son moi difíciles, polo que a análise da CMI adoita realizarse despois da corrosión. Informáronse numerosos estudos de casos de CMI nos que se atoparon frecuentemente bacterias redutoras de sulfato (BSR) en produtos de corrosión9,10,11,12,13. Non obstante, non está claro se as BSR contribúen ao inicio da corrosión, xa que a súa detección baséase na análise posterior á corrosión.
Recentemente, ademais das bacterias oxidantes de iodo21, rexistráronse varios microorganismos degradantes de ferro, como os SRB degradantes de ferro14, os metanóxenos15,16,17, as bacterias redutoras de nitratos18, as bacterias oxidantes de ferro19 e os acetóxenos20. En condicións de laboratorio anaeróbicas ou microaeróbicas, a maioría deles corroen o ferro de valencia cero e o aceiro ao carbono. Ademais, os seus mecanismos de corrosión suxiren que os metanóxenos e os SRB corrosivos de ferro promoven a corrosión ao captar electróns do ferro de valencia nula utilizando hidroxenases extracelulares e citocromos multihemo, respectivamente22,23. As MIC divídense en dous tipos: (i) MIC química (CMIC), que é a corrosión indirecta por especies producidas microbianamente, e (ii) MIC eléctrica (EMIC), que é a corrosión directa por esgotamento de electróns do metal24. A EMIC facilitada pola transferencia extracelular de electróns (EET) é de grande interese porque os microorganismos con propiedades EET causan unha corrosión máis rápida que os microorganismos non EET. Mentres que a resposta limitante da velocidade da CMIC en condicións anaeróbicas é a produción de H2 a través da redución de protóns (H+), a EMIC prodúcese a través do metabolismo da EET, que é independente da produción de H2. O mecanismo da EET en varios microorganismos está relacionado co rendemento do combustible celular microbiano e a electrobiosíntese25,26,27,28,29. Debido a que as condicións de cultivo para estes microorganismos corrosivos difiren das do ambiente natural, non está claro se estes procesos de corrosión microbiana observados reflicten a corrosión na práctica. Polo tanto, é difícil observar o mecanismo da MIC inducido por estes microorganismos corrosivos no ambiente natural.
O desenvolvemento da tecnoloxía de secuenciación de ADN facilitou o estudo dos detalles das comunidades microbianas en ambientes naturais e artificiais; por exemplo, a elaboración de perfís microbianos baseados na secuencia do xene ARNr 16S mediante secuenciadores de nova xeración utilizouse no campo da ecoloxía microbiana30,31,32. Publicáronse numerosos estudos de MIC que detallaron as comunidades microbianas no solo e nos ambientes mariños13,33,34,35,36. Ademais do SRB, tamén se informou de enriquecemento en bacterias oxidantes de Fe(II) (FeOB) e nitrificantes en mostras de corrosión, por exemplo, FeOB, como Gallionella spp. e Dechloromonas spp., e bacterias nitrificantes, como Nitrospira. spp., en aceiros con carbono e cobre en medios de solo33. Do mesmo xeito, no ambiente mariño, observouse durante varias semanas a rápida colonización de bacterias oxidantes de ferro pertencentes ás clases Zetaproteobacteria e Betaproteobacteria en aceiro ao carbono36. Estes datos indican a contribución destes microorganismos á corrosión. Non obstante, en moitos estudos, a duración e os grupos experimentais son limitados, e sábese pouco sobre a dinámica das comunidades microbianas durante a corrosión.
Aquí, investigamos as concentracións mínimas de corrosión (CMI) do aceiro ao carbono, aceiro ao cromo, aceiro inoxidable e ferro fundido mediante estudos de inmersión nun ambiente aeróbico de auga doce cun historial de eventos de CMI. Tomáronse mostras aos 1, 3, 6, 14 e 22 meses e estudouse a taxa de corrosión de cada metal e compoñente microbiano. Os nosos resultados proporcionan información sobre a dinámica a longo prazo das comunidades microbianas durante a corrosión.
Como se mostra na Táboa 1, empregáronse nove metais neste estudo. Dez mostras de cada material mergulláronse nunha poza de auga doce. A calidade da auga de proceso é a seguinte: 30 ppm de Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm de Ca2+, 20 ppm de SiO2, turbidez de 1 ppm e pH de 7,4. A concentración de osíxeno disolto (OD) na parte inferior da escaleira de mostraxe foi de aproximadamente 8,2 ppm e a temperatura da auga oscilou entre os 9 e os 23 °C segundo a estación.
Como se mostra na Figura 1, despois dun mes de inmersión en ambientes de ferro fundido ASTM A283, ASTM A109 Condición #4/5, ASTM A179 e ASTM A395, observáronse produtos de corrosión marróns na superficie do aceiro ao carbono en forma de corrosión xeneralizada. A perda de peso destas mostras aumentou co tempo (Táboa suplementaria 1) e a taxa de corrosión foi de 0,13–0,16 mm por ano (Fig. 2). Do mesmo xeito, observouse corrosión xeral en aceiros con baixo contido de Cr (1 % e 2,25 %) cunha taxa de corrosión de aproximadamente 0,13 mm/ano (Figuras 1 e 2). Pola contra, o aceiro cun 9 % de Cr presenta corrosión localizada que se produce en ocos formados por xuntas. A taxa de corrosión desta mostra é de aproximadamente 0,02 mm/ano, o que é significativamente menor que a do aceiro con corrosión xeral. En contraste, os aceiros inoxidables tipo 304 e 316 non mostran corrosión visible, con taxas de corrosión estimadas de <0,001 mm y−1. En contraste, os aceiros inoxidables tipo 304 e 316 non mostran corrosión visible, con taxas de aceleración estimadas de <0,001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 e 316 не проявляют видимой коррозии, при эттом расчстом расчтом расющие коррозии составляет <0,001 мм/год. En contraste, os aceiros inoxidables tipos 304 e 316 non mostran corrosión visible, cunha taxa de corrosión estimada de <0,001 mm/ano.相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速率<0,001 mm y−1。相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速率<0,001 mm y−1。 Напротив, нержавеющие стали типа 304 e -316 не показали видимой коррозии с расчетной скористной скорозали видимой <0,001 мм/год. En contraste, os aceiros inoxidables tipo 304 e -316 non mostraron corrosión visible cunha taxa de corrosión de deseño de <0,001 mm/ano.
Móstranse imaxes macroscópicas de cada mostra (altura 50 mm × anchura 20 mm) antes e despois da descalcificación. 1 metro, 1 mes; 3 metros, 3 meses; 6 metros, 6 meses; 14 metros, 14 meses; 22 metros, 22 meses; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condición 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, aceiro 1 % Cr; aceiro 3C, aceiro 2,25 % Cr; aceiro 9C, aceiro 9 % Cr; S6, aceiro inoxidable 316; S8, aceiro inoxidable tipo 304.
A taxa de corrosión calculouse empregando a perda de peso e o tempo de inmersión. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, endurecido 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, aceiro 1 % Cr, 3 C, aceiro 2,25 % Cr, 9 C, aceiro 9 % Cr, S6, aceiro inoxidable tipo 316; S8, aceiro inoxidable tipo 304.
Na figura 1 tamén se mostra que os produtos de corrosión do aceiro ao carbono, o aceiro con baixo contido en Cr e o ferro fundido se desenvolven aínda máis despois dunha inmersión durante 3 meses. A taxa de corrosión global diminuíu gradualmente ata 0,07 ~ 0,08 mm/ano despois de 22 meses (Figura 2). Ademais, a taxa de corrosión do aceiro con 2,25 % de Cr foi lixeiramente inferior á doutras mostras corroídas, o que indica que o Cr pode inhibir a corrosión. Ademais da corrosión xeral, segundo a norma ASTM A179, observouse corrosión localizada despois de 22 meses cunha profundidade de corrosión duns 700 µm (Figura 3). A taxa de corrosión local, calculada utilizando a profundidade de corrosión e o tempo de inmersión, é de 0,38 mm/ano, o que é aproximadamente 5 veces máis rápido que a corrosión xeral. A taxa de corrosión da aliaxe ASTM A395 pode subestimarse, xa que os produtos de corrosión non eliminan completamente a incrustación despois de 14 ou 22 meses de inmersión en auga. Non obstante, a diferenza debería ser mínima. Ademais, observáronse moitos pequenos buratos no aceiro con baixo contido en cromo corroído.
Imaxe completa (barra de escala: 10 mm) e corrosión localizada (barra de escala: 500 µm) de ASTM A179 e aceiro con 9 % de Cr á máxima profundidade usando un microscopio láser de visualización 3D. Os círculos vermellos na imaxe completa indican a corrosión localizada medida. Na Figura 1 móstrase unha vista completa do aceiro con 9 % de Cr desde o reverso.
Como se mostra na figura 2, para o aceiro cun 9 % de Cr, non se observou corrosión nun prazo de 3 a 14 meses e a taxa de corrosión foi practicamente cero. Non obstante, observouse corrosión localizada despois de 22 meses (Figura 3) cunha taxa de corrosión de 0,04 mm/ano calculada mediante a perda de peso. A profundidade máxima de corrosión localizada é de 1260 µm e a taxa de corrosión localizada estimada mediante a profundidade de corrosión e o tempo de inmersión (22 meses) é de 0,68 mm/ano. Debido a que se descoñece o punto exacto no que comeza a corrosión, a taxa de corrosión pode ser maior.
En contraste, non se observou corrosión visible no aceiro inoxidable mesmo despois de 22 meses de inmersión. Aínda que se observaron algunhas partículas marróns na superficie antes da descalcificación (Fig. 1), estaban feblemente adheridas e non eran produtos de corrosión. Dado que o metal reaparece na superficie do aceiro inoxidable despois de eliminar as incrustacións, a taxa de corrosión é practicamente cero.
Realizouse a secuenciación de amplicóns para comprender as diferenzas e a dinámica das comunidades microbianas ao longo do tempo en produtos de corrosión e biopelículas en superficies metálicas, en auga e sedimentos. Recibíronse un total de 4 160 012 lecturas, cun rango de 31 328 a 124 183 lecturas.
Os índices de Shannon das mostras de auga tomadas de captacións e estanques oscilaban entre 5,47 e 7,45 (Fig. 4a). Dado que a auga de río recuperada se utiliza como auga industrial, a comunidade microbiana pode cambiar estacionalmente. En contraste, o índice de Shannon das mostras de sedimentos do fondo foi de aproximadamente 9, o que é significativamente maior que o das mostras de auga. Do mesmo xeito, as mostras de auga tiveron índices de Chao1 calculados e unidades taxonómicas operacionais (OTU) observadas máis baixos que as mostras de sedimentos (Fig. 4b, c). Estas diferenzas son estatisticamente significativas (proba de Tukey-Kramer; valores p < 0,01, Fig. 4d), o que indica que as comunidades microbianas nas mostras de sedimentos son máis complexas que as das mostras de auga. Estas diferenzas son estatisticamente significativas (proba de Tukey-Kramer; valores p < 0,01, Fig. 4d), o que indica que as comunidades microbianas nas mostras de sedimentos son máis complexas que as das mostras de auga. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), ритерий Тьюки-Крамера; то, что микробные сообщества в образцах донных отложений более сложны, чем в озоцах сложны. Estas diferenzas son estatisticamente significativas (proba de Tukey-Kramer; valores p <0,01, Fig. 4d), o que indica que as comunidades microbianas nas mostras de sedimentos son máis complexas que nas mostras de auga.这些差异具有统计学意义（Tukey-Kramer 检验；p 值< 0.01，图4d），表明沉积物样本中的微生物群落比水样中的微生物群落更夂夂这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0,01 ， 图 4d） 表明 沉积物 沉积物样朮物样朮中 中 的 群落更。。。。。。。。。 Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, три), позволяет предположить, что микробные сообщества в образцах донных отложений бщества в образцах донных отложений бщества чем в образцах воды. Estas diferenzas foron estatisticamente significativas (proba de Tukey-Kramer; valor p <0,01, Fig. 4d), o que suxire que as comunidades microbianas nas mostras de sedimentos eran máis complexas que nas mostras de auga.Dado que a auga na conca de rebordamento se renova constantemente e os sedimentos deposítanse no fondo da conca sen perturbacións mecánicas, esta diferenza na diversidade microbiana debería reflectir o ecosistema da conca.
a Índice de Shannon, b Unidade taxonómica operacional observada (OTU) e c Índice de absorción de Chao1 (n=6) e conca (n=5). Auga, sedimentos (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), aceiros ao Cr ao 1 % (1 C: n=5), 2,25 % (3 C: n = 5) e 9 % (9 C: n = 5), así como aceiros inoxidables tipo 316 (S6: n = 5) e -304 (S8: n = 5) móstranse como gráficos en forma de caixa e bigotes. d Os valores p para os índices de Shannon e Chao1 obtidos mediante probas de comparación múltiple ANOVA e Tukey-Kramer. Os fondos vermellos representan pares con valores p < 0,05. Os fondos vermellos representan pares con valores p < 0,05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Os fondos vermellos representan pares con valores 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。 Красные фоны представляют пары с p-значениями <0,05. Os fondos vermellos representan pares con valores p <0,05.A liña no medio da caixa, a parte superior e inferior da caixa e os bigotes representan a mediana, os percentiles 25 e 75, e os valores mínimo e máximo, respectivamente.
Os índices de Shannon para o aceiro ao carbono, o aceiro con baixo contido en cromo e o ferro fundido foron similares aos das mostras de auga (Fig. 4a). En contraste, os índices de Shannon das mostras de aceiro inoxidable son significativamente máis altos que os dos aceiros corroídos (valores p < 0,05, Fig. 4d) e similares aos dos sedimentos. En contraste, os índices de Shannon das mostras de aceiro inoxidable son significativamente máis altos que os dos aceiros corroídos (valores p < 0,05, Fig. 4d) e similares aos dos sedimentos. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чером у кыровно сталей (значения p <0,05, рис. 4d), e аналогичны индексам отложений. En contraste, os índices de Shannon das mostras de aceiro inoxidable son significativamente máis altos que os dos aceiros corroídos (valores p < 0,05, Fig. 4d) e son similares aos índices de depósito.相比之下，不锈钢样品的香农指数明显高于腐蚀钢的香农指数（p 值< 0,05，图4d），与沉积物相似。相比之下，不锈钢样品的香农指数明显高于腐蚀钢的香农指数（p 值< 0,05，图4d），与沉积物〸 Напротив, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чером рнод стали (значение p <0,05, рис. 4d), как и у отложений. En contraste, o índice de Shannon das mostras de aceiro inoxidable foi significativamente maior que o do aceiro corroído (valor p < 0,05, Fig. 4d), do mesmo xeito que o depósito.En contraste, o índice de Shannon para aceiros cun 9 % de Cr oscilou entre 6,95 e 9,65. Estes valores foron moito maiores en mostras non corroídas aos 1 e 3 meses que en mostras corroídas aos 6, 14 e 22 meses (Fig. 4a). Ademais, os índices Chao1 e as OTU observadas dos aceiros con 9 % de Cr son maiores que os das mostras corroídas e de auga e menores que os das mostras non corroídas e de sedimentos (Fig. 4b, c), e as diferenzas son estatisticamente significativas (valores p < 0,01, Fig. 4d). Ademais, os índices Chao1 e as OTU observadas dos aceiros ao 9 % de Cr son maiores que os das mostras corroídas e de auga e menores que os das mostras non corroídas e de sedimentos (Fig. 4b, c), e as diferenzas son estatisticamente significativas (valores p < 0,01, Fig. 4d).Ademais, a Chao1 e a OTU observada dos aceiros cun 9 % de Cr son maiores que as das mostras corroídas e acuosas e menores que as das mostras non corroídas e sedimentarias (Fig. 4b, c), e as diferenzas son estatisticamente significativas.(p-значения <0,01, рис. 4d). (valores p <0,01, figura 4d).此外，9% Cr 钢的Chao1 指数和观察到的OTU高于腐蚀样品和水样，低于未腐蚀样品和沉积物样品（图4b，c），差异具有统计学意义（p值<0,01，图4d）.此外 ， 9% CR 钢 Chao1 指数 和 观察 的 的 rtu 高于 腐蚀 样品 水样 ， 低于 腐蚓沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0,01 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 ，   ， ， ， ， 4d）. Кроме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у коронхнием образцов, и ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разтнацласстначасси значимой (p- значение < 0,01, рис. 4г). Ademais, o índice Chao1 e a OTU observada do aceiro ao 9 % de Cr foron maiores que os das mostras corroídas e acuosas e menores que os das mostras non corroídas e sedimentarias (Fig. 4b, c), e a diferenza foi estatisticamente significativa (valor p < 0,01, Fig. 4d).Estes resultados indican que a diversidade microbiana nos produtos de corrosión é menor que nos biofilmes sobre metais non corroídos.
Na figura 5a móstrase unha gráfica de análise de coordenadas principais (PCoA) baseada na distancia non ponderada de UniFrac para todas as mostras, con tres clústeres principais observados. As comunidades microbianas nas mostras de auga foron significativamente diferentes das doutras comunidades. As comunidades microbianas nos sedimentos tamén incluían comunidades de aceiro inoxidable, mentres que estaban moi estendidas nas mostras de corrosión. En contraste, o mapa de aceiro cun 9 % de Cr divídese en clústeres non corroídos e corroídos. En consecuencia, as comunidades microbianas nas superficies metálicas e nos produtos de corrosión son significativamente diferentes das da auga.
Gráfico de análise de coordenadas principais (PCoA) baseado en distancias UniFrac non ponderadas en todas as mostras (a), auga (b) e metais (c). Os círculos destacan cada clúster. As traxectorias represéntanse mediante liñas que conectan os períodos de mostraxe en serie. 1 metro, 1 mes; 3 metros, 3 meses; 6 metros, 6 meses; 14 metros, 14 meses; 22 metros, 22 meses; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condición 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, aceiro 1 % Cr; aceiro 3C, aceiro 2,25 % Cr; aceiro 9C, aceiro 9 % Cr; S6, aceiro inoxidable 316; S8, aceiro inoxidable tipo 304.
Cando se ordenan cronoloxicamente, os gráficos PCoA das mostras de auga presentaban unha disposición circular (Fig. 5b). Esta transición de ciclo pode reflectir cambios estacionais.
Ademais, só se observaron dous clústeres (corroídos e non corroídos) nos gráficos de PCoA das mostras de metal, onde (coa excepción do aceiro con 9 % de cromo) tamén se observou un cambio na comunidade microbiana de 1 a 22 meses (Fig. 5c). Ademais, dado que as transicións nas mostras corroídas foron maiores que nas mostras non corroídas, houbo unha correlación entre os cambios nas comunidades microbianas e a progresión da corrosión. Nas mostras de aceiro con 9 % de Cr, reveláronse dous tipos de comunidades microbianas: puntos a 1 e 6 meses, situados preto do aceiro inoxidable, e outros (3, 14 e 22 meses), situados en puntos próximos ao aceiro corroído. Os cupóns de 1 mes e os utilizados para a extracción de ADN aos 6 meses non estaban corroídos, mentres que os cupóns aos 3, 14 e 22 meses estaban corroídos (Figura suplementaria 1). Polo tanto, as comunidades microbianas nas mostras corroídas diferían das das mostras de auga, sedimentos e non corroídas e cambiaban a medida que progresaba a corrosión.
Os principais tipos de comunidades microbianas observadas en mostras de auga foron Proteobacteria (30,1–73,5%), Bacteroidetes (6,3–48,6%), Planctomycetota (0,4–19,6%) e Actinobacteria (0–17,7%). A súa abundancia relativa variou dunha mostra a outra (Fig. 6); por exemplo, a abundancia relativa de Bacteroidetes na auga do estanque foi maior que na auga extractada. Esta diferenza pode verse influenciada polo tempo de residencia da auga no tanque de rebosamento. Estes tipos tamén se observaron en mostras de sedimentos do fondo, pero a súa abundancia relativa diferiu significativamente da das mostras de auga. Ademais, o contido relativo de Acidobacteriota (8,7–13,0%), Chloroflexi (8,1–10,2%), Nitrospirota (4,2–4,4%) e Desulfobacterota (1,5–4,4%) foi maior que nas mostras de auga. Dado que case todas as especies de Desulfobacterota son SRB37, o ambiente no sedimento debe ser anaeróbico. Aínda que as Desulfobacterota posiblemente inflúan na corrosión, o risco debería ser extremadamente baixo porque as súas abundancias relativas na auga da piscina son <0,04 %. Aínda que as Desulfobacterota posiblemente inflúan na corrosión, o risco debería ser extremadamente baixo porque as súas abundancias relativas na auga da piscina son <0,04 %. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низкичайно низким, поскулиь относительное содержание воде бассейна составляет <0,04%. Aínda que as *Desulfobacterota* poden ter un efecto sobre a corrosión, o risco debería ser extremadamente baixo, xa que a súa abundancia relativa na auga das piscinas é <0,04 %.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水中在池水中皀% 0.000.00. <0,04% Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, посколзким, посколзиь коррозию содержание воде бассейна составляет <0,04%. Aínda que o tipo Desulfobacillus pode influír na corrosión, o risco debería ser extremadamente baixo xa que a súa abundancia relativa na auga da piscina é <0,04 %.
RW e Air representan mostras de auga da toma de auga e da conca, respectivamente. Sediment-C, -E, -W son mostras de sedimentos tomadas do centro do fondo da conca, así como dos lados leste e oeste. 1 metro, 1 mes; 3 metros, 3 meses; 6 metros, 6 meses; 14 metros, 14 meses; 22 metros, 22 meses; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condición 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, aceiro 1% Cr; aceiro 3C, aceiro 2,25% Cr; aceiro 9C, aceiro 9% Cr; S6, aceiro inoxidable 316; S8, aceiro inoxidable tipo 304.
A nivel de xénero, observouse en todas as estacións unha proporción lixeiramente maior (6–19 %) de bacterias non clasificadas pertencentes á familia Trichomonadaceae, así como Neosphingosin, Pseudomonas e Flavobacterium. Como compoñentes principais menores, as súas proporcións varían (Fig. 1). . 7a e b). Nos afluentes, a abundancia relativa de Flavobacterium, Pseudovibrio e Rhodoferrobacter só foi maior no inverno. Do mesmo xeito, observouse un maior contido de Pseudovibrio e Flavobacterium na auga de inverno da conca. Así, as comunidades microbianas nas mostras de auga variaron segundo a estación, pero non sufriron cambios drásticos durante o período de estudo.
a Auga de entrada, b Auga de piscina, c ASTM A283, d ASTM A109 temperatura #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1 % Cr, h 2,25 % Cr e i 9 % Cr aceiro, j Tipo 316 e aceiro inoxidable K-304.
As proteobacterias foron os principais constituíntes en todas as mostras, mais a súa abundancia relativa nas mostras corroídas diminuíu a medida que progresaba a corrosión (Fig. 6). Nas mostras ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 e 1 % e 2,25 % de Cr, a abundancia relativa de proteobacterias diminuíu do 89,1 %, 85,9 %, 89,6 %, 79,5 % e 84,8 %, 83,8 %, 43,3 %, 52,2 %, 50,0 %, 41,9 %, 33,8 % e 31,3 %, respectivamente. En contraste, as abundancias relativas de Desulfobacterota aumentan gradualmente de <0,1 % a 12,5–45,9 % coa progresión da corrosión. En contraste, as abundancias relativas de Desulfobacterota aumentan gradualmente de <0,1 % a 12,5–45,9 % coa progresión da corrosión. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% ata 12,5–45,9% ata 12,5–45,9% порамер коррозии. En contraste, a abundancia relativa de Desulfobacterota aumenta gradualmente de <0,1 % a entre o 12,5 e o 45,9 % a medida que avanza a corrosión.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% ata 12,5–45,9% постепенно коррозии. En contraste, a abundancia relativa de Desulfobacillus aumentou gradualmente de <0,1 % a 12,5–45,9 % a medida que progresaba a corrosión.Así, a medida que a corrosión progresaba, Proteobactereira foi substituída por Desulfobacterota.
En contraste, os biofilmes sobre aceiro inoxidable non corroído contiñan as mesmas proporcións de diferentes bacterias. 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%) e Chloroflexi (2,1–8,8%). Observouse que a proporción de Nitrospirota nas mostras de aceiro inoxidable aumentaba gradualmente (Fig. 6). Estas proporcións son similares ás das mostras de sedimentos, o que corresponde á gráfica PCoA que se mostra na Fig. 5a.
En mostras de aceiro que contiñan un 9 % de Cr, observáronse dous tipos de comunidades microbianas: as comunidades microbianas de 1 mes e 6 meses foron similares ás das mostras de sedimentos do fondo, mentres que a proporción de proteobacterias nas mostras de corrosión 3, 14 e 22 aumentou significativamente. Ademais, estas dúas comunidades microbianas nas mostras de aceiro con 9 % de Cr correspondían a clústeres divididos no gráfico PCoA que se mostra na figura 5c.
A nivel de xénero, observáronse >2000 OTU que conteñen bacterias e arqueas non asignadas. A nivel de xénero, observáronse >2000 OTU que conteñen bacterias e arqueas non asignadas.A nivel de xénero, observáronse máis de 2000 OTU que conteñen bacterias e arqueas non identificadas.A nivel de xénero, observáronse máis de 2000 OTU que conteñen bacterias e arqueas non especificadas. Entre elas, centrámonos en 10 OTU cunha alta poboación en cada mostra. Isto abrangue 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 % e 21,8-45,1 % en aceiros ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, aceiros con 1 %, 2,25 % e 9 % de Cr e aceiros inoxidables tipo 316 e -304.
Observouse un contido relativamente alto de monolitos desclorados con propiedades oxidantes de Fe(II) en mostras de corrosión como as ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 e aceiros con 1 % e 2,25 % de Cr. na fase inicial da corrosión (1 mes e 3 meses, Fig. 7c-h). A proporción de Dechloromonas diminuíu co tempo, o que correspondeu á diminución de Proteobacteria (Fig. 6). Ademais, as proporcións de Dechloromonas nos biofilmes das mostras non corroídas son <1 %. Ademais, as proporcións de Dechloromonas nos biofilmes das mostras non corroídas son <1 %. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Ademais, a proporción de Dechloromonas en biofilmes en mostras non corroídas é <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%. Ademais, a proporción de Dechloromonas no biofilme de mostras non corroídas foi <1 %.Polo tanto, entre os produtos de corrosión, a Dechloromonas está significativamente enriquécida nunha fase inicial da corrosión.
En contraste, en ASTM A179, ASTM A109 temperado #4/5, ASTM A179, ASTM A395 e aceiros con 1 % e 2,25 % de Cr, a proporción de especies SRB de Desulfovibrio finalmente aumentou despois de 14 e 22 meses (Fig. 7c–h). A desulfofibrión foi moi baixa ou non se detectou nas primeiras etapas da corrosión, en mostras de auga (Fig. 7a, b) e en biopelículas non corroídas (Fig. 7j, j). Isto suxire fortemente que o Desulfovibrio prefire o ambiente dos produtos de corrosión formados, aínda que non afectan á corrosión nas primeiras etapas da corrosión.
As bacterias redutoras de Fe(III) (RRB), como Geobacter e Geothrix, atopáronse en produtos de corrosión nas etapas intermedias da corrosión (6 e 14 meses), pero a proporción de etapas tardías (22 meses) de corrosión é relativamente baixa nelas (Fig. 7c, eh). O xénero Sideroxydans con propiedades de oxidación de Fe(II) mostrou un comportamento similar (Fig. 7f), polo que a proporción de FeOB, IRB e SRB só foi maior nas mostras corroídas. Isto suxire fortemente que os cambios nestas comunidades microbianas están asociados coa progresión da corrosión.
En aceiro cun 9 % de Cr corroído despois de 3, 14 e 22 meses, observouse unha maior proporción de membros da familia Beggiatoacea (8,5–19,6 %), que poden presentar propiedades oxidantes do xofre, e observáronse sideroxidanos (8,4–13,7 %) (Fig. 1). 7i) Ademais, atopouse Thiomonas, unha bacteria oxidante do xofre (SOB), en maior número (3,4 % e 8,8 %) aos 3 e 14 meses. Pola contra, observáronse bacterias redutoras de nitratos Nitrospira (12,9 %) en mostras sen corroer de 6 meses de antigüidade. Tamén se observou unha maior proporción de Nitrospira en biopelículas de aceiro inoxidable despois da inmersión (Fig. 7j,k). Polo tanto, as comunidades microbianas de aceiros cun 9 % de Cr sen corroer de 1 e 6 meses de antigüidade foron similares ás dos biopelículas de aceiro inoxidable. Ademais, as comunidades microbianas do aceiro con 9 % de Cr corroído aos 3, 14 e 22 meses difiren dos produtos de corrosión dos aceiros ao carbono e con baixo contido de cromo e do ferro fundido.
O desenvolvemento da corrosión adoita ser máis lento en auga doce que en auga de mar porque a concentración de ións de cloruro afecta á corrosión do metal. Non obstante, algúns aceiros inoxidables poden corroerse en ambientes de auga doce38,39. Ademais, a sospeita inicialmente de MIC xa que se observara material corroído na piscina de auga doce utilizada neste estudo. En estudos de inmersión a longo prazo, observáronse varias formas de corrosión, tres tipos de comunidades microbianas e un cambio nas comunidades microbianas nos produtos de corrosión.
O medio de auga doce empregado neste estudo é un tanque pechado para auga técnica tomada dun río cunha composición química relativamente estable e un cambio estacional na temperatura da auga que oscila entre os 9 e os 23 °C. Polo tanto, as flutuacións estacionais nas comunidades microbianas nas mostras de auga poden estar asociadas a cambios na temperatura. Ademais, a comunidade microbiana na auga da piscina era algo diferente da da auga de entrada (Fig. 5b). A auga da piscina é constantemente substituída debido ao desbordamento. En consecuencia, o OD mantívose en ~8,2 ppm mesmo a profundidades intermedias entre a superficie da conca e o fondo. Pola contra, o ambiente do sedimento debería ser anaeróbico, xa que se asenta e permanece no fondo do encoro, e a flora microbiana nel (como a CRP) tamén debería diferir da flora microbiana da auga (Fig. 6). Dado que os cupóns da piscina estaban máis lonxe dos sedimentos, só estiveron expostos á auga doce durante os estudos de inmersión en condicións aeróbicas.
A corrosión xeral prodúcese no aceiro ao carbono, no aceiro con baixo contido de cromo e no ferro fundido en ambientes de auga doce (Figura 1) porque estes materiais non son resistentes á corrosión. Non obstante, a taxa de corrosión (0,13 mm ano-1) en condicións abióticas de auga doce foi maior que en estudos previos40 (0,04 mm ano-1) e foi comparable á taxa de corrosión (0,02–0,76 mm ano-1) en presenza de microorganismos1) Similar ás condicións de auga doce40,41,42. Esta taxa de corrosión acelerada é unha característica da corrosión microscópica mínima.
Ademais, despois de 22 meses de inmersión, observouse corrosión localizada en varios metais baixo os produtos de corrosión (Fig. 3). En particular, a taxa de corrosión localizada observada na norma ASTM A179 é aproximadamente cinco veces máis rápida que a corrosión xeral. Esta forma inusual de corrosión e taxa de corrosión acelerada tamén se observou na corrosión que ocorre no mesmo obxecto. Polo tanto, a inmersión realizada neste estudo reflicte a corrosión na práctica.
Entre os metais estudados, o aceiro ao 9 % de Cr presentou a corrosión máis grave, cunha profundidade de corrosión > 1,2 mm, o que probablemente sexa unha microgravidade (MIC) debido á corrosión acelerada e á forma anormal de corrosión. Entre os metais estudados, o aceiro ao 9 % de Cr presentou a corrosión máis grave, cunha profundidade de corrosión > 1,2 mm, o que probablemente sexa unha microgravidade (MIC) debido á corrosión acelerada e á forma anormal de corrosión. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глузию с глубиро, ми 2, мироз что, вероятно, является МИК из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. Entre os metais examinados, o aceiro cun 9 % de Cr mostrou a corrosión máis severa, cunha profundidade de corrosión >1,2 mm, que probablemente sexa a MIC debido á corrosión acelerada e a unha forma anormal de corrosión.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 корой кор, Средировала сталь всего, МИК из-за ускоренных e аномальных форм коррозии. Entre os metais estudados, o aceiro cun 9 % de Cr sufriu a corrosión máis grave, cunha profundidade de corrosión >1,2 mm, moi probablemente unha microscopía inhibitoria (MIC) debido a formas aceleradas e anómalas de corrosión.Dado que o aceiro con 9 % de Cr se emprega en aplicacións a alta temperatura, o seu comportamento á corrosión xa foi estudado previamente43,44, pero non se informou de ningunha concentración mínima inhibitoria (CMI) para este metal. Dado que numerosos microorganismos, agás os hipertermófilos, son inactivos nun ambiente de alta temperatura (>100 °C), a concentración mínima inhibitoria (CMI) no aceiro con 9 % de Cr pode ignorarse nestes casos. Dado que numerosos microorganismos, agás os hipertermófilos, son inactivos nun ambiente de alta temperatura (>100 °C), a concentración mínima inhibitoria (CMI) no aceiro con 9 % de Cr pode ignorarse nestes casos. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны высоктивны en высокотермнпе10> °С), МИК в стали с 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Dado que moitos microorganismos, coa excepción dos hipertermófilos, son inactivos nun ambiente de alta temperatura (>100 °C), a concentración mínima inhibitoria (CMI) no aceiro cun 9 % de Cr pode ignorarse nestes casos.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% de Cr (>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высорнекотатермофилов (>100 °С), МПК в стали с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. Dado que moitos microorganismos, agás os hipertermófilos, non mostran actividade en ambientes de alta temperatura (>100 °C), a concentración mínima inhibitoria (CMI) no aceiro cun 9 % de Cr pódese ignorar neste caso.Non obstante, cando se emprega aceiro con 9 % de cromo nun ambiente a temperatura media, débense tomar varias medidas para reducir a concentración mínima de compresión (MIC).
Observáronse diversas comunidades microbianas e os seus cambios en depósitos de material non corroído e en produtos de corrosión en biopelículas en comparación coa auga, ademais da corrosión acelerada (Fig. 5-7), o que suxire fortemente que esta corrosión é un micrófono. Ramirez et al.13 informan dunha transición en 3 pasos (FeOB => SRB/IRB = > SOB) nun ecosistema microbiano mariño durante 6 meses, na que o sulfuro de hidróxeno producido polo SRB enriquecido secundariamente pode finalmente contribuír ao enriquecemento de SOB. Ramirez et al.13 informan dunha transición en 3 pasos (FeOB => SRB/IRB => SOB) nun ecosistema microbiano mariño durante máis de 6 meses, cando o sulfuro de hidróxeno producido polo SRB enriquecido secundariamente pode finalmente contribuír ao enriquecemento de SOB. Ramírez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистеме экосистеме в меня, стеме когда сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способстающении SRB SOB. Ramirez et al.13 informan dunha transición en tres etapas (FeOB => SRB/IRB => SOB) no ecosistema microbiano mariño durante un período de 6 meses, na que o sulfuro de hidróxeno xerado a partir do enriquecemento secundario de SRB pode finalmente contribuír ao enriquecemento de SOB. Ramírez 等人13 报告了一个超过6 个月的海洋微生物生态系统中的三步转变(FeOB => SRB/IRB => SRB/IRB => SOB)，其中二次富集SRB 产生的硫化氢可能最终有助于SOB 的富集。Ramírez 等 人 13 报告 了 个 超过 超过 6 个 月 海洋 微生物 生态 系统 中 系统 中 的 䘉 暄 个 转 海洋转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ， 其中 srb) ， 其中变硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集。 Ramirez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистеме экосистеме 6 месяцев, в котором сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, мвозующийся вторичного обогащения SRB, месяцев способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 informaron dunha transición en tres pasos (FeOB => SRB/IRB => SOB) no ecosistema microbiano mariño durante un período de 6 meses, na que o sulfuro de hidróxeno producido a partir do enriquecemento secundario de SRB pode finalmente contribuír ao enriquecemento de SOB.McBeth e Emerson36 informaron dun enriquecemento primario en FeOB. Do mesmo xeito, neste estudo obsérvase un enriquecemento de FeOB durante a fase inicial de corrosión, pero os cambios microbianos coa progresión da corrosión observados nos aceiros ao carbono e ao 1 % e 2,25 % de Cr e no ferro fundido durante 22 meses son FeOB => IRB = > SRB (Figs. 7 e 8). Do mesmo xeito, neste estudo obsérvase un enriquecemento de FeOB durante a fase inicial de corrosión, pero os cambios microbianos coa progresión da corrosión observados nos aceiros ao carbono e ao 1 % e 2,25 % de Cr e no ferro fundido durante 22 meses son FeOB => IRB => SRB (Figs. 7 e 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррози коррозики, нозик изменения по мере прогрессирования коррозии, наблюдаемые в углеродистых e 1% e 2,25% Cr сталчуг сталчуг течение 22 месяцев, представляют собой FeOB => IRB => SRB (рис. 7 e 8). Do mesmo xeito, neste estudo obsérvase un enriquecemento en FeOB nunha fase temperá da corrosión, pero os cambios microbianos a medida que avanza a corrosión, observados en aceiros ao carbono e con 1 % e 2,25 % de Cr e ferro fundido durante 22 meses, son FeOB => IRB => SRB (Figuras 7 e 8).同样，在本研究中观察到早期腐蚀阶段FeOB 的富集，但在碳和1% 和2,25% 以富集和1 % 和2,25 % Cr 迢22蚀个月的铸铁中观察到的微生物随着腐蚀的进展而变化是FeOB => IRB => SRB（图7 和8）同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 和 和 1% 和 和 和 1% 和 蚀 Cr 2,25 % 22 个 的 铸铁 中 到 的 微生物 腐蚀 的 进展 而 变化 FEOB => IRB => SRB（图7和8）。 Аналогичным образом, в этом исследовании наблюдалось обогащение FeOB на ранних стадирия назокирях микробиологические изменения, наблюдаемые в углеродистых e 1% e 2,25% Cr сталях и чунтевих 2 чунтене 2 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 7 e 8). Do mesmo xeito, neste estudo observouse enriquecemento en FeOB nas primeiras etapas da corrosión, pero os cambios microbiolóxicos observados en aceiros con carbono e un 1 % e un 2,25 % de Cr e ferro fundido durante 22 meses foron de FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 e 8).Os SRB poden acumularse facilmente en ambientes de auga de mar debido ás altas concentracións de ións sulfato, pero o seu enriquecemento en ambientes de auga doce vese atrasado polas baixas concentracións de ións sulfato. O enriquecemento de SRB na auga de mar foi rexistrado con frecuencia10,12,45.
a Carbono e nitróxeno orgánicos a través do metabolismo enerxético dependente do Fe(II) do óxido de ferro (células vermellas [Dechloromonas sp.] e verdes [Sideroxydans sp.]) e bacterias redutoras de Fe(III) (células grises [Geothrix sp. e Geobacter sp.]) nunha fase temperá da corrosión, despois as bacterias redutoras de sulfato anaerobias (SRP) e os microorganismos heterótrofos enriquecen a fase madura da corrosión ao consumir a materia orgánica acumulada. b Cambios nas comunidades microbianas nos metais resistentes á corrosión. As células violetas, azuis, amarelas e brancas representan bacterias das familias Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea e outras, respectivamente.
En canto aos cambios na comunidade microbiana e ao posible enriquecemento de SRB, o FeOB é fundamental na fase inicial da corrosión e as Dechloromonas poden obter a súa enerxía de crecemento da oxidación do Fe(II). Os microorganismos poden sobrevivir en medios que conteñen oligoelementos, pero non crecerán exponencialmente. Non obstante, a piscina de inmersión utilizada neste estudo é unha conca de desbordamento, cun fluxo de entrada de 20 m3/h, que subministra continuamente oligoelementos que conteñen ións inorgánicos. Nas primeiras etapas da corrosión, os ións ferrosos libéranse do aceiro ao carbono e do ferro fundido, e os FeOB (como as Dechloromonas) utilízanos como fonte de enerxía. As cantidades residuais de carbono, fosfato e nitróxeno necesarias para o crecemento celular deben estar presentes na auga de proceso en forma de substancias orgánicas e inorgánicas. Polo tanto, neste ambiente de auga doce, o FeOB enriquécese inicialmente en superficies metálicas como o aceiro ao carbono e o ferro fundido. Posteriormente, os IRB poden crecer e usar materia orgánica e óxidos de ferro como fontes de enerxía e aceptores terminais de electróns, respectivamente. Nos produtos de corrosión maduros, deberían crearse condicións anaeróbicas enriquecidas con nitróxeno debido ao metabolismo do FeOB e do IRB. Polo tanto, o SRB pode crecer rapidamente e substituír o FeOB e o IRB (Fig. 8a).
Recentemente, Tang et al. informaron da corrosión do aceiro inoxidable por Geobacter ferroreducens en ambientes de auga doce debido á transferencia directa de electróns do ferro aos microbios46. Tendo en conta a EMIC, a contribución dos microorganismos con propiedades EET é fundamental. SRB, FeOB e IRB son as principais especies microbianas nos produtos de corrosión deste estudo, que deberían ter características EET. Polo tanto, estes microorganismos electroquimicamente activos poden contribuír á corrosión a través de EET, e a composición da súa comunidade cambia baixo a influencia de varias especies iónicas a medida que se forman produtos de corrosión. Pola contra, a comunidade microbiana no aceiro cun 9 % de Cr difería doutros aceiros (Fig. 8b). Despois de 14 meses, ademais do enriquecemento con FeOB, tamén se enriqueceron materiais como Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea e Thiomonas (Fig. 7i). Este cambio é marcadamente diferente do doutros materiais corrosivos, como o aceiro ao carbono, e pode verse influenciado polos ións ricos en cromo disoltos durante a corrosión. Cabe destacar que Thiomonas non só ten propiedades oxidantes do xofre, senón tamén propiedades oxidantes do Fe(II), un sistema EET e tolerancia aos metais pesados48,49. Poden enriquecerse debido á actividade oxidativa do Fe(II) e/ou ao consumo directo de electróns metálicos. Nun estudo anterior, observouse unha abundancia relativamente alta de Beggiatoacea en biopelículas sobre Cu utilizando un sistema de monitorización descontinua de biopelículas, o que suxire que estas bacterias poden ser resistentes a metais tóxicos como o Cu e o Cr. Non obstante, descoñécese a fonte de enerxía que necesita Beggiatoacea para crecer neste ambiente.
Este estudo informa de cambios nas comunidades microbianas durante a corrosión en ambientes de auga doce. No mesmo ambiente, as comunidades microbianas diferían no tipo de metal. Ademais, os nosos resultados confirman a importancia do FeOB nas primeiras etapas da corrosión, xa que o metabolismo enerxético microbiano dependente do ferro promove a formación dun ambiente rico en nutrientes favorecido por outros microorganismos como o SRB. Para reducir a concentración mínima inhibitoria de ferro (CMI) en ambientes de auga doce, o enriquecemento de FeOB e IRB debe ser limitado.
Neste estudo empregáronse nove metais que se procesaron en bloques de 50 × 20 × 1–5 mm (grosor para o aceiro ASTM 395 e o 1 %, 2,25 % e 9 % de Cr: 5 mm; grosor para ASTM A283 e ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 e aceiro inoxidable tipo 304 e 316, grosor: 1 mm), con dous orificios de 4 mm. Os aceiros ao cromo puíronse con papel de lixa e outros metais puíronse con papel de lixa de gran 600 antes de mergullarse. Todas as mostras sonicáronse con etanol ao 99,5 %, secáronse e pesáronse. Dez mostras de cada metal utilizáronse para o cálculo da taxa de corrosión e a análise do microbioma. Cada mostra fixouse en forma de escaleira con varillas e espazadores de PTFE (φ 5 × 30 mm, figura suplementaria 2).
A piscina ten un volume de 1100 metros cúbicos e unha profundidade duns 4 metros. O fluxo de entrada de auga foi de 20 m3 h-1, o rebosador foi liberado e a calidade da auga non fluctuou estacionalmente (Fig. suplementaria 3). A escaleira de mostras báixase sobre un cable de aceiro de 3 m suspendido no medio do tanque. Retiráronse dous conxuntos de escaleiras da piscina aos 1, 3, 6, 14 e 22 meses. Usáronse mostras dunha escaleira para medir a perda de peso e calcular as taxas de corrosión, mentres que as mostras doutra escaleira utilizáronse para a análise do microbioma. O osíxeno disolto no tanque de inmersión mediuse preto da superficie e do fondo, así como no medio, utilizando un sensor de osíxeno disolto (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, EUA).
Os produtos de corrosión e as biopelículas das mostras elimináronse raspando cun raspador de plástico ou limpando cun hisopo de algodón e, a continuación, limpáronse en etanol ao 99,5 % mediante un baño ultrasónico. Despois, as mostras mergulláronse na solución de Clark de acordo coa norma ASTM G1-0351. Todas as mostras pesáronse unha vez completada a secado. Calcule a taxa de corrosión (mm/ano) para cada mostra usando a seguinte fórmula:
onde K é unha constante (8,76 × 10⁴), T é o tempo de exposición (h), A é a área superficial total (cm²), W é a perda de masa (g) e D é a densidade (g cm–³).
Despois de pesar as mostras, obtivéronse imaxes en 3D de varias delas empregando un microscopio láser de medición 3D (LEXT OLS4000, Olympus, Toquio, Xapón).