Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз чектелген CSS колдоосу менен серепчи версиясын колдонуп жатасыз. Мыкты тажрыйба үчүн жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerдеги Шайкештик режимин өчүрүү). Мындан тышкары, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн биз сайтты стилсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Бир эле учурда үч слайддан турган каруселди көрсөтөт. Бир убакта үч слайд аркылуу өтүү үчүн Мурунку жана Кийинки баскычтарын колдонуңуз, же бир эле учурда үч слайд аркылуу өтүү үчүн аягындагы сыдырма баскычтарын колдонуңуз.
Тузсуз суу чөйрөлөрүндө көмүртек жана дат баспас болоттун тездетилген коррозиясы көп байкалат. Бул жерде тогуз сорттогу болотту колдонуу менен 22 айлык таза суу резервуарына чумкуп изилдөө жүргүзүлгөн. Көмүртектүү жана хромдуу болоттордо жана чоюнда тездетилген коррозия байкалды, ал эми дат баспас болотто 22 айдан кийин да көрүнгөн коррозия байкалган эмес. Микробдук жамааттын анализи жалпы коррозия учурунда Fe(II)-кычкылдануучу бактериялар коррозиянын алгачкы стадиясында, Fe(III)-редукциялоочу бактериялар коррозиянын өнүгүү стадиясында, сульфатты калыбына келтирүүчү бактериялар коррозия стадиясында байыгандыгын көрсөттү. буюмдун коррозиясынын акыркы этабында. Тескерисинче, Beggiatocaea бактериялары жергиликтүү коррозияга дуушар болгон 9% Cr менен болоттон өзгөчө көп болгон. Микробдук жамааттардын бул курамы суудагы жана түбүндөгү чөкмөлөрдүн үлгүлөрүндөгүдөн да айырмаланган. Ошентип, коррозия күчөгөн сайын микробдук жамаат кескин өзгөрүүлөргө дуушар болот жана темирге көз каранды микробдук энергия алмашуу башка микроорганизмдерди байыта турган чөйрөнү түзөт.
Металлдар рН, температура жана ион концентрациясы сыяктуу ар кандай физикалык жана химиялык экологиялык факторлордон улам начарлап, дат басышы мүмкүн. Металлдардын коррозиясына өзгөчө кислоталуу шарттар, жогорку температура жана хлориддердин концентрациясы таасир этет1,2,3. Табигый жана курулган чөйрөлөрдөгү микроорганизмдер көбүнчө металлдардын эскиришине жана коррозиясына таасир этет, бул микробдук коррозияда (MIC)4,5,6,7,8. MIC көбүнчө ички түтүктөр жана сактоочу резервуарлар сыяктуу чөйрөлөрдө, металл жаракаларында жана топуракта кездешет, ал капыстан пайда болуп, тез өнүгүп кетет. Ошондуктан МИКке мониторинг жүргүзүү жана эрте аныктоо өтө кыйын, ошондуктан МИК анализи адатта коррозиядан кийин жүргүзүлөт. Көптөгөн MIC кейс изилдөөлөрүндө сульфатты азайтуучу бактериялар (SRB) коррозия продуктуларында көп кездешкен9,10,11,12,13. Бирок, SRBs коррозиянын башталышына салым кошобу же жокпу белгисиз бойдон калууда, анткени аларды аныктоо коррозиядан кийинки анализге негизделген.
Акыркы убакта йодду кычкылдандыруучу бактериялардан тышкары21 темирди ыдыратуучу ар кандай микроорганизмдер, мисалы, темирди ыдыратуучу SRB14, метаногендер15,16,17, нитраттарды калыбына келтирүүчү бактериялар18, темирди кычкылдандыруучу бактериялар19 жана ацетогендер20 кабарланды. Анаэробдук же микроаэробдук лабораториялык шарттарда алардын көбү нөл валенттүү темирди жана көмүртектүү болотту коррозияга учуратат. Мындан тышкары, алардын коррозия механизмдери темир-коррозиялуу метаногендер жана SRBs тиешелүүлүгүнө жараша22,23 клеткадан тышкаркы hydrogenases жана multiheme cytochromes колдонуп нөл-валенттүү темирден электрондорду чогултуу менен коррозияга көмөк көрсөтөт. МИКтер эки түргө бөлүнөт: (i) химиялык MIC (CMIC), бул микробдор тарабынан өндүрүлгөн түрлөр тарабынан кыйыр коррозия жана (ii) электрдик MIC (EMIC), металлдын электрондорунун азайышы менен түз коррозия24. Клеткадан тышкаркы электрондорду өткөрүү (EET) менен шартталган EMIC чоң кызыгууну туудурат, анткени EET касиеттери бар микроорганизмдер EET эмес микроорганизмдерге караганда тезирээк коррозияга алып келет. Анаэробдук шарттарда CMIC ылдамдыгын чектөөчү реакциясы протонду кыскартуу (H+) аркылуу H2 өндүрүшү болсо, EMIC H2 өндүрүшүнөн көз карандысыз EET метаболизми аркылуу жүрөт. Ар кандай микроорганизмдердеги EET механизми микробдук клеткалык отундун жана электробиосинтездин25,26,27,28,29 аткаруусуна байланыштуу. Бул коррозиялык микроорганизмдер үчүн маданият шарттары табигый чөйрөдөн айырмаланып тургандыктан, бул байкалган микробдук коррозия процесстери иш жүзүндө коррозияны чагылдырабы же жокпу, так эмес. Ошондуктан, табигый чөйрөдө бул коррозиялык микроорганизмдер тарабынан пайда болгон MIC механизмин байкоо кыйын.
ДНК секвенирлөө технологиясын өнүктүрүү табигый жана жасалма чөйрөдө микробдук жамааттардын деталдарын изилдөөнү жеңилдетти, мисалы, микробдук экология чөйрөсүндө жаңы муундун секвенерлерин колдонуу менен 16S рРНК ген ырааттуулугуна негизделген микробдук профилдөө колдонулган30,31. ,32. Көптөгөн MIC изилдөөлөр топурак жана деңиз чөйрөлөрүндө майда-чүйдөсүнө чейин микробдук жамааттар бар жарыяланган 13,33,34,35,36. SRB тышкары, Fe(II)-кычкылдануучу (FeOB) менен байытуу жана коррозия үлгүлөрүндөгү нитрификациялоочу бактериялар, мисалы, FeOB, мисалы Gallionella spp. жана Dechloromonas spp., жана Nitrospira сыяктуу нитрификациялоочу бактериялар да катталган. spp., Топурак чөйрөлөрүндө көмүртек жана жез камтыган болоттор33. Ошо сыяктуу эле, деңиз чөйрөсүндө, Zetaproteobacteria жана Betaproteobacteria класстарына таандык темир кычкылдануучу бактериялардын тез колонизациясы көмүртек болот 36 боюнча бир нече жума бою байкалган. Бул маалыматтар бул микроорганизмдердин коррозияга кошкон салымын көрсөтүп турат. Бирок, көптөгөн изилдөөлөр, узактыгы жана эксперименталдык топтор чектелген, жана аз коррозия учурунда микробдук жамааттардын динамикасы жөнүндө белгилүү.
Бул жерде биз көмүртектүү болоттун, хром болоттун, дат баспас болоттун жана чоюндун MICтерин аэробдук тузсуз суу чөйрөсүндө MIC окуяларынын тарыхы менен чөмүлүү изилдөөлөрүн колдонуп изилдейбиз. Үлгүлөр 1, 3, 6, 14 жана 22 айларда алынып, ар бир металлдын жана микробдук компоненттин коррозия ылдамдыгы изилденген. Биздин натыйжалар коррозия учурунда микробдук жамааттардын узак мөөнөттүү динамикасын түшүнүүгө жардам берет.
1-таблицада көрсөтүлгөндөй, бул изилдөөдө тогуз металл колдонулган. Ар бир материалдын он үлгүсү таза суу бассейнине чөмүлдүрүлгөн. Процесстик суунун сапаты төмөнкүдөй: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, лайлануу 1 ppm жана pH 7,4. Үлгү алуу тепкичинин түбүндө эриген кычкылтектин (DO) концентрациясы болжол менен 8,2 промилле/мин, ал эми суунун температурасы сезондук түрдө 9дан 23°Cге чейин өзгөргөн.
1-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ASTM A283, ASTM A109 Condition №4/5, ASTM A179 жана ASTM A395 чоюн чөйрөлөрүндө 1 ай чөмүлтүлгөндөн кийин, жалпыланган коррозия түрүндө көмүртектүү болоттун бетинде күрөң коррозия продуктулары байкалган. Бул үлгүлөрдүн салмагын жоготуу убакыттын өтүшү менен көбөйгөн (Кошумча таблица 1) жана коррозия ылдамдыгы жылына 0,13–0,16 мм болгон (2-сүрөт). Ошо сыяктуу эле, жалпы коррозия Cr мазмуну аз (1% жана 2,25%) болгон болоттордо байкалган, коррозия ылдамдыгы жылына болжол менен 0,13 мм (1 жана 2-сүрөттөр). Ал эми, 9% Cr менен болот прокладкалар пайда болгон боштуктарда пайда болгон локалдуу коррозияны көрсөтөт. Бул үлгүдөгү коррозия ылдамдыгы болжол менен 0,02 мм / жылды түзөт, бул жалпы коррозиясы бар болотко караганда бир кыйла төмөн. Ал эми, дат баспас болоттон жасалган түрү-304 жана -316 көрүнгөн коррозияны көрсөтпөйт, болжолдуу коррозия ылдамдыгы <0,001 мм y−1. Ал эми, дат баспас болоттон жасалган тип-304 жана -316 эч кандай көрүнгөн коррозияны көрсөтпөйт, болжолдуу ылдамдануу ылдамдыгы <0,001 мм y−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 дат баспас болоттун түрлөрү көрүнгөн коррозияны көрсөтпөйт, болжолдуу коррозия 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 макроскопиялык сүрөттөрү (бийиктиги 50 мм × туурасы 20 мм) кагышты тазалоого чейин жана андан кийин 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, шарт 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1С, болот 1% Cr; 3C болот, 2,25% Cr болот; болот 9С, болот 9% Cr; S6, 316 дат баспас болоттон жасалган; S8, түрү 304 дат баспас болоттон жасалган.
Коррозия ылдамдыгы салмак жоготуу жана чөмүлүү убактысы 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 түрү; S8, түрү 304 дат баспас болоттон жасалган.
fig боюнча. 1 ошондой эле көмүртектүү болоттон, аз Cr болоттон жана чоюндан жасалган коррозия продуктулары 3 айга чөмүлтүлгөндөн кийин андан ары өнүгүп жатканын көрсөтөт. Жалпы коррозия ылдамдыгы 22 айдан кийин акырындык менен 0,07 ~ 0,08 мм/жылга чейин төмөндөгөн (2-сүрөт). Мындан тышкары, 2,25% Cr болоттун коррозия ылдамдыгы башка дат баскан үлгүлөргө караганда бир аз төмөн болгон, бул Cr коррозияга тоскоол боло аларын көрсөтүп турат. Жалпы коррозиядан тышкары, ASTM A179 боюнча, 22 айдан кийин 700 мкм жакын коррозия тереңдиги менен локализацияланган коррозия байкалган (3-сүрөт). Коррозия тереңдиги жана чөмүлүү убактысы менен эсептелген жергиликтүү коррозия ылдамдыгы 0,38 мм/жылды түзөт, бул жалпы коррозияга караганда болжол менен 5 эсе тезирээк. ASTM A395 эритмесинин коррозия ылдамдыгын бааланбай коюуга болот, анткени коррозия продуктулары 14 же 22 ай сууга чөмүлгөндөн кийин масштабды толугу менен жок кылбайт. Бирок, айырма минималдуу болушу керек. Мындан тышкары, дат баскан аз хромдуу болоттон көптөгөн майда чуңкурлар байкалган.
Толук сүрөт (масштаб тилкеси: 10 мм) жана локализацияланган коррозия (масштаб тилкеси: 500 мкм) ASTM A179 жана 9% Cr болоттун максималдуу тереңдикте 3D көрүүчү лазердик микроскоптун жардамы менен. Толук сүрөттөгү кызыл тегерекчелер өлчөнгөн локализацияланган коррозияны көрсөтөт. Арткы тараптан 9% Cr болоттун толук көрүнүшү 1-сүрөттө көрсөтүлгөн.
Сүрөттө көрсөтүлгөндөй. 2, 9% Cr менен болот үчүн 3-14 айдын ичинде эч кандай коррозия байкалган эмес, коррозия көрсөткүчү иш жүзүндө нөлгө барабар болгон. Бирок, 22 айдан кийин (3-сүрөт) локализацияланган коррозия байкалган, дат басуу ылдамдыгы 0,04 мм/жыл салмак жоготуу менен эсептелген. Коррозиянын максималдуу локализацияланган тереңдиги 1260 мкм жана коррозиянын тереңдиги жана чөмүлүү убактысы (22 ай) менен эсептелген локализацияланган коррозия ылдамдыгы 0,68 мм/жыл. Коррозия качан башталаары так белгисиз болгондуктан, коррозия ылдамдыгы жогору болушу мүмкүн.
Ал эми дат баспас болоттон 22 ай чөмүлтүлгөндөн кийин да эч кандай көрүнгөн коррозия байкалган эмес. Какты тазалоого чейин бетинде бир нече күрөң бөлүкчөлөр байкалганы менен (1-сүрөт), алар начар жабышкан жана коррозия продуктулары эмес. Масштабды алып салгандан кийин металл дат баспас болоттон жасалган бетинде кайра пайда болгондуктан, коррозия ылдамдыгы иш жүзүндө нөлгө барабар.
Ампликон секвенциясы металл беттериндеги, суудагы жана чөкмөлөрдөгү коррозия продуктуларында жана биофильмдеринде убакыттын өтүшү менен микробдук жамааттардын айырмачылыктарын жана динамикасын түшүнүү үчүн аткарылган. Жалпысынан 4 160 012 окурман келип, 31 328ден 124 183 чейин окулган.
Суу алгычтардан жана көлмөлөрдөн алынган суунун үлгүлөрүнүн Шеннон индекси 5,47ден 7,45ке чейин өзгөрдү (4а-сүрөт). Рекультивацияланган дарыя суулары өнөр жай суусу катары колдонулгандыктан, микробдук коомчулук мезгилге жараша өзгөрүшү мүмкүн. Ал эми, түбү чөкмө үлгүлөрүнүн Шеннон индекси болжол менен 9 болду, бул суунун үлгүлөрүнө караганда кыйла жогору. Ошо сыяктуу эле, суунун үлгүлөрү чөкмө үлгүлөргө караганда төмөнкү Chao1 көрсөткүчтөрүн жана байкалган операциялык таксономикалык бирдиктерди (OTUs) көрсөттү (сүрөт 4b, c). Бул айырмачылыктар статистикалык жактан маанилүү (Тукей-Крамер тести; р-баалуулугу < 0,01, 4d-сүрөт), чөкмө үлгүлөрдөгү микробдук жамааттар суу үлгүлөрүндөгүгө караганда татаалыраак экенин көрсөтүп турат. Бул айырмачылыктар статистикалык жактан маанилүү (Туки-Крамер тести; p-баалыгы < 0,01, 4d-сүрөт), бул чөкмө үлгүлөрдөгү 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 мааниге ээ (Туки-Крамер тести; p <0,01, 4d-сүрөт), бул чөкмө үлгүлөрдөгү 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 (Тукей-Крамер тести; р-баалыгы <0,01, 4d-сүрөт), чөкмө үлгүлөрдөгү микробдук жамааттар суу үлгүлөрүнө караганда татаалыраак экенин көрсөтүп турат.Толуп жаткан бассейндеги суу тынымсыз жаңыланып тургандыктан жана чөкмөлөр механикалык бузулууларсыз бассейндин түбүнө тунуп тургандыктан, микробдук ар түрдүүлүктөгү бул айырма бассейндеги экосистеманы чагылдырышы керек.
a Шеннон индекси, b Байкоочу операциялык таксономиялык бирдик (OTU) жана c Chao1 алуу индекси (n=6) жана бассейн (n=5) Суу, чөкмө (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 Температура №4/5 (SP: n=5), ASTM A109 (ASTM: FC5) n = 5), 1% (1 C: n = 5), 2,25% (3 C: n = 5) жана 9% (9 C: n = 5) Cr-болот, ошондой эле 316 (S6: n = 5) жана -304 (S8: n = 5) дат баспас болоттор түрүндөгү жана коробкалуу болуп көрсөтүлгөн. Shannon жана Chao1 индекстери үчүн d p-маанилери ANOVA жана Tukey-Kramer бир нече салыштыруу тесттерин колдонуу менен алынган. Кызыл фон p-маанилери < 0,05 болгон жуптарды билдирет. Кызыл фон p-маанилери < 0,05 болгон жуптарды билдирет. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Кызыл фон 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 фон p-маанилери <0,05 болгон жуптарды билдирет.Кутучанын ортосундагы сызык, кутунун үстү жана асты жана муруттар тиешелүүлүгүнө жараша медиананы, 25- жана 75-проценттильдерди жана минималдуу жана максималдуу маанилерди билдирет.
Көмүртектүү болот, аз хромдуу болот жана чоюн үчүн Шеннон индекстери суу үлгүлөрү үчүн окшош болгон (сүрөт 4a). Ал эми дат баспас болоттон жасалган үлгүлөрдүн Шеннон көрсөткүчтөрү дат баскан болотторго караганда бир кыйла жогору (р-баалуулугу < 0,05, 4d) жана чөкмөлөргө окшош. Ал эми дат баспас болоттон жасалган үлгүлөрдүн Шеннон көрсөткүчтөрү дат баскан болоттордукына караганда бир кыйла жогору (p-баалар < 0,05, 4d-сүрөт) жана чөкмөлөрдүн көрсөткүчүнө 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 көрсөткүчтөрү коррозияга учураган болотторго караганда бир кыйла жогору (p-баалыгы < 0,05, 4d-сүрөт) жана депозиттик индекстерге 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 үлгүлөрүнүн Шеннон индекси дат баскан болоттон (р баасы <0,05, сүрөт. 4d) кыйла жогору болгон, ошондой эле кен.Ал эми, 9% Cr менен болоттон үчүн Шеннон индекси 6,95 9,65 чейин өзгөрдү. Бул маанилер дат баспаган үлгүлөрдөгү 6, 14 жана 22 айдагы дат баскан үлгүлөргө караганда 1 жана 3 айларда бир топ жогору болгон (сүр. 4a). Андан тышкары, Chao1 индекстери жана 9% Cr болоттун байкалган OTUs дат баскан жана суу үлгүлөрүнө караганда жогору жана дат баспаган жана чөкмө үлгүлөргө караганда төмөн (сүрөт. 4b, в) жана айырмачылыктар статистикалык маанилүү (р-баалуулуктар <0,01, 4d). Андан тышкары, Chao1 индекстери жана 9% Cr болоттун байкалган OTUs дат баскан жана суу үлгүлөрүнө караганда жогору жана дат баспаган жана чөкмө үлгүлөргө караганда төмөн (сүр. 4b, в) жана айырмачылыктар статистикалык маанилүү (p-баалыктар < 0,01, 4d).Мындан тышкары, Chao1 жана 9% Cr менен болоттун байкалган OTU дат баскан жана суулуу үлгүлөргө караганда жогору жана дат баспаган жана чөкмө үлгүлөргө караганда төмөн (сүрөт 4b, в) 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 9% Cr болоттун байкалган OTU дат баскан жана суулуу үлгүлөргө караганда жогору жана дат баспаган жана чөкмө үлгүлөргө караганда төмөн болгон (сүрөт. 4b,c) жана айырма статистикалык жактан маанилүү болгон (р-баалыгы <0,01, 4d).Бул жыйынтыктар коррозия продуктуларынын микробдук ар түрдүүлүгү дат баспаган металлдардагы биопленкаларга караганда төмөн экенин көрсөтүп турат.
fig боюнча. 5а үч негизги кластер байкалган бардык үлгүлөр үчүн UniFrac салмаксыз аралыкка негизделген Негизги Координат Анализинин (PCoA) графигин көрсөтөт. Суу үлгүлөрүндөгү микробдук жамааттар башка жамааттардан бир топ айырмаланган. Чөкмөлөрдөгү микробдук жамааттарга дат баспас болоттон жасалган жамааттар да кирет, ошол эле учурда алар коррозия үлгүлөрүндө кеңири таралган. Ал эми, 9% Cr менен болоттун картасы дат баспаган жана дат баскан кластерлерге бөлүнөт. Демек, металл бетиндеги микробдук жамааттар жана коррозия продуктулары суудагылардан бир топ айырмаланат.
Бардык үлгүлөрдөгү (a), суу (b) жана металлдар (c) боюнча салмаксыз UniFrac аралыктарга негизделген негизги координаттык анализ (PCoA) сюжети. Тегерекчелер ар бир кластерди бөлүп көрсөтөт. Траекториялар тандап алуу мезгилдерин катар менен бириктирген сызыктар менен көрсөтүлөт. 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, шарт 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1С, болот 1% Cr; 3C болот, 2,25% Cr болот; болот 9С, болот 9% Cr; S6, 316 дат баспас болоттон жасалган; S8, түрү 304 дат баспас болоттон жасалган.
Хронологиялык тартипте тизилгенде, суу үлгүлөрүнүн PCoA участоктору тегерек тартипте болгон (сүрөт 5б). Бул цикл өтүү сезондук өзгөрүүлөрдү чагылдырышы мүмкүн.
Мындан тышкары, металл үлгүлөрүнүн PCoA участокторунда эки гана кластер (дат баскан жана дат баспаган) байкалган, мында (9% хром болоттон тышкары) микробдук коомчулуктун 1 айдан 22 айга чейин жылышы да байкалган (сүрөт 5c). Мындан тышкары, дат баскан үлгүлөрдөгү өтүүлөр дат баспаган үлгүлөргө караганда көбүрөөк болгондуктан, микробдук жамааттардагы өзгөрүүлөр менен коррозия прогрессинин ортосунда корреляция бар. 9% Cr менен болот үлгүлөрүндө микробдук жамааттардын эки түрү аныкталган: дат баспас болоттун жанында жайгашкан 1 жана 6 айдагы чекиттер жана дат баскан болотко жакын жерлерде жайгашкан башкалар (3, 14 жана 22 ай). 1 ай жана 6 айда ДНКны экстракциялоо үчүн колдонулган талондор коррозияга учураган эмес, ал эми 3, 14 жана 22 айларында талондор коррозияга учураган (Кошумча 1-сүрөт). Демек, коррозияга учураган үлгүлөрдөгү микробдук жамааттар суудагы, чөкмөдөгү жана дат баспаган үлгүлөрдөгүлөрдөн айырмаланып, коррозия күчөгөн сайын өзгөрүп турган.
Суу үлгүлөрүндө байкалган микробдук жамааттардын негизги типтери протеобактериялар (30,1–73,5%), бактероидеттер (6,3–48,6%), планктомицетота (0,4–19,6%) жана актинобактериялар (0–17,7%) болгон, алардын салыштырмалуу көптүгү үлгүдөн үлгүгө карата өзгөргөн. көлмөнүн суусу абстрактуу сууга караганда жогору болгон. Бул айырмага толуп турган резервуардагы суунун калуу убактысы таасир этиши мүмкүн. Бул түрлөр түпкү чөкмөлөрдүн үлгүлөрүндө да байкалган, бирок алардын салыштырмалуу көптүгү суу үлгүлөрүндөгүдөн олуттуу түрдө 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 мазмуну суу үлгүлөрүндө жогору болгон. Десульфобактеронун дээрлик бардык түрлөрү SRB37 болгондуктан, чөкмөдөгү чөйрө анаэробдук болушу керек. Десульфобактериалар коррозияга таасир этсе да, тобокелдик өтө төмөн болушу керек, анткени бассейндин суусунда алардын салыштырмалуу көптүгү <0,04% түзөт. Десульфобактериалар коррозияга таасир этсе да, тобокелдик өтө төмөн болушу керек, анткени бассейндин суусунда алардын салыштырмалуу көптүгү <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 таасирин тийгизиши мүмкүн болсо да, коркунуч өтө төмөн болушу керек, анткени бассейндин суусунда алардын салыштырмалуу көптүгү <0,04% түзөт.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, коркунуч өтө төмөн болушу керек, анткени бассейндин суусунда алардын салыштырмалуу көптүгү <0,04% түзөт.
RW жана Аба тиешелүүлүгүнө жараша суу алгычтан жана бассейнден суунун үлгүлөрүн билдирет. Чөкмө-C, -E, -W - бассейндин түбүнүн борборунан, ошондой эле чыгыш жана батыш капталдарынан алынган чөкмөлөрдүн 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, шарт 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1С, болот 1% Cr; 3C болот, 2,25% Cr болот; болот 9С, болот 9% Cr; S6, 316 дат баспас болоттон жасалган; S8, түрү 304 дат баспас болоттон жасалган.
Урук деңгээлинде Trichomonadaceae үй-бүлөсүнө таандык классификацияланбаган бактериялардын, ошондой эле Neosphingosine, Pseudomonas жана Flavobacterium бир аз көбүрөөк үлүшү (6–19%) бардык мезгилдерде байкалган. Майда негизги компоненттер катары алардын үлүшү ар түрдүү (1-сүрөт). . 7а жана б). куймаларында Flavobacterium, Pseudovibrio жана Rhodoferrobacter салыштырмалуу көп болушу кышында гана жогору болгон. Ошо сыяктуу эле, бассейндин кышкы суусунда псевдовибрио жана флавобактериялардын көп болушу байкалган. Ошентип, суунун үлгүлөрүндөгү микробдук жамааттар мезгилге жараша өзгөрүп турган, бирок изилдөө мезгилинде кескин өзгөрүүлөргө дуушар болгон эмес.
a Алуучу суу, b Бассейн 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 Тип-316 жана дат баспас болоттон жасалган K-3.
Протеобактериялар бардык үлгүлөрдөгү негизги түзүүчү болгон, бирок дат баскан үлгүлөрдөгү алардын салыштырмалуу көптүгү 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 көптүгү 89,1%, 85,9%, 89,6%, 784,5% азайды. , 83,8% тиешелүүлүгүнө жараша 43,3%, 52,2%, 50,0%, 41,9%, 33,8% жана 31,3% түзөт. Ал эми, Desulfobacterota салыштырмалуу молчулук акырындык менен дат прогрессия менен <0,1% дан 12,5-45,9% га чейин көбөйөт. Ал эми, Desulfobacterota салыштырмалуу молчулук акырындык менен дат прогрессия менен <0,1% дан 12,5-45,9% га чейин көбөйөт. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% дан 12,5–45,9% үчүн мере развития иштерин жүргүзүү. Ал эми, Desulfobacterota салыштырмалуу молдугу бара-бара <0,1% дан 12,5-45,9% га чейин көбөйөт.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, Desulfobacillus салыштырмалуу молдугу акырындык менен дат прогресс катары <0,1% дан 12,5-45,9% га чейин көбөйгөн.Ошентип, коррозия күчөгөн сайын Proteobactereira Desulfobacterota менен алмаштырылган.
Ал эми дат баспас болоттон жасалган биофильмдер ар кандай бактериялардын бирдей пропорцияларын камтыган. Протеобактериялар (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 Хлорофлекси (8,8%).1. Дат баспас болоттон жасалган үлгүлөрдөгү Nitrospirota үлүшү акырындык менен көбөйөрү аныкталды (6-сүрөт). Бул катыштар чөкмө үлгүлөрдөгүгө окшош, бул 5а-сүрөттө көрсөтүлгөн PCoA графигине туура келет.
9% Cr камтыган болот үлгүлөрүндө микробдук жамааттардын эки түрү байкалган: 1 айлык жана 6 айлык микробдук жамааттар түбү чөкмөлөрдүн үлгүлөрүндөгүгө окшош болгон, ошол эле учурда 3, 14 жана 22 коррозия үлгүлөрүндө протеобактериялардын үлүшү кыйла жогорулаган. айлар Мындан тышкары, 9% Cr болот үлгүлөрүндөгү бул эки микробдук жамааттар 5c-сүрөттө көрсөтүлгөн PCoA участогунда бөлүнгөн кластерлерге туура келген.
Урук деңгээлинде дайындалбаган бактерияларды жана археяларды камтыган > 2000 OTU байкалган. Урук деңгээлинде дайындалбаган бактерияларды жана археяларды камтыган > 2000 OTU байкалган.Урук деңгээлинде 2000ден ашык OTU аныкталбаган бактерияларды жана археяларды камтыган.Урук деңгээлинде 2000ден ашык OTU аныкталбаган бактерияларды жана археяларды камтыган. Алардын ичинен биз ар бир үлгүдөгү калкы көп 10 OTUга токтолдук. Бул 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%, 17.5-42184% камтыйт. A179. , ASTM A109 Temp No 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2,25% жана 9% Cr болоттор жана 316 жана -304 дат баспас болоттордун түрү.
ASTM A179, ASTM A109 Темп No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 жана 1% жана 2,25% Cr менен болоттор сыяктуу дат үлгүлөрүндө Fe(II) кычкылдандыруучу касиеттери бар хлорсызданган монолиттердин салыштырмалуу жогорку мазмуну байкалган. дат басуунун алгачкы этабы (1 ай 3 ай, 7c-ч-сүрөт). Убакыттын өтүшү менен Dechloromonas үлүшү азайган, бул протеобактериялардын азайышына туура келген (6-сүрөт). Мындан тышкары, дат баспаган үлгүлөрдөгү биопленкалардагы Дехлоромонастын үлүшү <1%. Мындан тышкары, дат баспаган үлгүлөрдөгү биопленкалардагы Дехлоромонастын үлүшү <1%. Кроме того, доля Dechloromonas в биоопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Мындан тышкары, коррозияга учурабаган үлгүлөрдөгү биоплёнкалардагы Дехлоромонастын 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, коррозияга учурабаган үлгүлөрдүн биопленкасындагы Дехлоромонастын үлүшү <1% болгон.Ошондуктан, коррозия продуктыларынын арасында Dechloromonas дат басуунун алгачкы баскычында кыйла байытылган.
Ал эми, ASTM A179, ASTM A109 чыңалган #4/5, ASTM A179, ASTM A395 жана 1% жана 2,25% Cr менен болоттордо, SRB Desulfovibrio түрлөрүнүн үлүшү акыры 14 жана 22 айдан кийин көбөйгөн (сүрөт. 7c–h). Десульфофибрион дат басуунун алгачкы этаптарында, суунун үлгүлөрүндө (7а, б-сүрөт) жана коррозияга учурабаган биопленкаларда (7j, j-сүрөт) өтө төмөн болгон же аныкталган эмес. Бул Desulfovibrio пайда болгон коррозия продуктуларынын чөйрөсүн артык көрөрүн көрсөтүп турат, бирок алар коррозиянын алгачкы баскычтарында коррозияга таасир этпейт.
Geobacter жана Geothrix сыяктуу Fe(III)-редукциялоочу бактериялар (RRB) коррозиянын орто стадиясында (6 жана 14 ай) коррозия продуктыларында табылган, бирок аларда коррозиянын кеч (22 ай) стадияларынын үлүшү жогору. салыштырмалуу төмөн (сүрөт 7c, eh). Fe(II) кычкылдануу касиеттери бар Sideroxydans тукуму окшош жүрүм-турумду көрсөттү (7f-сүрөт), ошондуктан FeOB, IRB жана SRB үлүшү дат баскан үлгүлөрдө гана жогору болгон. Бул бул микробдук жамааттардагы өзгөрүүлөр коррозия прогрессиясына байланыштуу экенин көрсөтүп турат.
9% Cr менен 3, 14 жана 22 айдан кийин дат баскан болотто күкүрттү кычкылдандыруучу касиеттерин көрсөтө ала турган Beggiatoacea үй-бүлө мүчөлөрүнүн көбүрөөк үлүшү (8,5–19,6%), ал эми сидероксиданттар (8,4–13,7%) байкалган (1-сүрөт). ). 7i) Мындан тышкары, Thiomonas, күкүрт кычкылдандыргыч бактерия (SOB), 3 жана 14 айларда көбүрөөк санда (3,4% жана 8,8%) табылган. Ал эми нитраттарды азайтуучу бактериялар Nitrospira (12,9%) 6 айлык дат баспаган үлгүлөрдөн байкалган. Дат баспас болоттон жасалган биопленкаларда Nitrospira көбөйгөн үлүшү да сууга чөккөндөн кийин байкалган (сүрөт 7j,k). Ошентип, 1 жана 6 айлык дат баспаган 9% Cr болотторунун микробдук жамааттары дат баспас болоттон жасалган биофильмдердегидей болгон. Мындан тышкары, 3, 14 жана 22 айларда коррозияга учураган 9% Cr болоттун микробдук жамааттары көмүртектүү жана аз хромдуу болоттор менен чоюндун коррозия продуктуларынан айырмаланган.
Деңиз суусуна караганда тузсуз сууда коррозиянын өнүгүшү адатта жайыраак болот, анткени хлорид иондорунун концентрациясы металлдын коррозиясына таасирин тийгизет. Бирок, кээ бир дат баспас болоттон жасалган тузсуз чөйрөдө дат басышы мүмкүн38,39. Кошумчалай кетсек, бул изилдөөдө колдонулган таза суу бассейнинде дат баскан материал мурда байкалгандыктан, MIC башында шек болгон. Узак мөөнөттүү чөмүлүү изилдөөлөрүндө коррозиянын ар кандай формалары, микробдук жамааттардын үч түрү жана коррозия продуктыларында микробдук жамааттардын өзгөрүшү байкалган.
Бул изилдөөдө колдонулган тузсуз суу чөйрөсү химиялык курамы салыштырмалуу туруктуу жана суунун температурасы 9дан 23°Сге чейин сезондук өзгөргөн дарыядан алынган техникалык суу үчүн жабык резервуар болуп саналат. Ошондуктан, суунун үлгүлөрүндөгү микробдук жамааттардын сезондук өзгөрүшү температуранын өзгөрүшү менен байланыштуу болушу мүмкүн. Кошумчалай кетсек, бассейндеги суудагы микробдук жамаат кирүүчү суудагыдан бир аз башкача болгон (сүрөт 5б). Бассейндеги суу толуп кеткендиктен улам тынымсыз алмаштырылып турат. Демек, бассейндин бети менен түбүнүн ортосундагы аралык тереңдикте да DO ~8,2 промилледе калды. Тескерисинче, чөкмө чөйрөсү анаэробдук болушу керек, анткени ал тунуп, суу сактагычтын түбүндө кала берет жана андагы микробдук флора (мисалы, СРП) да суудагы микробдук флорадан айырмаланып турушу керек (6-сүрөт). Бассейндеги купондор чөкмөлөрдөн алыс болгондуктан, аэробдук шарттарда чөмүлүү изилдөөлөрүндө таза сууга гана дуушар болушкан.
Жалпы коррозия көмүртектүү болотто, аз хромдуу болотто жана чоюнда тузсуз суу чөйрөсүндө болот (1-сүрөт), анткени бул материалдар коррозияга туруктуу эмес. Бирок, абиотикалык тузсуз суу шарттарында коррозия ылдамдыгы (0,13 мм жыл-1) мурунку изилдөөлөргө караганда жогору болгон40 (0,04 мм жыл-1) жана микроорганизмдердин катышуусунда коррозия ылдамдыгы (0,02-0,76 мм жыл-1) менен салыштырууга болот 1) тузсуз суу шарттарына окшош 40,41,42. Бул тездетилген коррозия ылдамдыгы MIC мүнөздүү болуп саналат.
Мындан тышкары, 22 ай чөмүлүүдөн кийин, коррозия продуктуларынын астында бир нече металлда локализацияланган коррозия байкалган (3-сүрөт). Атап айтканда, ASTM A179 байкалган локалдуу коррозия ылдамдыгы жалпы коррозияга караганда беш эсе тезирээк. Коррозиянын бул адаттан тыш түрү жана тездетилген коррозия ылдамдыгы ошол эле объектте пайда болгон коррозияда да байкалган. Ошентип, бул изилдөөдө жасалган чөмүлүү иш жүзүндө коррозияны чагылдырат.
Изилденген металлдардын ичинен 9% Cr болот эң катуу коррозияга дуушар болгон, коррозия тереңдиги >1,2 мм болгон. Изилденген металлдардын ичинен 9% Cr болот эң катуу коррозияга дуушар болгон, коррозия тереңдиги >1,2 мм болгон. 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. Изилденген металлдардын ичинен 9% Cr болгон болот коррозия тереңдиги >1,2 мм болгон эң катуу коррозияны көрсөттү, бул, кыязы, тездетилген коррозиядан жана даттын анормалдуу формасынан улам MIC болуп саналат.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 менен болот эң катуу коррозияга учурады, коррозия тереңдиги >1,2 мм, кыязы, коррозиянын тездетилген жана аномалдуу формаларына байланыштуу MIC.9% Cr болот жогорку температура колдонмолордо колдонулат, анткени, анын коррозия жүрүм-туруму мурда43,44 изилденген, бирок эч кандай MIC мурда бул металл үчүн билдирди. Гипертермофилдерден башка көптөгөн микроорганизмдер жогорку температуралуу чөйрөдө (>100 °C) активдүү болбогондуктан, 9% Cr болотундагы MIC мындай учурларда этибарга алынбайт. Гипертермофилдерден башка көптөгөн микроорганизмдер жогорку температурадагы чөйрөдө (>100 °C) активдүү болбогондуктан, мындай учурларда 9% Cr болотундагы MIC эске алынбайт. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной среде (>100 °С), МИК в стали с 9% Cr в таких случаях мүмкүн эмес учиться. Көптөгөн микроорганизмдер, гипертермофилдерди кошпогондо, жогорку температурада (>100°С) активдүү болбогондуктан, мындай учурларда 9% Cr менен болоттон МИКке көңүл бурбай 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 температуралуу чөйрөдө (>100 °C) активдүүлүк көрсөтпөгөндүктөн, бул учурда 9% Cr менен болоттун МИКке көңүл бурбай коюуга болот.Бирок, 9% Cr болот орто температура чөйрөсүндө колдонулганда, MIC азайтуу үчүн ар кандай чараларды көрүү керек.
Түрдүү микробдук жамааттар жана алардын өзгөрүүсү дат баспаган материалдын кендеринде жана биоплёнкалардагы коррозия продуктыларында сууга салыштырмалуу тездетилген коррозиядан тышкары (5-7-сүрөт) байкалып, бул коррозия микрофон экенине ынандырат. Ramirez et al.13 6 айдан ашык деңиз микробдук экосистемасындагы 3 баскычтуу өтүүнү (FeOB => SRB/IRB = > SOB) билдирет, мында экинчи байытылган SRB тарабынан өндүрүлгөн күкүрт суутек акыры SOB байытууга салым кошо алат. Ramirez et al.13 экинчи байытылган SRB тарабынан өндүрүлгөн күкүрт суутек акыры SOB байытууга салым кошо алат 6 айдан ашык деңиз микробдук экосистемасынын 3 баскычтуу өтүү (FeOB => SRB/IRB => SOB) отчет. 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. Ramirez et al.13 6 ай аралыгында деңиз микробдук экосистемасынын үч этаптуу өтүшүн (FeOB => SRB/IRB => SOB) билдирет, мында SRB экинчи байытуудан пайда болгон күкүрт суутек акыры СОБ 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. Ramirez et al.13 SRB экинчи байытуудан өндүрүлгөн күкүрт суутек акыры SOB байытууга салым кошо турган 6 айдын ичинде деңиз микробдук экосистемасынын үч баскычтуу өтүү (FeOB => SRB/IRB => SOB) билдирди.McBeth жана Emerson36 FeOB негизги байытуу билдирди. Ошо сыяктуу эле, бул изилдөөдө алгачкы коррозия фазасында FeOB байышы байкалган, бирок көмүртек жана 1% жана 2,25% Cr болоттор менен чоюнда байкалган коррозия прогрессиясы менен микробдук өзгөрүүлөр FeOB => IRB = > SRB (сүр. 7 жана 8). Ошо сыяктуу эле, бул изилдөөдө алгачкы коррозия фазасында FeOB байышы байкалган, бирок көмүртек жана 1% жана 2,25% Cr болоттор менен чоюнда байкалган коррозия прогрессиясы менен микробдук өзгөрүүлөр FeOB => IRB => SRB (сүр. 7 жана 8). 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 байытуу байкалган, бирок коррозия прогрессивдүү микробдук өзгөрүүлөр, көмүртек жана 1% жана 2,25% Cr болоттор менен чоюнда 22 айдын ичинде байкалган, FeOB => IRB => SRB (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 байыгандыгы байкалган, бирок 22 айдын ичинде көмүртек жана 1% жана 2,25% Cr болоттор менен чоюнда байкалган микробиологиялык өзгөрүүлөр FeOB => IRB => SRB болгон (7 жана 8-сүрөт).SRBs сульфат иондорунун жогорку концентрациясынан улам деңиз суусу чөйрөсүндө оңой топтолушу мүмкүн, бирок алардын тузсуз чөйрөдө байышы сульфат иондорунун төмөн концентрациясынан улам кечеңдейт. Деңиз суусунда SRB байытылганы көп катталып келген10,12,45.
а Органикалык көмүртек жана азот Fe(II) көз каранды энергия алмашуу темир оксиди (кызыл [Dechloromonas sp.] жана жашыл [Sideroxydans sp.] клеткалары) жана Fe(III) калыбына келтирүүчү бактериялар (боз клеткалар [Geothrix sp. жана Geobacter sp.]) аркылуу коррозиянын алгачкы баскычында, андан кийин анаэробдук жана анаэробдук бактериялар. микроорганизмдер топтолгон органикалык заттарды керектөө менен коррозиянын жетилген стадиясын байытат. б коррозияга туруктуу металлдар боюнча микробдук жамааттардын өзгөрүшү. Кызгылт көк, сары жана ак клеткалар тиешелүүлүгүнө жараша Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea жана башка үй-бүлөлөрдөгү бактерияларды билдирет.
Микробдук коомчулуктун өзгөрүшүнө жана мүмкүн болгон SRB байытылышына келсек, FeOB дат басуунун алгачкы этабында маанилүү жана Дехлоромонас өсүү энергиясын Fe (II) кычкылдануусунан ала алат. Микроорганизмдер микроэлементтерди камтыган чөйрөдө жашай алат, бирок алар экспоненциалдуу түрдө өспөйт. Бирок, бул изилдөөдө колдонулган чөмүлүү бассейни агып чыгуусу 20 м3/саат болгон, органикалык эмес иондорду камтыган микроэлементтерди үзгүлтүксүз камсыз кылып турган толуп турган бассейн болуп саналат. Коррозиянын алгачкы стадияларында көмүртектүү болоттон жана чоюндан темир иондору бөлүнүп чыгат, FeOB (мисалы, Дехлоромонас) аларды энергия булагы катары пайдаланат. Клетканын өсүшү үчүн зарыл болгон көмүртектин, фосфаттын жана азоттун изи өлчөмдөгү процесстик сууда органикалык жана органикалык эмес заттар түрүндө болушу керек. Ошондуктан, бул тузсуз чөйрөдө FeOB алгач көмүртектүү болот жана чоюн сыяктуу металл беттерине байытылган. Кийинчерээк, IRBs органикалык заттарды жана темир оксиддерин энергия булактары жана терминалдык электрон акцепторлору катары өстүрө алышат. Жетилген коррозия продуктыларында FeOB жана IRB метаболизминин эсебинен азот менен байытылган анаэробдук шарттар түзүлүшү керек. Ошондуктан, SRB тез өсүп FeOB жана IRB алмаштыра алат (сүрөт 8a).
Жакында Танг жана башкалар. дат баспас болоттон жасалган дат баспас болоттон жасалган тузсуз суу чөйрөлөрүндө темирден микробдорго түз электрондордун өтүшүнөн улам Geobacter ferroreducens коррозиясын билдирди46. EMIC эске алуу менен, EET касиеттери менен микроорганизмдердин салымы абдан маанилүү. SRB, FeOB жана IRB бул изилдөөдөгү коррозия продуктуларынын негизги микробдук түрлөрү болуп саналат, алар EET мүнөздөмөсүнө ээ болушу керек. Демек, бул электрохимиялык активдүү микроорганизмдер EET аркылуу коррозияга өбөлгө түзө алат жана коррозия продуктулары пайда болгон сайын алардын жамаатынын курамы ар кандай иондук түрлөрдүн таасири астында өзгөрөт. Тескерисинче, 9% Cr менен болоттон микробдук коомчулук башка болоттордон айырмаланган (сүрөт 8б). 14 айдан кийин FeOB менен байытуудан тышкары Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea жана Thiomonas сыяктуу байытылды (7i-сүрөт). Бул өзгөрүү көмүртек болот сыяктуу башка коррозияга дуушар болгон материалдардан кескин айырмаланат жана коррозия учурунда эриген хромго бай иондор таасир этиши мүмкүн. Белгилей кетсек, Тиомонас күкүрттү кычкылдандыруучу касиетке гана ээ эмес, ошондой эле Fe (II) кычкылдандыруучу касиетке, EET системасына жана оор металлга толеранттуулукка ээ48,49. Алар Fe(II) кычкылдануу активдүүлүгүнүн жана/же металл электрондорунун тикелей сарпталышынын эсебинен байытылышы мүмкүн. Мурунку изилдөөдө Beggiatoacea салыштырмалуу жогорку көптүгү бул бактериялар Cu жана Cr сыяктуу уулуу металлдарга туруктуу болушу мүмкүн экенин көрсөтүп, үзгүлтүксүз biofilm мониторинг системасын колдонуу Cu боюнча биофильмдер байкалган. Бирок Beggiatoacea бул чөйрөдө өсүш үчүн керектүү энергия булагы белгисиз.
Бул изилдөө тузсуз чөйрөдө коррозия учурунда микробдук жамааттардагы өзгөрүүлөрдү билдирет. Ошол эле чөйрөдө микробдук жамааттар металлдын түрү боюнча айырмаланган. Мындан тышкары, биздин натыйжалар темирге көз каранды микробдук энергетикалык зат алмашуу SRB сыяктуу башка микроорганизмдер жактырган аш болумдуу бай чөйрөнүн пайда болушуна өбөлгө болуп, коррозиянын алгачкы баскычтарында FeOB маанилүүлүгүн тастыктайт. тузсуз чөйрөдө MIC азайтуу үчүн, FeOB жана IRB байытуу чектелиши керек.
Бул изилдөөдө тогуз металл колдонулган жана 50 × 20 × 1-5 мм блокторуна иштетилген (ASTM 395 болот 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 Type 304 жана 316 Дат баспас болоттон жасалган, калыңдыгы: 1мм), эки 4мм тешиктери бар. Хром болоттору кум кагаз менен, ал эми башка металлдар 600 кум кагаз менен жылмаланган. Бардык үлгүлөр 99,5% этанол менен sonicated, кургатылган жана таразага алынган. Ар бир металлдын он үлгүсү коррозия ылдамдыгын эсептөө жана микробиома анализи үчүн колдонулган. Ар бир үлгү PTFE таякчалары жана бөлгүчтөр менен тепкич түрүндө бекитилген (φ 5 × 30 мм, Кошумча 2-сүрөт).
Бассейндин көлөмү 1100 метр куб, тереңдиги 4 метрге жакын. Суунун агып кириши 20 м3 ч-1 түздү, ашыкча агып чыгып, суунун сапаты мезгилдүү өзгөргөн жок (Кошумча 3-сүрөт). Үлгү тепкич резервуардын ортосуна илинген 3 м болот зымга түшүрүлөт. 1, 3, 6, 14 жана 22 айларында бассейнден эки комплект тепкич алынып салынды. Бир тепкичтен алынган үлгүлөр салмак жоготууну өлчөө жана коррозия ылдамдыгын эсептөө үчүн колдонулган, ал эми башка тепкичтен алынган үлгүлөр микробиома анализи үчүн колдонулган. Чөмүлүүчү резервуардагы эриген кычкылтек ээриген кычкылтек сенсорунун (InPro6860i, Mettler Toledo, Колумбус, Огайо, АКШ) жардамы менен жер бетине жана түбүнө жакын жерде, ошондой эле ортодо өлчөнгөн.
Үлгүлөрдөгү коррозия продуктулары жана биоплёнкалар пластик кыргыч менен кырып же кебез менен сүртүп, андан кийин УЗИ ваннасын колдонуу менен 99,5% этанолдо тазаланган. Андан кийин үлгүлөр ASTM G1-0351 ылайык Кларктын эритмесинде чөмүлдүрүлгөн. Бардык үлгүлөр кургатуу аяктагандан кийин таразага тартылды. Ар бир үлгү үчүн коррозия ылдамдыгын (мм/жыл) төмөнкү формула менен эсептеңиз:
мында К – туруктуу (8,76×104), Т – экспозиция убактысы (ч), А – беттин жалпы аянты (см2), W – массанын жоготуусу (г), D – тыгыздык (г см–3).
Үлгүлөрдү таразага салгандан кийин 3D өлчөөчү лазердик микроскоптун (LEXT OLS4000, Olympus, Токио, Япония) жардамы менен бир нече үлгүлөрдүн 3D сүрөттөрү алынды.
Посттун убактысы: Ноябр-20-2022
