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मीठे पानी के वातावरण में, कार्बन और स्टेनलेस स्टील्स का त्वरित क्षरण अक्सर देखा जाता है। नौ ग्रेड के स्टील का उपयोग करके यहाँ 22 महीने का मीठे पानी का टैंक डाइविंग अध्ययन किया गया। कार्बन और क्रोमियम स्टील्स और कास्ट आयरन में त्वरित क्षरण देखा गया, जबकि स्टेनलेस स्टील में 22 महीने बाद भी कोई दृश्यमान क्षरण नहीं देखा गया। सूक्ष्मजीव समुदाय के विश्लेषण से पता चला है कि सामान्य क्षरण के दौरान, Fe(II)-ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया क्षरण के प्रारंभिक चरण में, Fe(III)-अपचयन करने वाले बैक्टीरिया क्षरण के विकास के चरण में और सल्फेट-अपचयन करने वाले बैक्टीरिया क्षरण के चरण में समृद्ध होते हैं। उत्पाद क्षरण के अंतिम चरण में। इसके विपरीत, बेगियाटोकेआ बैक्टीरिया विशेष रूप से 9% Cr वाले स्टील में स्थानीयकृत क्षरण के अधीन थे। सूक्ष्मजीव समुदायों की ये रचनाएँ पानी और तल तलछट के नमूनों से भी भिन्न थीं। इस प्रकार, जैसे-जैसे क्षरण बढ़ता है, सूक्ष्मजीव समुदाय नाटकीय परिवर्तनों से गुजरता है, और लोहे पर निर्भर सूक्ष्मजीव ऊर्जा चयापचय एक ऐसा वातावरण बनाता है जो अन्य सूक्ष्मजीवों को समृद्ध कर सकता है।
धातुएं pH, तापमान और आयन सांद्रता जैसे विभिन्न भौतिक और रासायनिक पर्यावरणीय कारकों के कारण खराब हो सकती हैं और संक्षारित हो सकती हैं। अम्लीय परिस्थितियाँ, उच्च तापमान और क्लोराइड सांद्रता विशेष रूप से धातुओं के संक्षारण को प्रभावित करती हैं1,2,3। प्राकृतिक और निर्मित वातावरण में सूक्ष्मजीव अक्सर धातुओं के घिसाव और संक्षारण को प्रभावित करते हैं, एक व्यवहार जो माइक्रोबियल संक्षारण (MIC)4,5,6,7,8 में व्यक्त होता है। MIC अक्सर इनडोर पाइप और भंडारण टैंक, धातु की दरारों और मिट्टी जैसे वातावरण में पाया जाता है, जहाँ यह अचानक प्रकट होता है और तेज़ी से विकसित होता है। इसलिए, MIC की निगरानी और शुरुआती पहचान बहुत मुश्किल है, इसलिए MIC विश्लेषण आमतौर पर संक्षारण के बाद किया जाता है। कई MIC केस स्टडीज़ की रिपोर्ट की गई है जिसमें सल्फेट-रिड्यूसिंग बैक्टीरिया (SRB) अक्सर संक्षारण उत्पादों9,10,11,12,13 में पाए गए थे। हालाँकि, यह स्पष्ट नहीं है कि SRB संक्षारण की शुरुआत में योगदान करते हैं या नहीं, क्योंकि उनका पता संक्षारण के बाद के विश्लेषण पर आधारित है।
हाल ही में, आयोडीन-ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया21 के अलावा, विभिन्न आयरन-अपघटन करने वाले सूक्ष्मजीवों की रिपोर्ट की गई है, जैसे कि आयरन-अपघटन करने वाले SRB14, मीथेनोजेन्स15,16,17, नाइट्रेट-कम करने वाले बैक्टीरिया18, आयरन-ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया19 और एसीटोजेन्स20। एनारोबिक या माइक्रोएरोबिक प्रयोगशाला स्थितियों के तहत, उनमें से अधिकांश शून्य-संयोजक लोहे और कार्बन स्टील को संक्षारित करते हैं। इसके अलावा, उनके संक्षारण तंत्र से पता चलता है कि आयरन-संक्षारक मीथेनोजेन्स और SRBs क्रमशः बाह्यकोशिकीय हाइड्रोजन और मल्टीहेम साइटोक्रोम का उपयोग करके शून्य-संयोजक लोहे से इलेक्ट्रॉनों की कटाई करके संक्षारण को बढ़ावा देते हैं22,23। MIC को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है: (i) रासायनिक MIC (CMIC), जो सूक्ष्मजीवी रूप से उत्पादित प्रजातियों द्वारा अप्रत्यक्ष संक्षारण है, और (ii) विद्युत MIC (EMIC), जो धातु के इलेक्ट्रॉन की कमी से प्रत्यक्ष संक्षारण है24। बाह्यकोशिकीय इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण (ईईटी) द्वारा सुगम बनाया गया ईएमआईसी बहुत रुचि का विषय है क्योंकि ईईटी गुणों वाले सूक्ष्मजीव गैर-ईईटी सूक्ष्मजीवों की तुलना में तेजी से संक्षारण का कारण बनते हैं। जबकि एनारोबिक स्थितियों के तहत सीएमआईसी की दर-सीमित प्रतिक्रिया प्रोटॉन कमी (एच +) के माध्यम से एच 2 उत्पादन है, ईएमआईसी ईईटी चयापचय के माध्यम से आगे बढ़ता है, जो एच 2 उत्पादन से स्वतंत्र है। विभिन्न सूक्ष्मजीवों में ईईटी का तंत्र सूक्ष्मजीव सेलुलर ईंधन और इलेक्ट्रोबायोसिंथेसिस25,26,27,28,29 के प्रदर्शन से संबंधित है। क्योंकि इन संक्षारक सूक्ष्मजीवों के लिए संस्कृति की स्थिति प्राकृतिक वातावरण में उनसे भिन्न होती है, इसलिए यह स्पष्ट नहीं है कि ये देखी गई सूक्ष्मजीव संक्षारण प्रक्रियाएँ व्यवहार में संक्षारण को दर्शाती हैं या नहीं। इसलिए, प्राकृतिक वातावरण में इन संक्षारक सूक्ष्मजीवों द्वारा प्रेरित एमआईसी तंत्र का निरीक्षण करना मुश्किल है।
डीएनए अनुक्रमण प्रौद्योगिकी के विकास ने प्राकृतिक और कृत्रिम वातावरण में सूक्ष्मजीव समुदायों के विवरण के अध्ययन को सुगम बनाया है, उदाहरण के लिए, नई पीढ़ी के अनुक्रमकों का उपयोग करके 16 एस आरआरएनए जीन अनुक्रम पर आधारित सूक्ष्मजीव प्रोफाइलिंग का उपयोग सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी के क्षेत्र में किया गया है30,31. ,32. कई एमआईसी अध्ययन प्रकाशित हुए हैं जिन्होंने मिट्टी और समुद्री वातावरण में सूक्ष्मजीव समुदायों का विस्तृत विवरण दिया है13,33,34,35,36. एसआरबी के अलावा, संक्षारण नमूनों में Fe(II)-ऑक्सीकरण (FeOB) और नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया में संवर्धन, जैसे कि गैलियोनेला एसपीपी और डेक्लोरोमोनस एसपीपी जैसे FeOB, और नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया, जैसे कि नाइट्रोस्पिरा, की भी रिपोर्ट की गई है। मिट्टी के मीडिया में कार्बन और तांबा युक्त स्टील्स में एसपीपी,33. इसी तरह, समुद्री वातावरण में, कार्बन स्टील 36 पर कई हफ़्तों तक ज़ेटाप्रोटोबैक्टीरिया और बीटाप्रोटोबैक्टीरिया वर्गों से संबंधित आयरन-ऑक्सीकरण बैक्टीरिया का तेजी से उपनिवेशण देखा गया है। ये डेटा जंग में इन सूक्ष्मजीवों के योगदान को इंगित करते हैं। हालाँकि, कई अध्ययनों में, अवधि और प्रायोगिक समूह सीमित हैं, और जंग के दौरान सूक्ष्मजीव समुदायों की गतिशीलता के बारे में बहुत कम जानकारी है।
यहाँ, हम कार्बन स्टील, क्रोमियम स्टील, स्टेनलेस स्टील और कास्ट आयरन के MIC की जाँच MIC घटनाओं के इतिहास के साथ एरोबिक मीठे पानी के वातावरण में विसर्जन अध्ययनों का उपयोग करके करते हैं। नमूने 1, 3, 6, 14 और 22 महीनों में लिए गए और प्रत्येक धातु और माइक्रोबियल घटक की संक्षारण दर का अध्ययन किया गया। हमारे परिणाम संक्षारण के दौरान माइक्रोबियल समुदायों की दीर्घकालिक गतिशीलता के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं।
जैसा कि तालिका 1 में दिखाया गया है, इस अध्ययन में नौ धातुओं का उपयोग किया गया था। प्रत्येक सामग्री के दस नमूनों को ताजे पानी के एक पूल में डुबोया गया। प्रक्रिया जल की गुणवत्ता इस प्रकार है: 30 पीपीएम Cl-, 20 mS m-1, 20 पीपीएम Ca2+, 20 पीपीएम SiO2, मैलापन 1 पीपीएम और पीएच 7.4। सैंपलिंग लैडर के निचले हिस्से में घुली हुई ऑक्सीजन (DO) सांद्रता लगभग 8.2 पीपीएम थी और पानी का तापमान मौसमी रूप से 9 से 23 डिग्री सेल्सियस के बीच था।
जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, ASTM A283, ASTM A109 स्थिति #4/5, ASTM A179 और ASTM A395 कच्चे लोहे के वातावरण में 1 महीने तक डुबाने के बाद, कार्बन स्टील की सतह पर सामान्यीकृत जंग के रूप में भूरे रंग के जंग के उत्पाद देखे गए। इन नमूनों का वजन समय के साथ कम होता गया (पूरक तालिका 1) और जंग की दर 0.13–0.16 मिमी प्रति वर्ष थी (चित्र 2)। इसी तरह, कम Cr सामग्री (1% और 2.25%) वाले स्टील में सामान्य जंग लगभग 0.13 मिमी/वर्ष (चित्र 1 और 2) की जंग दर के साथ देखी गई है। इसके विपरीत, 9% Cr वाला स्टील स्थानीयकृत जंग प्रदर्शित करता है इसके विपरीत, स्टेनलेस स्टील्स प्रकार-304 और -316 में कोई दृश्य संक्षारण नहीं दिखता है, अनुमानित संक्षारण दर <0.001 mm y−1 है। इसके विपरीत, स्टेनलेस स्टील प्रकार-304 और -316 में कोई दृश्य संक्षारण नहीं दिखता है, अनुमानित त्वरण दर <0.001 मिमी y−1 है। नैपरोट्व, न्युरगोएव्स типов 304 और 316 नं проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скорость коррозии составляет <0,001 мм/год. इसके विपरीत, प्रकार 304 और 316 स्टेनलेस स्टील में कोई दृश्य संक्षारण नहीं दिखता है, तथा अनुमानित संक्षारण दर <0.001 मिमी/वर्ष है।304 और 316 के बीच का अंतर 0.001 मिमी y−1 है।304 और 316 के बीच का अंतर 0.001 मिमी y−1 है। Напротив, нержавеющие стали типа 304 और -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростью коррозии <0,001 мм/год. इसके विपरीत, टाइप 304 और -316 स्टेनलेस स्टील्स में कोई दृश्यमान संक्षारण नहीं दिखा, तथा इनकी डिजाइन संक्षारण दर <0.001 मिमी/वर्ष थी।
स्केल हटाने से पहले और बाद में प्रत्येक नमूने (ऊंचाई 50 मिमी×चौड़ाई 20 मिमी) के मैक्रोस्कोपिक चित्र दिखाए गए हैं। 1 मीटर, 1 महीना; 3 मीटर, 3 महीने; 6 मीटर, 6 महीने; 14 मीटर, 14 महीने; 22 मीटर, 22 महीने; एस, एएसटीएम ए283; एसपी, एएसटीएम ए109, स्थिति 4/5; एफसी, एएसटीएम ए395; बी, एएसटीएम ए179; 1सी, स्टील 1% सीआर; 3सी स्टील, 2.25% सीआर स्टील; स्टील 9सी, स्टील 9% सीआर; एस6, 316 स्टेनलेस स्टील; एस8, प्रकार 304 स्टेनलेस स्टील।
संक्षारण दर की गणना भार ह्रास और विसर्जन समय का उपयोग करके की गई। एस, एएसटीएम ए283, एसपी, एएसटीएम ए109, कठोर 4/5, एफसी, एएसटीएम ए395, बी, एएसटीएम ए179, 1सी, स्टील 1% सीआर, 3 सी, स्टील 2.25% सीआर, 9 सी, स्टील 9% सीआर, एस6, टाइप 316 स्टेनलेस स्टील; एस8, टाइप 304 स्टेनलेस स्टील।
चित्र 1 यह भी दर्शाता है कि कार्बन स्टील, कम Cr स्टील और कच्चे लोहे के संक्षारण उत्पाद 3 महीने तक विसर्जन के बाद और विकसित होते हैं। 22 महीने के बाद समग्र संक्षारण दर धीरे-धीरे घटकर 0.07 ~ 0.08 मिमी/वर्ष हो गई (चित्र 2)। इसके अलावा, 2.25% Cr स्टील की संक्षारण दर अन्य संक्षारित नमूनों की तुलना में थोड़ी कम थी, जो दर्शाता है कि Cr संक्षारण को रोक सकता है। सामान्य संक्षारण के अलावा, ASTM A179 के अनुसार, 22 महीने के बाद लगभग 700 µm की संक्षारण गहराई के साथ स्थानीयकृत संक्षारण देखा गया (चित्र 3)। संक्षारण गहराई और विसर्जन समय का उपयोग करके गणना की गई स्थानीय संक्षारण दर 0.38 मिमी/वर्ष है
3D व्यूइंग लेजर माइक्रोस्कोप का उपयोग करके अधिकतम गहराई पर ASTM A179 और 9% Cr स्टील की पूरी छवि (स्केल बार: 10 मिमी) और स्थानीयकृत संक्षारण (स्केल बार: 500 µm)। पूरी छवि में लाल घेरे मापे गए स्थानीयकृत संक्षारण को दर्शाते हैं। रिवर्स साइड से 9% Cr स्टील का पूरा दृश्य चित्र 1 में दिखाया गया है।
जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, 9% Cr वाले स्टील के लिए, 3-14 महीनों के भीतर कोई जंग नहीं देखी गई, और जंग की दर व्यावहारिक रूप से शून्य थी। हालाँकि, 22 महीनों (चित्र 3) के बाद स्थानीयकृत जंग देखी गई, जिसमें वजन घटाने का उपयोग करके गणना की गई 0.04 मिमी/वर्ष की जंग दर थी। अधिकतम स्थानीयकृत जंग की गहराई 1260 µm है और जंग की गहराई और विसर्जन समय (22 महीने) का उपयोग करके अनुमानित स्थानीयकृत जंग की दर 0.68 मिमी/वर्ष है। चूँकि जंग शुरू होने का सटीक बिंदु ज्ञात नहीं है, इसलिए जंग की दर अधिक हो सकती है।
इसके विपरीत, 22 महीने तक डुबोए रखने के बाद भी स्टेनलेस स्टील पर कोई दृश्यमान जंग नहीं देखी गई। हालाँकि, स्केल हटाने से पहले सतह पर कुछ भूरे रंग के कण देखे गए (चित्र 1), वे कमज़ोर रूप से जुड़े हुए थे और जंग के उत्पाद नहीं थे। चूँकि स्केल हटाने के बाद स्टेनलेस स्टील की सतह पर धातु फिर से दिखाई देती है, इसलिए जंग की दर व्यावहारिक रूप से शून्य है।
धातु की सतहों, पानी और तलछट में संक्षारण उत्पादों और बायोफिल्म्स में समय के साथ सूक्ष्मजीव समुदायों के अंतर और गतिशीलता को समझने के लिए एम्प्लीकॉन अनुक्रमण किया गया है। कुल 4,160,012 रीड प्राप्त हुए, जिनमें 31,328 से 124,183 रीड की सीमा थी।
जल सेवन और तालाबों से लिए गए जल नमूनों के शैनन सूचकांक 5.47 से 7.45 तक थे (चित्र 4ए)। चूंकि पुनः प्राप्त नदी के पानी का उपयोग औद्योगिक जल के रूप में किया जाता है, इसलिए सूक्ष्मजीव समुदाय मौसमी रूप से बदल सकता है। इसके विपरीत, तल तलछट के नमूनों का शैनन सूचकांक लगभग 9 था, जो पानी के नमूनों की तुलना में काफी अधिक है। इसी तरह, पानी के नमूनों में तलछट के नमूनों की तुलना में कम गणना की गई Chao1 सूचकांक और देखी गई परिचालन वर्गीकरण इकाइयाँ (OTU) थीं (चित्र 4बी, सी)। ये अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण हैं (ट्यूकी-क्रेमर परीक्षण; पी-मान < 0.01, चित्र 4डी), जो दर्शाता है कि तलछट के नमूनों में सूक्ष्मजीव समुदाय पानी के नमूनों की तुलना में अधिक जटिल हैं। ये अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण हैं (ट्यूकी-क्रेमर परीक्षण; पी-मान < 0.01, चित्र 4डी), जो दर्शाता है कि तलछट के नमूनों में सूक्ष्मजीव समुदाय पानी के नमूनों की तुलना में अधिक जटिल हैं। Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; अधिक जानकारी образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды। ये अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण हैं (ट्यूकी-क्रेमर परीक्षण; पी मान <0.01, चित्र 4डी), जो दर्शाता है कि तलछट के नमूनों में सूक्ष्मजीव समुदाय पानी के नमूनों की तुलना में अधिक जटिल हैं।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。 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यह एक अच्छा विचार है। इस लेख को पढ़ें Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис 4d), что позволяет предположить, что микробные сообщества в образцах онных отложений были более сложными, чем в образцах воды. ये अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण थे (ट्यूकी-क्रेमर परीक्षण; पी-मान <0.01, चित्र 4डी), जो यह दर्शाता है कि तलछट के नमूनों में सूक्ष्मजीव समुदाय पानी के नमूनों की तुलना में अधिक जटिल थे।चूंकि ओवरफ्लो बेसिन में पानी लगातार नवीनीकृत होता रहता है और तलछट बिना किसी यांत्रिक व्यवधान के बेसिन के तल पर बैठ जाती है, इसलिए सूक्ष्मजीव विविधता में यह अंतर बेसिन के पारिस्थितिकी तंत्र को प्रतिबिंबित करना चाहिए।
ए शैनन सूचकांक, बी अवलोकित ऑपरेशनल टैक्सोनोमिक यूनिट (ओटीयू), और सी चाओ1 अपटेक सूचकांक (एन = 6) और बेसिन (एन = 5) पानी, तलछट (एन = 3), एएसटीएम ए283 (एस: एन = 5), एएसटीएम ए109 टेम्पर #4/5 (एसपी: एन = 5), एएसटीएम ए179 (बी: एन = 5), एएसटीएम ए395 (एफसी: एन = 5), 1% (1 सी: एन = 5), 2.25% (3 सी: एन = 5) और 9% (9 सी: एन = 5) सीआर-स्टील, साथ ही टाइप 316 (एस6: एन = 5) और -304 (एस8: एन = 5) स्टेनलेस स्टील को बॉक्स के आकार और व्हिस्कर चार्ट के रूप में दिखाया गया है। डी एनोवा और टुके-क्रेमर बहु ​​तुलना परीक्षणों का उपयोग करके प्राप्त शैनन और चाओ1 सूचकांकों के लिए पी-मान। लाल पृष्ठभूमि p-मान < 0.05 वाले युग्मों को दर्शाती है। लाल पृष्ठभूमि p-मान < 0.05 वाले जोड़ों का प्रतिनिधित्व करती है। Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. लाल पृष्ठभूमि p-मान < 0.05 वाले जोड़ों का प्रतिनिधित्व करती है।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. लाल पृष्ठभूमि p-मान <0.05 वाले जोड़ों का प्रतिनिधित्व करती है।बॉक्स के मध्य में स्थित रेखा, बॉक्स का ऊपर और नीचे का भाग, तथा मूंछें क्रमशः माध्यिका, 25वें और 75वें प्रतिशतक, तथा न्यूनतम और अधिकतम मानों को दर्शाती हैं।
कार्बन स्टील, कम क्रोमियम स्टील और कच्चे लोहे के लिए शैनन सूचकांक जल के नमूनों के समान थे (चित्र 4a)। इसके विपरीत, स्टेनलेस स्टील के नमूनों के शैनन सूचकांक, संक्षारित स्टीलों की तुलना में काफी अधिक हैं (पी-मान < 0.05, चित्र 4डी) और तलछट के समान हैं। इसके विपरीत, स्टेनलेस स्टील के नमूनों के शैनन सूचकांक संक्षारित स्टील्स की तुलना में काफी अधिक हैं (पी-मान < 0.05, चित्र 4डी) और तलछट के समान हैं। नैपरोट्वो, नाइडेक्विन ओपिनियन और न ही नियॉन स्टेलमेन выше, чем у корродированных сталей (значения p <0,05, рис. 4d), и एनालोगोविस्किन ऑपरेशंस। इसके विपरीत, स्टेनलेस स्टील नमूनों के शैनन सूचकांक संक्षारित स्टील्स (पी-मान < 0.05, चित्र 4डी) की तुलना में काफी अधिक हैं और जमा सूचकांक के समान हैं।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< 0.05，4d），与沉积物〸 नैपरोटोव, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чем у корродированной стали (значение p <0,05, рис. 4d), как और विवादास्पद. इसके विपरीत, स्टेनलेस स्टील के नमूनों का शैनन सूचकांक संक्षारित स्टील की तुलना में काफी अधिक था (पी मान < 0.05, चित्र 4डी), जैसा कि जमा था।इसके विपरीत, 9% Cr वाले स्टील के लिए शैनन इंडेक्स 6.95 से 9.65 तक था। ये मान 1 और 3 महीने में गैर-संक्षारित नमूनों में 6, 14 और 22 महीने में संक्षारित नमूनों की तुलना में बहुत अधिक थे (चित्र 4 ए)। इसके अलावा, 9% Cr स्टील के Chao1 सूचकांक और देखे गए OTUs संक्षारित और जल नमूनों की तुलना में अधिक हैं और गैर-संक्षारित और तलछट नमूनों की तुलना में कम हैं (चित्र 4b, c), और अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण हैं (p-मान < 0.01, चित्र 4d)। इसके अलावा, 9% Cr स्टील के Chao1 सूचकांक और देखे गए OTUs संक्षारित और पानी के नमूनों की तुलना में अधिक हैं और गैर-संक्षारित और तलछट के नमूनों की तुलना में कम हैं (चित्र 4 बी, सी), और अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण हैं (पी-मान < 0.01, चित्र 4 डी)।इसके अतिरिक्त, 9% Cr वाले स्टील्स के Chao1 और प्रेक्षित OTU संक्षारित और जलीय नमूनों की तुलना में अधिक हैं और गैर-संक्षारित और अवसादी नमूनों की तुलना में कम हैं (चित्र 4b, c), और अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण हैं।(p-значения <0,01, рис. 4d). (पी-मान <0.01, चित्र 4डी)।उत्तर, 9% Cr, 钢的Chao1 指数 और 观察到的OTU अधिक पढ़ें样品(图4b,c)，差异具有统计学意义（p值< 0.01，图4d）。अधिक, 9% सीआर, चाओ1, और अधिक पढ़ें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 , , , , , , , , , ， 4डी）। Кроме того, индексChao1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были फिर भी, आप अपना व्यवसाय शुरू कर सकते हैं और अपना काम पूरा कर सकते हैं, और आप नहीं कर सकते некородированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница была статистически значимой (p- значение < 0,01, рис. 4г). इसके अलावा, 9% Cr स्टील का Chao1 सूचकांक और प्रेक्षित OTU संक्षारित और जलीय नमूनों की तुलना में अधिक था और संक्षारित नहीं हुए और अवसादी नमूनों की तुलना में कम था (चित्र 4b,c), और अंतर सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण था (p-मान < 0.01, चित्र 4d)।इन परिणामों से पता चलता है कि संक्षारण उत्पादों में सूक्ष्मजीव विविधता, संक्षारण रहित धातुओं पर बायोफिल्म्स की तुलना में कम है।
चित्र 5a में सभी नमूनों के लिए UniFrac अभारित दूरी पर आधारित एक मुख्य निर्देशांक विश्लेषण (PCoA) प्लॉट दिखाया गया है, जिसमें तीन प्रमुख क्लस्टर देखे गए हैं। पानी के नमूनों में माइक्रोबियल समुदाय अन्य समुदायों से काफी अलग थे। तलछट में माइक्रोबियल समुदायों में स्टेनलेस स्टील समुदाय भी शामिल थे, जबकि वे संक्षारण नमूनों में व्यापक थे। इसके विपरीत, 9% Cr वाले स्टील के मानचित्र को गैर-संक्षारित और संक्षारित समूहों में विभाजित किया गया है। नतीजतन, धातु की सतहों और संक्षारण उत्पादों पर माइक्रोबियल समुदाय पानी में मौजूद माइक्रोबियल समुदायों से काफी अलग हैं।
सभी नमूनों (ए), पानी (बी), और धातुओं (सी) में अनिर्धारित यूनीफ़्रेक दूरी के आधार पर मुख्य निर्देशांक विश्लेषण (पीसीओए) प्लॉट। वृत्त प्रत्येक क्लस्टर को हाइलाइट करते हैं। प्रक्षेप पथों को श्रृंखला में नमूना अवधि को जोड़ने वाली रेखाओं द्वारा दर्शाया जाता है। 1 मीटर, 1 महीना; 3 मीटर, 3 महीने; 6 मीटर, 6 महीने; 14 मीटर, 14 महीने; 22 मीटर, 22 महीने; एस, एएसटीएम ए283; एसपी, एएसटीएम ए109, स्थिति 4/5; एफसी, एएसटीएम ए395; बी, एएसटीएम ए179; 1सी, स्टील 1% सीआर; 3सी स्टील, 2.25% सीआर स्टील; स्टील 9सी, स्टील 9% सीआर; एस6, 316 स्टेनलेस स्टील; एस8, टाइप 304 स्टेनलेस स्टील।
कालानुक्रमिक क्रम में व्यवस्थित करने पर, पानी के नमूनों के PCoA प्लॉट एक गोलाकार व्यवस्था में थे (चित्र 5b)। यह चक्र संक्रमण मौसमी परिवर्तनों को दर्शा सकता है।
इसके अलावा, धातु के नमूनों के पीसीओए प्लॉट पर केवल दो समूह (संक्षारित और गैर-संक्षारित) देखे गए, जहां (9% क्रोमियम स्टील को छोड़कर) 1 से 22 महीने में सूक्ष्मजीव समुदाय में बदलाव भी देखा गया (चित्र 5सी)। इसके अलावा, चूंकि संक्षारित नमूनों में संक्रमण गैर-संक्षारित नमूनों की तुलना में अधिक था, इसलिए सूक्ष्मजीव समुदायों में बदलाव और संक्षारण प्रगति के बीच एक संबंध था। 9% Cr वाले स्टील के नमूनों में, दो प्रकार के सूक्ष्मजीव समुदाय सामने आए: 1 और 6 महीने पर बिंदु, जो स्टेनलेस स्टील के पास स्थित थे, और अन्य (3, 14 और 22 महीने), संक्षारित स्टील के करीब बिंदुओं पर स्थित थे। इसलिए, संक्षारित नमूनों में सूक्ष्मजीव समुदाय जल, तलछट और गैर-संक्षारित नमूनों से भिन्न थे तथा संक्षारण बढ़ने के साथ उनमें भी परिवर्तन हुआ।
पानी के नमूनों में देखे गए सूक्ष्मजीव समुदायों के मुख्य प्रकार प्रोटियोबैक्टीरिया (30.1-73.5%), बैक्टेरॉइडेट्स (6.3-48.6%), प्लैक्टोमाइसीटोटा (0.4-19.6%) और एक्टिनोबैक्टीरिया (0 -17.7%) थे, उनकी सापेक्ष प्रचुरता नमूने से नमूने में भिन्न थी (चित्र 6), उदाहरण के लिए, तालाब के पानी में बैक्टेरॉइडेट्स की सापेक्ष प्रचुरता अमूर्त पानी की तुलना में अधिक थी। यह अंतर ओवरफ्लो टैंक में पानी के निवास समय से प्रभावित हो सकता है। इन प्रकारों को नीचे की तलछट के नमूनों में भी देखा गया था, लेकिन उनकी सापेक्ष प्रचुरता पानी के नमूनों से काफी भिन्न थी। इसके अलावा, एसिडोबैक्टीरियोटा (8.7-13.0%), क्लोरोफ्लेक्सी (8.1-10.2%), नाइट्रोस्पिरोटा (4.2-4.4%) चूंकि लगभग सभी डिसल्फोबैक्टेरोटा प्रजातियां SRB37 हैं, इसलिए तलछट में वातावरण अवायवीय होना चाहिए। यद्यपि डिसल्फोबैक्टीरोटा संभवतः संक्षारण को प्रभावित करते हैं, लेकिन जोखिम अत्यंत कम होना चाहिए क्योंकि पूल के पानी में उनकी सापेक्ष प्रचुरता <0.04% है। यद्यपि डिसल्फोबैक्टीरोटा संभवतः संक्षारण को प्रभावित करते हैं, लेकिन जोखिम अत्यंत कम होना चाहिए क्योंकि पूल के पानी में उनकी सापेक्ष प्रचुरता <0.04% है। डेसल्फोबैक्टीरोटा के बारे में जानकारी कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप अपने फोन में कितने पैसे खर्च कर सकते हैं शेष <0,04%. यद्यपि डिसल्फोबैक्टीरोटा का संक्षारण पर प्रभाव हो सकता है, लेकिन जोखिम अत्यंत कम होना चाहिए क्योंकि पूल के पानी में उनकी सापेक्ष प्रचुरता <0.04% है।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%। डेसल्फोबैसिलस का उपयोग करने के लिए आपको ऋण की आवश्यकता होती है, आपको ऋण की आवश्यकता होती है कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप अपने फोन में कितने पैसे खर्च कर सकते हैं शेष <0,04%. यद्यपि डिसल्फोबेसिलस प्रकार संक्षारण को प्रभावित कर सकता है, लेकिन जोखिम अत्यंत कम होना चाहिए क्योंकि पूल के पानी में उनकी सापेक्ष प्रचुरता <0.04% है।
आरडब्ल्यू और एयर क्रमशः जल सेवन और बेसिन से पानी के नमूनों का प्रतिनिधित्व करते हैं। तलछट-सी, -ई, -डब्ल्यू बेसिन के तल के केंद्र से लिए गए तलछट के नमूने हैं, साथ ही पूर्व और पश्चिम की ओर से भी। 1 मीटर, 1 महीना; 3 मीटर, 3 महीने; 6 मीटर, 6 महीने; 14 मीटर, 14 महीने; 22 मीटर, 22 महीने; एस, एएसटीएम ए283; एसपी, एएसटीएम ए109, स्थिति 4/5; एफसी, एएसटीएम ए395; बी, एएसटीएम ए179; 1सी, स्टील 1% सीआर; 3सी स्टील, 2.25% सीआर स्टील; स्टील 9सी, स्टील 9% सीआर; एस6, 316 स्टेनलेस स्टील; एस8, टाइप 304 स्टेनलेस स्टील।
जीनस स्तर पर, ट्राइकोमोनाडेसी परिवार से संबंधित अवर्गीकृत बैक्टीरिया का थोड़ा अधिक अनुपात (6-19%), साथ ही नियोस्फिंगोसीन, स्यूडोमोनास और फ्लेवोबैक्टीरियम, सभी मौसमों में देखा गया। छोटे मुख्य घटकों के रूप में, उनके हिस्से अलग-अलग होते हैं (चित्र 1)। . 7a और b)। सहायक नदियों में, फ्लेवोबैक्टीरियम, स्यूडोविब्रियो और रोडोफेरोबैक्टर की सापेक्ष बहुतायत केवल सर्दियों में अधिक थी। इसी तरह, बेसिन के सर्दियों के पानी में स्यूडोविब्रियो और फ्लेवोबैक्टीरियम की उच्च सामग्री देखी गई। इस प्रकार, पानी के नमूनों में सूक्ष्मजीव समुदाय मौसम के आधार पर भिन्न होते हैं, लेकिन अध्ययन अवधि के दौरान भारी बदलाव नहीं हुए।
ए सेवन जल, बी स्विमिंग पूल पानी, सी एएसटीएम ए 283, डी एएसटीएम ए 109 तापमान # 4/5, ई एएसटीएम ए 179, एफ एएसटीएम ए 395, जी 1% सीआर, एच 2.25% सीआर, और आई 9% सीआर स्टील, जे टाइप -316 और स्टेनलेस स्टील के -304।
सभी नमूनों में प्रोटिओबैक्टीरिया मुख्य घटक थे, लेकिन जंग लगे नमूनों में उनकी सापेक्ष प्रचुरता जंग बढ़ने के साथ कम हो गई (चित्र 6)। नमूने ASTM A179, ASTM A109 तापमान संख्या 4/5, ASTM A179, ASTM A395 और 1% और 2.25% Cr में, प्रोटिओबैक्टीरिया की सापेक्ष प्रचुरता 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8% से कम हो गई। , 83.8% क्रमशः 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% और 31.3% हैं। इसके विपरीत, डेसुलफोबैक्टीरोटा की सापेक्ष प्रचुरता संक्षारण की प्रगति के साथ धीरे-धीरे <0.1% से 12.5-45.9% तक बढ़ जाती है। इसके विपरीत, डेसुलफोबैक्टीरोटा की सापेक्ष प्रचुरता संक्षारण की प्रगति के साथ धीरे-धीरे <0.1% से 12.5-45.9% तक बढ़ जाती है। नैपरोटोव, ओटिनोकोएट कोडेसल्फोबैक्टेरोटा постепенно увеличивается с <0,1% से 12,5–45,9% तक कम कीमत। इसके विपरीत, क्षरण बढ़ने के साथ-साथ डिसल्फोबैक्टीरोटा की सापेक्ष प्रचुरता धीरे-धीरे <0.1% से बढ़कर 12.5-45.9% हो जाती है।लाभ, मूल्य निर्धारण, लाभ शुल्क, मूल्य निर्धारण<0.1% लाभ, मूल्य 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% नैपरोट्वी, ओटिनोसिटेलिनस डेसल्फोबैसिलस पोओसटाइलेपाइनो युविवेलिन <0,1% से 12,5–45,9% तक कम कीमत। इसके विपरीत, संक्षारण बढ़ने के साथ-साथ डिसल्फोबैसिलस की सापेक्ष प्रचुरता धीरे-धीरे <0.1% से बढ़कर 12.5-45.9% हो गई।इस प्रकार, जैसे-जैसे संक्षारण बढ़ता गया, प्रोटिओबैक्टीरिया का स्थान डिसल्फोबैक्टीरोटा ने ले लिया।
इसके विपरीत, जंग रहित स्टेनलेस स्टील पर बायोफिल्म्स में अलग-अलग बैक्टीरिया का समान अनुपात था। प्रोटिओबैक्टीरिया (29.4-34.1%), प्लैक्टोमाइसीटोटा (11.7-18.8%), नाइट्रोस्पिरोटा (2.9-20.9%), एसिडोबैक्टीरियोटा (8.6-18.8%), बैक्टीरोइडोटा (3.1-9.2%) और क्लोरोफ्लेक्सी (2.1-8.8%)। यह पाया गया कि स्टेनलेस स्टील के नमूनों में नाइट्रोस्पिरोटा का अनुपात धीरे-धीरे बढ़ा (चित्र 6)। ये अनुपात तलछट के नमूनों के समान हैं, जो चित्र 5a में दिखाए गए PCoA प्लॉट से मेल खाते हैं।
9% Cr युक्त स्टील के नमूनों में, दो प्रकार के सूक्ष्मजीव समुदाय देखे गए: 1-महीने और 6-महीने के सूक्ष्मजीव समुदाय नीचे तलछट के नमूनों के समान थे, जबकि संक्षारण नमूने 3, 14 और 22 में प्रोटीओबैक्टीरिया का अनुपात काफी बढ़ गया। महीने इसके अलावा, 9% Cr स्टील के नमूनों में ये दो सूक्ष्मजीव समुदाय चित्र 5c में दिखाए गए PCoA प्लॉट में विभाजित समूहों के अनुरूप थे।
जीनस स्तर पर, अनिर्दिष्ट बैक्टीरिया और आर्किया युक्त 2000 से अधिक OTU देखे गए। जीनस स्तर पर, अनिर्दिष्ट बैक्टीरिया और आर्किया युक्त 2000 से अधिक OTU देखे गए।जीनस स्तर पर, 2000 से अधिक OTUs देखे गए हैं जिनमें अज्ञात बैक्टीरिया और आर्किया पाए गए हैं।जीनस स्तर पर, 2000 से अधिक OTUs में अनिर्दिष्ट बैक्टीरिया और आर्किया पाए गए हैं। उनमें से, हमने प्रत्येक नमूने में उच्च जनसंख्या वाले 10 OTU पर ध्यान केंद्रित किया। इसमें ASTM A179 में 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% और 21.8-45.1% शामिल हैं। , ASTM A109 टेम्प नं. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2.25% और 9% Cr स्टील्स और टाइप 316 और -304 स्टेनलेस स्टील्स।
संक्षारण के नमूनों जैसे कि ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 और 1% और 2.25% Cr वाले स्टील में Fe(II) ऑक्सीकरण गुणों वाले डीक्लोरीनेटेड मोनोलिथ की अपेक्षाकृत उच्च मात्रा देखी गई है। संक्षारण का प्रारंभिक चरण (1 महीना और 3 महीने, चित्र 7c-h)। समय के साथ डीक्लोरोमोनास का अनुपात कम हो गया, जो प्रोटिओबैक्टीरिया (चित्र 6) में कमी के अनुरूप था। इसके अलावा, गैर-संक्षारित नमूनों की बायोफिल्म में डेक्लोरोमोनास का अनुपात <1% है। इसके अलावा, गैर-संक्षारित नमूनों की बायोफिल्म में डेक्लोरोमोनास का अनुपात <1% है। क्रोमोमोना, डेक्लोरोमोनास को एक नए उत्पाद पर लागू करें लागत <1%। इसके अतिरिक्त, संक्षारित नमूनों पर बायोफिल्म्स में डेक्लोरोमोनास का अनुपात <1% है।अधिक, अधिक पढ़ें<1%。अतिरिक्त, कम कीमत, कम कीमत, कम कीमत < 1% Кроме того, доля Decloromonas в биопленке некорродированных образцов была <1%। इसके अतिरिक्त, संक्षारित न किये गये नमूनों की बायोफिल्म में डेक्लोरोमोनास का अनुपात <1% था।इसलिए, संक्षारण उत्पादों में, डेक्लोरोमोनास संक्षारण के प्रारंभिक चरण में महत्वपूर्ण रूप से समृद्ध होता है।
इसके विपरीत, ASTM A179, ASTM A109 टेम्पर्ड #4/5, ASTM A179, ASTM A395 और 1% और 2.25% Cr वाले स्टील्स में, SRB डेसल्फोविब्रियो प्रजातियों का अनुपात अंततः 14 और 22 महीनों के बाद बढ़ गया (चित्र 7c-h)। जंग के शुरुआती चरणों में, पानी के नमूनों (चित्र 7a, b) और गैर-जंग खाए बायोफिल्म्स (चित्र 7j, j) में डेसल्फोफिब्रियन बहुत कम था या इसका पता नहीं चला। यह दृढ़ता से सुझाव देता है कि डेसल्फोविब्रियो गठित जंग उत्पादों के वातावरण को पसंद करता है, हालांकि वे जंग के शुरुआती चरणों में जंग को प्रभावित नहीं करते हैं।
जीओबैक्टर और जीओथ्रिक्स जैसे Fe(III)-रिड्यूसिंग बैक्टीरिया (RRB) जंग के मध्य चरणों (6 और 14 महीने) में जंग उत्पादों में पाए गए, लेकिन जंग के बाद के चरणों (22 महीने) का अनुपात उनमें अपेक्षाकृत कम है (चित्र 7c, eh)। Fe(II) ऑक्सीकरण गुणों वाले साइडरॉक्सीडांस जीनस ने एक समान व्यवहार दिखाया (चित्र 7f), इसलिए जंग लगे नमूनों में FeOB, IRB और SRB का अनुपात केवल अधिक था। यह दृढ़ता से सुझाव देता है कि इन सूक्ष्मजीव समुदायों में परिवर्तन जंग की प्रगति से जुड़े हैं।
3, 14 और 22 महीनों के बाद संक्षारित 9% Cr वाले स्टील में, बेगियाटोएसिया परिवार के सदस्यों का एक उच्च अनुपात (8.5-19.6%) देखा गया, जो सल्फर ऑक्सीकरण गुणों का प्रदर्शन कर सकता है, और साइडरॉक्सिडन्स (8.4- 13.7%) देखे गए (चित्र 1)। 7i) इसके अलावा, थियोमोनस, एक सल्फर ऑक्सीकरण जीवाणु (SOB), 3 और 14 महीनों में उच्च संख्या (3.4% और 8.8%) में पाया गया। इसके विपरीत, नाइट्रेट को कम करने वाले बैक्टीरिया नाइट्रोस्पिरा (12.9%) 6 महीने पुराने जंग रहित नमूनों में देखे गए। स्टेनलेस स्टील पर डुबोने के बाद बायोफिल्म्स में नाइट्रोस्पिरा का एक बढ़ा हुआ अनुपात भी देखा गया (चित्र 7j,k)। इसके अतिरिक्त, 3, 14 और 22 महीनों में संक्षारित होने वाले 9% क्रोमियम स्टील के सूक्ष्मजीव समुदाय, कार्बन और कम क्रोमियम स्टील तथा कच्चे लोहे के संक्षारण उत्पादों से भिन्न थे।
समुद्री जल की तुलना में मीठे पानी में जंग का विकास आमतौर पर धीमा होता है क्योंकि क्लोराइड आयनों की सांद्रता धातु के जंग को प्रभावित करती है। हालाँकि, कुछ स्टेनलेस स्टील मीठे पानी के वातावरण में जंग खा सकते हैं38,39। इसके अलावा, MIC को शुरू में संदेह था क्योंकि इस अध्ययन में इस्तेमाल किए गए ताजे पानी के पूल में पहले से ही जंग लगी सामग्री देखी गई थी। दीर्घकालिक विसर्जन अध्ययनों में, जंग के विभिन्न रूप, तीन प्रकार के सूक्ष्मजीव समुदाय और जंग उत्पादों में सूक्ष्मजीव समुदायों में बदलाव देखा गया।
इस अध्ययन में इस्तेमाल किया गया मीठे पानी का माध्यम तकनीकी पानी के लिए एक बंद टैंक है, जो अपेक्षाकृत स्थिर रासायनिक संरचना वाली नदी से लिया गया है और पानी के तापमान में मौसमी बदलाव 9 से 23 डिग्री सेल्सियस तक है। इसलिए, पानी के नमूनों में सूक्ष्मजीव समुदायों में मौसमी उतार-चढ़ाव तापमान में बदलाव से जुड़े हो सकते हैं। इसके अलावा, पूल के पानी में सूक्ष्मजीव समुदाय इनपुट पानी (चित्र 5 बी) से कुछ अलग था। पूल में पानी ओवरफ्लो के कारण लगातार बदला जा रहा है। नतीजतन, बेसिन की सतह और तल के बीच मध्यवर्ती गहराई पर भी DO ~ 8.2 पीपीएम पर रहा। इसके विपरीत, तलछट का वातावरण अवायवीय होना चाहिए, क्योंकि यह जलाशय के तल पर बसता है और रहता है, और इसमें मौजूद सूक्ष्मजीव वनस्पति (जैसे सीआरपी) भी पानी में मौजूद सूक्ष्मजीव वनस्पतियों से अलग होनी चाहिए (चित्र 6)। चूंकि पूल में कूपन तलछट से दूर थे, इसलिए उन्हें एरोबिक स्थितियों के तहत विसर्जन अध्ययन के दौरान केवल ताजे पानी के संपर्क में लाया गया था।
सामान्य जंग कार्बन स्टील, कम क्रोमियम स्टील और कच्चे लोहे में मीठे पानी के वातावरण में होती है (चित्र 1) क्योंकि ये सामग्री जंग प्रतिरोधी नहीं होती हैं। हालाँकि, अजैविक मीठे पानी की परिस्थितियों में जंग की दर (0.13 मिमी वर्ष-1) पिछले अध्ययनों40 (0.04 मिमी वर्ष-1) की तुलना में अधिक थी और सूक्ष्मजीवों की उपस्थिति में जंग की दर (0.02-0.76 मिमी वर्ष-1) के बराबर थी 1) मीठे पानी की स्थितियों के समान40,41,42। यह त्वरित जंग दर MIC की एक विशेषता है।
इसके अलावा, 22 महीने के विसर्जन के बाद, संक्षारण उत्पादों के तहत कई धातुओं में स्थानीयकृत संक्षारण देखा गया (चित्र 3)। विशेष रूप से, ASTM A179 में देखी गई स्थानीयकृत संक्षारण दर सामान्य संक्षारण से लगभग पाँच गुना तेज़ है। संक्षारण का यह असामान्य रूप और त्वरित संक्षारण दर एक ही वस्तु पर होने वाले संक्षारण में भी देखी गई है। इस प्रकार, इस अध्ययन में किया गया विसर्जन व्यवहार में संक्षारण को दर्शाता है।
अध्ययन की गई धातुओं में, 9% Cr स्टील में सबसे अधिक गंभीर संक्षारण देखा गया, जिसकी संक्षारण गहराई >1.2 मिमी थी, जो त्वरित संक्षारण और असामान्य प्रकार के संक्षारण के कारण संभवतः MIC है। अध्ययन की गई धातुओं में, 9% Cr स्टील में सबसे अधिक गंभीर संक्षारण देखा गया, जिसकी संक्षारण गहराई >1.2 मिमी थी, जो त्वरित संक्षारण और असामान्य प्रकार के संक्षारण के कारण संभवतः MIC है। Среди иссследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глубиной коррозии> 1,2 мм, что, вероятно, является МИК यह एक व्यक्तिगत कंपनी है और एक कॉर्पोरेट कंपनी है। जांच की गई धातुओं में, 9% Cr वाले स्टील में सबसे अधिक गंभीर संक्षारण देखा गया, जिसकी संक्षारण गहराई >1.2 मिमी थी, जो संभवतः त्वरित संक्षारण और संक्षारण के असामान्य रूप के कारण MIC है।कुल मिलाकर, 9% Cr का भुगतान किया जाता है, और ऋण का भुगतान किया जाता है>1.2 mm, 由于加速腐蚀和异常腐蚀形式,很可能是MIC。9% Cr से अधिक लाभ Среди иссследованных металлов наиболее сильно корродировала сталь с 9% Cr, с глубиной коррозии >1,2 мм, скорее всего, МИК из-за ускоренных और एक अद्भुत उत्पाद। अध्ययन की गई धातुओं में, 9% क्रोमियम युक्त इस्पात में सबसे अधिक संक्षारण हुआ, जिसकी संक्षारण गहराई >1.2 मिमी थी, जो कि संभवतः त्वरित और असामान्य संक्षारण के कारण MIC थी।क्योंकि 9% Cr स्टील का उपयोग उच्च तापमान अनुप्रयोगों में किया जाता है, इसके संक्षारण व्यवहार का अध्ययन पहले ही किया जा चुका है43,44 लेकिन इस धातु के लिए पहले कोई MIC रिपोर्ट नहीं की गई है। चूंकि हाइपरथर्मोफाइल्स को छोड़कर, अनेक सूक्ष्मजीव उच्च तापमान वाले वातावरण (>100 °C) में निष्क्रिय होते हैं, ऐसे मामलों में 9% Cr स्टील में MIC को नजरअंदाज किया जा सकता है। चूंकि हाइपरथर्मोफाइल्स को छोड़कर, अनेक सूक्ष्मजीव उच्च तापमान वाले वातावरण (>100 °C) में निष्क्रिय होते हैं, ऐसे मामलों में 9% Cr स्टील में MIC को नजरअंदाज किया जा सकता है। Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной среде (>100 °С), МИК в стали с 9% Cr в यह कोई समस्या नहीं है। चूंकि हाइपरथर्मोफाइल्स को छोड़कर कई सूक्ष्मजीव उच्च तापमान वाले वातावरण (> 100°C) में निष्क्रिय होते हैं, इसलिए ऐसे मामलों में 9% Cr वाले स्टील में MIC को नजरअंदाज किया जा सकता है।तापमान नियंत्रण कक्ष, तापमान नियंत्रण कक्ष (>100 डिग्री सेल्सियस) 9% सीआर के लिए एमआईसी का उपयोग करने के लिए, आपको 9% सीआर का भुगतान करने की आवश्यकता है। 9% Cr 颃(>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высокотемпературных средах (>100 °С), МПК в стали с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. चूंकि हाइपरथर्मोफाइल्स को छोड़कर कई सूक्ष्मजीव उच्च तापमान वाले वातावरण (> 100 °C) में सक्रियता नहीं दिखाते हैं, इसलिए इस मामले में 9% Cr वाले स्टील में MIC को नजरअंदाज किया जा सकता है।हालाँकि, जब 9% Cr स्टील का उपयोग मध्यम तापमान वाले वातावरण में किया जाता है, तो MIC को कम करने के लिए विभिन्न उपाय किए जाने चाहिए।
जैवफिल्म में जल की तुलना में गैर-संक्षारित पदार्थों के जमाव तथा संक्षारण उत्पादों में विभिन्न सूक्ष्मजीव समुदायों तथा उनके परिवर्तनों को देखा गया, इसके अतिरिक्त त्वरित संक्षारण (चित्र 5-7) भी देखा गया, जिससे यह स्पष्ट संकेत मिलता है कि यह संक्षारण एक माइक्रोफोन है। रामिरेज़ एट अल.13 ने 6 महीने से अधिक समय तक समुद्री सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी तंत्र में 3-चरणीय संक्रमण (FeOB => SRB/IRB => SOB) की रिपोर्ट की, जिसमें द्वितीयक समृद्ध SRB द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन सल्फाइड अंततः SOB के संवर्धन में योगदान दे सकता है। रामिरेज़ एट अल.13 ने 6 महीने से अधिक समय तक समुद्री सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी तंत्र में 3-चरणीय संक्रमण (FeOB => SRB/IRB => SOB) की रिपोर्ट की है, जब द्वितीयक समृद्ध SRB द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन सल्फाइड अंततः SOB के संवर्धन में योगदान दे सकता है। रामिरेज़ एट अल.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной 6 महीने के अंतराल पर, एक सेरेमनी पर क्लिक करें, образующийся при एसआरबी के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए, एसओबी के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए इसे लागू करें। रामिरेज़ एट अल.13 ने 6 महीने की अवधि में समुद्री सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी तंत्र में तीन-चरण संक्रमण (FeOB => SRB/IRB => SOB) की रिपोर्ट की है, जहां SRB द्वितीयक संवर्धन से उत्पन्न हाइड्रोजन सल्फाइड अंततः SOB संवर्धन में योगदान कर सकता है। रामिरेज़ 13 साल पहले 6 महीने पहले 6 महीने पहले 13 महीने पहले 13 महीने पहले 13 साल की उम्र में 13 साल की उम्र में 13 साल की हो चुकी है (FeOB => SRB/IRB => एसओबी (एसओबी), एसआरबी (एसआरबी) को एसओबी (एसओबी) की आवश्यकता होती है।रामिरेज़ ने 13 साल की उम्र में 6 साल पहले 6 साल की उम्र में अपने करियर की शुरुआत की थी।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 次 富集 srb यह सब ठीक है 可能 最终 有助于 sob 的富集. रामिरेज़ एट अल.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской 6 महीने से अधिक समय तक, कोटोरोमो सेरॉएड में, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итоге способствовать обогащению SOB. रामिरेज़ एट अल.13 ने 6 महीने की अवधि में समुद्री सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी तंत्र में तीन-चरण संक्रमण (FeOB => SRB/IRB => SOB) की रिपोर्ट की, जिसमें SRB द्वितीयक संवर्धन से उत्पादित हाइड्रोजन सल्फाइड अंततः SOB संवर्धन में योगदान कर सकता है।मैकबेथ और एमर्सन36 ने FeOB में प्राथमिक संवर्धन की सूचना दी। इसी प्रकार, इस अध्ययन में प्रारंभिक संक्षारण चरण के दौरान FeOB का संवर्धन देखा गया है, लेकिन कार्बन और 1% और 2.25% Cr स्टील्स और कच्चे लोहे में 22 महीने में संक्षारण की प्रगति के साथ सूक्ष्मजीवीय परिवर्तन FeOB => IRB => SRB (चित्र 7 और 8) है। इसी प्रकार, इस अध्ययन में प्रारंभिक संक्षारण चरण के दौरान FeOB का संवर्धन देखा गया है, लेकिन कार्बन और 1% और 2.25% Cr स्टील्स और कच्चे लोहे में 22 महीने में संक्षारण की प्रगति के साथ सूक्ष्मजीवीय परिवर्तन FeOB => IRB => SRB (चित्र 7 और 8) है। इस लेख को पढ़ें стадии коррозии, но микробные изменения по мере прогрессирования коррозии, углеродистых और 1% और 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, представляют собой FeOB => IRB => SRB (рис. 7) और 8). इसी प्रकार, इस अध्ययन में संक्षारण के प्रारंभिक चरण में FeOB में संवर्धन देखा गया है, लेकिन संक्षारण बढ़ने पर सूक्ष्मजीवी परिवर्तन, जो 22 महीनों में कार्बन और 1% और 2.25% Cr स्टील्स और कच्चे लोहे में देखे गए हैं, FeOB => IRB => SRB हैं (आंकड़े 7 और 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% और 2.25% Cr 钢以及超过22个月的铸铁中观察到的微生物随着腐蚀的进展而变化是FeOB => IRB => SRB（图7 和8）。同样 , 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 FEOB 的 富集 , 但 碳 和 和 1% 和 2.25% Cr 钢 超过22 वर्ष की आयु में FEOB => IRB => SRB（图7和8）。 Аналогичным образом, в этом исследовании наблюдалось обогащение FeOB на रनिनेविट्स कॉरपोरॉजियो, न्यु मोक्रियोनॉवेलोइक्स изменения, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 7 и 8). इसी प्रकार, इस अध्ययन में संक्षारण के प्रारंभिक चरण में FeOB संवर्धन देखा गया था, लेकिन 22 महीनों में कार्बन और 1% और 2.25% Cr स्टील्स और कच्चा लोहा में देखे गए सूक्ष्मजीवविज्ञानी परिवर्तन FeOB => IRB => SRB थे (चित्र 7 और 8)।उच्च सल्फेट आयन सांद्रता के कारण समुद्री जल वातावरण में एसआरबी आसानी से जमा हो सकते हैं, लेकिन कम सल्फेट आयन सांद्रता के कारण मीठे पानी के वातावरण में उनका संवर्धन विलंबित होता है। समुद्री जल में एसआरबी संवर्धन की अक्सर रिपोर्ट की गई है10,12,45।
ए कार्बनिक कार्बन और नाइट्रोजन Fe(II)-निर्भर ऊर्जा चयापचय आयरन ऑक्साइड (लाल [डेक्लोरोमोनस एसपी.] और हरा [साइडरोक्सीडांस एसपी.] कोशिकाएं) और Fe(III) कम करने वाले बैक्टीरिया (ग्रे कोशिकाएं [जियोथ्रिक्स एसपी. और जियोबैक्टर एसपी.]) के माध्यम से संक्षारण के प्रारंभिक चरण में, फिर अवायवीय सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया (एसआरपी) और हेटरोट्रॉफ़िक सूक्ष्मजीव संचित कार्बनिक पदार्थों का उपभोग करके संक्षारण के परिपक्व चरण को समृद्ध करते हैं। बी संक्षारण प्रतिरोधी धातुओं पर सूक्ष्मजीव समुदायों में परिवर्तन। बैंगनी, नीली, पीली और सफेद कोशिकाएं क्रमशः कोमामोनाडेसी, नाइट्रोस्पिरा एसपी., बेगियाटोएसिया और अन्य परिवारों के बैक्टीरिया का प्रतिनिधित्व करती हैं।
सूक्ष्मजीव समुदाय में परिवर्तन और संभावित SRB संवर्धन के संबंध में, FeOB संक्षारण के प्रारंभिक चरण में महत्वपूर्ण है, और डेक्लोरोमोनस Fe(II) ऑक्सीकरण से अपनी वृद्धि ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं। सूक्ष्मजीव ट्रेस तत्वों वाले मीडिया में जीवित रह सकते हैं, लेकिन वे तेजी से नहीं बढ़ेंगे। हालाँकि, इस अध्ययन में इस्तेमाल किया गया प्लंज पूल एक ओवरफ्लो बेसिन है, जिसमें 20 m3/h का प्रवाह है, जो लगातार अकार्बनिक आयनों वाले ट्रेस तत्वों की आपूर्ति करता है। संक्षारण के शुरुआती चरणों में, कार्बन स्टील और कास्ट आयरन से फेरस आयन निकलते हैं, और FeOBs (जैसे डेक्लोरोमोनस) उन्हें ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं। सेल वृद्धि के लिए आवश्यक कार्बन, फॉस्फेट और नाइट्रोजन की ट्रेस मात्रा प्रक्रिया जल में कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों के रूप में मौजूद होनी चाहिए। इसलिए, इस मीठे पानी के वातावरण में, FeOB शुरू में कार्बन स्टील और कास्ट आयरन जैसी धातु की सतहों पर समृद्ध होता है। इसके बाद, IRBs बढ़ सकते हैं और क्रमशः ऊर्जा स्रोतों और टर्मिनल इलेक्ट्रॉन स्वीकारकर्ताओं के रूप में कार्बनिक पदार्थ और लोहे के आक्साइड का उपयोग कर सकते हैं। परिपक्व संक्षारण उत्पादों में, FeOB और IRB के चयापचय के कारण नाइट्रोजन से समृद्ध अवायवीय स्थितियाँ निर्मित होनी चाहिए। इसलिए, SRB तेजी से बढ़ सकता है और FeOB और IRB की जगह ले सकता है (चित्र 8a)।
हाल ही में, टैंग एट अल. ने लोहे से सूक्ष्मजीवों में सीधे इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण के कारण मीठे पानी के वातावरण में जिओबैक्टर फेरोरेड्यूसेंस द्वारा स्टेनलेस स्टील के क्षरण की रिपोर्ट की46। EMIC को ध्यान में रखते हुए, EET गुणों वाले सूक्ष्मजीवों का योगदान महत्वपूर्ण है। इस अध्ययन में संक्षारण उत्पादों में SRB, FeOB और IRB मुख्य सूक्ष्मजीव प्रजातियाँ हैं, जिनमें EET विशेषताएँ होनी चाहिए। इसलिए, ये इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से सक्रिय सूक्ष्मजीव EET के माध्यम से संक्षारण में योगदान कर सकते हैं, और संक्षारण उत्पादों के निर्माण के रूप में विभिन्न आयनिक प्रजातियों के प्रभाव में उनके समुदाय की संरचना बदल जाती है। इसके विपरीत, 9% Cr वाले स्टील में सूक्ष्मजीव समुदाय अन्य स्टील्स से भिन्न था (चित्र 8b)। 14 महीनों के बाद, FeOB के साथ संवर्धन के अलावा, जैसे कि साइडरॉक्सिडेंस, SOB47बेगियाटोएसिया और थियोमोनस भी समृद्ध हुए (चित्र 7i)। यह परिवर्तन कार्बन स्टील जैसी अन्य संक्षारक सामग्रियों से स्पष्ट रूप से भिन्न है, और संक्षारण के दौरान घुलने वाले क्रोमियम-समृद्ध आयनों से प्रभावित हो सकता है। उल्लेखनीय रूप से, थियोमोनस में न केवल सल्फर ऑक्सीकरण गुण होते हैं, बल्कि Fe(II) ऑक्सीकरण गुण, एक EET प्रणाली और भारी धातु सहिष्णुता48,49 भी होती है। उन्हें Fe(II) की ऑक्सीडेटिव गतिविधि और/या धातु इलेक्ट्रॉनों की प्रत्यक्ष खपत के कारण समृद्ध किया जा सकता है। पिछले अध्ययन में, एक असंतत बायोफिल्म निगरानी प्रणाली का उपयोग करके Cu पर बायोफिल्म में बेगियाटोएशिया की अपेक्षाकृत उच्च बहुतायत देखी गई थी, जो यह सुझाव देती है कि ये बैक्टीरिया Cu और Cr जैसी जहरीली धातुओं के प्रति प्रतिरोधी हो सकते हैं। हालाँकि, इस वातावरण में बढ़ने के लिए बेगियाटोएशिया को जिस ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता होती है, वह अज्ञात है।
यह अध्ययन मीठे पानी के वातावरण में जंग के दौरान सूक्ष्मजीव समुदायों में होने वाले परिवर्तनों की रिपोर्ट करता है। एक ही वातावरण में, सूक्ष्मजीव समुदाय धातु के प्रकार में भिन्न थे। इसके अलावा, हमारे परिणाम जंग के शुरुआती चरणों में FeOB के महत्व की पुष्टि करते हैं, क्योंकि लोहे पर निर्भर सूक्ष्मजीव ऊर्जा चयापचय SRB जैसे अन्य सूक्ष्मजीवों द्वारा पसंद किए जाने वाले पोषक तत्वों से भरपूर वातावरण के निर्माण को बढ़ावा देता है। मीठे पानी के वातावरण में MIC को कम करने के लिए, FeOB और IRB संवर्धन को सीमित किया जाना चाहिए।
इस अध्ययन में नौ धातुओं का इस्तेमाल किया गया और उन्हें 50 × 20 × 1–5 मिमी (एएसटीएम 395 स्टील और 1%, 2.25% और 9% सीआर के लिए मोटाई: 5 मिमी; एएसटीएम ए283 और एएसटीएम ए179 के लिए मोटाई: 3 मिमी) के ब्लॉकों में संसाधित किया गया। मिमी; एएसटीएम ए109 टेम्पर 4/5 और टाइप 304 और 316 स्टेनलेस स्टील, मोटाई: 1 मिमी), दो 4 मिमी छेद के साथ। क्रोमियम स्टील को सैंडपेपर से पॉलिश किया गया और अन्य धातुओं को डुबोने से पहले 600 ग्रिट सैंडपेपर से पॉलिश किया गया। सभी नमूनों को 99.5% इथेनॉल के साथ सोनिकेट किया गया, सुखाया गया और वजन किया गया। संक्षारण दर की गणना और माइक्रोबायोम विश्लेषण के लिए प्रत्येक धातु के दस नमूनों का इस्तेमाल किया गया
पूल का आयतन 1100 क्यूबिक मीटर है और गहराई लगभग 4 मीटर है। पानी का प्रवाह 20 m3 h-1 था, ओवरफ्लो जारी किया गया था, और पानी की गुणवत्ता में मौसमी रूप से उतार-चढ़ाव नहीं हुआ (पूरक चित्र 3)। सैंपल सीढ़ी को टैंक के बीच में लटके 3 मीटर के स्टील के तार पर उतारा जाता है। 1, 3, 6, 14 और 22 महीनों में पूल से सीढ़ियों के दो सेट हटा दिए गए। एक सीढ़ी से नमूने वजन घटाने और जंग दरों की गणना करने के लिए इस्तेमाल किए गए थे, जबकि दूसरी सीढ़ी से नमूने माइक्रोबायोम विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किए गए थे। विसर्जन टैंक में घुली हुई ऑक्सीजन को सतह और तल के पास, साथ ही बीच में, घुली हुई ऑक्सीजन सेंसर (InPro6860i, मेटलर टोलेडो, कोलंबस, ओहियो, यूएसए) का उपयोग करके मापा गया था।
नमूनों पर जंग के उत्पाद और बायोफिल्म को प्लास्टिक स्क्रैपर से खुरच कर या कॉटन स्वैब से पोंछ कर हटाया गया और फिर अल्ट्रासोनिक बाथ का उपयोग करके 99.5% इथेनॉल में साफ किया गया। फिर नमूनों को ASTM G1-0351 के अनुसार क्लार्क के घोल में डुबोया गया। सुखाने के बाद सभी नमूनों का वजन किया गया। निम्नलिखित सूत्र का उपयोग करके प्रत्येक नमूने के लिए जंग दर (मिमी/वर्ष) की गणना करें:
जहाँ K एक स्थिरांक (8.76 × 104) है, T एक्सपोज़र समय (h) है, A कुल सतह क्षेत्र (cm2) है, W द्रव्यमान हानि (g) है, D घनत्व (g cm–3) है।
नमूनों का वजन करने के बाद, 3D मापने वाले लेजर माइक्रोस्कोप (LEXT OLS4000, ओलंपस, टोक्यो, जापान) का उपयोग करके कई नमूनों की 3D छवियां प्राप्त की गईं।