Merci fir Äre Besuch op Nature.com. Dir benotzt eng Browserversioun mat limitéierter CSS-Ënnerstëtzung. Fir déi bescht Erfahrung empfeelen mir Iech en aktualiséierte Browser ze benotzen (oder de Kompatibilitéitsmodus am Internet Explorer auszeschalten). Zousätzlech, fir eng weider Ënnerstëtzung ze garantéieren, weisen mir d'Websäit ouni Stiler a JavaScript.
Weist e Karussell vun dräi Folien gläichzäiteg un. Benotzt d'Knäppercher "Virdrun" an "Nächst" fir duerch dräi Folien gläichzäiteg ze navigéieren, oder benotzt d'Schieberknäppercher um Enn fir duerch dräi Folien gläichzäiteg ze navigéieren.
A Séisswaasserëmfeld gëtt dacks eng beschleunegt Korrosioun vu Kuelestoff- a Roststähle observéiert. Hei gouf eng 22 Méint laang Tauchstudie am Séisswaassertank mat néng Stolqualitéiten duerchgefouert. Beschleunegt Korrosioun gouf a Kuelestoff- a Chromstähle a Goss observéiert, während a Roststähle keng siichtbar Korrosioun och no 22 Méint observéiert gouf. Eng Analyse vun der mikrobieller Gemeinschaft huet gewisen, datt während der allgemenger Korrosioun Fe(II)-oxidéierend Bakterien am fréie Stadium vun der Korrosioun, Fe(III)-reduzéierend Bakterien am Stadium vun der Korrosiounsentwécklung a Sulfatreduzéiertend Bakterien am Korrosiounsstadium an der leschter Phas vun der Produktkorrosioun beräichert goufen. Am Géigendeel, Beggiatocaea-Bakterien ware besonnesch vill a Stol mat 9% Cr, deen enger lokaliséierter Korrosioun ausgesat war. Dës Zesummesetzung vu mikrobiellen Gemeinschaften huet sech och vun deenen a Waasser- a Buedemsedimentprouwen ënnerscheet. Sou mécht d'mikrobiell Gemeinschaft, wéi d'Korrosioun virugeet, dramatesch Verännerungen duerch, an den eisenofhängege mikrobiellen Energiemetabolismus schaaft eng Ëmwelt, déi aner Mikroorganismen beräichere kann.
Metaller kënne sech duerch verschidde physikalesch a chemesch Ëmweltfaktoren, wéi pH-Wäert, Temperatur an Ionenkonzentratioun, zersetzen a korrodéieren. Säurege Konditiounen, héich Temperaturen a Chloridkonzentratioune beaflossen besonnesch d'Korrosioun vu Metaller1,2,3. Mikroorganismen an natierlechen an bebauten Ëmfeld beaflossen dacks de Verschleiung a Korrosioun vu Metaller, e Verhalen, dat sech an der mikrobieller Korrosioun (MIC) ausdréckt4,5,6,7,8. MIC gëtt dacks an Ëmfeld wéi Indoor-Päifen a Späichertanken, a Metallspalten an am Buedem fonnt, wou et plötzlech optrieden a sech séier entwéckelt. Dofir ass d'Iwwerwaachung an d'fréi Detektioun vu MICs ganz schwéier, dofir gëtt d'MIC-Analyse normalerweis no der Korrosioun duerchgefouert. Et goufen eng Rei MIC-Fallstudien gemellt, an deenen sulfatreduzéiert Bakterien (SRB) dacks a Korrosiounsprodukter fonnt goufen9,10,11,12,13. Et bleift awer onkloer, ob SRBs zur Initiatioun vun der Korrosioun bäidroen, well hir Detektioun op der Postkorrosiounsanalyse baséiert.
An der leschter Zäit goufen nieft Jod-oxidéierende Bakterien21 och verschidde Mikroorganismen, déi eisen ofbauen, gemellt, wéi zum Beispill eisenofbauend SRB14, Methanogenen15,16,17, Nitratreduzéiert Bakterien18, eisenoxidéierend Bakterien19 an Acetogenen20. Ënner anaerobe oder mikroaerobe Laborbedingungen korrodéieren déi meescht vun hinnen nullvalent Eisen a Kuelestol. Zousätzlech suggeréieren hir Korrosiounsmechanismen, datt eisenkorrosiouns Methanogenen an SRBen d'Korrosioun förderen, andeems se Elektronen aus nullvalentem Eisen mat Hëllef vun extrazelluläre Hydrogenasen a Multihäm-Cytochromen22,23 sammelen. MICen ginn an zwou Zorten opgedeelt: (i) chemesch MIC (CMIC), déi indirekt Korrosioun duerch mikrobiell produzéiert Spezies ass, an (ii) elektresch MIC (EMIC), déi direkt Korrosioun duerch Elektronenofbau vum Metall ass24. EMIC, déi duerch extrazellulär Elektronentransfer (EET) erméiglecht gëtt, ass vu groussem Interessi, well Mikroorganismen mat EET-Eegeschafte méi séier Korrosioun verursaachen wéi Net-EET-Mikroorganismen. Wärend déi geschwindegkeetsbegrenzend Äntwert vu CMIC ënner anaerobe Konditiounen d'H2-Produktioun iwwer Protonenreduktioun (H+) ass, geschitt EMIC iwwer EET-Metabolismus, deen onofhängeg vun der H2-Produktioun ass. De Mechanismus vun EET a verschiddene Mikroorganismen hänkt mat der Leeschtung vum mikrobiellen zelluläre Brennstoff an der Elektrobiosynthese zesummen25,26,27,28,29. Well d'Kulturbedingungen fir dës korrosiv Mikroorganismen sech vun deenen an der natierlecher Ëmwelt ënnerscheeden, ass et net kloer, ob dës observéiert mikrobiell Korrosiounsprozesser d'Korrosioun an der Praxis reflektéieren. Dofir ass et schwéier de MIC-Mechanismus ze beobachten, deen duerch dës korrosiv Mikroorganismen an der natierlecher Ëmwelt induzéiert gëtt.
D'Entwécklung vun der DNA-Sequenzéierungstechnologie huet d'Studie vun den Detailer vu mikrobiellen Gemeinschaften an natierlechen an künstlechen Ëmfeld erliichtert, zum Beispill gouf mikrobiell Profiléierung baséiert op der 16S rRNA Gensequenz mat Hëllef vu Sequenzer vun der neier Generatioun am Beräich vun der mikrobieller Ökologie benotzt30,31,32. Vill MIC-Studien goufen publizéiert, déi mikrobiell Gemeinschaften am Buedem an am Mieresëmfeld detailléiert beschriwwen hunn13,33,34,35,36. Zousätzlech zu SRB gouf och eng Anreicherung vu Fe(II)-oxidéierenden (FeOB) a nitrifizéierenden Bakterien a Korrosiounsproben, z.B. FeOB, wéi Gallionella spp. an Dechloromonas spp., an nitrifizéierenden Bakterien, wéi Nitrospira, a Kuelestoff- a Kofferhaltege Stol a Buedemmedien33 gemellt. Ähnlech gouf an der Mieresëmfeld eng séier Koloniséierung vun eisenoxidéierenden Bakterien, déi zu de Klassen Zetaproteobacteria a Betaproteobacteria gehéieren, zënter e puer Wochen op Kuelestol36 observéiert. Dës Donnéeën weisen de Bäitrag vun dëse Mikroorganismen zur Korrosioun un. Wéi och ëmmer, a ville Studien sinn d'Dauer an d'Experimentalgruppen limitéiert, an et ass wéineg iwwer d'Dynamik vu mikrobiellen Gemeinschaften während der Korrosioun bekannt.
Hei ënnersiche mir d'MICs vu Kuelestol, Chromstol, Edelstol a Goss mat Hëllef vun Tauchstudien an enger aerober Séisswaasserëmfeld mat enger Geschicht vu MIC-Evenementer. Prouwe goufen no 1, 3, 6, 14 an 22 Méint geholl an d'Korrosiounsquote vun all Metall a mikrobieller Komponent gouf ënnersicht. Eis Resultater ginn Abléck an d'laangfristeg Dynamik vu mikrobiellen Gemeinschaften während der Korrosioun.
Wéi an der Tabell 1 gewisen, goufen an dëser Studie néng Metaller benotzt. Zéng Prouwe vun all Material goufen an e Séi mat Séisswaasser ënnergetaucht. D'Qualitéit vum Prozesswaasser ass wéi follegt: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, Trübung 1 ppm a pH 7,4. D'Konzentratioun vum opgeléiste Sauerstoff (DO) um Enn vun der Proufnahmeleeder war ongeféier 8,2 ppm an d'Waassertemperatur louch saisonal tëscht 9 an 23°C.
Wéi an der Figur 1 gewisen, goufen no engem Mount Tauchen an ASTM A283, ASTM A109 Konditioun #4/5, ASTM A179 an ASTM A395 Gossëmfeld brong Korrosiounsprodukter op der Kuelestoluewerfläch a Form vun allgemenger Korrosioun observéiert. De Gewiichtsverloscht vun dëse Prouwe ass mat der Zäit zougeholl (Zousätzlech Tabelle 1) an d'Korrosiounsquote louch bei 0,13–0,16 mm pro Joer (Fig. 2). Ähnlech gouf allgemeng Korrosioun a Stähle mat engem niddrege Cr-Gehalt (1% an 2,25%) mat enger Korrosiounsquote vu ronn 0,13 mm/Joer observéiert (Figuren 1 an 2). Am Géigesaz dozou weist Stol mat 9% Cr lokaliséiert Korrosioun op, déi a Lächer optrieden, déi duerch Dichtungen geformt ginn. D'Korrosiounsquote vun dëser Prouf ass ongeféier 0,02 mm/Joer, wat däitlech méi niddreg ass wéi déi vu Stol mat allgemenger Korrosioun. Am Géigesaz dozou weisen Edelstahl aus dem Typ 304 an 316 keng siichtbar Korrosioun, mat geschätzten Korrosiounsraten vun <0,001 mm y−1. Am Géigesaz dozou weisen Edelstahl aus dem Typ 304 an 316 keng siichtbar Korrosioun, mat geschätzten Beschleunigungsraten vun <0,001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 an 316 не проявляют видимой коррозии, при эстом расчетная сскорозии <0,001 mm/g. Am Géigesaz dozou weisen Edelstahl vun den Typen 304 an 316 keng siichtbar Korrosioun, mat enger geschätzter Korrosiounsquote vun <0,001 mm/Joer.相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速玀㎇<0-101 mm。相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速玀㎇<0-101 mm。 Напротив, нержавеющие стали типа 304 an -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростью коррозио 0,001. Am Géigesaz dozou hunn Edelstahl vun den Typen 304 an -316 keng siichtbar Korrosioun mat enger Designkorrosiounsrate vun <0,001 mm/Joer gewisen.
Hei sinn makroskopesch Biller vun all Prouf (Héicht 50 mm × Breet 20 mm) virun an nom Entkalken. 1 Meter, 1 Mount; 3 Meter, 3 Méint; 6 Meter, 6 Méint; 14 Meter, 14 Méint; 22 Meter, 22 Méint; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, Zoustand 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, Stol 1% Cr; 3C Stol, 2,25% Cr Stol; Stol 9C, Stol 9% Cr; S6, 316 Edelstol; S8, Typ 304 Edelstol.
D'Korrosiounsquote gouf mat Hëllef vum Gewiichtsverloscht an der Tauchzäit berechent. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, gehärtet 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, Stol 1% Cr, 3C, Stol 2,25% Cr, 9C, Stol 9% Cr, S6, Edelstahl Typ 316; S8, Edelstahl Typ 304.
Op Fig. 1 ass och ze gesinn, datt sech Korrosiounsprodukter vu Kuelestol, Stol mat nidderegem Chromgehalt a Goss no 3 Méint weider entwéckelen. Déi allgemeng Korrosiounsquote ass no 22 Méint graduell op 0,07 ~ 0,08 mm/Joer erofgaang (Figur 2). Zousätzlech war d'Korrosiounsquote vu Stol mat 2,25% Chromgehalt liicht méi niddreg wéi bei anere korrodéierte Proben, wat drop hiweist, datt Cr d'Korrosioun hemme kann. Nieft der allgemenger Korrosioun gouf laut ASTM A179 no 22 Méint lokal Korrosioun mat enger Korrosiounsdéift vu ronn 700 µm observéiert (Fig. 3). Déi lokal Korrosiounsquote, berechent mat Hëllef vun der Korrosiounsdéift an der Tauchzäit, ass 0,38 mm/Joer, wat ongeféier 5 Mol méi séier ass wéi déi allgemeng Korrosioun. D'Korrosiounsquote vun der ASTM A395 Legierung kann ënnerschat ginn, well Korrosiounsprodukter no 14 oder 22 Méint Tauchen am Waasser d'Schuel net komplett ewechhuelen. Den Ënnerscheed sollt awer minimal sinn. Zousätzlech goufen vill kleng Lächer am korrodéierte Stol mat nidderegem Chromgehalt observéiert.
Vollbild (Skala: 10 mm) a lokaliséiert Korrosioun (Skala: 500 µm) vun ASTM A179 an 9% Cr Stol op maximaler Déift mat engem 3D-Betrachtungslasermikroskop. Déi rout Kreesser am Vollbild weisen déi gemoossen lokaliséiert Korrosioun un. Eng Vollbildvue vum 9% Cr Stol vun der Récksäit gëtt an der Figur 1 gewisen.
Wéi an der Fig. 2 gewisen, gouf fir Stol mat 9% Cr bannent 3-14 Méint keng Korrosioun observéiert, an d'Korrosiounsquote war praktesch null. Allerdéngs gouf lokal Korrosioun no 22 Méint observéiert (Figur 3) mat enger Korrosiounsquote vun 0,04 mm/Joer, berechent mat Hëllef vum Gewiichtsverloscht. Déi maximal lokal Korrosiounsdéift ass 1260 µm an déi lokal Korrosiounsquote, déi mat Hëllef vun der Korrosiounsdéift an der Tauchzäit (22 Méint) geschat gëtt, ass 0,68 mm/Joer. Well de geneeë Punkt, wou d'Korrosioun ufänkt, net bekannt ass, kann d'Korrosiounsquote méi héich sinn.
Am Géigesaz dozou gouf keng siichtbar Korrosioun um Edelstol observéiert, och net no 22 Méint Tauchen. Obwuel e puer brong Partikelen op der Uewerfläch virum Entkalken observéiert goufen (Fig. 1), ware se schwaach ugehaange a waren keng Korrosiounsprodukter. Well de Metall no der Entfernung vum Kalk erëm op der Edelstoluewerfläch erschéngt, ass d'Korrosiounsquote praktesch null.
Amplikon-Sequenzéierung gouf duerchgefouert fir d'Ënnerscheeder an d'Dynamik vu mikrobiellen Gemeinschaften iwwer Zäit a Korrosiounsprodukter a Biofilmer op Metalloberflächen, a Waasser a Sedimenter ze verstoen. Insgesamt goufen 4.160.012 Miessunge kritt, mat engem Beräich vun 31.328 bis 124.183 Miessunge.
D'Shannon-Indizes vu Waasserprouwen, déi aus Waasseranlagen a Weieren geholl goufen, louchen tëscht 5,47 an 7,45 (Fig. 4a). Well rekultivéiert Flosswaasser als Industriewaasser benotzt gëtt, kann d'mikrobiell Gemeinschaft saisonal änneren. Am Géigesaz dozou war de Shannon-Index vu Buedemsedimentprouwen ongeféier 9, wat däitlech méi héich ass wéi dee vu Waasserprouwen. Ähnlech haten d'Waasserprouwen méi niddreg berechent Chao1-Indizes an observéiert operationell taxonomesch Eenheeten (OTUs) wéi Sedimentprouwen (Fig. 4b, c). Dës Ënnerscheeder si statesch signifikant (Tukey-Kramer-Test; p-Wäerter < 0,01, Abb. 4d), wat drop hiweist, datt d'mikrobiell Gemeinschaften an de Sedimentprouwen méi komplex sinn ewéi déi an de Waasserprouwen. Dës Ënnerscheeder si statesch signifikant (Tukey-Kramer Test; p-Wäerter < 0,01, Abb. 4d), wat drop hiweist, datt d'mikrobiell Gemeinschaften an de Sedimentprouwen méi komplex sinn ewéi déi an de Waasserprouwen. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, сообщества в образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. Dës Ënnerscheeder si statesch signifikant (Tukey-Kramer-Test; p-Wäerter <0,01, Abb. 4d), wat drop hiweist, datt d'mikrobiell Gemeinschaften a Sedimentprouwen méi komplex sinn ewéi a Waasserprouwen.这些差异具有统计学意义（Tukey-Kramer 检验；p 值< 0.01，图4d），表明沉积物样本中的微生物群落比水样中的微生物群落更复这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ， 图 4d） 表明 沉䧯物 砷有 秩物 样有中 中 的 群落更。。。。。。。。 Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволя микробные сообщества в образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. Dës Ënnerscheeder ware statesch signifikant (Tukey-Kramer-Test; p-Wäert <0,01, Abb. 4d), wat drop hiweist, datt mikrobiell Gemeinschaften a Sedimentprouwen méi komplex waren ewéi a Waasserprouwen.Well d'Waasser am Iwwerlafbecken sech stänneg erneiert an d'Sedimenter sech ouni mechanesch Stéierung um Buedem vum Becken setzen, sollt dësen Ënnerscheed an der mikrobieller Diversitéit den Ökosystem am Becken reflektéieren.
a Shannon-Index, b Observéiert operationell taxonomesch Eenheet (OTU), an c Chao1-Opnahmindex (n=6) a Baseng (n=5) Waasser, Sediment (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) an 9% (9 C: n = 5) Cr-Stähle, souwéi Edelstahler vum Typ 316 (S6: n = 5) an -304 (S8: n = 5) ginn als boxfërmeg a Whisker-Diagrammer gewisen. d p-Wäerter fir d'Shannon- an Chao1-Indizes, déi mat ANOVA- an Tukey-Kramer-Multiple-Vergläichstester kritt goufen. Déi rout Hannergrënn representéieren Puer mat p-Wäerter < 0,05. Déi rout Hannergrënn representéieren Puer mat p-Wäerter < 0,05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Rout Hannergrënn representéieren Puer mat p-Wäerter < 0,05.红色背景代表p 值< 0.05 的对.红色背景代表p 值< 0.05 的对. Красные фоны представляют пары с p-значениями <0,05. Rout Hannergrënn representéieren Puer mat p-Wäerter <0,05.D'Linn an der Mëtt vun der Këscht, den ieweschten an ënneschten Deel vun der Këscht, an d'Barrhår representéieren de Median, de 25. an de 75. Perzentil, an déi minimal respektiv maximal Wäerter.
D'Shannon-Indizes fir Kuelestol, Chromstol mat nidderegem Chromgehalt a Goss ware ähnlech wéi déi fir Waasserproben (Fig. 4a). Am Géigesaz dozou sinn d'Shannon-Indizes vun de Prouwen aus Edelstol däitlech méi héich wéi déi vun de korrodéierte Stolzorten (p-Wäerter < 0,05, Abb. 4d) a ähnlech wéi déi vun de Sedimenter. Am Géigesaz dozou sinn d'Shannon-Indizes vun den Edelstahlproben däitlech méi héich wéi déi vun de korrodéierte Stolz (p-Wäerter < 0,05, Abb. 4d) a ähnlech wéi déi vun de Sedimenter. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталия <0, 5, p. 4d), an аналогичны индексам отложений. Am Géigesaz dozou sinn d'Shannon-Indizes vu Prouwe aus Edelstol däitlech méi héich wéi déi vu korrodéierte Stol (p-Wäerter < 0,05, Abb. 4d) a si ähnlech wéi d'Oflagerungsindizes.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 корродированнина с 0,5 (p. 4d), как и у отложений. Am Géigesaz dozou war de Shannon-Index vun de Prouwen aus Edelstol däitlech méi héich wéi dee vum korrodéierte Stol (p-Wäert < 0,05, Abb. 4d), sou wéi och d'Oflagerung.Am Géigesaz dozou louch de Shannon-Index fir Stol mat 9% Cr tëscht 6,95 an 9,65. Dës Wäerter ware bei net-korrodéierte Proben no 1 an 3 Méint vill méi héich wéi bei korrodéierte Proben no 6, 14 an 22 Méint (Fig. 4a). Ausserdeem sinn d'Chao1-Indizes an déi observéiert OTUs vun den 9% Cr-Stähle méi héich wéi déi vun de korrodéierten a Waasserproben a méi niddreg wéi déi vun den net-korrodéierten a Sedimentproben (Fig. 4b, c), an d'Ënnerscheeder si statesch signifikant (p-Wäerter < 0,01, Fig. 4d). Ausserdeem sinn d'Chao1-Indizes an déi observéiert OTUs vun den 9% Cr-Stähle méi héich wéi déi vun de korrodéierten a Waasserproben a méi niddreg wéi déi vun den net-korrodéierten a Sedimentproben (Fig. 4b, c), an d'Ënnerscheeder si statesch signifikant (p-Wäerter < 0,01, Fig. 4d).Zousätzlech sinn de Chao1 an déi observéiert OTU vu Stol mat 9% Cr méi héich wéi déi vu korrodéierten a wässerege Proben a méi niddreg wéi déi vun net-korrodéierten a sedimentäre Proben (Fig. 4b, c), an d'Ënnerscheeder si statesch signifikant.(p-sënnlech <0,01, рис. 4d). (p-Wäerter < 0,01, Abb. 4d).此外，9% Cr 钢的Chao1 指数和观察到的OTU高于腐蚀样品和水样，低于未腐蚀样品和沉积物样品（图4b，c），差异具有统计学意义（p值< 0.01，图4d）.此外 ， 9% CR 钢 Chao1 指数 和 观察 的 的 rtu 高于 腐蚀 样品 水样 ， 低亁 堒沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0.01 图 图 图 图 图， 图 ， 後，，，，，， 4d）. Кроме того, индекс Chao1 an наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у корродированных и воц ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница была статистически значиных (p. 0,1. 4g). Zousätzlech waren de Chao1-Index an déi observéiert OTU vu 9% Cr-Stol méi héich wéi déi vu korrodéierten a wässerege Proben a méi niddreg wéi déi vun net-korrodéierten a sedimentäre Proben (Fig. 4b,c), an den Ënnerscheed war statesch signifikant (p-Wäert < 0,01, Fig. 4d).Dës Resultater weisen drop hin, datt d'mikrobiell Diversitéit a Korrosiounsprodukter méi niddreg ass wéi a Biofilmer op net korrodéierten Metaller.
An der Fig. 5a ass e Graf vun der Haaptkoordinatenanalyse (PCoA) baséiert op der ongewiichtter UniFrac-Distanz fir all Proben ze gesinn, mat dräi observéierte grousse Cluster. Mikrobiell Gemeinschaften a Waasserproben waren däitlech anescht wéi aner Gemeinschaften. D'mikrobiell Gemeinschaften an de Sedimenter hunn och Gemeinschaften aus Edelstol abegraff, während se an de Korrosiounsproben wäit verbreet waren. Am Géigesaz dozou ass d'Kaart vu Stol mat 9% Cr an net-korrodéiert a korrodéiert Cluster opgedeelt. Dofir sinn d'mikrobiell Gemeinschaften op Metalloberflächen a Korrosiounsprodukter däitlech anescht wéi déi am Waasser.
D'Haaptkoordinatenanalyse (PCoA)-Diagramm baséiert op ongewiichten UniFrac-Distanzen an alle Proben (a), Waasser (b) a Metaller (c). Kreesser markéieren all Cluster. D'Trajektorien ginn duerch Linnen duergestallt, déi d'Proufperioden a Serie verbannen. 1 Meter, 1 Mount; 3 Meter, 3 Méint; 6 Meter, 6 Méint; 14 Meter, 14 Méint; 22 Meter, 22 Méint; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, Konditioun 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, Stol 1% Cr; 3C Stol, 2,25% Cr Stol; Stol 9C, Stol 9% Cr; S6, 316 Edelstol; S8, Typ 304 Edelstol.
Wann se chronologesch arrangéiert goufen, waren d'PCoA-Diagrammer vun de Waasserprouwen kreesfërmeg (Fig. 5b). Dësen Zyklusiwwergang kéint saisonal Ännerungen reflektéieren.
Zousätzlech goufen nëmmen zwou Cluster (korrodéiert an net-korrodéiert) op de PCoA-Plots vu Metallprouwen observéiert, wou (mat Ausnam vu 9% Chromstol) och eng Verrécklung vun der mikrobieller Gemeinschaft vun 1 op 22 Méint observéiert gouf (Fig. 5c). Zousätzlech, well d'Iwwergäng a korrodéierte Prouwen méi grouss waren wéi an net-korrodéierte Prouwen, gouf et eng Korrelatioun tëscht Ännerungen an de mikrobiellen Gemeinschaften an dem Korrosiounsfortschrëtt. A Stolprouwen mat 9% Cr goufen zwou Zorte vu mikrobiellen Gemeinschaften opgedeckt: Punkten no 1 a 6 Méint, déi no bei Edelstol leien, an aner (3, 14 an 22 Méint), déi op Punkten no beim korrodéierte Stol leien. 1 Mount a Coupone, déi fir d'DNA-Extraktioun no 6 Méint benotzt goufen, waren net korrodéiert, während Coupone no 3, 14 an 22 Méint korrodéiert waren (Ergänzungsfigur 1). Dofir hunn sech d'mikrobiell Gemeinschaften a korrodéierte Prouwen vun deenen a Waasser, Sediment an net-korrodéierte Prouwen ënnerscheet a sech geännert wéi d'Korrosioun fortgeschratt ass.
Déi Haapttypen vu mikrobiellen Gemeinschaften, déi a Waasserprouwen observéiert goufen, ware Proteobacteria (30,1–73,5%), Bacteroidetes (6,3–48,6%), Planctomycetota (0,4–19,6%) an Actinobacteria (0–17,7%). Hir relativ Heefegkeet huet vu Prouf zu Prouf variéiert (Fig. 6), zum Beispill war déi relativ Heefegkeet vu Bacteroidetes am Weierwaasser méi héich wéi am ofgezuene Waasser. Dësen Ënnerscheed kann duerch d'Openthaltszäit vum Waasser am Iwwerlaftank beaflosst ginn. Dës Typen goufen och a Buedemsedimentprouwen observéiert, awer hir relativ Heefegkeet huet sech däitlech vun där a Waasserprouwen ënnerscheet. Zousätzlech war de relative Gehalt vun Acidobacteria (8,7–13,0%), Chloroflexi (8,1–10,2%), Nitrospirota (4,2–4,4%) an Desulfobacterota (1,5–4,4%) méi héich wéi a Waasserprouwen. Well bal all Desulfobacterota-Aarten SRB37 sinn, muss d'Ëmwelt am Sediment anaerob sinn. Och wann Desulfobacterota méiglecherweis d'Korrosioun beaflosse kann, sollt de Risiko extrem niddreg sinn, well hir relativ Heefegkeet am Poolwaasser <0,04% ass. Och wann Desulfobacterota méiglecherweis d'Korrosioun beaflosse kann, sollt de Risiko extrem niddreg sinn, well hir relativ Heefegkeet am Poolwaasser <0,04% ass. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольку ихостнос воде бассейна составляет <0,04%. Och wann Desulfobacterota en Afloss op d'Korrosioun kéint hunn, sollt de Risiko extrem niddreg sinn, well hir relativ Heefegkeet am Schwammbeckenwaasser <0,04% ass.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水中倚縣倸0. <0,04% Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку их относиансельдное бассейна составляет <0,04%. Och wann den Desulfobacillus-Typ d'Korrosioun beaflosse kann, sollt de Risiko extrem niddreg sinn, well hir relativ Heefegkeet am Poolwaasser <0,04% ass.
RW an Air representéieren Waasserprouwen aus dem Waasseropnam respektiv dem Baseng. Sediment-C, -E, -W si Sedimentprouwen, déi aus der Mëtt vum Buedem vum Baseng, souwéi vun der Ost- a Westsäit geholl goufen. 1 Meter, 1 Mount; 3 Meter, 3 Méint; 6 Meter, 6 Méint; 14 Meter, 14 Méint; 22 Meter, 22 Méint; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, Konditioun 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, Stol 1% Cr; 3C Stol, 2,25% Cr Stol; Stol 9C, Stol 9% Cr; S6, 316 Edelstol; S8, Typ 304 Edelstol.
Op Gattungsniveau gouf e liicht méi héije Prozentsaz (6–19%) vun onklassifizéierte Bakterien aus der Famill vun den Trichomonadaceae, souwéi Neosphingosine, Pseudomonas a Flavobacterium, an alle Joreszäiten observéiert. Als kleng Haaptkomponenten variéieren hir Undeeler (Fig. 1). . 7a an b). An den Nieweflëss war déi relativ Heefegkeet vu Flavobacterium, Pseudovibrio a Rhodoferrobacter nëmmen am Wanter méi héich. Ähnlech gouf e méi héijen Inhalt vu Pseudovibrio a Flavobacterium am Wanterwaasser vum Baseng observéiert. Sou hunn d'mikrobiell Gemeinschaften a Waasserprouwen jee no Joreszäit variéiert, hunn awer während der Studiezäit keng drastesch Ännerungen erlieft.
a Ansaugwasser, b Schwammbeckenwasser, c ASTM A283, d ASTM A109 Temperatur #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2,25% Cr, an i 9% Cr Stol, j Typ-316 an Edelstol K-304.
Proteobakterien waren déi Haaptbestanddeeler an alle Proben, awer hir relativ Heefegkeet an de korrodéierte Proben ass mat der Fortschrëtterung vun der Korrosioun erofgaangen (Fig. 6). An de Proben ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 an 1% an 2,25% Cr ass déi relativ Heefegkeet vu Proteobakterien vun 89,1%, 85,9%, 89,6%, 79,5%, 84,8%, 83,8% respektiv 43,3%, 52,2%, 50,0%, 41,9%, 33,8% an 31,3% erofgaangen. Am Géigesaz dozou klëmmt déi relativ Heefegkeet vun Desulfobacterota graduell vun <0,1% op 12,5–45,9% mam Fortschrëtt vun der Korrosioun. Am Géigesaz dozou klëmmt déi relativ Heefegkeet vun Desulfobacterota graduell vun <0,1% op 12,5–45,9% mam Fortschrëtt vun der Korrosioun. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается mat <0,1% bis 12,5-45,9% fir мере развити. Am Géigesaz dozou klëmmt déi relativ Heefegkeet vun Desulfobacterota graduell vun <0,1% op 12,5–45,9%, wéi d'Korrosioun virugeet.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 mat <0,1% bis 12,5-45,9% fir e puer Ausgaben. Am Géigesaz dozou ass déi relativ Heefegkeet vun Desulfobacillus graduell vun <0,1% op 12,5–45,9% eropgaang, wéi d'Korrosioun weidergaangen ass.Sou gouf d'Korrosioun mat der Progressioun vun der Proteobactereira duerch Desulfobacterota ersat.
Am Géigesaz dozou hunn d'Biofilmer op net korrodéiertem Edelstahl déiselwecht Proportioune vu verschiddene Bakterien enthale. Proteobakterien (29,4–34,1%), Planctomycetota (11,7–18,8%), Nitrospirota (2,9–20,9%), Acidobacteriota (8,6–18,8%), Bacteroidota (3,1–9,2%) a Chloroflexi (2,1–8,8%). Et gouf festgestallt, datt den Undeel vun Nitrospirota an den Edelstahlprouwen no an no zougeholl huet (Fig. 6). Dës Verhältnisser sinn ähnlech wéi déi a Sedimentprouwen, wat dem PCoA-Diagramm entsprécht, deen an der Fig. 5a gewisen ass.
A Stolprouwen mat 9% Cr goufen zwou Zorte vu mikrobiellen Gemeinschaften observéiert: Mikrobiell Gemeinschafte vun 1 Mount a 6 Méint waren ähnlech wéi déi a Sedimentprouwen um Buedem, während den Undeel vu Proteobakterien an de Korrosiounsprouwen 3, 14 an 22 däitlech zougeholl huet. Méint Zousätzlech hunn dës zwou mikrobiell Gemeinschaften an de 9% Cr Stolprouwen mat gespléckte Cluster am PCoA-Diagramm entspriechend, deen an der Abb. 5c gewisen ass.
Op Gattungniveau goufen >2000 OTUs mat net zougewisenen Bakterien an Archaea observéiert. Op Gattungniveau goufen >2000 OTUs mat net zougewisenen Bakterien an Archaea observéiert.Op Gattungniveau goufen iwwer 2000 OTUs observéiert, déi onbekannt Bakterien an Archaea enthalen.Op Gattungsniveau goufen iwwer 2000 OTUs observéiert, déi onspezifizéiert Bakterien an Archaea enthalen. Dorënner hu mir eis op 10 OTUs mat enger héijer Populatioun an all Prouf konzentréiert. Dëst deckt 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% an 21,8-45,1% an ASTM A179, ASTM A109 Temp. Nr. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2,25% an 9% Cr-Stähle a Roststähle vum Typ 316 an -304 of.
E relativ héije Gehalt un entchloréierte Monolithen mat Fe(II)-oxidéierenden Eegeschafte gouf a Korrosiounsproben wéi ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 a Stähle mat 1% an 2,25% Cr am fréie Stadium vun der Korrosioun (1 Mount an 3 Méint, Abb. 7c-h) observéiert. Den Undeel vun Dechloromonas ass mat der Zäit erofgaang, wat dem Réckgang vun de Proteobakterien entsprach (Abb. 6). Ausserdeem sinn d'Proportiounen vun Dechloromonas an de Biofilmer op den net-korrodéierte Proben <1%. Ausserdeem sinn d'Proportiounen vun Dechloromonas an de Biofilmer op den net-korrodéierte Proben <1%. Wéi och ëmmer, Dechloromonas an der Belaaschtung op engem Netzbeständegkeet vun <1%. Zousätzlech ass den Undeel vun Dechloromonas a Biofilmer op net korrodéierten Proben <1%.此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例<1%。此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例 < 1% Креме того, доля Dechloromonas в биопленке некорродированных образцов была <1%. Zousätzlech war den Undeel vun Dechloromonas am Biofilm vun net korrodéierten Proben <1%.Dofir ass Dechloromonas ënner de Korrosiounsprodukter an engem fréie Stadium vun der Korrosioun däitlech angereichert.
Am Géigesaz dozou ass den Undeel vun den SRB Desulfovibrio-Aarten an ASTM A179, ASTM A109 gehärtet #4/5, ASTM A179, ASTM A395 a Stähle mat 1% an 2,25% Cr schliisslech no 14 an 22 Méint eropgaang (Fig. 7c-h). Desulfofibrion war ganz niddreg oder guer net an de fréie Stadien vun der Korrosioun, a Waasserprouwen (Fig. 7a, b) an an net-korrodéierte Biofilmer (Fig. 7j, j) nogewise ginn. Dëst weist staark drop hin, datt Desulfovibrio d'Ëmwelt vun de geformte Korrosiounsprodukter virzitt, obwuel dës d'Korrosioun an de fréie Stadien vun der Korrosioun net beaflossen.
Fe(III)-reduzéierend Bakterien (RRB), wéi Geobacter a Geothrix, goufen a Korrosiounsprodukter an de mëttleren Stadien vun der Korrosioun (6 an 14 Méint) fonnt, awer den Undeel vun de spéiden (22 Méint) Stadien vun der Korrosioun ass bei hinnen relativ niddreg (Fig. 7c, eh). D'Genus Sideroxydans mat Fe(II)-Oxidatiounseigenschaften huet e ähnlecht Verhalen gewisen (Fig. 7f), sou datt den Undeel vu FeOB, IRB an SRB nëmmen an de korrodéierte Prouwe méi héich war. Dëst weist staark drop hin, datt Verännerungen an dëse mikrobiellen Gemeinschaften mat der Korrosiounsprogressioun verbonne sinn.
A Stol mat 9% Cr, deen no 3, 14 an 22 Méint korrodéiert war, gouf en héiere Prozentsaz vu Memberen vun der Beggiatoacea-Famill (8,5–19,6%) observéiert, déi schwefeloxidéierend Eegeschafte kënnen opweisen, a Sideroxidanen goufen observéiert (8,4–13,7%) (Fig. 1). 7i) Zousätzlech gouf Thiomonas, e schwefeloxidéierend Bakterium (SOB), a méi héijer Zuel (3,4% an 8,8%) no 3 an 14 Méint fonnt. Am Géigesaz dozou goufen d'Nitratreduzéierend Bakterien Nitrospira (12,9%) a 6 Méint ale, net korrodéierte Prouwe observéiert. En erhéichte Prozentsaz vun Nitrospira gouf och a Biofilmer op Edelstol nom Tauchen observéiert (Fig. 7j,k). Dofir waren d'mikrobiell Gemeinschafte vun 1- a 6 Méint ale, net korrodéierte 9% Cr-Stähle ähnlech wéi déi a Biofilmer aus Edelstol. Zousätzlech hunn sech déi mikrobiell Gemeinschafte vu 9% Cr-Stol, déi no 3, 14 an 22 Méint korrodéiert hunn, vun de Korrosiounsprodukter vu Kuelestoff- a Chromstähle a Goss ënnerscheet.
D'Korrosiounsentwécklung ass normalerweis méi lues a Séisswaasser wéi a Mierwaasser, well d'Konzentratioun vu Chloridionen d'Korrosioun vum Metall beaflosst. Wéi och ëmmer, kënnen e puer Edelstahlprodukter a Séisswaasserëmfeld korrodéieren38,39. Zousätzlech gouf ufanks MIC verdächtegt, well korrodéiert Material virdru schonn am Séisswaasserbecken observéiert gouf, deen an dëser Studie benotzt gouf. A laangfristegen Immersiounsstudien goufen verschidde Forme vu Korrosioun, dräi Aarte vu mikrobiellen Gemeinschaften an eng Ännerung vun de mikrobiellen Gemeinschaften a Korrosiounsprodukter observéiert.
De Séisswaassermedium, deen an dëser Studie benotzt gouf, ass en zouenen Tank fir technescht Waasser, dat aus engem Floss geholl gëtt, mat enger relativ stabiler chemescher Zesummesetzung an enger saisonaler Ännerung vun der Waassertemperatur tëscht 9 an 23 °C. Dofir kënnen saisonal Schwankungen an de mikrobiellen Gemeinschaften a Waasserprouwen mat Temperaturännerungen zesummenhänken. Zousätzlech war d'mikrobiell Gemeinschaft am Poolwaasser e bëssen anescht wéi déi am Inputwaasser (Fig. 5b). D'Waasser am Pool gëtt stänneg wéinst Iwwerlaf ersat. Dofir ass den DO och an Déiften tëscht der Uewerfläch vum Bassin an dem Buedem bei ~8,2 ppm bliwwen. Am Géigendeel, d'Ëmwelt vum Sediment sollt anaerob sinn, well et sech setzt a um Buedem vum Reservoir bleift, an d'mikrobiell Flora dran (wéi CRP) sollt och vun der mikrobieller Flora am Waasser ënnerscheeden (Fig. 6). Well d'Kuponen am Pool méi wäit vun de Sedimenter ewech waren, goufe se während den Tauchstudien ënner aerobe Konditiounen nëmme mat Séisswaasser ausgesat.
Allgemeng Korrosioun trëtt a Kuelestol, Stol mat nidderegem Chromgehalt a Goss a Séisswaasserëmfeld op (Figur 1), well dës Materialien net korrosiounsbeständeg sinn. D'Korrosiounsquote (0,13 mm yr-1) ënner abiotesche Séisswaasserbedingungen war awer méi héich wéi a fréiere Studien40 (0,04 mm yr-1) a war vergläichbar mat der Korrosiounsquote (0,02–0,76 mm yr-1) a Präsenz vu Mikroorganismen1) Ähnlech wéi a Séisswaasserbedingungen40,41,42. Dës beschleunegt Korrosiounsquote ass eng Charakteristik vum MIC.
Zousätzlech gouf no 22 Méint Tauchen lokaliséiert Korrosioun a verschiddene Metaller ënner de Korrosiounsprodukter observéiert (Fig. 3). Besonnesch ass déi lokaliséiert Korrosiounsquote, déi an der ASTM A179 observéiert gouf, ongeféier fënnefmol méi séier wéi déi allgemeng Korrosioun. Dës ongewéinlech Form vu Korrosioun a beschleunegt Korrosiounsquote gouf och bei Korrosioun observéiert, déi um selwechten Objet optrieden. Dofir reflektéiert d'Tauchen, déi an dëser Studie duerchgefouert gouf, d'Korrosioun an der Praxis.
Ënnert de ënnersichte Metaller huet 9% Cr Stol déi schwéierst Korrosioun opgewisen, mat enger Korrosiounsdéift vu méi wéi 1,2 mm, wat wahrscheinlech MIC ass wéinst der beschleunegter Korrosioun an der anormaler Form vu Korrosioun. Ënnert de ënnersichte Metaller huet 9% Cr Stol déi schwéierst Korrosioun opgewisen, mat enger Korrosiounsdéift vu méi wéi 1,2 mm, wat wahrscheinlech MIC ass wéinst der beschleunegter Korrosioun an der anormaler Form vu Korrosioun. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глубиной коррозии> 1,2 m,m, является МИК из-за ускоренной коррозии an аномальной формы коррозии. Ënnert den ënnersichte Metaller huet Stol mat 9% Cr déi schwéierst Korrosioun mat enger Korrosiounsdéift vu méi wéi 1,2 mm gewisen, wat wahrscheinlech de MIC wéinst beschleunegter Korrosioun an enger anormaler Form vu Korrosioun ass.在所研究的金属中，9% Cr 钢的腐蚀最为严重，腐蚀深度>1.2 mm，由于加速腐蚀和异常腐蚀形式，很可能是MIC。在所研究的金属中，9% Cr Среди исследованных металлов наиболее сильно корродировала сталь с 9% Cr, с глубиной коррозии >1,2 мм, сего, всего, всего ускоренных an аномальных форм коррозии. Ënnert de ënnersichte Metaller huet Stol mat 9% Cr am stäerksten korrodéiert, mat enger Korrosiounsdéift vu méi wéi 1,2 mm, héchstwahrscheinlech MIC wéinst beschleunegten an anormalen Forme vu Korrosioun.Well 9% Cr Stol an Héichtemperaturapplikatioune benotzt gëtt, gouf säi Korrosiounsverhalen schonn eemol ënnersicht43,44, awer kee MIC gouf fir dëst Metall virdru gemellt. Well vill Mikroorganismen, ausser Hyperthermophilen, an enger Ëmwelt mat héijen Temperaturen (>100 °C) inaktiv sinn, kann de MIC a 9% Cr-Stol an esou Fäll ignoréiert ginn. Well vill Mikroorganismen, ausser Hyperthermophilen, an enger Ëmwelt mat héijen Temperaturen (>100 °C) inaktiv sinn, kann de MIC a 9% Cr-Stol an esou Fäll ignoréiert ginn. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной средельно среде (>10 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Well vill Mikroorganismen, mat Ausnam vun Hyperthermophilen, an enger Ëmwelt mat héijen Temperaturen (>100°C) inaktiv sinn, kann de MIC a Stol mat 9% Cr an esou Fäll ignoréiert ginn.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 микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высокотемпературных °МППП МПЕ 100 ср. стали с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. Well vill Mikroorganismen, ausser Hyperthermophilen, keng Aktivitéit an Ëmfeld mat héijen Temperaturen (>100 °C) weisen, kann de MIC a Stol mat 9% Cr an dësem Fall ignoréiert ginn.Wann awer 9% Cr-Stol an enger Ëmwelt mat mëttlerer Temperatur benotzt gëtt, mussen ënnerschiddlech Moossname getraff ginn, fir de MIC ze reduzéieren.
Verschidde mikrobiell Gemeinschaften an hir Verännerunge goufen a Oflagerunge vun net korrodéiertem Material a Korrosiounsprodukter a Biofilmer am Verglach mat Waasser observéiert, zousätzlech zu enger beschleunegter Korrosioun (Fig. 5-7), wat staark drop hiweist, datt et sech bei dëser Korrosioun ëm e Mikrofon handelt. Ramirez et al.13 berichten iwwer en 3-Schrëtt-Iwwergank (FeOB => SRB/IRB = > SOB) an engem marinen mikrobiellen Ökosystem iwwer 6 Méint, wou Waasserstoffsulfid, deen duerch sekundär angereichert SRB produzéiert gëtt, schlussendlech zur Anreicherung vu SOB bäidroe kann. Ramirez et al.13 berichten iwwer en 3-Schrëtt-Iwwergank (FeOB => SRB/IRB => SOB) an engem marinen mikrobiellen Ökosystem iwwer 6 Méint, wou Waasserstoffsulfid, deen duerch sekundär angereichert SRB produzéiert gëtt, schlussendlech zur Anreicherung vu SOB bäidroe kann. Ramirez et al.13 schaffe fir d'Trëхэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) an морской микробной экосистеме в 6 zäit, сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 berichten iwwer en dräistufegen Iwwergank (FeOB => SRB/IRB => SOB) am marine mikrobiellen Ökosystem iwwer eng Period vu 6 Méint, wou Waasserstoffsulfid, deen aus der SRB-Sekundäranreicherung generéiert gëtt, schliisslech zur SOB-Anreicherung bäidroe kann. 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(/FeOB => 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。Ramirez 等 人 13 报告 了 个 超过 超过 6 个 月 海洋 微生物 生态 系统 中 皏嘏 转宏 三转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ， 公 兌产生 硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集. Ramirez, et al. котором сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итого спосю SOB. Ramirez et al.13 hunn en dräistufege Wiessel (FeOB => SRB/IRB => SOB) am marine mikrobiellen Ökosystem iwwer eng Period vu 6 Méint bericht, an deem Waasserstoffsulfid, deen aus der SRB-Sekundäranreicherung produzéiert gëtt, schlussendlech zur SOB-Anreicherung bäidroe kann.McBeth an Emerson36 hunn eng primär Anreicherung am FeOB gemellt. Ähnlech gouf an dëser Studie eng Anreicherung vu FeOB während der fréijer Korrosiounsphase observéiert, awer déi mikrobiell Verännerungen mam Fortschrëtt vun der Korrosioun, déi a Kuelestoff- a 1%- an 2,25% Cr-Stähle a Goss iwwer 22 Méint observéiert goufen, sinn FeOB => IRB = > SRB (Fig. 7 an 8). Ähnlech gouf an dëser Studie eng Anreicherung vu FeOB während der fréijer Korrosiounsphase observéiert, awer déi mikrobiell Verännerungen mam Fortschrëtt vun der Korrosioun, déi a Kuelestoff- a 1%- an 2,25% Cr-Stähle a Goss iwwer 22 Méint observéiert goufen, sinn FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 an 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозии, но микробенмые измения прогрессирования коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% an 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 Méint, прогрессирования коррозии собой FeOB => IRB => SRB (рис. 7 an 8). Ähnlech gëtt an dëser Studie eng Anreicherung vu FeOB an engem fréie Stadium vun der Korrosioun observéiert, awer mikrobiell Verännerungen mam Fortschrëtt vun der Korrosioun, déi a Kuelestoff a 1% an 2,25% Cr-Stähle a Goss iwwer 22 Méint observéiert goufen, sinn FeOB => IRB => SRB (Figuren 7 an 8).同样，在本研究中观察到早期腐蚀阶段FeOB 的富集，但在碳和1% 和2.25% Cr 和22主和和和2.25% Cr个月的铸铁中观察到的微生物随着腐蚀的进展而变化是FeOB => IRB => SRB（图「「「同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 咅 锟 斤 拷 25% Cr 2,5% Cr. 22 个 的 铸铁 中 到 的 微生物 腐蚀 的 进展 而 变化 FEOB => IRB => SRB（图7和8）。 Аналогичным образом, в этом исследовании наблюдалось обогащение FeOB op ранних стадиях коррозии, но микрозии, но микрозии наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, oder FeOB => IRB => SRB (rис.). Ähnlech gouf an dëser Studie eng FeOB-Anreicherung an de fréie Stadien vun der Korrosioun observéiert, awer déi mikrobiologesch Verännerungen, déi a Kuelestoff- a 1%- an 2,25% Cr-Stähle a Goss iwwer 22 Méint observéiert goufen, waren FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 an 8).SRBe kënne sech wéinst héije Sulfat-Ionen-Konzentratioune liicht a Mierwaasserëmfeld accumuléieren, awer hir Anreicherung a Séisswaasserëmfeld gëtt duerch niddreg Sulfat-Ionen-Konzentratioune verzögert. SRB-Anreicherung a Mierwaasser gouf dacks gemellt10,12,45.
a Organescht Kuelestoff a Stéckstoff iwwer Fe(II)-ofhängegen Energiemetabolismus Eisenoxid (rout [Dechloromonas sp.] a gréng [Sideroxydans sp.] Zellen) a Fe(III)-reduzéierend Bakterien (gro Zellen [Geothrix sp. a Geobacter sp.]) an engem fréie Stadium vun der Korrosioun, duerno beräicheren anaerobe Sulfatreduzéierend Bakterien (SRP) an heterotrophesch Mikroorganismen dat reift Stadium vun der Korrosioun andeems se déi akkumuléiert organesch Matière konsuméieren. b Ännerungen an de mikrobiellen Gemeinschaften op korrosiounsbeständege Metaller. Violett, blo, giel a wäiss Zellen representéieren Bakterien aus de Familljen Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea an anerer.
Wat d'Verännerungen an der mikrobieller Gemeinschaft an d'méiglech SRB-Anreicherung ugeet, ass FeOB am fréie Stadium vun der Korrosioun entscheedend, an Dechloromonas kënnen hir Wuestumsenergie aus der Fe(II)-Oxidatioun kréien. Mikroorganismen kënnen a Medien iwwerliewen, déi Spuerelementer enthalen, awer si wäerten net exponentiell wuessen. De Tauchbecken, deen an dëser Studie benotzt gouf, ass awer en Iwwerlafbecken mat engem Zoufloss vun 20 m3/h, deen kontinuéierlech Spuerelementer mat anorganeschen Ionen liwwert. An de fréie Stadien vun der Korrosioun ginn Eisen-Ionen aus Kuelestol a Goss fräigesat, an FeOBs (wéi Dechloromonas) benotzen se als Energiequell. Spuermengen u Kuelestoff, Phosphat a Stickstoff, déi fir d'Zellwuesstum gebraucht ginn, mussen am Prozesswaasser a Form vun organeschen an anorganesche Substanzen präsent sinn. Dofir gëtt FeOB an dëser Séisswaasserëmfeld ufanks op Metalloberflächen wéi Kuelestol a Goss beräichert. Duerno kënnen IRBs wuessen a organesch Matière an Eisenoxiden als Energiequellen respektiv terminal Elektronenakzeptoren benotzen. A reife Korrosiounsprodukter sollten anaerob Konditioune geschaf ginn, déi mat Stickstoff beräichert sinn, wéinst dem Metabolismus vu FeOB an IRB. Dofir kann SRB séier wuessen a FeOB an IRB ersetzen (Fig. 8a).
Viru kuerzem hunn den Tang et al. d'Korrosioun vu Stol duerch Geobacter ferroreducens a Séisswaasserëmfeld wéinst direkten Elektronentransfer vum Eisen op Mikroben46 beschriwwen. Wann een d'EMIC berécksiichtegt, ass de Bäitrag vu Mikroorganismen mat EET-Eegeschafte kritesch. SRB, FeOB an IRB sinn déi wichtegst mikrobiell Spezies an de Korrosiounsprodukter an dëser Studie, déi EET-Charakteristike sollten hunn. Dofir kënnen dës elektrochemesch aktiv Mikroorganismen duerch EET zur Korrosioun bäidroen, an d'Zesummesetzung vun hirer Gemeinschaft ännert sech ënner dem Afloss vu verschiddenen ioneschen Spezies, wa Korrosiounsprodukter geformt ginn. Am Géigendeel huet sech d'mikrobiell Gemeinschaft a Stol mat 9% Cr vun anere Stähle ënnerscheet (Fig. 8b). No 14 Méint goufen, zousätzlech zur Anreicherung mat FeOB, wéi Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea an Thiomonas och anreichert (Fig. 7i). Dës Ännerung ass däitlech anescht wéi déi vun anere korrosive Materialien, wéi Kuelestol, a kann duerch chromräich Ionen beaflosst ginn, déi während der Korrosioun opgeléist ginn. Bemerkenswäert ass, datt Thiomonas net nëmmen Schwefeloxidatiounseigenschaften huet, mä och Fe(II)-oxidatiounseigenschaften, en EET-System an eng Schwéiermetalltoleranz48,49. Si kënne wéinst der oxidativer Aktivitéit vu Fe(II) an/oder dem direkten Konsum vu Metallelektronen beräichert ginn. An enger fréierer Studie gouf eng relativ héich Heefegkeet vu Beggiatoacea a Biofilmer op Cu mat Hëllef vun engem diskontinuéierleche Biofilm-Iwwerwaachungssystem observéiert, wat drop hiweist, datt dës Bakterien resistent géint gëfteg Metaller wéi Cu a Cr kéinte sinn. Wéi eng Energiequell Beggiatoacea brauch fir an dëser Ëmwelt ze wuessen, ass awer onbekannt.
Dës Studie bericht iwwer Verännerungen a mikrobiellen Gemeinschaften während der Korrosioun a Séisswaasserëmfeld. An der selwechter Ëmwelt hunn sech d'mikrobiell Gemeinschaften an der Aart vu Metall ënnerscheet. Zousätzlech bestätegen eis Resultater d'Wichtegkeet vu FeOB an de fréie Stadien vun der Korrosioun, well den eisenofhängege mikrobiellen Energiemetabolismus d'Bildung vun engem nährstoffräiche Ëmfeld fördert, dat vun anere Mikroorganismen wéi SRB favoriséiert gëtt. Fir d'MIC a Séisswaasserëmfeld ze reduzéieren, muss d'FeOB- an IRB-Anreicherung limitéiert ginn.
Néng Metaller goufen an dëser Studie benotzt a zu Blöcke vu 50 × 20 × 1–5 mm veraarbecht (Déckt fir ASTM 395 Stol an 1%, 2,25% an 9% Cr: 5 mm; Déckt fir ASTM A283 an ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 an Typ 304 an 316 Edelstol, Déckt: 1 mm), mat zwee 4mm Lächer. Chromstähle goufen mat Schleifpabeier poléiert an aner Metaller goufen mat 600 Grit Schleifpabeier poléiert virum Tauchen. All Prouwe goufen mat 99,5% Ethanol sonikéiert, gedréchent a gewien. Zéng Prouwe vun all Metall goufen fir d'Berechnung vun der Korrosiounsquote an d'Mikrobiomanalyse benotzt. All Prouf gouf mat PTFE-Stäbchen a Distanzstécker op eng Leederform fixéiert (φ 5 × 30 mm, Ergänzungsfigur 2).
De Pool huet e Volumen vun 1100 Kubikmeter an eng Déift vu ronn 4 Meter. Den Zoufloss vu Waasser war 20 m3 h-1, den Iwwerlaf gouf ofgeleet, an d'Waasserqualitéit huet net saisonal schwankt (Ergänzungsfigur 3). D'Proufleiter gëtt op en 3 m laange Stoldrot erofgesat, deen an der Mëtt vum Tank hänkt. Zwee Sätz Leeder goufen no 1, 3, 6, 14 an 22 Méint aus dem Pool erausgeholl. Prouwe vun enger Leeder goufen benotzt fir de Gewiichtsverloscht ze moossen an d'Korrosiounsraten ze berechnen, während Prouwe vun enger anerer Leeder fir d'Mikrobiomanalyse benotzt goufen. De geléiste Sauerstoff am Tauchtank gouf no bei der Uewerfläch an um Buedem, souwéi an der Mëtt, mat engem Sensor fir geléiste Sauerstoff (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, USA) gemooss.
Korrosiounsprodukter a Biofilmer op de Prouwe goufen duerch Kratzen mat engem Plastikschaber oder Ofwëschen mat engem Wattestäbchen ewechgeholl an duerno an 99,5% Ethanol mat engem Ultraschallbad gereinegt. D'Prouwe goufen dann an eng Clark-Léisung no ASTM G1-0351 ënnergetaucht. All Prouwe goufen no der Trocknung gewien. Berechent d'Korrosiounsquote (mm/Joer) fir all Prouf mat der folgender Formel:
wou K eng Konstant ass (8,76 × 104), T d'Beliichtungszäit (h), A d'Gesamtoberfläche (cm2), W de Masseverloscht (g) an D d'Dicht (g cm–3) ass.
Nodeems d'Prouwen gewien goufen, goufen 3D-Biller vu verschiddene Prouwen mat engem 3D-Miesslasermikroskop (LEXT OLS4000, Olympus, Tokyo, Japan) opgeholl.