Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз CSS колдоосу чектелген браузер версиясын колдонуп жатасыз. Эң жакшы тажрыйба алуу үчүн, биз сизге жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде Шайкештик режимин өчүрүңүз). Мындан тышкары, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн, биз сайтты стилдерсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Бир эле учурда үч слайддын каруселин көрсөтөт. Бир убакта үч слайддын арасынан жылуу үчүн "Мурунку" жана "Кийинки" баскычтарын колдонуңуз же бир убакта үч слайддын арасынан жылуу үчүн аягындагы жылдыргыч баскычтарын колдонуңуз.
Таза суу чөйрөсүндө көмүртек жана дат баспас болоттордун тездетилген дат басуусу көп байкалат. Бул жерде тогуз маркадагы болотту колдонуу менен 22 айлык таза суу резервуарларында изилдөө жүргүзүлдү. Ылдамдатылган дат басуу көмүртек жана хром болотторунда жана чоюнда байкалган, ал эми дат баспас болотто 22 айдан кийин да көрүнгөн дат басуу байкалган эмес. Микробдук коомчулукту талдоо көрсөткөндөй, жалпы дат басуу учурунда Fe(II)-кычкылдандыруучу бактериялар дат басуунун алгачкы этабында, Fe(III)-калыбына келтирүүчү бактериялар дат басуунун өнүгүү этабында, ал эми сульфат-калыбына келтирүүчү бактериялар продукт дат басуунун акыркы этабында дат басуу этабында байыган. Тескерисинче, Beggiatocaea бактериялары болотто өзгөчө көп болгон, алардын 9% Cr локалдашкан дат басууга дуушар болгон. Микробдук коомчулуктардын бул курамы суудагы жана түбүндөгү чөкмөлөрдүн үлгүлөрүндөгүлөрдөн да айырмаланган. Ошентип, дат басуу күчөгөн сайын микробдук коомчулук кескин өзгөрүүлөргө дуушар болот жана темирге көз каранды микробдук энергия алмашуусу башка микроорганизмдерди байыта турган чөйрөнү түзөт.
Металлдар рН, температура жана иондордун концентрациясы сыяктуу ар кандай физикалык жана химиялык экологиялык факторлордон улам бузулуп, дат басышы мүмкүн. Кычкылдуу шарттар, жогорку температуралар жана хлориддердин концентрациясы металлдардын дат басышына өзгөчө таасир этет1,2,3. Табигый жана курулган чөйрөлөрдөгү микроорганизмдер көп учурда металлдардын эскиришине жана дат басышына таасир этет, бул жүрүм-турум микробдук дат басууда (MIC)4,5,6,7,8 көрүнөт. MIC көбүнчө имараттын ичиндеги түтүктөр жана сактоочу резервуарлар сыяктуу чөйрөлөрдө, металл жаракаларында жана топуракта кездешет, ал жерде ал күтүүсүздөн пайда болуп, тез өнүгөт. Ошондуктан, MICтерди мониторинг жүргүзүү жана эрте аныктоо абдан кыйын, ошондуктан MIC анализи адатта дат баскандан кийин жүргүзүлөт. Дат баскан продуктуларда сульфатты калыбына келтирүүчү бактериялар (SRB) көп кездешкен көптөгөн MIC учурлары жөнүндө кабарланган9,10,11,12,13. Бирок, SRBлер дат басуунун башталышына салым кошобу же жокпу, белгисиз бойдон калууда, анткени аларды аныктоо коррозиядан кийинки анализге негизделген.
Жакында эле, йод менен кычкылдандыруучу бактериялардан тышкары, темирди кычкылдандыруучу SRB14, метаногендер15,16,17, нитраттарды калыбына келтирүүчү бактериялар18, темирди кычкылдандыруучу бактериялар19 жана ацетогендер20 сыяктуу ар кандай темирди кычкылдандыруучу микроорганизмдер катталган. Анаэробдук же микроаэробдук лабораториялык шарттарда алардын көпчүлүгү нөлдүк валенттүү темирди жана көмүртектүү болотту дат басат. Мындан тышкары, алардын коррозия механизмдери темир менен коррозиялануучу метаногендер жана SRBлер тиешелүүлүгүнө жараша клеткадан тышкаркы гидрогеназаларды жана көп гемдик цитохромдорду колдонуп, нөлдүк валенттүү темирден электрондорду чогултуу менен коррозияны күчөтөрүн көрсөтүп турат22,23. MICтер эки түргө бөлүнөт: (i) микробдук жол менен өндүрүлгөн түрлөр тарабынан кыйыр коррозия болгон химиялык MIC (CMIC) жана (ii) металлдын электрондорунун азайышы менен түз коррозия болгон электрдик MIC (EMIC)24. Клеткадан тышкаркы электрондук өткөрүп берүү (EET) менен шартталган EMIC чоң кызыгууну жаратат, анткени EET касиеттерине ээ микроорганизмдер EET эмес микроорганизмдерге караганда тезирээк коррозияны пайда кылат. Анаэробдук шарттарда CMICтин ылдамдыкты чектөөчү реакциясы протонду калыбына келтирүү (H+) аркылуу Н2 өндүрүшү болсо, EMIC Н2 өндүрүшүнөн көз карандысыз болгон ЭЭТ метаболизми аркылуу жүрөт. Ар кандай микроорганизмдердеги ЭЭТтин механизми микробдук клеткалык отун жана электробиосинтездин иштеши менен байланыштуу25,26,27,28,29. Бул коррозиялык микроорганизмдер үчүн өстүрүү шарттары табигый чөйрөдөгүдөн айырмалангандыктан, бул байкалган микробдук коррозиялык процесстер коррозияны практикада чагылдырабы же жокпу, белгисиз. Ошондуктан, бул коррозиялык микроорганизмдер тарабынан табигый чөйрөдө пайда болгон МИК механизмин байкоо кыйын.
ДНК секвенирлөө технологиясынын өнүгүшү табигый жана жасалма чөйрөлөрдөгү микробдук жамааттардын чоо-жайын изилдөөгө өбөлгө түздү, мисалы, микробдук экология тармагында жаңы муундагы секвенсерлерди колдонуу менен 16S рРНК генинин ырааттуулугуна негизделген микробдук профилдөө колдонулган30,31. ,32. Топурак жана деңиз чөйрөсүндөгү микробдук жамааттарды деталдуу чагылдырган көптөгөн MIC изилдөөлөрү жарыяланган13,33,34,35,36. SRBден тышкары, топурак чөйрөсүндөгү көмүртек жана жез камтыган болоттордо коррозия үлгүлөрүндөгү, мисалы, FeOBдеги, мисалы, Gallionella spp. жана Dechloromonas spp.деги Fe(II)-кычкылдандыруучу (FeOB) жана нитрификациялоочу бактериялар жана Nitrospira сыяктуу нитрификациялоочу бактериялар да байытылган.33. Ошо сыяктуу эле, деңиз чөйрөсүндө көмүртектүү болотто бир нече жума бою Zetaproteobacteria жана Betaproteobacteria класстарына кирген темир-кычкылдандыруучу бактериялардын тез колонизациясы байкалган36. Бул маалыматтар бул микроорганизмдердин коррозияга кошкон салымын көрсөтүп турат. Бирок, көптөгөн изилдөөлөрдө узактыгы жана эксперименталдык топтор чектелүү жана коррозия учурундагы микробдук жамааттардын динамикасы жөнүндө аз маалымат белгилүү.
Бул жерде биз көмүртек болоттун, хром болоттун, дат баспас болоттун жана чоюндун МИКтерин МИК окуялары болгон аэробдук таза суу чөйрөсүндө иммерсиялык изилдөөлөрдү колдонуу менен изилдейбиз. Үлгүлөр 1, 3, 6, 14 жана 22 айдын ичинде алынып, ар бир металлдын жана микробдук компоненттин коррозия ылдамдыгы изилденген. Биздин жыйынтыктар коррозия учурундагы микробдук жамааттардын узак мөөнөттүү динамикасы жөнүндө түшүнүк берет.
1-таблицада көрсөтүлгөндөй, бул изилдөөдө тогуз металл колдонулган. Ар бир материалдын он үлгүсү таза суу бассейнине чөмүлдүрүлгөн. Өндүрүш суунун сапаты төмөнкүдөй: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, булуттуулугу 1 ppm жана рН 7,4. Үлгү алуу тепкичинин түбүндөгү эриген кычкылтектин (DO) концентрациясы болжол менен 8,2 ppm болгон жана суунун температурасы мезгилге жараша 9дан 23°Cге чейин болгон.
1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ASTM A283, ASTM A109 Шарты №4/5, ASTM A179 жана ASTM A395 чоюн чөйрөлөрүндө 1 ай чөмүлгөндөн кийин, көмүртек болоттун бетинде күрөң дат басуу продуктулары жалпыланган дат басуу түрүндө байкалган. Бул үлгүлөрдүн салмак жоготуусу убакыттын өтүшү менен жогорулаган (1-кошумча таблица) жана дат басуу ылдамдыгы жылына 0,13–0,16 мм түзгөн (2-сүрөт). Ошо сыяктуу эле, жалпы дат басуу Cr курамы аз (1% жана 2,25%) болгон жана дат басуу ылдамдыгы жылына болжол менен 0,13 мм болгон болоттордо байкалган (1 жана 2-сүрөттөр). Ал эми, 9% Cr бар болот прокладкалар менен пайда болгон боштуктарда пайда болгон локалдашкан дат басууну көрсөтөт. Бул үлгүнүн дат басуу ылдамдыгы жылына болжол менен 0,02 мм түзөт, бул жалпы дат басуу ылдамдыгы бар болотко караганда бир кыйла төмөн. Ал эми, 304 жана -316 тибиндеги дат баспас болоттор көрүнөө дат баспайт, болжолдуу дат басуу ылдамдыгы <0,001 мм у−1. Ал эми, 304 жана -316 тибиндеги дат баспас болоттор көрүнөө дат баспайт, болжолдуу ылдамдануу ылдамдыгы <0,001 мм у−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 и 316 не проявляют видимой корзии, при этом расчетная скорость корзии составляет <0,001 мм/год. Ал эми 304 жана 316 типтеги дат баспас болоттор көрүнөө дат баспайт, болжолдуу дат басуу ылдамдыгы <0,001 мм/жыл.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
Ар бир үлгүнүн (бийиктиги 50 мм × туурасы 20 мм) кебээрди тазалоодон мурун жана кийин макроскопиялык сүрөттөрү көрсөтүлгөн. 1 метр, 1 ай; 3 метр, 3 ай; 6 метр, 6 ай; 14 метр, 14 ай; 22 метр, 22 ай; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, 4/5 шарты; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, болот 1% Cr; 3C болот, 2.25% Cr болот; болот 9C, болот 9% Cr; S6, 316 дат баспас болот; S8, 304 түрү дат баспас болот.
Дат басуу ылдамдыгы салмак жоготуу жана чөмүлүү убактысын колдонуу менен эсептелген. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, катууланган 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, болот 1% Cr, 3 C, болот 2.25% Cr, 9 C, болот 9% Cr, S6, 316 типтеги дат баспас болот; S8, 304 типтеги дат баспас болот.
1-сүрөттө көмүртектүү болоттун, аз хромдуу болоттун жана чоюндун коррозия продуктулары 3 ай чөмүлтүлгөндөн кийин андан ары өнүгөрү көрсөтүлгөн. Жалпы коррозия ылдамдыгы 22 айдан кийин акырындык менен жылына 0,07 ~ 0,08 ммге чейин төмөндөгөн (2-сүрөт). Мындан тышкары, 2,25% хромдуу болоттун коррозия ылдамдыгы башка дат баскан үлгүлөргө караганда бир аз төмөн болгон, бул хромдун коррозияны басаңдата аларын көрсөтүп турат. ASTM A179 стандартына ылайык, жалпы коррозиядан тышкары, 22 айдан кийин локалдашкан коррозия болжол менен 700 мкм дат басуу тереңдиги менен байкалган (3-сүрөт). Коррозия тереңдигин жана чөмүлүү убактысын колдонуу менен эсептелген жергиликтүү коррозия ылдамдыгы жылына 0,38 мм түзөт, бул жалпы коррозияга караганда болжол менен 5 эсе тез. ASTM A395 эритмесинин коррозия ылдамдыгын баалабай коюуга болот, анткени коррозия продуктулары 14 же 22 ай сууга чөмүлгөндөн кийин кабыкты толугу менен кетирбейт. Бирок, айырма минималдуу болушу керек. Мындан тышкары, дат баскан аз хромдуу болотто көптөгөн майда чуңкурлар байкалган.
ASTM A179 жана 9% Cr болотунун толук сүрөтү (масштабдуу тилке: 10 мм) жана локалдашкан коррозиясы (масштабдуу тилке: 500 мкм) максималдуу тереңдикте 3D көрүү лазердик микроскобу колдонулуп көрсөтүлгөн. Толук сүрөттөгү кызыл тегерекчелер өлчөнгөн локалдашкан коррозияны көрсөтөт. Арткы бетинен 9% Cr болоттун толук көрүнүшү 1-сүрөттө көрсөтүлгөн.
2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, 9% Cr бар болот үчүн 3-14 айдын ичинде дат басуу байкалган эмес жана дат басуу ылдамдыгы дээрлик нөлгө барабар болгон. Бирок, локалдашкан дат басуу 22 айдан кийин байкалган (3-сүрөт), салмак жоготууну колдонуу менен эсептелген дат басуу ылдамдыгы 0,04 мм/жыл. Локалдашкан дат басуунун максималдуу тереңдиги 1260 мкм жана дат басуу тереңдигин жана чөмүлүү убактысын (22 ай) колдонуу менен эсептелген локалдашкан дат басуу ылдамдыгы 0,68 мм/жыл. Дат басуу качан башталганы так белгисиз болгондуктан, дат басуу ылдамдыгы жогору болушу мүмкүн.
Ал эми дат баспас болоттон жасалган буюмдарда 22 ай чөмүлгөндөн кийин да эч кандай көрүнгөн дат басуу байкалган жок. Кабыкты кетирүүдөн мурун бетинде бир нече күрөң бөлүкчөлөр байкалганы менен (1-сүрөт), алар начар жабышкан жана дат баскан продукт эмес. Кабыкты алып салгандан кийин металл дат баспас болоттон жасалган бетте кайрадан пайда болгондуктан, дат басуу ылдамдыгы дээрлик нөлгө барабар.
Металл беттериндеги, суудагы жана чөкмөлөрдөгү коррозия продуктуларында жана биофильмдердеги микробдук жамааттардын убакыттын өтүшү менен айырмачылыктарын жана динамикасын түшүнүү үчүн ампликондук секвенирлөө жүргүзүлдү. Жалпысынан 4 160 012 окуу алынды, алардын диапазону 31 328ден 124 183кө чейин болду.
Суу алуучу жайлардан жана көлмөлөрдөн алынган суу үлгүлөрүнүн Шеннон индекстери 5,47ден 7,45ке чейин болгон (4a-сүрөт). Кайра иштетилген дарыя суусу өнөр жайлык суу катары колдонулгандыктан, микробдук коомчулук мезгилге жараша өзгөрүшү мүмкүн. Ал эми түбүндөгү чөкмө үлгүлөрүнүн Шеннон индекси 9га жакын болгон, бул суу үлгүлөрүнө караганда бир кыйла жогору. Ошо сыяктуу эле, суу үлгүлөрүндө эсептелген Chao1 индекстери төмөн болгон жана чөкмө үлгүлөрүнө караганда операциялык таксономиялык бирдиктер (OTU) байкалган (4b, c-сүрөт). Бул айырмачылыктар статистикалык жактан маанилүү (Туки-Крамер тести; p-маанилери < 0,01, 4d-сүрөт), бул чөкмө үлгүлөрүндөгү микробдук жамааттар суу үлгүлөрүндөгүлөргө караганда татаалыраак экенин көрсөтүп турат. Бул айырмачылыктар статистикалык жактан маанилүү (Туки-Крамер тести; p-маанилери < 0,01, 4d-сүрөт), бул чөкмө үлгүлөрүндөгү микробдук жамааттар суу үлгүлөрүндөгүгө караганда татаалыраак экенин көрсөтүп турат. Эти различия статистические значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, что микробные сообщества в образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. Бул айырмачылыктар статистикалык жактан маанилүү (Туки-Крамер тести; p маанилери <0,01, 4d-сүрөт), бул чөкмө үлгүлөрүндөгү микробдук жамааттар суу үлгүлөрүнө караганда татаалыраак экенин көрсөтүп турат.这些差异具有统计学意义（Тукей-Крамер 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倍这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ， 图 4d） 表明 沉积物样 沉积物样中 中 的 群落更。。。。。。。。。 Эти различия болгон статистические значимими (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволяет предположить, что микробные сообщества в образцах донных отложений, кандайдыр бир нерсе болуп саналат. Бул айырмачылыктар статистикалык жактан маанилүү болгон (Туки-Крамер тести; p-мааниси <0,01, 4d-сүрөт), бул чөкмө үлгүлөрүндөгү микробдук жамааттар суу үлгүлөрүнө караганда татаалыраак экенин көрсөтүп турат.Ашып-ташып жаткан бассейндеги суу тынымсыз жаңыланып тургандыктан жана чөкмөлөр механикалык бузулууларсыз бассейндин түбүнө чөгүп тургандыктан, микробдук ар түрдүүлүктүн бул айырмачылыгы бассейндеги экосистеманы чагылдырышы керек.
a Шеннон индекси, b Байкалган операциялык таксономиялык бирдик (OTU) жана c Chao1 сиңирүү индекси (n=6) жана бассейн (n=5) Суу, чөкмө (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) жана 9% (9 C: n = 5) Cr-болоттор, ошондой эле 316 тибиндеги (S6: n = 5) жана -304 (S8: n = 5) дат баспас болоттор кутуча сымал жана муруттуу диаграммалар катары көрсөтүлгөн. d ANOVA жана Tukey-Kramer көптүк салыштыруу тесттерин колдонуу менен алынган Шеннон жана Chao1 индекстери үчүн p-маанилери. Кызыл фондор p-маанилери < 0.05 болгон жуптарды билдирет. Кызыл фондор p-маанилери < 0.05 болгон жуптарды билдирет. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Кызыл фондор p-маанилери < 0.05 болгон жуптарды билдирет.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. Кызыл фондор p-маанилери <0.05 болгон жуптарды билдирет.Кутучанын ортосундагы сызык, кутучанын үстүнкү жана астыңкы бөлүгү жана муруттар медиананы, 25-чи жана 75-процентилди, ошондой эле минималдуу жана максималдуу маанилерди билдирет.
Көмүртектүү болот, хром аз болот жана чоюн үчүн Шеннон индекстери суу үлгүлөрү үчүн көрсөткүчтөргө окшош болгон (4а-сүрөт). Ал эми дат баспас болоттон жасалган үлгүлөрдүн Шеннон индекстери дат баскан болоттордукуна караганда бир топ жогору (p-маанилери < 0,05, 4d-сүрөт) жана чөкмөлөрдүн көрсөткүчтөрүнө окшош. Ал эми дат баспас болоттон жасалган үлгүлөрдүн Шеннон индекстери дат баскан болоттордукуна караганда бир топ жогору (p-маанилери < 0,05, 4d-сүрөт) жана чөкмөлөрдүн көрсөткүчтөрүнө окшош. Напротив, индекси Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у кордирированных сталей (значения p <0,05, рис. 4d), жана аналогиялык индексам отложений. Ал эми дат баспас болоттон жасалган үлгүлөрдүн Шеннон индекстери дат баскан болоттордукуна караганда бир топ жогору (p-маанилери < 0,05, 4d-сүрөт) жана кен индекстерине окшош.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 кордированной стали (значение p <0,05, рис. 4d), как и у отложений. Ал эми дат баспас болоттон жасалган үлгүлөрдүн Шеннон индекси дат баскан болотко караганда бир топ жогору болгон (p мааниси < 0,05, 4d-сүрөт), ошондой эле кен да ошондой болгон.Ал эми, 9% Cr бар болоттор үчүн Шеннон индекси 6,95тен 9,65ке чейин болгон. Бул маанилер 1 жана 3 айдагы дат баспаган үлгүлөрдө 6, 14 жана 22 айдагы дат баскан үлгүлөргө караганда бир топ жогору болгон (4а-сүрөт). Андан тышкары, 9% Cr болотторунун Chao1 индекстери жана байкалган OTUлары дат баскан жана суу үлгүлөрүнө караганда жогору жана дат баспаган жана чөкмө үлгүлөрүнө караганда төмөн (4b, c-сүрөт), жана айырмачылыктар статистикалык жактан маанилүү (p-маанилери < 0,01, 4d-сүрөт). Андан тышкары, 9% Cr болотторунун Chao1 индекстери жана байкалган OTUлары дат баскан жана суу үлгүлөрүнө караганда жогору жана дат баспаган жана чөкмө үлгүлөрүнө караганда төмөн (4b, c-сүрөт), жана айырмачылыктар статистикалык жактан маанилүү (p-маанилери < 0,01, 4d-сүрөт).Мындан тышкары, 9% Cr бар болоттордун Chao1 жана байкалган OTU дат баскан жана суулуу үлгүлөргө караганда жогору жана дат баспаган жана чөкмө үлгүлөргө караганда төмөн (4b, c-сүрөт), жана айырмачылыктар статистикалык жактан маанилүү.(p-значения <0,01, рис. 4d). (p-маанилери <0,01, 4d-сүрөт).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）〼此外 ， 9% CR 钢 Chao1 指数 和 观察 的 的 rtu 高于 腐蚀 样品 水样 ， 低于 腐距沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0.01 图 图 图 图 图 图 ， ， 图 图 ， ， 图， ， ， ， ， 4d）。 Кроме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у кордирированных жана водых образцов, и ниже, чем у некорродированных жана осадочных образцов (рис. 4b,c), зыла стачицай- значение < 0,01, рис. Мындан тышкары, Chao1 индекси жана байкалган 9% Cr болоттун OTU дат баскан жана суулуу үлгүлөргө караганда жогору жана дат баспаган жана чөкмө үлгүлөргө караганда төмөн болгон (4b,c-сүрөт), жана айырма статистикалык жактан маанилүү болгон (p-мааниси < 0,01, 4d-сүрөт).Бул жыйынтыктар коррозия продуктуларындагы микробдук ар түрдүүлүк дат баспаган металлдардагы биофильмдерге караганда төмөн экенин көрсөтүп турат.
5a-сүрөттө бардык үлгүлөр үчүн UniFrac таразаланбаган аралыгына негизделген Негизги координаттарды талдоо (PCoA) графиги көрсөтүлгөн, анда үч негизги кластер байкалган. Суу үлгүлөрүндөгү микробдук коомчулуктар башка коомчулуктардан олуттуу айырмаланган. Чөкмөлөрдөгү микробдук коомчулуктарга дат баспас болоттон жасалган коомчулуктар да кирген, ал эми алар коррозия үлгүлөрүндө кеңири таралган. Ал эми 9% Cr бар болоттун картасы дат баспаган жана дат баскан кластерлерге бөлүнөт. Демек, металл беттериндеги жана дат баскан продуктуларындагы микробдук коомчулуктар суудагылардан олуттуу айырмаланат.
Бардык үлгүлөрдөгү (а), суудагы (б) жана металлдардагы (в) салмакталбаган UniFrac аралыктарына негизделген негизги координаттарды талдоо (ПКоА) графиги. Ар бир кластерди тегерекчелер белгилейт. Траекториялар үлгү алуу мезгилдерин удаалаш байланыштырган сызыктар менен көрсөтүлгөн. 1 метр, 1 ай; 3 метр, 3 ай; 6 метр, 6 ай; 14 метр, 14 ай; 22 метр, 22 ай; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, 4/5 шарты; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, болот 1% Cr; 3C болот, 2.25% Cr болот; болот 9C, болот 9% Cr; S6, 316 дат баспас болот; S8, 304 түрү дат баспас болот.
Хронологиялык тартипте жайгаштырылганда, суу үлгүлөрүнүн PCoA графиктери тегерек формада болгон (5b-сүрөт). Бул циклдик өткөөл мезгилдүү өзгөрүүлөрдү чагылдырышы мүмкүн.
Мындан тышкары, металл үлгүлөрүнүн PCoA графиктеринде эки гана кластер (коррозияланган жана коррозияланбаган) байкалган, мында (9% хром болоттон тышкары) микробдук коомчулуктун 1 айдан 22 айга чейинки жылышы да байкалган (5c-сүрөт). Мындан тышкары, коррозияланган үлгүлөрдөгү өткөөлдөр коррозияланбаган үлгүлөргө караганда көбүрөөк болгондуктан, микробдук коомчулуктардын өзгөрүшү менен коррозиянын прогрессиясынын ортосунда корреляция болгон. 9% Cr бар болот үлгүлөрүндө микробдук коомчулуктардын эки түрү аныкталган: дат баспаган болоттун жанында жайгашкан 1 жана 6 айдагы чекиттер жана дат баскан болотко жакын жерлерде жайгашкан башкалары (3, 14 жана 22 ай). 6 айдагы ДНКны бөлүп алуу үчүн колдонулган 1 ай жана купондор коррозияланган эмес, ал эми 3, 14 жана 22 айдагы купондор коррозияланган (1-кошумча сүрөт). Ошондуктан, коррозияланган үлгүлөрдөгү микробдук коомчулуктар суудагы, чөкмөдөгү жана коррозияланбаган үлгүлөрдөгүдөн айырмаланып, коррозия күчөгөн сайын өзгөргөн.
Суу үлгүлөрүндө байкалган микробдук жамааттардын негизги түрлөрү Proteobacteria (30,1–73,5%), Bacteroidetes (6,3–48,6%), Planctomycetota (0,4–19,6%) жана Actinobacteria (0–17,7%) болгон, алардын салыштырмалуу саны ар бир үлгүдө өзгөрүп турган (6-сүрөт), мисалы, көлмө суусундагы Bacteroidetes салыштырмалуу саны абстракттуу сууга караганда жогору болгон. Бул айырмачылыкка суунун ашып кетүү резервуарында болуу убактысы таасир этиши мүмкүн. Бул түрлөрү түбүндөгү чөкмө үлгүлөрүндө да байкалган, бирок алардын салыштырмалуу саны суу үлгүлөрүндөгүдөн олуттуу айырмаланган. Мындан тышкары, Acidobacteriota (8,7–13,0%), Chloroflexi (8,1–10,2%), Nitrospirota (4,2–4,4%) жана Desulfobacterota (1,5–4,4%) салыштырмалуу курамы суу үлгүлөрүнө караганда жогору болгон. Desulfobacterota түрлөрүнүн дээрлик баары SRB37 болгондуктан, чөкмөдөгү чөйрө анаэробдук болушу керек. Desulfobacterota коррозияга таасир этиши мүмкүн болсо да, тобокелдик өтө төмөн болушу керек, анткени алардын бассейн суусундагы салыштырмалуу көлөмү <0,04% түзөт. Desulfobacterota коррозияга таасир этиши мүмкүн болсо да, тобокелдик өтө төмөн болушу керек, анткени алардын бассейн суусундагы салыштырмалуу көлөмү <0,04% түзөт. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на корозию, риску должен быть чрезвичайно азким, поскольку их относительное содержание в воде бассейна составляет <0,04%. Desulfobacterota коррозияга таасир этиши мүмкүн болсо да, бассейн суусундагы алардын салыштырмалуу саны <0,04% болгондуктан, тобокелдик өтө төмөн болушу керек.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0。帺。。 <0,04%. Хотя тип Desulfobacillus мүмкүн влять на иш алып баруу, тобокелдик болушу мүмкүн болушу керек крайне низким, поскольку их относительное содержание в воде бассейна составляет <0,04%. Desulfobacillus түрү коррозияга таасир этиши мүмкүн болсо да, бассейн суусундагы алардын салыштырмалуу саны <0,04% болгондуктан, тобокелдик өтө төмөн болушу керек.
RW жана Air тиешелүүлүгүнө жараша суу алуучу жерден жана бассейнден алынган суу үлгүлөрүн билдирет. Чөкмө-C, -E, -W - бассейндин түбүнүн борборунан, ошондой эле чыгыш жана батыш тараптарынан алынган чөкмө үлгүлөрү. 1 метр, 1 ай; 3 метр, 3 ай; 6 метр, 6 ай; 14 метр, 14 ай; 22 метр, 22 ай; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, 4/5 шарты; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, болот 1% Cr; 3C болот, 2,25% Cr болот; болот 9C, болот 9% Cr; S6, 316 дат баспас болот; S8, 304 типтеги дат баспас болот.
Тукум деңгээлинде Trichomonadaceae тукумуна кирген классификацияланбаган бактериялардын, ошондой эле Neosphingosine, Pseudomonas жана Flavobacteriumдун бир аз жогору үлүшү (6–19%) бардык мезгилдеринде байкалган. Негизги компоненттер катары алардын үлүшү ар кандай (1-сүрөт). . 7a жана b). Куймаларда Flavobacterium, Pseudovibrio жана Rhodoferrobacter салыштырмалуу көптүгү кышында гана жогору болгон. Ошо сыяктуу эле, бассейндин кышкы суусунда Pseudovibrio жана Flavobacteriumдун жогорку курамы байкалган. Ошентип, суу үлгүлөрүндөгү микробдук коомчулуктар жыл мезгилине жараша өзгөрүп турган, бирок изилдөө мезгилинде кескин өзгөрүүлөргө дуушар болгон эмес.
a Кирүүчү суу, b Бассейндин суусу, c ASTM A283, d ASTM A109 температурасы #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr жана i 9% Cr болот, j Type-316 жана дат баспас болот K-304.
Протеобактериялар бардык үлгүлөрдөгү негизги курамдык бөлүктөр болгон, бирок алардын дат баскан үлгүлөрдөгү салыштырмалуу саны коррозия күчөгөн сайын азайган (6-сүрөт). ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 жана 1% жана 2,25% Cr үлгүлөрүндө протеобактериялардын салыштырмалуу саны тиешелүүлүгүнө жараша 89,1%, 85,9%, 89,6%, 79,5%, 84,8%дан төмөндөгөн. , 83,8% тиешелүүлүгүнө жараша 43,3%, 52,2%, 50,0%, 41,9%, 33,8% жана 31,3% түзөт. Ал эми, Desulfobacterotaнын салыштырмалуу саны коррозиянын күчөшү менен <0,1% дан 12,5–45,9% га чейин акырындык менен жогорулайт. Ал эми, Desulfobacterotaнын салыштырмалуу саны коррозиянын күчөшү менен <0,1% дан 12,5–45,9% га чейин акырындык менен жогорулайт. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% дан 12,5–45,9% үчүн мере развития иштерин жүргүзүү. Ал эми, коррозия күчөгөн сайын Desulfobacterota салыштырмалуу саны <0,1% дан 12,5–45,9% га чейин акырындык менен жогорулайт.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% дан 12,5–45,9% га чейин развитияны түзөт. Ал эми, коррозия күчөгөн сайын Desulfobacillus салыштырмалуу саны <0,1% дан 12,5–45,9% га чейин акырындык менен жогорулаган.Ошентип, коррозия күчөгөн сайын, Proteobactereiraнын ордуна Desulfobacterota пайда болгон.
Ал эми дат баспаган дат баспаган болоттун биофильмдеринде ар кандай бактериялардын бирдей пропорциялары болгон. 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%) жана Chloroflexi (2,1–8,8%). Дат баспаган болоттун үлгүлөрүндөгү Nitrospirotaнын үлүшү акырындык менен жогорулаганы аныкталды (6-сүрөт). Бул катыштар чөкмө үлгүлөрүндөгү катыштарга окшош, бул 5a-сүрөттө көрсөтүлгөн PCoA графигине туура келет.
9% Cr камтыган болот үлгүлөрүндө микробдук коомчулуктардын эки түрү байкалган: 1 айлык жана 6 айлык микробдук коомчулуктар түпкү чөкмө үлгүлөрүндөгүлөргө окшош болгон, ал эми коррозия үлгүлөрүндөгү 3, 14 жана 22 протеобактериялардын үлүшү бир кыйла жогорулаган. ай Мындан тышкары, 9% Cr болот үлгүлөрүндөгү бул эки микробдук коомчулук 5c-сүрөттө көрсөтүлгөн PCoA графигиндеги бөлүнгөн кластерлерге туура келген.
Тукум деңгээлинде, дайындалбаган бактерияларды жана археяларды камтыган >2000 OTU байкалган. Тукум деңгээлинде, дайындалбаган бактерияларды жана археяларды камтыган >2000 OTU байкалган.Тукум деңгээлинде 2000ден ашык OTU аныкталбаган бактерияларды жана археяларды камтыганы байкалган.Тукум деңгээлинде аныкталбаган бактерияларды жана архейлерди камтыган 2000ден ашык OTU байкалган. Алардын ичинен биз ар бир үлгүдө популяциясы жогору болгон 10 OTUга көңүл бурдук. Бул ASTM A179 стандартындагы 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% жана 21,8-45,1%ды камтыйт. , ASTM A109 Temp. № 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2,25% жана 9% Cr болоттору жана 316 жана -304 типтеги дат баспас болоттору.
ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 сыяктуу коррозия үлгүлөрүндө жана 1% жана 2,25% Cr бар болоттордо Fe(II) кычкылдандыруучу касиетке ээ дехлорлонгон монолиттердин салыштырмалуу жогорку курамы байкалган. коррозиянын алгачкы стадиясында (1 ай жана 3 ай, 7c-h сүрөт). Дехлормонастын үлүшү убакыттын өтүшү менен азайган, бул Протеобактериялардын азайышына туура келген (6-сүрөт). Андан тышкары, дат баспаган үлгүлөрдөгү биофильмдердеги Дехлормонастын үлүшү <1% түзөт. Андан тышкары, дат баспаган үлгүлөрдөгү биофильмдердеги Дехлормонастын үлүшү <1% түзөт. Кроме того, доля Dechloromonas в биоопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Мындан тышкары, дат баспаган үлгүлөрдөгү биофильмдердеги Дехлормонастын үлүшү <1% түзөт.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 биоопленке некорродированных образцов менен <1%. Мындан тышкары, дат баспаган үлгүлөрдүн биофильминдеги Dechloromonasтын үлүшү <1% түзгөн.Ошондуктан, коррозия продуктуларынын арасында дехлормонас коррозиянын алгачкы этабында бир топ байыган.
Ал эми, ASTM A179, ASTM A109 #4/5 чыңалган, ASTM A179, ASTM A395 жана 1% жана 2,25% Cr кошулган болоттордо SRB Desulfovibrio түрлөрүнүн үлүшү 14 жана 22 айдан кийин акыры көбөйгөн (7c–h сүрөт). Десульфофибрион коррозиянын алгачкы этаптарында, суу үлгүлөрүндө (7a, b сүрөт) жана дат баспаган биофильмдерде (7j, j сүрөт) өтө төмөн болгон же аныкталган эмес. Бул Desulfovibrio коррозиянын алгачкы этаптарында коррозияга таасир этпесе да, пайда болгон коррозия продуктуларынын чөйрөсүн артык көрөрүн көрсөтүп турат.
Geobacter жана Geothrix сыяктуу Fe(III)-калыбына келтирүүчү бактериялар (RRB) коррозия продуктуларында коррозиянын ортоңку баскычтарында (6 жана 14 ай) табылган, бирок аларда коррозиянын кеч (22 ай) баскычтарынын үлүшү жогору. салыштырмалуу төмөн (7c-сүрөт). Fe(II) кычкылдануу касиеттерине ээ Sideroxydans тукуму ушул сыяктуу жүрүм-турумду көрсөттү (7f-сүрөт), ошондуктан FeOB, IRB жана SRB үлүшү коррозияга кабылган үлгүлөрдө гана жогору болгон. Бул микробдук коомчулуктардагы өзгөрүүлөр коррозиянын өнүгүшү менен байланыштуу экенин көрсөтүп турат.
3, 14 жана 22 айдан кийин дат баскан 9% Cr кошулган болотто Beggiatoacea тукумунун мүчөлөрүнүн үлүшү жогору болгон (8,5–19,6%), алар күкүрттү кычкылдандыруу касиеттерин көрсөтө алат, ал эми сидероксидандар байкалган (8,4–13,7%) (1-сүрөт). 7i) Мындан тышкары, күкүрттү кычкылдандыруучу бактерия (SOB) болгон Thiomonas 3 жана 14 айда көбүрөөк санда (3,4% жана 8,8%) табылган. Ал эми нитраттарды азайтуучу Nitrospira бактериялары (12,9%) 6 айлык дат баспаган үлгүлөрдө байкалган. Дат баспаган болоттун биопленкаларында да малып алгандан кийин Nitrospira үлүшүнүн жогорулаганы байкалган (7j,k-сүрөт). Ошентип, 1 жана 6 айлык дат баспаган 9% Cr болотторунун микробдук коомчулуктары дат баспаган болоттун биопленкаларындагыларга окшош болгон. Мындан тышкары, 3, 14 жана 22 айдын ичинде дат баскан 9% Cr болоттун микробдук жамааттары көмүртектүү жана аз хромдуу болоттордун жана чоюндун дат басуу продуктуларынан айырмаланган.
Коррозия деңиз суусуна караганда тузсуз сууда адатта жайыраак жүрөт, анткени хлорид иондорунун концентрациясы металлдын коррозиясына таасир этет. Бирок, кээ бир дат баспас болоттор тузсуз суу чөйрөсүндө дат басышы мүмкүн38,39. Мындан тышкары, MIC башында бул изилдөөдө колдонулган тузсуз суу бассейнинде дат баскан материал мурда байкалгандыктан шектенүү болгон. Узак мөөнөттүү иммерсиялык изилдөөлөрдө коррозиянын ар кандай формалары, микробдук коомчулуктардын үч түрү жана коррозия продуктуларындагы микробдук коомчулуктардын өзгөрүшү байкалган.
Бул изилдөөдө колдонулган таза суу чөйрөсү - бул салыштырмалуу туруктуу химиялык курамы жана суунун температурасынын сезондук өзгөрүшү 9дан 23 °Cге чейинки дарыядан алынган техникалык суу үчүн жабык резервуар. Ошондуктан, суу үлгүлөрүндөгү микробдук коомчулуктардын сезондук өзгөрүшү температуранын өзгөрүшү менен байланыштуу болушу мүмкүн. Мындан тышкары, бассейн суусундагы микробдук коомчулук кирген суудагыдан бир аз айырмаланган (5b-сүрөт). Бассейндеги суу ашып-ташып кеткендиктен тынымсыз жаңыланып турат. Натыйжада, DO бассейндин бети менен түбүнүн ортосундагы аралык тереңдикте да ~8,2 ppm деңгээлинде калган. Тескерисинче, чөкмөнүн чөйрөсү анаэробдук болушу керек, анткени ал суу сактагычтын түбүндө чөгүп, калат жана андагы микробдук флора (мисалы, CRP) да суудагы микробдук флорадан айырмаланышы керек (6-сүрөт). Бассейндеги купондор чөкмөлөрдөн алысыраак болгондуктан, алар аэробдук шарттарда иммерсиялык изилдөөлөр учурунда гана таза сууга дуушар болушкан.
Жалпы коррозия көмүртектүү болотто, хром аз болотто жана чоюнда таза суу чөйрөсүндө пайда болот (1-сүрөт), анткени бул материалдар коррозияга туруктуу эмес. Бирок, абиотикалык таза суу шарттарындагы коррозия ылдамдыгы (0,13 мм жыл-1) мурунку изилдөөлөргө караганда40 (0,04 мм жыл-1) жогору болгон жана микроорганизмдердин катышуусундагы коррозия ылдамдыгына (0,02–0,76 мм жыл-1) салыштырмалуу болгон 1) Таза суу шарттарына окшош40,41,42. Бул тездетилген коррозия ылдамдыгы MICтин мүнөздөмөсү болуп саналат.
Мындан тышкары, 22 айлык чөмүлүүдөн кийин, дат басуу продуктуларынын астындагы бир нече металлдарда локалдашкан дат басуу байкалган (3-сүрөт). Атап айтканда, ASTM A179 стандартында байкалган локалдашкан дат басуу ылдамдыгы жалпы дат басууга караганда беш эсе тезирээк. Дат басуунун бул адаттан тыш түрү жана тездетилген дат басуу ылдамдыгы ошол эле объектте болгон дат басууда да байкалган. Ошентип, бул изилдөөдө жүргүзүлгөн чөмүлүү практикадагы дат басууну чагылдырат.
Изилденген металлдардын ичинен 9% Cr болоту эң катуу коррозияга дуушар болгон, анын коррозия тереңдиги >1,2 мм, бул, кыязы, тездетилген коррозия жана коррозиянын анормалдуу түрүнөн улам MIC болушу мүмкүн. Изилденген металлдардын ичинен 9% Cr болоту эң катуу коррозияга дуушар болгон, анын коррозия тереңдиги >1,2 мм, бул, кыязы, тездетилген коррозия жана коррозиянын анормалдуу түрүнөн улам MIC болушу мүмкүн. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коразию с глубиной корзии> 1,2 мм, что, вероятно, является МИК из-за ускоренной коррекциялар жана аномальной формалар. Каралган металлдардын ичинен 9% Cr бар болот эң катуу коррозияга дуушар болгон, дат басуу тереңдиги >1,2 мм, бул, балким, тездетилген дат басуудан жана дат басуунун анормалдуу түрүнөн улам пайда болгон MIC болушу мүмкүн.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 кордирировала сталь с 9% Cr, с глубиной коррзии >1,2 мм, скорее всего, МИК из-за ускоренных и аномальных формуляры. Изилденген металлдардын ичинен 9% Cr бар болот эң катуу дат баскан, дат басуу тереңдиги >1,2 мм, бул, кыязы, коррозиянын ылдамдатылган жана аномалдуу түрлөрүнөн улам пайда болгон MIC.9% Cr болоту жогорку температурада колдонулгандыктан, анын коррозияга туруктуулугу мурда изилденген43,44, бирок бул металл үчүн мурда MIC жөнүндө кабарланган эмес. Гипертермофилдерден башка көптөгөн микроорганизмдер жогорку температурадагы чөйрөдө (>100 °C) активдүү эмес болгондуктан, мындай учурларда 9% хром болотундагы MIC эске алынбашы мүмкүн. Гипертермофилдерден башка көптөгөн микроорганизмдер жогорку температуралуу чөйрөдө (>100 °C) активдүү эмес болгондуктан, мындай учурларда 9% хром болотундагы MIC эске алынбашы мүмкүн. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной среде (>100 °С), МИК в стали с 9% Cr в таких случаях мүмкүн эмес учиться. Гипертермофилдерден башка көптөгөн микроорганизмдер жогорку температуралуу чөйрөдө (>100°C) активдүү эмес болгондуктан, мындай учурларда 9% Cr бар болоттогу MICти этибарга албай коюуга болот.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 颃(>100 °C) Поскольку многие микроорганизмдер, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высокотемпературных средах (>100 °С), МПК в стали с 9% Cr в данном случае мүмкүн эмес учиться. Гипертермофилдерден башка көптөгөн микроорганизмдер жогорку температурадагы чөйрөдө (>100 °C) активдүүлүк көрсөтпөгөндүктөн, бул учурда 9% Cr бар болоттогу MICти эске албай коюуга болот.Бирок, орточо температурадагы чөйрөдө 9% Cr болот колдонулганда, MICди азайтуу үчүн ар кандай чараларды көрүү керек.
Ар кандай микробдук жамааттар жана алардын өзгөрүүлөрү дат баспаган материалдардын чөкмөлөрүндө жана сууга салыштырмалуу биофильмдердеги дат басуучу продуктыларда, ошондой эле тездетилген дат басуудан тышкары байкалган (5-7-сүрөт), бул дат басуу микрофон экенин күчтүү көрсөтүп турат. Рамирес жана башкалар.13 деңиз микробдук экосистемасында 6 айдын ичинде 3 баскычтуу өтүү (FeOB => SRB/IRB = > SOB) жөнүндө билдиришет, мында экинчилик байытылган SRB тарабынан өндүрүлгөн суутек сульфиди акыры SOBдин байышына салым кошушу мүмкүн. Рамирес жана башкалар.13 деңиз микробдук экосистемасында 6 айдын ичинде экинчилик байытылган SRB тарабынан өндүрүлгөн суутек сульфиди акыры SOB байытууга салым кошушу мүмкүн болгон 3 баскычтуу өткөөлдү (FeOB => SRB/IRB => SOB) билдиришет. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистема в течение 6 месяцев, когда сероводород, образующийся при вторичном обогощенийи SRB, можетспобщение, наобщенство. Рамирес жана башкалар.13 деңиз микробдук экосистемасында 6 айлык мезгил ичинде үч баскычтуу өткөөл (FeOB => SRB/IRB => SOB) жөнүндө билдиришет, мында SRB экинчилик байытуусунан пайда болгон суутек сульфиди акыры SOB байытууга салым кошо алат. 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(FeOBIR =>SR) 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。Рамирез转变 转变 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) 漌 兆s产生 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 экосистема в течение 6 месяцев, в котором сероводород, образование в результате втором сероводородности SRB, обогощению СОБ. Рамирес жана башкалар.13 деңиз микробдук экосистемасында 6 айлык мезгил ичинде үч баскычтуу өткөөл (FeOB => SRB/IRB => SOB) жөнүндө билдиришкен, анда SRB экинчилик байытуусунан пайда болгон суутек сульфиди акыры SOB байытууга салым кошушу мүмкүн.Макбет жана Эмерсон36 FeOBде баштапкы байытуу жөнүндө билдиришкен. Ошо сыяктуу эле, бул изилдөөдө коррозиянын алгачкы фазасында FeOB байытылганы байкалат, бирок 22 айдын ичинде көмүртек жана 1% жана 2,25% Cr болотторунда жана чоюнда байкалган коррозиянын өнүгүшү менен микробдук өзгөрүүлөр FeOB => IRB = > SRB болуп саналат (7 жана 8-сүрөттөр). Ошо сыяктуу эле, бул изилдөөдө коррозиянын алгачкы фазасында FeOB байытылганы байкалат, бирок 22 айдын ичинде көмүртек жана 1% жана 2,25% Cr болотторунда жана чоюнда байкалган коррозиянын өнүгүшү менен микробдук өзгөрүүлөр FeOB => IRB => SRB болуп саналат (7 жана 8-сүрөттөр). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии ишии, бирок микробные изменения по мере прогрессирования ишти, наблюдаемые в углеродистых жана 1% жана 2,25% Cr сталях жана 2,25% Cr сталях и чугуне в тецев, => IRB = > SRB (7 жана 8-беттер). Ошо сыяктуу эле, бул изилдөөдө коррозиянын алгачкы этабында FeOB менен байытылганы байкалат, бирок коррозия күчөгөн сайын микробдук өзгөрүүлөр, көмүртек жана 1% жана 2,25% Cr болотторунда жана чоюнда 22 айдын ичинде байкалат, FeOB => IRB => SRB болуп саналат (7 жана 8-сүрөттөр).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 钢仅2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（㛾7 咀同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 1% 颳 和 咇 颅2. 22 个 的 铸铁 中 到 的 微生物 腐蚀 的 进展 而 变化 FEOB => IRB => SRB（图7㒌8） Аналогичным образом, в этом исследование наблюдалось обогащение FeOB на ранних стадиях иштерди, бирок микробиологические изменения, наблюдаемые в углеродистых жана 1% жана 2,25% Cr сталях жана чыңалуу мечев =B2>, SRB (7 жана 8-б.). Ошо сыяктуу эле, бул изилдөөдө коррозиянын алгачкы этаптарында FeOB байытылганы байкалган, бирок 22 айдын ичинде көмүртек жана 1% жана 2,25% Cr болотторунда жана чоюнда байкалган микробиологиялык өзгөрүүлөр FeOB => IRB => SRB болгон (7 жана 8-сүрөттөр).SRB сульфат иондорунун жогорку концентрациясынан улам деңиз сууларынын чөйрөсүндө оңой топтолушу мүмкүн, бирок алардын тузсуз суу чөйрөсүндө байышы сульфат иондорунун төмөн концентрациясынан улам кечеңдейт. Деңиз суусунда SRB байытылганы көп катталат10,12,45.
a Органикалык көмүртек жана азот Fe(II)-көз каранды энергия алмашуусу аркылуу темир кычкылы (кызыл [Dexloromonas sp.] жана жашыл [Sideroxydans sp.] клеткалары) жана Fe(III) калыбына келтирүүчү бактериялар (боз клеткалар [Geothrix sp. жана Geobacter sp.]) коррозиянын алгачкы этабында пайда болот, андан кийин анаэробдук сульфат калыбына келтирүүчү бактериялар (SRP) жана гетеротрофтук микроорганизмдер топтолгон органикалык заттарды керектөө менен коррозиянын жетилген этабын байытат. b Коррозияга туруктуу металлдардагы микробдук жамааттардын өзгөрүшү. Кызгылт көк, көк, сары жана ак клеткалар тиешелүүлүгүнө жараша Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea жана башка тукумдардагы бактерияларды билдирет.
Микробдук коомчулуктун өзгөрүшүнө жана SRB байытылышына келсек, FeOB коррозиянын алгачкы этабында абдан маанилүү жана Dechloromonas өсүү энергиясын Fe(II) кычкылдануусунан ала алат. Микроорганизмдер микроэлементтерди камтыган чөйрөдө жашай алышат, бирок алар экспоненциалдуу түрдө өспөйт. Бирок, бул изилдөөдө колдонулган бассейн - бул 20 м3/саат агымы бар ашыкча бассейн, ал органикалык эмес иондорду камтыган микроэлементтерди үзгүлтүксүз камсыз кылат. Коррозиянын алгачкы этаптарында көмүртек болоттон жана чоюндан темир иондору бөлүнүп чыгат жана FeOB (мисалы, Dechloromonas) аларды энергия булагы катары колдонушат. Клетканын өсүшү үчүн зарыл болгон көмүртектин, фосфаттын жана азоттун микроэлементтери процесстик сууда органикалык жана органикалык эмес заттар түрүндө болушу керек. Ошондуктан, бул таза суу чөйрөсүндө FeOB башында көмүртек болот жана чоюн сыяктуу металл беттеринде байытылат. Кийинчерээк, IRBлер өсүп, органикалык заттарды жана темир кычкылдарын тиешелүүлүгүнө жараша энергия булактары жана терминалдык электрон акцепторлору катары колдоно алышат. Жетилген коррозия продуктуларында FeOB жана IRB алмашуусунан улам азот менен байытылган анаэробдук шарттар түзүлүшү керек. Ошондуктан, SRB тез өсүп, FeOB жана IRBди алмаштыра алат (8а-сүрөт).
Жакында эле Тан ж.б. дат баспас болоттун темирден микробдорго түз электрон өтүшүнөн улам таза суу чөйрөсүндө Geobacter ferroreducens тарабынан коррозияга учураганын билдиришкен46. EMICти эске алганда, EET касиеттерине ээ болгон микроорганизмдердин салымы абдан маанилүү. SRB, FeOB жана IRB бул изилдөөдөгү коррозия продуктуларындагы негизги микробдук түрлөр болуп саналат, алар EET мүнөздөмөлөрүнө ээ болушу керек. Ошондуктан, бул электрохимиялык активдүү микроорганизмдер EET аркылуу коррозияга салым кошо алат жана алардын коомчулугунун курамы коррозия продуктулары пайда болгондо ар кандай иондук түрлөрдүн таасири астында өзгөрөт. Тескерисинче, 9% Cr бар болоттогу микробдук коомчулугу башка болоттордон айырмаланган (8b-сүрөт). 14 айдан кийин, FeOB менен байытуудан тышкары, Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea жана Thiomonas сыяктуулар да байытылган (7i-сүрөт). Бул өзгөрүү көмүртек болоту сыяктуу башка коррозиялык материалдардан кескин айырмаланат жана коррозия учурунда эриген хромго бай иондордун таасири астында болушу мүмкүн. Белгилей кетчү нерсе, Thiomonas күкүрттү кычкылдандыруу касиеттерине гана эмес, ошондой эле Fe(II) кычкылдандыруу касиеттерине, EET системасына жана оор металлдарга чыдамдуулукка ээ48,49. Аларды Fe(II) кычкылдандыруу активдүүлүгүнө жана/же металл электрондорун түз керектөөгө байланыштуу байытууга болот. Мурунку изилдөөдө, үзгүлтүксүз биофильм мониторинг системасын колдонуу менен Cuдагы биофильмдерде Beggiatoacea салыштырмалуу көп экени байкалган, бул бактериялар Cu жана Cr сыяктуу уулуу металлдарга туруктуу болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Бирок, Beggiatoacea бул чөйрөдө өсүшү үчүн керектүү энергия булагы белгисиз.
Бул изилдөө тузсуз суу чөйрөсүндөгү коррозия учурунда микробдук жамааттардын өзгөрүшү жөнүндө кабарлайт. Ошол эле чөйрөдө микробдук жамааттар металлдын түрү боюнча айырмаланган. Мындан тышкары, биздин жыйынтыктар FeOBдин коррозиянын алгачкы этаптарындагы маанисин тастыктайт, анткени темирге көз каранды микробдук энергия алмашуусу SRB сыяктуу башка микроорганизмдер тарабынан жагымдуу азык заттарга бай чөйрөнүн пайда болушуна өбөлгө түзөт. Тузсуз суу чөйрөсүндө MICди азайтуу үчүн FeOB жана IRBди байытууну чектөө керек.
Бул изилдөөдө тогуз металл колдонулуп, 50 × 20 × 1–5 мм өлчөмүндөгү блокторго иштетилген (ASTM 395 болоту жана 1%, 2,25% жана 9% Cr үчүн калыңдыгы: 5 мм; ASTM A283 жана ASTM A179 үчүн калыңдыгы: 3 мм). мм; ASTM A109 Temper 4/5 жана 304 жана 316 типтеги дат баспас болот, калыңдыгы: 1 мм), эки 4 мм тешиктери бар. Хром болоттору кум кагаз менен жылтыратылган, ал эми башка металлдар малып алуудан мурун 600 кум кагаз менен жылтыратылган. Бардык үлгүлөр 99,5% этанол менен ультраүн менен иштетилип, кургатылган жана таразаланган. Ар бир металлдын он үлгүсү коррозия ылдамдыгын эсептөө жана микробиомду талдоо үчүн колдонулган. Ар бир үлгү PTFE таякчалары жана аралыктары менен тепкич түрүндө бекитилген (φ 5 × 30 мм, Кошумча 2-сүрөт).
Бассейндин көлөмү 1100 куб метрди, ал эми тереңдиги болжол менен 4 метрди түзөт. Суунун агып кириши 20 м3 саат/1 түзгөн, ашып-ташып кеткен жана суунун сапаты мезгилге жараша өзгөргөн эмес (3-кошумча сүрөт). Үлгү тепкичи резервуардын ортосуна илинген 3 м болот зымга түшүрүлгөн. 1, 3, 6, 14 жана 22 айларында бассейнден эки комплект тепкич алынып салынган. Бир тепкичтен алынган үлгүлөр салмактын жоголушун өлчөө жана коррозия ылдамдыгын эсептөө үчүн колдонулган, ал эми башка тепкичтен алынган үлгүлөр микробиомду анализдөө үчүн колдонулган. Чөмүлүү резервуарындагы эриген кычкылтек беттин жана түбүнүн жанында, ошондой эле ортосунда эриген кычкылтек сенсорун колдонуу менен өлчөнгөн (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, USA).
Үлгүлөрдөгү коррозия продуктулары жана биофильмдер пластик кыргыч менен кырып же пахта таякчасы менен аарчып алынып, андан кийин ультраүн ваннасы аркылуу 99,5% этанолдо тазаланган. Андан кийин үлгүлөр ASTM G1-0351 стандартына ылайык Кларк эритмесине чөмүлдүрүлгөн. Кургатуу аяктагандан кийин бардык үлгүлөр таразаланган. Ар бир үлгү үчүн коррозия ылдамдыгын (мм/жыл) төмөнкү формуланы колдонуп эсептеңиз:
мында K – туруктуу чоңдук (8,76 × 104), T – экспозиция убактысы (саат), A – жалпы беттик аянт (см2), W – массалык жоготуу (г), D – тыгыздык (г см–3).
Үлгүлөрдү таразага тарткандан кийин, бир нече үлгүлөрдүн 3D сүрөттөрү 3D өлчөөчү лазердик микроскоптун (LEXT OLS4000, Olympus, Токио, Япония) жардамы менен алынган.
Жарыяланган убактысы: 20-ноябрь, 2022-жыл
