Gratias tibi ago quod Nature.com invisisti. Versione navigatri uteris quae CSS sustinet limitatum. Pro optima experientia, commendamus ut navigatro recentiore utaris (aut Modum Compatibilitatis in Internet Explorer debilites). Praeterea, ut auxilium continuum praestemus, situm sine stylis et JavaScript monstramus.
Series trium diapositivarum simul ostendit. Utere bullis "Prior" et "Sequens" ad tres diapositivas simul movendas, vel bullis cursoribus in fine ad tres diapositivas simul movendas utere.
In ambitu aquae dulcis, corrosio accelerata chalybis carbonis et inoxidabilium saepe observatur. Studium 22 mensium de immersione in cisterna aquae dulcis hic peractum est, novem generibus chalybis utens. Corrosio accelerata in chalybibus carbonis et chromii et ferro fuso observata est, dum in chalybe inoxidabili nulla corrosio visibilis etiam post 22 menses observata est. Analysis communitatis microbialis demonstravit, durante corrosione generali, bacteria Fe(II)-oxidantia locupletata esse in primo stadio corrosionis, bacteria Fe(III)-reducentia locupletata esse in stadio evolutionis corrosionis, et bacteria sulfato-reducentia locupletata esse in stadio finali corrosionis producti. Contra, bacteria Beggiatocaea praesertim numerosa erant in chalybe cum 9% Cr subiecto corrosioni locali. Hae compositiones communitatum microbialium etiam differebant ab illis in exemplaribus aquae et sedimenti fundi. Ita, cum corrosio progreditur, communitas microbialis mutationes dramaticas subit, et metabolismus energiae microbialis ferro dependens ambitum creat qui alios microorganismos locupletare potest.
Metalla propter varios factores physicos et chemicos ambientales, ut pH, temperaturam et concentrationem ionum, deteriorari et corrodere possunt. Conditiones acidicae, temperaturae altae et concentrationes chloridi corrosionem metallorum praecipue afficiunt1,2,3. Microorganismi in ambitu naturali et aedificato saepe detritionem et corrosionem metallorum influunt, quod genus actionis in corrosione microbica (MIC) exprimitur4,5,6,7,8. MIC saepe invenitur in ambitu ut tubis interioribus et cisternis repositionis, in fissuris metallorum, et in solo, ubi subito apparet et celeriter evolvitur. Quapropter, monitorium et detectio praecox MIC difficillima est, ita analysis MIC plerumque post corrosionem perficitur. Numerosa studia casuum MIC relata sunt in quibus bacteria sulfato reducentia (SRB) saepe in productis corrosionis inventa sunt9,10,11,12,13. Attamen, incertum manet utrum SRB ad initiationem corrosionis conferant, cum detectio eorum in analysi post corrosionem fundatur.
Nuper, praeter bacteria iodum oxidantia21, varia microorganismi ferrum degradantes relata sunt, ut SRB ferrum degradantes14, methanogena15,16,17, bacteria nitratos reducentia18, bacteria ferrum oxidantia19 et acetogena20. Sub condicionibus anaerobicis vel microaerobicis laboratorium, pleraque eorum ferrum zero-valente et chalybem carbonicum corrodunt. Praeterea, mechanismi corrosionis eorum suggerunt methanogena et SRB ferrum corrosiva corrosionem promovere per colligendos electrones ex ferro nullo-valente utens hydrogenasis extracellularibus et cytochromatibus multiheme, respective22,23. MICs in duo genera dividuntur: (i) MIC chemica (CMIC), quae est corrosio indirecta a speciebus microbialiter productis, et (ii) MIC electrica (EMIC), quae est corrosio directa per depletionem electronum metalli24. EMIC facilitata per translationem electronum extracellularem (EET) magni momenti est quia microorganismi cum proprietatibus EET corrosionem celeriorem quam microorganismi non-EET causant. Dum responsum limitans velocitatem CMIC sub condicionibus anaerobicis est productio H2 per reductionem protonum (H+), EMIC procedit per metabolismum EET, qui a productione H2 independens est. Mechanismus EET in variis microorganismis cum effectu combustibilis cellularis microbialis et electrobiosynthesis coniunctus est25,26,27,28,29. Quia condiciones culturae horum microorganismorum corrosivorum ab illis in ambitu naturali differunt, non liquet utrum hi processus corrosionis microbialis observati corrosionem in praxi reflectant. Quapropter difficile est mechanismum MIC ab his microorganismis corrosivis inductum in ambitu naturali observare.
Progressus technologiae sequentiationis DNA studium singularum communitatum microbicarum in ambitu naturali et artificiali faciliorem reddidit; exempli gratia, delineatio microbica, innixa sequentiae geni 16S rRNA utens sequentiatoribus novae generationis, in agro oecologiae microbicae adhibita est30,31,32. Multa studia MIC edita sunt quae communitates microbicas in ambitu solo et marino detailaverunt13,33,34,35,36. Praeter SRB, locupletatio in bacteriis Fe(II)-oxidantibus (FeOB) et nitrificantibus in exemplaribus corrosionis, e.g. FeOB, ut Gallionella spp. et Dechloromonas spp., et bacteriis nitrificantibus, ut Nitrospira, etiam relata est. spp., in chalybibus carbonis et cupriferentibus in mediis solo33. Similiter, in ambitu marino, rapida colonizatio bacteriorum ferrum oxidantium, quae ad classes Zetaproteobacteria et Betaproteobacteria pertinent, per aliquot septimanas in chalybe carbonis36 observata est. Haec data contributionem horum microorganismorum ad corrosionem indicant. Attamen, in multis studiis, duratio et greges experimentales limitati sunt, et parum de dynamicis communitatibus microbialibus tempore corrosionis notum est.
Hic, concentrationes minimae oxygenii (MICs) chalybis carbonici, chalybis chromici, chalybis inoxidabilis, et ferri fusi investigamus, utens studiis immersionis in ambiente aerobico aquae dulcis cum historia eventuum MIC. Exempla post 1, 3, 6, 14, et 22 menses sumpta sunt, et celeritas corrosionis cuiusque metalli et componentium microbialium investigata est. Nostrae conclusiones perspicuitatem in dynamicam diuturnam communitatum microbialium durante corrosione praebent.
Ut in Tabula 1 demonstratur, novem metalla in hoc studio adhibita sunt. Decem exempla cuiusque materiae in piscina aquae dulcis immersa sunt. Qualitas aquae processus haec est: 30 ppm Cl⁻, 20 mS m⁻¹, 20 ppm Ca2⁺, 20 ppm SiO⁻, turbiditas 1 ppm et pH 7.4. Concentratio oxygenii dissoluti (DO) in imo scalae exemplificationis erat circiter 8.2 ppm et temperatura aquae a 9 ad 23°C per tempora variabat.
Ut in Figura 1 demonstratur, post unum mensem immersionis in ambitus ferri fusi ASTM A283, ASTM A109 Condition #4/5, ASTM A179, et ASTM A395, producta corrosionis fusca in superficie chalybis carbonis in forma corrosionis generalisatae observata sunt. Ponderis amissio horum speciminum cum tempore aucta est (Tabula Supplementaria 1) et rata corrosionis 0.13–0.16 mm per annum erat (Fig. 2). Similiter, corrosio generalis observata est in chalybibus cum parvo contento Cr (1% et 2.25%) cum rata corrosionis circiter 0.13 mm/annum (Figurae 1 et 2). Contra, chalybs cum 9% Cr corrosionem localizatam exhibet quae in rimas a obturatoribus formatis occurrit. Rata corrosionis huius speciminis est circiter 0.02 mm/annum, quae significanter minor est quam chalybis cum corrosione generali. Contra, chalybes inoxidabiles typi 304 et -316 nullam corrosionem visibilem ostendunt, cum ratibus corrosionis aestimatis <0.001 mm y⁻¹. Contra, chalybes inoxidabiles typi 304 et -316 nullam corrosionem visibilem ostendunt, cum accelerationibus aestimatis <0.001 mm y⁻¹. апротив, нержавеющие стали типов 304 и 316 не проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скорость кость скорость корозии, при этом расчетная /год. Contra, chalybes inoxidabiles Typi 304 et 316 nullam corrosionem visibilem ostendunt, cum aestimatione corrosionis rate <0.001 mm/annum.304 -316 <0.001 mm y−1。304 -316 <0.001 mm y−1。 апротив, нержавеющие стали типа 304 и -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростью. Contra, chalybes inoxidabiles typi 304 et -316 nullam corrosionem visibilem ostenderunt, cum celeritate corrosionis designata <0.001 mm/annum.
Monstrantur imagines macroscopicae cuiusque speciminis (altitudo 50 mm × latitudo 20 mm) ante et post detartrationem. 1 metrum, 1 mensis; 3 metra, 3 menses; 6 metra, 6 menses; 14 metra, 14 menses; 22 metra, 22 menses; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condicio 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, chalybs 1% Cr; 3C, chalybs 2.25% Cr; chalybs 9C, chalybs 9% Cr; S6, chalybs inoxidabilis 316; S8, chalybs inoxidabilis typus 304.
Celeritas corrosionis computata est adhibita iactura ponderis et tempore immersionis. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, induratum 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, chalybs 1% Cr, 3 C, chalybs 2.25% Cr, 9 C, chalybs 9% Cr, S6, chalybs inoxidabilis typus 316; S8, chalybs inoxidabilis typus 304.
In figura 1 etiam apparet producta corrosionis chalybis carbonis, chalybis Cr humilis et ferri fusi ulterius evolvi post immersionem per tres menses. Ratio corrosionis totalis gradatim ad 0.07 ~ 0.08 mm/anno post 22 menses decrevit (Figura 2). Accedit quod ratio corrosionis chalybis 2.25% Cr paulo inferior erat quam aliorum speciminum corrosorum, quod indicat Cr corrosionem inhibere posse. Praeter corrosionem generalem, secundum ASTM A179, corrosio localis post 22 menses observata est cum profunditate corrosionis circiter 700 µm (Figura 3). Ratio corrosionis localis, computata utens profunditate corrosionis et tempore immersionis, est 0.38 mm/anno, quae est circiter quinquies velocior quam corrosio generalis. Ratio corrosionis mixturae ASTM A395 subaestimari potest, quia producta corrosionis non plene squamas removent post 14 vel 22 menses immersionis in aqua. Tamen, differentia minima esse debet. Accedit quod multae foveae parvae in chalybe chromii humilis corroso observatae sunt.
Imago plena (scala: 10 mm) et corrosio localizata (scala: 500 µm) ASTM A179 et chalybis 9% Cr ad maximam profunditatem utens microscopio laserico 3D. Circuli rubri in imagine plena corrosionem localizatam mensuratam indicant. Prospectus plena chalybis 9% Cr a parte inversa in Figura 1 ostenditur.
Ut in figura 2 demonstratur, pro chalybe cum 9% Cr, nulla corrosio intra 3-14 menses observata est, et celeritas corrosionis fere nulla erat. Attamen, corrosio localis post 22 menses observata est (Figura 3) cum celeritate corrosionis 0.04 mm/annum, adhibita amissione ponderis computata. Maxima profunditas corrosionis localis est 1260 µm et celeritas corrosionis localis aestimata adhibita profunditate corrosionis et tempore immersionis (22 menses) est 0.68 mm/annum. Quia punctum exactum quo corrosio incipit ignotum est, celeritas corrosionis altior esse potest.
Contra, nulla corrosio visibilis in chalybe inoxidabili observata est, etiam post immersionem viginti duos menses. Quamquam paucae particulae fuscae in superficie ante detartrationem (Fig. 1) visae sunt, hae particulae leviter adhaerebant nec erant producta corrosionis. Cum metallum in superficie chalybis inoxidabilis iterum appareat postquam stercora remota est, celeritas corrosionis fere nulla est.
Amplicon sequentiatio peracta est ad differentias et dynamicas communitatum microbicarum per tempus in productis corrosionis et biopelliculis in superficiebus metallicis, in aqua et sedimentis intellegendas. Summa 4 160 012 lectionum accepta est, cum ambitu lectionum ab 31 328 ad 124 183.
Indices Shannonenses exemplorum aquae ex haustibus aquae et stagnis sumptorum a 5.47 ad 7.45 variabant (Fig. 4a). Cum aqua fluminis recuperata ut aqua industrialis adhibeatur, communitas microbica secundum tempora anni mutari potest. Contra, index Shannonense exemplorum sedimenti fundi erat circa 9, qui significanter altior est quam is exemplorum aquae. Similiter, exempla aquae indices Chao1 computatos inferiores et unitates taxonomicas operationales (OTUs) observatas inferiores habebant quam exempla sedimenti (Fig. 4b, c). Hae differentiae sunt statistica ratione significativae (test Tukey-Kramer; valores p < 0.01, Fig. 4d), quod indicat communitates microbiales in exemplaribus sedimenti esse complexiores quam eas in exemplaribus aquae. Hae differentiae sunt statistica ratione significativa (test Tukey-Kramer; valores p < 0.01, Fig. 4d), quod indicat communitates microbiales in exemplaribus sedimenti esse magis complexas quam eas in exemplaribus aquae. ти различия статистически начимы (критерий Тьюки-Крамера; начения p <0,01, рис. 4d), что указытоет на казытоет на казытоет на ения p<0,01, рис. 4d), что указытоет на казытоет на казывает сообщества в образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. Hae differentiae sunt statistica ratione significativae (test Tukey-Kramer; valores p <0.01, Fig. 4d), quod indicat communitates microbiales in exemplaribus sedimenti esse magis complexas quam in exemplaribus aquae.Tukey-Kramer < 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。tukey-kramer p <0.01 4d） ти различия ли статистически начимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволяотот поволяотот поволяотот повол. икробные сообщества в образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. Hae differentiae erant statistica ratione significativae (test Tukey-Kramer; valor p <0.01, Fig. 4d), suggerentes communitates microbiales in exemplaribus sedimenti fuisse complexiores quam in exemplaribus aquae.Cum aqua in pelvi redundante perpetuo renovetur et sedimenta in fundo pelvis sine perturbatione mechanica subsidant, haec differentia in diversitate microbica oecosystematis in pelvi demonstrare debet.
a Index Shannon, b Unitas taxonomica operationalis observata (OTU), et c Index absorptionis Chao1 (n=6) et pelvis (n=5). Aqua, sedimentum (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) et 9% (9 C: n = 5) chalybes Cr, necnon chalybes inoxidabiles typi 316 (S6: n = 5) et -304 (S8: n = 5) in diagrammatibus quadratis et vibrissarum monstrantur. d Valores p pro indicibus Shannon et Chao1 obtenti per ANOVA et probationes comparationis multiplices Tukey-Kramer. Fundi rubri paria cum valoribus p < 0.05 repraesentant. Fundi rubri paria cum valoribus p < 0.05 repraesentant. расные оны представляют пары со начениями p <0.05. Fundi rubri paria cum valoribus p < 0.05 repraesentant.p < 0.05p < 0.05 расные оны представляют пары с p-значениями <0.05. Fundi rubri paria cum valoribus p <0.05 repraesentant.Linea in medio arcae, summo et imo arcae, et vibrissae medianam, percentiles vicesimum quintum et septuagesimum quintum, et valores minimum et maximum respective repraesentant.
Indices Shannon pro chalybe carbonico, chalybe chromio humili, et ferro fuso similes erant illis pro exemplaribus aquae (Fig. 4a). Contra, indices Shannon exemplorum chalybis inoxidabilis significanter altiores sunt quam illi chalybis corrosi (valores p < 0.05, Fig. 4d) et similes illis sedimentorum. Contra, indices Shannon exemplorum chalybis inoxidabilis significanter altiores sunt quam ii chalybis corrosi (valores p < 0.05, Fig. 4d) et similes iis sedimentorum. апротив, индексы еннона образцов из нержавеющей стали начительно выше, чем у корродированных сталеованных сталелино выше, ем у корродированных сталеованных ( 4d), и аналогичны индексам отложений. Contra, indices Shannon speciminum chalybis inoxidabilis significanter altiores sunt quam illi chalybum corrosorum (valores p < 0.05, Fig. 4d) et similes sunt indicibus depositi.p < 0.05，图4d），与沉积物相似。p < 0.05，图4d），与沉积物〸 апротив, индекс еннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чем у корраов из нержавеющей стали л начительно выше, чем у корраов рис. 4d), как и у отложений. Contra, index Shannon speciminum chalybis inoxidabilis significanter altior erat quam chalybis corrosi (valor p < 0.05, Fig. 4d), sicut et depositum.Contra, index Shannon pro chalybe cum 9% Cr a 6.95 ad 9.65 variabat. Hi valores multo altiores erant in exemplaribus non corrosis post unum et tres menses quam in exemplaribus corrosis post sex, quattuordecim et viginti duos menses (Fig. 4a). Praeterea, indices Chao1 et OTUs observati chalybum 9% Cr altiores sunt quam ii exemplorum corrosorum et aquae et inferiores quam ii exemplorum non corrosorum et sedimenti (Fig. 4b, c), et differentiae sunt statistica significatione (valores p < 0.01, Fig. 4d). Praeterea, indices Chao1 et OTU observati chalybum 9% Cr altiores sunt quam ii exemplorum corrosorum et aquae, et inferiores quam ii exemplorum non corrosorum et sedimenti (Fig. 4b, c), et differentiae sunt statistica significatione (valores p < 0.01, Fig. 4d).Praeterea, Chao1 et OTU observata chalybum cum 9% Cr altiores sunt quam illis exemplorum corrosorum et aquosorum et inferiores quam illis exemplorum non corrosorum et sedimentariorum (Fig. 4b, c), et differentiae sunt statistica significatione.(p-значения <0.01, рис. 4d). (valores p < 0.01, Fig. 4d).9% Cr Chao1 OTU 4b，c），差异具有统计学意义（p < 0.01，图4d）。9% CR Chao1 rtu 4b c） p <0.01 4d 4d роме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9% Cr были выше, чем у корводированных и вбазцованных и вбаин ем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница ла статистически начимой (p- значенис. 4). Praeterea, index Chao1 et OTU observata chalybis 9% Cr altiores erant quam illis exemplorum corrosorum et aquosorum et inferiores quam illis exemplorum non corrosorum et sedimentariorum (Fig. 4b,c), et differentia statistica significatione significans erat (valor p < 0.01, Fig. 4d).Haec eventa indicant diversitatem microbialem in productis corrosionis minorem esse quam in biopelliculis in metallis non corrosis.
In figura 5a delineatio Analyseos Coordinatarum Principalium (PCoA) ostenditur, quae in distantia non ponderata UniFrac pro omnibus exemplaribus fundatur, tribus gregibus maioribus observatis. Communitates microbiales in exemplaribus aquae significanter differebant ab aliis communitatibus. Communitates microbiales in sedimentis etiam communitates chalybis inoxidabilis includebant, dum in exemplaribus corrosionis late differunt. Contra, tabula chalybis cum 9% Cr in greges non corrosos et corrosos dividitur. Proinde, communitates microbiales in superficiebus metallicis et productis corrosionis significanter differunt ab illis in aqua.
Diagramma analysis coordinatarum principalium (PCoA) fundatum in distantiis UniFrac non ponderatis in omnibus exemplaribus (a), aqua (b), et metallis (c). Circuli singulos greges illustrant. Traiectoriae lineis repraesentantur quae periodos exemplorum in serie connectent. 1 metrus, 1 mensis; 3 metra, 3 menses; 6 metra, 6 menses; 14 metra, 14 menses; 22 metra, 22 menses; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condicio 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, chalybs 1% Cr; 3C, chalybs 2.25% Cr; chalybs 9C, chalybs 9% Cr; S6, chalybs inoxidabilis 316; S8, chalybs inoxidabilis typus 304.
Cum ordine chronologico dispositae sunt, diagrammata PCoA exemplorum aquae in dispositione circulari erant (Fig. 5b). Haec transitio cycli mutationes secundum tempora anni reflectere potest.
Praeterea, tantum duo coetus (corrosi et non corrosi) in graphicis PCoA exemplorum metallicorum observati sunt, ubi (praeter chalybem chromii 9%) mutatio communitatis microbialis ab 1 ad 22 menses etiam observata est (Figura 5c). Accedit quod, cum transitiones in exemplis corrosis maiores essent quam in exemplis non corrosis, correlatio inter mutationes in communitatibus microbialibus et progressionem corrosionis exstitit. In exemplis chalybis cum 9% Cr, duo genera communitatum microbialium revelata sunt: ​​puncta ad 1 et 6 menses, prope chalybem inoxidabilem sita, et alia (3, 14, et 22 menses), in punctis prope chalybem corrosum sita. Schedulae ad 1 mensem et 6 menses ad extractionem DNA adhibitae non corrosae erant, dum schedulae ad 3, 14 et 22 menses corrosae erant (Figura Supplementaria 1). Ergo, communitates microbiales in exemplis corrosis ab illis in aqua, sedimento, et exemplis non corrosis differebant et mutabantur dum corrosio progrediebatur.
Praecipua genera communitatum microbicarum in exemplaribus aquae observata erant Proteobacteria (30.1–73.5%), Bacteroidetes (6.3–48.6%), Planctomycetota (0.4–19.6%) et Actinobacteria (0–17.7%), quarum abundantia relativa inter exempla variabat (Fig. 6); exempli gratia, abundantia relativa Bacteroidetum in aqua stagni maior erat quam in aqua abstracta. Haec differentia tempore residentiae aquae in cisterna redundanti affici potest. Haec genera etiam in exemplaribus sedimenti fundi observata sunt, sed abundantia relativa earum significanter differebat ab ea in exemplaribus aquae. Praeterea, contentum relativum Acidobacteriotae (8.7–13.0%), Chloroflexi (8.1–10.2%), Nitrospirotae (4.2–4.4%) et Desulfobacteriotae (1.5–4.4%) maius erat quam in exemplaribus aquae. Cum fere omnes species Desulfobacteriotae SRB37 sint, ambitus in sedimento anaerobicus esse debet. Quamquam Desulfobacterota corrosionem fortasse afficiunt, periculum infimum esse debet, quia earum abundantia relativa in aqua piscinae <0.04% est. Quamquam Desulfobacterota corrosionem fortasse afficiunt, periculum infimum esse debet, quia earum abundantia relativa in aqua piscinae <0.04% est. отя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольку их относит. воде ассейна составляет <0.04%. Quamquam Desulfobacterota corrosionis effectum habere possint, periculum infimum esse debet, cum eorum abundantia relativa in aqua piscinae <0.04% sit.<0.04%。 <0.04%. отя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку их относительиносительиносительиносительольку их относительиносительино низким; ассейна составляет <0.04%. Quamquam genus Desulfobacilli corrosionem afficere potest, periculum infimum esse debet, cum eorum abundantia relativa in aqua piscinae <0.04% sit.
RW et Aer exempla aquae ex haustu aquae et ex pelvi respective repraesentant. Sedimentum-C, -E, -W sunt exempla sedimenti sumpta ex centro fundi pelvis, necnon ex lateribus orientalibus et occidentalibus. 1 metrum, 1 mensis; 3 metra, 3 menses; 6 metra, 6 menses; 14 metra, 14 menses; 22 metra, 22 menses; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, condicio 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, chalybs 1% Cr; 3C, chalybs 2.25% Cr; chalybs 9C, chalybs 9% Cr; S6, chalybs inoxidabilis 316; S8, chalybs inoxidabilis typus 304.
In gradu generis, proportio paulo maior (6-19%) bacteriorum non classificatorum ad familiam Trichomonadaceae pertinentium, necnon Neosphingosinum, Pseudomonas, et Flavobacterium, omnibus temporibus anni observata est. Ut componentes principales minores, earum partes variantur (Fig. 1). . 7a et b). In tributariis, abundantia relativa Flavobacterii, Pseudovibrii, et Rhodoferrobacteris solum hieme maior erat. Similiter, maior copia Pseudovibrii et Flavobacterii in aqua hiberna pelvis observata est. Ita, communitates microbiales in exemplaribus aquae secundum tempus anni variabant, sed mutationes drasticas per tempus studii non subierunt.
a Aqua inducta, b Aqua piscinae, c ASTM A283, d ASTM A109 temperatura #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, et i 9% Cr chalybs, j Typus-316 et chalybs inoxidabilis K-304.
Proteobacteria erant constituentes principales in omnibus exemplaribus, sed earum abundantia relativa in exemplaribus corrosis decrevit dum corrosio progrediebatur (Fig. 6). In exemplaribus ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 et 1% et 2.25% Cr, abundantia relativa proteobacteriorum decrevit ab 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8%, 83.8%, 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% et 31.3% respective. Contra, abundantia relativa Desulfobacteritarum gradatim augetur ab <0.1% ad 12.5–45.9% cum progressione corrosionis. Contra, abundantia relativa Desulfobacteritarum gradatim augetur ab <0.1% ad 12.5–45.9% cum progressione corrosionis. апротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% до 12,5–45,9% по ере развии. Contra, abundantia relativa Desulfobacteritarum gradatim augetur ab <0.1% ad 12.5–45.9% dum corrosio progreditur.<0.1% 12.5-45.9%。<0.1% апротив, относительная исленность Desulfobacillus постепенно увеличивалась с<0,1% до 12,5–45,9% по ере развити. развити. Contra, abundantia relativa Desulfobacilli gradatim crevit ab <0.1% ad 12.5–45.9%, dum corrosio progreditur.Itaque, corrosione progrediente, Proteobactereira a Desulfobacterota substituta est.
Contra, biopelliculae in chalybe inoxidabili non corroso easdem proportiones bacteriorum diversorum continebant. 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%) et Chloroflexi (2.1–8.8%). Inventum est proportionem Nitrospirotae in exemplaribus chalybis inoxidabilis gradatim augeri (Fig. 6). Hae proportiones similes sunt illis in exemplaribus sedimenti, quod congruit cum diagramma PCoA in Fig. 5a monstrato.
In exemplaribus ferri 9% Cr continentibus, duo genera communitatum microbicarum observata sunt: ​​communitates microbicae unius mensis et sex mensium similes erant illis in exemplaribus sedimenti fundi, dum proportio proteobacteriorum in exemplaribus corrosionis 3, 14, et 22 significanter aucta est. Praeterea, hae duae communitates microbicae in exemplaribus ferri 9% Cr cum globulis divisis in graphico PCoA in Figura 5c monstrato correspondebant.
In gradu generis, plus quam duo milia unitarum operationalium (OTU) bacteria et archaea non assignata continentium observata sunt. In gradu generis, plus quam duo milia unitarum operationalium (OTU) bacteria et archaea non assignata continentium observata sunt.In gradu generis, plus quam duo milia OTU observata sunt bacteria et archaea ignota continentia.In gradu generis, plus quam duo milia OTU observata sunt, bacteria et archaea non specificata continentia. Inter ea, decem OTU cum magna multitudine in quoque exemplo consideravimus. Hoc comprehendit 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% et 21.8-45.1% in ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, chalybes Cr 1%, 2.25% et 9% et chalybes inoxidabiles Typi 316 et -304.
Quantitas relative alta monolithorum dechlorinatorum cum proprietatibus oxidantibus Fe(II) observata est in exemplaribus corrosionis ut ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 et chalybs cum 1% et 2.25% Cr. in stadio corrosionis primo (1 mense et 3 mensibus, Fig. 7c-h). Proportio Dechloromonadis tempore decrevit, quod decremento Proteobacteriarum congruens erat (Fig. 6). Praeterea, proportiones Dechloromonadis in biopelliculis exemplarium non corrosorum sunt <1%. Praeterea, proportiones Dechloromonadis in biopelliculis exemplarium non corrosorum sunt <1%. роме того, доля Dechloromonas в иопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Praeterea, proportio Dechloromonadis in biopelliculis speciminum non corrosorum est <1%.<1%。< 1% роме того, доля Dechloromonas в иопленке некорродированных образцов ла <1%. Praeterea, proportio Dechloromonadis in biopellicula speciminum non corrosorum erat <1%.Ergo, inter producta corrosionis, Dechloromonas in primo corrosionis stadio significanter locupletatur.
Contra, in ASTM A179, ASTM A109 temperatis #4/5, ASTM A179, ASTM A395 et chalybibus cum 1% et 2.25% Cr, proportio specierum SRB Desulfovibrio tandem post 14 et 22 menses aucta est (Fig. 7c–h). Desulfofibrion valde humile erat vel non detectum in primis corrosionis stadiis, in exemplaribus aquae (Fig. 7a, b) et in biopelliculis non corrosis (Fig. 7j, j). Hoc vehementer suggerit Desulfovibrion ambitum productorum corrosionis formatorum praeferre, quamquam corrosionem in primis corrosionis stadiis non afficiunt.
Bacteria Fe(III)-reducentia (RRB), ut Geobacter et Geothrix, in productis corrosionis in mediis corrosionis stadiis (mensibus 6 et 14) inventa sunt, sed proportio stadiorum posteriorum (mensibus 22) corrosionis in illis maior est, relative humilis (Fig. 7c, eh). Genus Sideroxydans cum proprietatibus oxidationis Fe(II) similem actionem ostendit (Fig. 7f), ita proportio FeOB, IRB, et SRB tantum maior erat in exemplaribus corrosis. Hoc vehementer suggerit mutationes in his communitatibus microbialibus cum progressione corrosionis consociari.
In chalybe cum 9% Cr post 3, 14 et 22 menses corroso, maior proportio membrorum familiae Beggiatoaceae (8.5–19.6%) observata est, quae proprietates sulfur oxidantes exhibere possunt, et sideroxidana (8.4–13.7%) observata sunt (Fig. 1). 7i) Praeterea, Thiomonas, bacterium sulfur oxidans (SOB), in maioribus numeris (3.4% et 8.8%) post 3 et 14 menses inventum est. Contra, bacteria nitratos reducentia Nitrospira (12.9%) in exemplaribus 6 mensium non corrosis observata sunt. Proportio aucta Nitrospirae etiam in biopelliculis in chalybe inoxidabili post immersionem observata est (Fig. 7j,k). Ita, communitates microbiales chalybum 9% Cr non corrosorum 1 et 6 mensium similes erant illis in biopelliculis chalybis inoxidabilis. Praeterea, communitates microbiales chalybis 9% Cr, post 3, 14, et 22 menses corrosi, a productis corrosionis chalybis carbonis et chromii humilis necnon ferri fusi differebant.
Incrementum corrosionis plerumque tardius in aqua dulci quam in aqua marina est, quia concentratio ionum chloridi corrosionem metalli afficit. Attamen, nonnulla chalybes inoxidabiles in ambitu aquae dulcis corrodere possunt38,39. Praeterea, MIC initialiter suspicatum est, cum materia corrosa antea in piscina aquae dulcis in hoc studio adhibita observata esset. In studiis immersionis diuturnae, variae formae corrosionis, tres genera communitatum microbicarum, et mutatio in communitatibus microbialibus in productis corrosionis observatae sunt.
Medium aquae dulcis in hoc studio adhibitum est receptaculum clausum aquae technicae ex flumine sumptae, cuius compositionis chemicae relative stabilis et mutationis temperaturae aquae secundum tempora anni a 9 ad 23°C variabilis est. Ergo, fluctuationes secundum tempora anni in communitatibus microbialibus in exemplaribus aquae cum mutationibus temperaturae coniungi possunt. Praeterea, communitas microbialis in aqua piscinae aliquantum differt ab ea in aqua ingressa (Fig. 5b). Aqua in piscina constanter propter redundantiam reponitur. Proinde, DO ad ~8.2 ppm etiam in mediis profunditatibus inter superficiem pelvis et fundum remansit. Contra, ambitus sedimenti anaerobicus esse debet, cum sedimentum in fundo receptaculi sedeat et maneat, et flora microbialis in eo (velut CRP) etiam a flora microbiali in aqua differre debet (Fig. 6). Cum schedulae in piscina longius a sedimentis essent, aquae dulci tantum per studia immersionis sub condicionibus aerobicis expositae sunt.
Corrosio generalis in chalybe carbonico, chalybe chromio humili, et ferro fuso in ambitu aquae dulcis (Figura 1) occurrit, quia hae materiae corrosioni non resistunt. Attamen, celeritas corrosionis (0.13 mm yr-1) sub condicionibus abioticis aquae dulcis altior erat quam in studiis prioribus40 (0.04 mm yr-1) et comparabilis erat celeritati corrosionis (0.02–0.76 mm yr-1) in praesentia microorganismorum 1) Similis condicionibus aquae dulcis40,41,42. Haec accelerata celeritas corrosionis est proprietas MIC.
Praeterea, post immersionem XXII menses, corrosio localisata in pluribus metallis sub productis corrosionis observata est (Fig. 3). Praesertim, celeritas corrosionis localisata in ASTM A179 observata est fere quinquies velocior quam corrosio generalis. Haec insolita forma corrosionis et celeritas corrosionis accelerata etiam in corrosione in eodem obiecto occurrente observata est. Ergo, immersio in hoc studio peracta corrosionem in praxi reflectit.
Inter metalla investigata, chalybs 9% Cr corrosionem gravissimam exhibuit, cum profunditate corrosionis >1.2 mm, quae verisimiliter MIC est propter corrosionem acceleratam et formam corrosionis abnormalem. Inter metalla investigata, chalybs 9% Cr corrosionem gravissimam exhibuit, cum profunditate corrosionis >1.2 mm, quae verisimiliter MIC est propter corrosionem acceleratam et formam corrosionis abnormalem. реди исследованных еталлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с лубиной ко,рроммти> 1,2 ко,роммто вляется из-за ускоренной коррозии и аномальной ормы коррозии. Inter metalla examinata, chalybs cum 9% Cr corrosionem gravissimam ostendit cum profunditate corrosionis >1.2 mm, quae probabiliter est MIC propter corrosionem acceleratam et formam corrosionis abnormalem.9% Cr >1.2 mm，由于加速腐蚀和异常腐蚀形式，很可能是MIC。9% Cr реди исследованных еталлов наиболее сильно кородировала сталь с 9% Cr, с глубиной корерозии >, сорозии >, сорозии >,1,2 , с 9% из-за ускоренных и аномальных форм коррозии. Inter metalla investigata, chalybs cum 9% Cr gravissime corroditur, cum profunditate corrosionis >1.2 mm, probabilissime MIC propter formas corrosionis acceleratas et anomalas.Quia chalybs 9% Cr in applicationibus altae temperaturae adhibetur, eius modus corrosionis antea investigatus est43,44, sed nulla MIC (Intensity Minimum Concentration) pro hoc metallo antea relata est. Cum plurimi microorganismi, praeter hyperthermophilos, in ambitu altae temperaturae (>100°C) inactivi sint, MIC in chalybe 9% Cr in talibus casibus neglegi potest. Cum plurimi microorganismi, praeter hyperthermophilos, in ambitu altae temperaturae (>100°C) inactivi sint, MIC in chalybe 9% Cr in talibus casibus neglegi potest. оскольку многие икроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемператувной> с сокотемператувной> с сокотемператувной> с сратувной 9% Cr в таких случаях ожно не учитывать. Cum multi microorganismi, exceptis hyperthermophilis, in ambitu altae temperaturae (>100°C) inactivi sint, MIC in chalybe cum 9% Cr in talibus casibus neglegi potest.(>100 °C) 9% Cr MIC。 9% Cr (>100°C) оскольку ногие микроорганизмы, кроме ипертермофилов, не проявляют активности в высокотемпературн>100° сокотемпературвных ссокотемпературн. стали с 9% Cr в данном случае ожно не учитывать. Cum multi microorganismi, exceptis hyperthermophilis, activitatem in ambitu altae temperaturae (>100°C) non ostendant, MIC in chalybe cum 9% Cr hoc in casu negligi potest.Cum autem chalybs 9% Cr in ambitu temperaturae mediae adhibetur, variae mensurae ad MIC reducendum adhibendae sunt.
Variae communitates microbiales earumque mutationes in depositis materiae non corrosae et in productis corrosionis in biopelliculis comparatis cum aqua, praeter corrosionem acceleratam (Fig. 5-7), observatae sunt, quod vehementer suggerit hanc corrosionem esse microphonum. Ramirez et al.13 transitionem trium graduum (FeOB => SRB/IRB = > SOB) in oecosystemate microbiano marino per 6 menses referunt, ubi hydrogenii sulfuratum a SRB secundario locupletato productum tandem ad locupletationem SOB conferre potest. Ramirez et al.13 transitionem trium graduum (FeOB => SRB/IRB => SOB) in oecosystemate microbiano marino per 6 menses referunt, ubi hydrogenii sulfuratum a SRB secundario locupletato productum tandem ad locupletationem SOB conferre potest. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской икробной косистеме косистеме в течесяцев 6 а сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 transitionem trium stadiorum (FeOB => SRB/IRB => SOB) in oecosystemate microbiano marino per spatium sex mensium referunt, ubi hydrogenii sulfuratum ex secundaria locupletatione SRB generatum tandem ad locupletationem SOB conferre potest. Ramirez 等人13 6 (FeOB => SRB/IRB => SOB) SRB SOBRamirez 13 6 r srb/IRB sob Ramirez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской икробной косистеме в теениро в теениро в теенио сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итоге нвать оствои Ramirez et al.13 transitionem trium graduum (FeOB => SRB/IRB => SOB) in oecosystemate microbiano marino per spatium sex mensium rettulerunt, in qua hydrogenii sulfur ex secundaria locupletatione SRB productum tandem ad locupletationem SOB conferre potest.McBeth et Emerson36 locupletationem primariam in FeOB rettulerunt. Similiter, locupletatio FeOB per primam corrosionis phasin in hoc studio observatur, sed mutationes microbiales cum progressione corrosionis observatae in chalybe carbonico et 1% et 2.25% Cr necnon ferro fuso per 22 menses sunt FeOB => IRB = > SRB (Fig. 7 et 8). Similiter, locupletatio FeOB per primam corrosionis phasin in hoc studio observatur, sed mutationes microbiales cum progressione corrosionis observatae in chalybe carbonico et 1% et 2.25% Cr necnon ferro fuso per 22 menses sunt FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 et 8). очно так е в том исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозии, но пе крене прогрессирования коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 есяцест . > SRB (рис. 7 и 8). Similiter, in hoc studio locupletatio in FeOB in stadio corrosionis primo observatur, sed mutationes microbiales dum corrosio progreditur, quae in chalybe carbonico et 1% et 2.25% Cr necnon ferro fuso per 22 menses observatae sunt FeOB => IRB => SRB (Figurae 7 et 8).FeOB 的富集，但在碳和1% 2.25% Cr 22 FeOB => IRB => SRB（图7 8）。feob 1% 2.25% Cr 22 FEOB => IRB => SRB（图7和8）。 налогичным образом, в том исследовании наблюдалось обогащение FeOB на ранних стадиях кокрозии, нобиоиии, нобиоиии, нобо ииооаение FeOB на ранни изменения, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 есяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 7 рис. Similiter, locupletatio FeOB in primis corrosionis stadiis in hoc studio observata est, sed mutationes microbiologicae in chalybe carbonico et 1% et 2.25% Cr necnon ferro fuso per 22 menses observatae fuerunt FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 et 8).SRBs facile in ambitu aquae marinae propter altas concentrationes ionum sulfatorum accumulari possunt, sed eorum locupletatio in ambitu aquae dulcis ob parvas concentrationes ionum sulfatorum retardatur. Locupletatio SRB in aqua marina saepe relata est10,12,45.
a Carbonium organicum et nitrogenium per metabolismum energiae Fe(II)-dependentem, oxidum ferri (cellulae rubrae [Dechloromonas sp.] et virides [Sideroxydans sp.]) et bacteria Fe(III) reducentia (cellulae cinereae [Geothrix sp. et Geobacter sp.]) in stadio corrosionis primo, deinde bacteria anaerobia sulfato reducentia (SRP) et microorganismi heterotrophici stadium maturum corrosionis locupletant consumendo materiam organicam accumulatam. b Mutationes in communitatibus microbialibus in metallis corrosioni resistentibus. Cellulae violaceae, caeruleae, flavae et albae bacteria ex familiis Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea et aliis respective repraesentant.
Quod ad mutationes in communitate microbica et possibilem locupletationem SRB attinet, FeOB in primo corrosionis stadio maximi momenti est, et Dechloromonas energiam suam crescentiae ex oxidatione Fe(II) obtinere potest. Microorganismi in mediis elementis vestigialibus continentibus supervivere possunt, sed exponentialiter non crescent. Attamen, piscina in hoc studio adhibita est alveus superfluens, cum influxu 20 m3/h, qui continuo elementa vestigialia continentia iones inorganicos suppeditat. In primis corrosionis stadiis, iones ferrei ex chalybe carbonico et ferro fuso liberantur, et FeOBs (ut Dechloromonas) ea ut fontem energiae utuntur. Vestigia carbonii, phosphatis et nitrogenii ad crescentiam cellularum necessaria in aqua processuali in forma substantiarum organicarum et inorganicarum praesentes esse debent. Ergo, in hoc ambitu aquae dulcis, FeOB initialiter locupletatur in superficiebus metallicis ut chalybe carbonico et ferro fuso. Deinde, IRBs crescere et materiam organicam et oxida ferri ut fontes energiae et acceptores electronum terminales, respective, uti possunt. In productis corrosionis maturis, condiciones anaerobicae nitrogenio locupletatae creari debent propter metabolismum FeOB et IRB. Ergo, SRB celeriter crescere et FeOB et IRB substituere potest (Fig. 8a).
Nuper, Tang et al. corrosionem chalybis inoxidabilis a *Geobacter ferroreducens* in ambitu aquae dulcis propter translationem directam electronum a ferro ad microbios rettulerunt46. Considerando EMIC, contributio microorganismorum cum proprietatibus EET critica est. SRB, FeOB, et IRB sunt principales species microbiales in productis corrosionis in hoc studio, quae proprietates EET habere debent. Ergo, hi microorganismi electrochemice activi ad corrosionem per EET conferre possunt, et compositio communitatis eorum sub influxu variarum specierum ionicarum mutatur dum producta corrosionis formantur. Contra, communitas microbialis in chalybe cum 9% Cr a ceteris chalybibus differebat (Fig. 8b). Post 14 menses, praeter locupletationem cum FeOB, ut Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, et Thiomonas etiam locupletatae sunt (Fig. 7i). Haec mutatio insigniter differt ab illa aliarum materiarum corrosivarum, ut chalybis carbonis, et affici potest ab ionibus chromio divitibus per corrosionem dissolutis. Notandum est Thiomonas non solum proprietates oxidantes sulphuris, sed etiam proprietates oxidantes Fe(II), systema EET, et tolerantiam metallorum gravium habere. Hae bacteriae locupletari possunt propter actionem oxidativam Fe(II) et/vel consumptionem directam electronum metallicorum. In studio priori, copia relative magna Beggiatoaceae observata est in biopelliculis super Cu utens systemate discontinuo monitorio biopelliculae, quod suggerit has bacterias resistentes esse metallis toxicis ut Cu et Cr. Tamen, fons energiae quem Beggiatoacea requirit ad crescendum in hoc ambitu ignotus est.
Hoc studium mutationes in communitatibus microbialibus tempore corrosionis in ambitu aquae dulcis refert. In eodem ambitu, communitates microbiales genere metalli differebant. Praeterea, nostrae conclusiones momentum FeOB in primis corrosionis stadiis confirmant, cum metabolismus energiae microbialis ferro dependens formationem ambitus nutrimentis dives, a microorganismis aliis ut SRB faveat, promoveat. Ad MIC in ambitu aquae dulcis reducendum, locupletatio FeOB et IRB limitata esse debet.
Novem metalla in hoc studio adhibita et in frusta 50 × 20 × 1–5 mm (crassitudo pro chalybe ASTM 395 et 1%, 2.25% et 9% Cr: 5 mm; crassitudo pro ASTM A283 et ASTM A179: 3 mm) tractata sunt. ASTM A109 Temper 4/5 et Typus 304 et 316 Chalybs Inoxidabilis, crassitudo: 1mm), cum duobus foraminibus 4mm. Chalybes chromii charta abrasiva polita sunt et alia metalla charta abrasiva granorum 600 ante immersionem. Omnia exempla cum aethanolo 99.5% sonicata, siccata et ponderata sunt. Decem exempla cuiusque metalli ad computationem corrosionis celeritatis et analysin microbiomatis adhibita sunt. Quodque exemplum modo scalari virgis PTFE et intervallis (φ 5 × 30 mm, Figura Supplementaria 2) fixum est.
Piscina volumen 1100 metrorum cubicorum et profunditatem circiter 4 metrorum habet. Aqua influxit 20 m³ h⁻¹, redundans emissus est, et qualitas aquae non per tempora anni fluctuavit (Figura Suppletoria 3). Scala exemplaris super filum ferreum 3 m in medio piscinae suspensum demittitur. Duae scalarum series e piscina post 1, 3, 6, 14 et 22 menses sublatae sunt. Exempla ex una scala ad mensurandum pondus amittendum et calculandas rates corrosionis adhibita sunt, dum exempla ex altera scala ad analysin microbiomatis adhibita sunt. Oxygenium dissolutum in piscina immersionis prope superficiem et fundum, necnon in medio, mensuratum est, sensore oxygenii dissoluti (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, USA) utens.
Producta corrosionis et biopelliculae in exemplaribus remotae sunt radendo cum scalpro plastico vel detergendo cum penicillo gossypio, deinde purgatae sunt in aethanolo 99.5% utens balneo ultrasonico. Exempla deinde immersa sunt in solutione Clarkiana secundum ASTM G1-0351. Omnia exempla ponderata sunt postquam siccatio completa est. Calcula ratem corrosionis (mm/annum) pro quolibet exemplo utens formula sequenti:
ubi K est constans (8.76 × 10⁴), T est tempus expositionis (h), A est area superficialis totalis (cm²), W est amissio massae (g), D est densitas (g cm–³).
Post ponderationem exemplorum, imagines tridimensionales plurium exemplorum per microscopium lasericum mensurae tridimensionale (LEXT OLS4000, Olympus, Tokyo, Iaponia) obtentae sunt.