Nature.com сайтаар зочилсонд баярлалаа. Та хязгаарлагдмал CSS дэмжлэгтэй хөтчийн хувилбарыг ашиглаж байна. Хамгийн сайн ашиглахын тулд бид танд шинэчилсэн хөтөч ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer-д нийцтэй байдлын горимыг идэвхгүй болгох). Нэмж дурдахад, байнгын дэмжлэгийг хангахын тулд бид сайтыг хэв маяг, JavaScript-гүй харуулж байна.
Гурван слайдаас бүрдсэн тойргийг нэг дор харуулна. Өмнөх болон Дараагийн товчийг ашиглан гурван слайдыг нэг дор гүйлгэх, эсвэл төгсгөлд байрлах гулсагч товчлуурыг ашиглан гурван слайдыг нэг дор гүйлгэж болно.
Цэвэр усны орчинд нүүрстөрөгч болон зэвэрдэггүй гангийн зэврэлт ихэвчлэн ажиглагддаг. Энд есөн төрлийн ган ашиглан 22 сарын турш цэвэр усны сав шумбах судалгаа хийсэн. Нүүрстөрөгчийн болон хромын ган, цутгамал төмрийн зэврэлт хурдассан бол зэвэрдэггүй ганд 22 сарын дараа ч харагдахуйц зэврэлт ажиглагдаагүй. Бичил биетний нэгдэлд хийсэн шинжилгээгээр ерөнхий зэврэлтийн үед Fe(II)-ыг исэлдүүлэгч бактери нь зэврэлтийн эхний үе шатанд, Fe(III)-ыг бууруулдаг бактер зэврэлт үүсэх үе шатанд, сульфат бууруулагч бактери нь зэврэлтийн үе шатанд баяжсан болохыг харуулсан. бүтээгдэхүүний зэврэлтийн эцсийн шатанд . Эсрэгээр, Beggiatocaea бактери нь орон нутгийн зэврэлтэнд өртсөн 9% Cr-тай ганд ялангуяа олон байсан. Эдгээр бичил биетний нэгдлүүдийн найрлага нь ус болон ёроолын тунадасны дээжээс ялгаатай байв. Ийнхүү зэврэлт үүсэхийн хэрээр бичил биетний бүлэгт эрс өөрчлөлт орж, төмрөөс хамааралтай бичил биетний энергийн солилцоо нь бусад бичил биетүүдийг баяжуулах орчинг бүрдүүлдэг.
Металл нь рН, температур, ионы концентраци зэрэг хүрээлэн буй орчны янз бүрийн физик, химийн хүчин зүйлсийн нөлөөгөөр муудаж, зэврдэг. Хүчиллэг нөхцөл, өндөр температур, хлоридын концентраци зэрэг нь металлын зэврэлтэнд онцгой нөлөөлдөг1,2,3. Байгалийн болон баригдсан орчин дахь бичил биетүүд ихэвчлэн металлын элэгдэл, зэврэлтэнд нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь бичил биетний зэврэлт (MIC)4,5,6,7,8-д илэрхийлэгддэг. MIC нь ихэвчлэн доторх хоолой, агуулах сав зэрэг орчин, металл хагарал, хөрсөнд байдаг бөгөөд гэнэт гарч, хурдан хөгждөг. Тиймээс MIC-ийг хянах, эрт илрүүлэх нь маш хэцүү байдаг тул MIC шинжилгээг ихэвчлэн зэврэлт хийсний дараа хийдэг. Зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнээс сульфат бууруулагч бактери (SRB) ихэвчлэн олддог MIC-ийн олон тохиолдлын судалгааг мэдээлсэн байна9,10,11,12,13. Гэсэн хэдий ч SRB нь зэврэлтийг эхлүүлэхэд хувь нэмэр оруулж байгаа эсэх нь тодорхойгүй хэвээр байна, учир нь тэдгээрийг илрүүлэх нь зэврэлтээс хойшхи шинжилгээнд суурилдаг.
Сүүлийн үед иодыг исэлдүүлэгч бактери21ээс гадна төмрийг задалдаг SRB14, метаноген15,16,17, нитрат бууруулах бактери18, төмрийг исэлдүүлэгч бактери19, ацетоген20 зэрэг төмрийг задалдаг төрөл бүрийн бичил биетүүд илэрч байна. Агааргүй эсвэл микроаэробик лабораторийн нөхцөлд тэдгээрийн ихэнх нь тэг валентын төмөр, нүүрстөрөгчийн ганг зэврүүлдэг. Нэмж дурдахад, тэдгээрийн зэврэлтийн механизм нь төмрийн идэмхий метаноген ба SRB нь эсийн гаднах гидрогеназ ба олон гемийн цитохромыг ашиглан хоосон валентын төмрөөс электрон цуглуулах замаар зэврэлтийг дэмждэг болохыг харуулж байна22,23. MIC-ийг хоёр төрөлд хуваадаг: (i) химийн MIC (CMIC) нь бичил биетээр үүсгэгдсэн зүйлийн шууд бус зэврэлт ба (ii) цахилгааны MIC (EMIC) нь металлын электроны хомсдолын шууд зэврэлт юм24. Эсийн гаднах электрон дамжуулалт (EET) -ээр хөнгөвчилсөн EMIC нь ихээхэн сонирхол татдаг, учир нь EET шинж чанартай бичил биетүүд нь EET бус бичил биетүүдээс илүү хурдан зэврэлт үүсгэдэг. Агааргүй нөхцөлд CMIC-ийн хурдыг хязгаарлах хариу үйлдэл нь протоны бууралтаар (H+) H2 ялгаруулдаг бол EMIC нь H2 үйлдвэрлэлээс хамааралгүй EET метаболизмоор дамждаг. Төрөл бүрийн бичил биетний EET-ийн механизм нь бичил биетний эсийн түлш, электробиосинтезийн гүйцэтгэлтэй холбоотой25,26,27,28,29. Эдгээр идэмхий бичил биетний өсгөвөрлөх нөхцөл нь байгаль орчныхаас ялгаатай тул эдгээр ажиглагдсан бичил биетний зэврэлтийн процесс нь практикт зэврэлтийг тусгаж байгаа эсэх нь тодорхойгүй байна. Тиймээс байгалийн орчинд эдгээр идэмхий бичил биетний өдөөгдсөн MIC механизмыг ажиглахад хэцүү байдаг.
ДНХ-ийн дараалал тогтоох технологийг хөгжүүлснээр байгалийн болон хиймэл орчин дахь бичил биетний бүлгүүдийн нарийн ширийн зүйлийг судлах, тухайлбал, шинэ үеийн дараалал тогтоогч ашиглан 16S рРНХ генийн дараалалд суурилсан бичил биетний профайлыг бичил биетний экологийн салбарт ашигласан30,31. ,32. Хөрс ба далайн орчинд бичил биетний нарийвчилсан бүлгэмдлийг харуулсан олон тооны MIC судалгаа нийтлэгдсэн байна13,33,34,35,36. SRB-ээс гадна зэврэлтийн дээжинд Fe(II)- исэлдүүлэгч (FeOB) болон нитритжүүлэгч нянгаар баяжуулах, тухайлбал FeOB, тухайлбал Gallionella spp. болон Dechloromonas spp., Nitrospira зэрэг нитритжүүлэгч бактери мөн бүртгэгдсэн. spp., in Хөрсөн дэх нүүрстөрөгч ба зэс агуулсан ган33. Үүний нэгэн адил далайн орчинд Zetaproteobacteria болон Betaproteobacteria ангилалд хамаарах төмрийн исэлдүүлэгч бактерийн хурдан колоничлол нь нүүрстөрөгчийн ган дээр хэдэн долоо хоногийн турш ажиглагдаж байна 36 . Эдгээр өгөгдөл нь эдгээр бичил биетний зэврэлтэнд оруулсан хувь нэмрийг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч олон судалгаанд үргэлжлэх хугацаа, туршилтын бүлгүүд хязгаарлагдмал байдаг бөгөөд зэврэлт үүсэх үед бичил биетний бүлгүүдийн динамикийн талаар бага мэддэг.
Энд бид нүүрстөрөгчийн ган, хромын ган, зэвэрдэггүй ган, цутгамал төмрийн MIC-ийг MIC-ийн үйл явдлын түүхтэй аэробик цэнгэг усны орчинд живүүлэх судалгааг ашиглан судалж байна. Дээжийг 1, 3, 6, 14, 22 саруудад авч, металл болон бичил биетний бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн зэврэлтийн түвшинг судалсан. Бидний үр дүн зэврэлтийн үед бичил биетний бүлгүүдийн урт хугацааны динамикийн талаархи ойлголтыг өгдөг.
Хүснэгт 1-ээс харахад энэ судалгаанд есөн металл ашигласан. Материал бүрээс арван дээжийг цэвэр усны цөөрөмд дүрсэн. Процессын усны чанар дараах байдалтай байна: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, булингар нь 1 ppm, pH 7.4. Дээж авах шатны ёроолд ууссан хүчилтөрөгчийн (DO) концентраци ойролцоогоор 8.2 ppm байсан ба усны температур улирлын чанартай 9-23 хэмийн хооронд хэлбэлздэг.
Зураг 1-д үзүүлснээр ASTM A283, ASTM A109 Нөхцөл №4/5, ASTM A179, ASTM A395 цутгамал төмрийн орчинд 1 сарын турш дүрсэний дараа нүүрстөрөгчийн гангийн гадаргуу дээр ерөнхий зэврэлт хэлбэрээр хүрэн зэврэлт үүссэн бүтээгдэхүүн ажиглагдсан. Эдгээр сорьцын жингийн алдагдал цаг хугацаа өнгөрөх тусам нэмэгдэж (Нэмэлт Хүснэгт 1) ба зэврэлтийн түвшин жилд 0.13-0.16 мм байв (Зураг 2). Үүний нэгэн адил Cr-ийн агууламж багатай (1% ба 2.25%) ганд ерөнхий зэврэлт ажиглагдаж, зэврэлт нь ойролцоогоор 0.13 мм/жил байна (Зураг 1 ба 2). Үүний эсрэгээр, 9% Cr-тай ган нь жийргэвчээр үүссэн цоорхойд үүссэн орон нутгийн зэврэлтийг харуулдаг. Энэ дээжийн зэврэлтийн хурд нь ойролцоогоор 0.02 мм/жил бөгөөд энэ нь ерөнхий зэврэлттэй гангаас хамаагүй бага юм. Үүний эсрэгээр 304 ба -316 төрлийн зэвэрдэггүй ган нь харагдахуйц зэврэлтгүй, зэврэлтийн тооцоолсон хэмжээ <0.001 мм y−1 байна. Үүний эсрэгээр, 304 ба -316 төрлийн зэвэрдэггүй ган нь харагдахуйц зэврэлтгүй, тооцоолсон хурдатгалын хурд <0.001 мм y−1 байна. Напротив, нержавеющие стали типов 304 ба 316 ямар ч проявляют видимой ажилтигуудыг, при этом расчетная скорость эвдэрч гэмтээхгүй байна <0,001 мм/год. Үүний эсрэгээр, 304 ба 316 төрлийн зэвэрдэггүй ган нь харагдахуйц зэврэлтгүй, зэврэлтийн тооцоолсон хурд нь <0.001 мм/жил байна.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 Напротив, нержавеющие стали типа 304 и -316 не показали видимой эвдрэлийн с расчетной скоростью ажилбарын <0,001 мм/год. Үүний эсрэгээр 304 ба -316 төрлийн зэвэрдэггүй ган нь зэврэлтийн хэмжээ нь <0.001 мм/жилтэй харагдахуйц зэврэлт үзүүлээгүй.
Дээж тус бүрийн (өндөр 50 мм × өргөн 20 мм) масштабыг арилгахын өмнө болон дараа нь макроскопийн зургийг үзүүлэв. 1 метр, 1 сар; 3 метр, 3 сар; 6 метр, 6 сар; 14 метр, 14 сар; 22 метр, 22 сар; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, нөхцөл 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1С, ган 1% Cr; 3С ган, 2.25% Cr ган; ган 9С, ган 9% Cr; S6, 316 зэвэрдэггүй ган; S8, 304 төрлийн зэвэрдэггүй ган.
Зэврэлтийн түвшинг жингийн алдагдал болон усанд дүрэх хугацааг ашиглан тооцоолсон. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, хатууруулсан 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, ган 1% Cr, 3 С, ган 2.25% Cr, 9 C, ган 9% Cr, S6, 316 төрлийн зэвэрдэггүй ган; S8, 304 төрлийн зэвэрдэггүй ган.
Зураг дээр. Мөн 1-ээс харахад нүүрстөрөгчийн ган, бага Cr ган, цутгамал төмрийн зэврэлтээс үүсэх бүтээгдэхүүн нь 3 сарын турш усанд автсаны дараа улам бүр нэмэгддэг. Зэврэлтийн нийт хэмжээ 22 сарын дараа 0.07 ~ 0.08 мм/жил болж аажмаар буурсан (Зураг 2). Түүнчлэн 2.25% Cr гангийн зэврэлтийн түвшин бусад зэвэрсэн сорьцоос арай бага байсан нь Cr зэврэлтийг дарангуйлдаг болохыг харуулж байна. ASTM A179 стандартын дагуу ерөнхий зэврэлтээс гадна 22 сарын дараа 700 мкм зэврэлтийн гүнтэй орон нутгийн зэврэлт ажиглагдсан (Зураг 3). Зэврэлтийн гүн ба усанд дүрэх хугацааг ашиглан тооцоолсон орон нутгийн зэврэлтийн хурд нь 0.38 мм/жил бөгөөд энэ нь ерөнхий зэврэлтээс 5 дахин хурдан юм. ASTM A395 хайлшийн зэврэлтийн түвшинг дутуу үнэлж болно, учир нь зэврэлтээс үүдэлтэй бүтээгдэхүүн нь усанд 14 эсвэл 22 сарын дараа ч бүрэн арилдаггүй. Гэсэн хэдий ч ялгаа нь хамгийн бага байх ёстой. Түүнчлэн зэвэрсэн бага хромын ганд олон жижиг нүхнүүд ажиглагдсан.
3D харах лазер микроскоп ашиглан хамгийн их гүнд ASTM A179 ба 9% Cr гангийн бүрэн зураг (масштаб: 10 мм) ба орон нутгийн зэврэлт (масштаб бар: 500 мкм). Бүтэн зурган дээрх улаан тойрог нь хэмжсэн орон нутгийн зэврэлтийг илтгэнэ. Урвуу талаас 9% Cr гангийн бүрэн дүр төрхийг Зураг 1-т үзүүлэв.
Зурагт үзүүлсэн шиг. 2, 9% Cr-тай гангийн хувьд 3-14 сарын дотор зэврэлт ажиглагдаагүй бөгөөд зэврэлт нь бараг тэг байв. Гэсэн хэдий ч 22 сарын дараа орон нутгийн зэврэлт ажиглагдсан (Зураг 3) жингийн алдагдалыг ашиглан тооцоолсон 0.04 мм/жил зэврэлтийн хурдтай. Зэврэлтийн хамгийн дээд гүн нь 1260 μм ба зэврэлтийн гүн ба дүрэх хугацааг (22 сар) ашиглан тооцоолсон орон нутгийн зэврэлтийн хурд нь 0.68 мм/жил байна. Зэврэлт эхлэх цэг нь тодорхойгүй тул зэврэлтийн түвшин өндөр байж болно.
Үүний эсрэгээр зэвэрдэггүй ган дээр 22 сарын турш усанд автсан ч харагдахуйц зэврэлт ажиглагдаагүй. Хэдийгээр толбо арилгахаас өмнө гадаргуу дээр хэд хэдэн бор тоосонцор ажиглагдсан (Зураг 1), тэдгээр нь сул бэхлэгдсэн байсан бөгөөд зэврэлтээс үүдэлтэй бүтээгдэхүүн биш юм. Хуваарийг арилгасны дараа металл нь зэвэрдэггүй ган гадаргуу дээр дахин гарч ирдэг тул зэврэлтийн түвшин бараг тэг байна.
Ампликоны дарааллыг металл гадаргуу, ус, хурдас дахь зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн, био хальс зэрэгт бичил биетний бүлгүүдийн цаг хугацааны ялгаа, динамикийг ойлгохын тулд хийсэн. Нийт 4,160,012 удаа уншсан бөгөөд 31,328-аас 124,183 уншсан байна.
Усны хэрэглээ, цөөрмөөс авсан усны дээжийн Шенноны индекс 5.47-7.45 хооронд хэлбэлзэж байна (Зураг 4а). Голын нөхөн сэргээгдсэн усыг үйлдвэрийн ус болгон ашигладаг тул бичил биетний бүлгэмдэл улирлын чанартай өөрчлөгдөж болно. Үүний эсрэгээр ёроолын хурдасны дээжийн Шенноны индекс 9 орчим байсан нь усны дээжээс нэлээд өндөр байна. Үүний нэгэн адил усны дээжүүд хурдасны дээжээс бага тооцоолсон Chao1 индекс ба ажиглагдсан үйл ажиллагааны ангилал зүйн нэгж (OTUs) байсан (Зураг 4b, c). Эдгээр ялгаа нь статистикийн хувьд чухал ач холбогдолтой (Тукей-Крамерын сорил; p-утгууд < 0.01, Зураг 4d) нь тунадасны дээж дэх микробын бүлгэмдэл нь усны дээжээс илүү нарийн төвөгтэй болохыг харуулж байна. Эдгээр ялгаа нь статистикийн хувьд чухал ач холбогдолтой (Туки-Крамерын туршилт; p-утгууд < 0.01, Зураг 4d) нь тунадасны дээж дэх бичил биетний нэгдэл нь усны дээжээс илүү төвөгтэй болохыг харуулж байна. Эти различия статистические значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, что микробные сообщества в образцах доных отложений более сложны, чем в образцах воды. Эдгээр ялгаа нь статистикийн хувьд чухал ач холбогдолтой (Туки-Крамерын туршилт; p<0.01, Зураг 4d) нь тунадасны дээж дэх бичил биетний нэгдэл нь усны дээжээс илүү төвөгтэй болохыг харуулж байна.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夝这些 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。。。。。。。。。. Энэ төрлийн статистик шинж чанарууд (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), энэ нь ямар нэгэн зүйл хийх боломжийг олгодог. Эдгээр ялгаа нь статистикийн хувьд чухал байсан (Туки-Крамерын туршилт; p-утга <0.01, Зураг 4d) нь тунадасны дээжинд байгаа бичил биетний бүлгэмдэл нь усны дээжээс илүү төвөгтэй байгааг харуулж байна.Халих сав газрын ус байнга шинэчлэгдэж, хурдас нь механик нөлөөлөлгүйгээр сав газрын ёроолд суудаг тул бичил биетний олон янз байдлын энэхүү ялгаа нь сав газрын экосистемийг тусгах ёстой.
a Shannon индекс, b Ажиглагдсан үйл ажиллагааны ангилал зүйн нэгж (OTU), c Chao1 шингээлтийн индекс (n=6) ба сав газрын (n=5) Ус, тунадас (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 Температур №4/5 (SP: n=5), (ASTM A109) n=5), 1% (1 C: n=5), 2.25% (3 C: n = 5) ба 9% (9 C: n = 5) Cr-ган, түүнчлэн 316 (S6: n = 5) ба -304 (S8: n = 5) төрлийн зэвэрдэггүй ганг хайрцган хэлбэртэй хэлбэрээр үзүүлэв. d Shannon болон Chao1 индексүүдийн p-утгууд ANOVA болон Tukey-Kramer олон харьцуулах тест ашиглан олж авсан. Улаан дэвсгэр нь p-утга < 0.05-тай хосуудыг илэрхийлнэ. Улаан дэвсгэр нь p-утга нь < 0.05-тай хосуудыг илэрхийлдэг. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Улаан дэвсгэр нь p-утга нь < 0.05-тай хосуудыг илэрхийлдэг.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. Улаан дэвсгэр нь p-утга <0.05-тай хосуудыг илэрхийлнэ.Хайрцагны дундах шугам, хайрцгийн дээд ба доод хэсэг, сахал нь медиан, 25 ба 75 дахь хувь, хамгийн бага ба хамгийн их утгыг тус тус илэрхийлнэ.
Нүүрстөрөгчийн ган, бага хромын ган, цутгамал төмрийн Шеннон индекс нь усны дээжийнхтэй ижил байв (Зураг 4a). Үүний эсрэгээр, зэвэрдэггүй ган дээжийн Шеннон индекс нь зэвэрсэн гангийнхаас (p-утгууд < 0.05, Зураг 4d) мэдэгдэхүйц өндөр бөгөөд хурдастай төстэй байна. Үүний эсрэгээр, зэвэрдэггүй ган дээжийн Шеннон индекс нь зэвэрсэн гангийнхаас хамаагүй өндөр (p-утгууд < 0.05, Зураг 4d) ба хурдастай төстэй байна. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у кордированных сталей (значения p <0,05, рис. 4d), болон аналогич индексийн отложений. Үүний эсрэгээр, зэвэрдэггүй ган сорьцын Шеннон индекс нь зэвэрсэн гангийнхаас хамаагүй өндөр (p-утгууд < 0.05, Зураг 4d) бөгөөд ордын индекстэй төстэй байна.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. Үүний эсрэгээр зэвэрдэггүй ган сорьцын Шеннон индекс нь ордын нэгэн адил зэвэрсэн гангийнхаас (p утга <0.05, Зураг 4d) хамаагүй өндөр байсан.Үүний эсрэгээр, 9% Cr-тай гангийн Шеннон индекс 6.95-аас 9.65 хооронд хэлбэлзэж байна. Эдгээр утгууд нь 6, 14, 22 саруудад зэвэрсэн сорьцтой харьцуулахад 1 ба 3 сарын хугацаанд зэврээгүй сорьцонд хамаагүй өндөр байв (Зураг 4a). Цаашилбал, 9% Cr гангийн Chao1 индекс болон ажиглагдсан OTU нь зэвэрсэн болон усны дээжээс өндөр, зэврээгүй болон тунадасны дээжээс бага (Зураг 4b, c) бөгөөд ялгаа нь статистикийн хувьд чухал ач холбогдолтой (p-утгууд < 0.01, Зураг 4d). Цаашилбал, 9% Cr гангийн Chao1 индекс ба ажиглагдсан OTU нь зэвэрсэн ба усны дээжээс өндөр, зэврээгүй ба тунамал дээжийнхээс бага (Зураг 4b, c) бөгөөд ялгаа нь статистикийн хувьд чухал (p-утгууд < 0.01, Зураг 4d).Түүнчлэн 9% Cr-тай гангийн Chao1 ба ажиглагдсан OTU нь зэвэрсэн ба усан дээжийнхээс өндөр, зэврээгүй болон тунамал дээжээс бага (Зураг 4б, в) бөгөөд ялгаа нь статистикийн хувьд чухал ач холбогдолтой юм.(p-значения <0,01, рис. 4d). (p-утгууд <0.01, Зураг 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）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 腐路沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0.01 图 图 图 ， ， 图 图 ， ， 图 图 图，，，，，， 4d）。. Кроме того, индекс Чао1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у эвдэрсэн болон водных образцов, и ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), зыла стачимо- значение < 0,01, рис. Түүнчлэн 9% Cr гангийн Chao1 индекс болон ажиглагдсан OTU нь зэвэрсэн болон усан дээжийнхээс өндөр, зэврээгүй болон тунамал дээжийнхээс бага (Зураг 4b,c) байсан ба ялгаа нь статистикийн хувьд чухал байсан (p-утга <0.01, Зураг 4d).Эдгээр үр дүн нь зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүний бичил биетний олон янз байдал нь зэврээгүй металл дээрх био хальстай харьцуулахад бага байгааг харуулж байна.
Зураг дээр. 5а-д гурван үндсэн кластер ажиглагдсан бүх дээжийн UniFrac-ийн жингүй зайд суурилсан үндсэн координатын шинжилгээ (PCoA) графикийг харуулав. Усны дээж дэх бичил биетний бүлгүүд бусад бүлгүүдээс эрс ялгаатай байв. Хурдас дахь бичил биетний бүлгэмдэлд зэвэрдэггүй ган бүлгэмүүд багтсан бол зэврэлтээс дээжинд өргөн тархсан байв. Үүний эсрэгээр, 9% Cr-тай гангийн зураг нь зэврээгүй, зэвэрсэн кластерт хуваагддаг. Иймээс металл гадаргуу болон зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн дээрх бичил биетний бүлгэмдэл нь усан доторхоос эрс ялгаатай байдаг.
Бүх дээж (a), ус (b), металл (c) дахь жингүй UniFrac зайд суурилсан үндсэн координатын шинжилгээ (PCoA) график. Тойрог нь кластер бүрийг тодруулдаг. Замын чиглэлүүд нь дээж авах үеүүдийг цувралаар холбосон шугамаар дүрслэгдсэн байна. 1 метр, 1 сар; 3 метр, 3 сар; 6 метр, 6 сар; 14 метр, 14 сар; 22 метр, 22 сар; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, нөхцөл 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1С, ган 1% Cr; 3С ган, 2.25% Cr ган; ган 9С, ган 9% Cr; S6, 316 зэвэрдэггүй ган; S8, 304 төрлийн зэвэрдэггүй ган.
Он цагийн дарааллаар байрлуулахад усны дээжийн PCoA графикууд нь дугуй хэлбэртэй байсан (Зураг 5б). Энэ мөчлөгийн шилжилт нь улирлын өөрчлөлтийг тусгаж болно.
Үүнээс гадна, металл дээжийн PCoA талбай дээр зөвхөн хоёр кластер (зэвэрсэн ба зэврээгүй) ажиглагдсан бөгөөд энд (9% хромын гангаас бусад) бичил биетний нэгдэл 1-ээс 22 сар хүртэл шилжсэн (Зураг 5в). Үүнээс гадна зэвэрсэн дээж дэх шилжилт нь зэврээгүй дээжийн шилжилтээс их байсан тул бичил биетний бүлгүүдийн өөрчлөлт ба зэврэлтийн явцын хооронд хамаарал байсан. 9% Cr-тай гангийн дээжинд хоёр төрлийн бичил биетний нэгдэл илэрсэн: 1 ба 6 сарын цэгүүд нь зэвэрдэггүй гангийн ойролцоо байрладаг ба бусад (3, 14, 22 сар) зэвэрсэн гантай ойролцоо байрладаг. 1 сар болон 6 сартайдаа ДНХ задлахад ашигласан купонууд зэврээгүй, харин 3, 14, 22 сартай талонууд зэвэрсэн байна (Нэмэлт Зураг 1). Иймээс зэвэрсэн дээж дэх нянгийн бүлгэмдэл нь ус, тунадас, зэврээгүй дээжээс ялгаатай бөгөөд зэврэлт нэмэгдэх тусам өөрчлөгддөг.
Усны дээжинд ажиглагдсан бичил биетний үндсэн төрлүүд нь протеобактери (30.1-73.5%), бактериоидууд (6.3-48.6%), планктомицетота (0.4-19.6%), актинобактери (0-17.7%) байсан бөгөөд тэдгээрийн харьцангуй элбэг дэлбэг байдал нь дээжээс дээжинд харилцан адилгүй байв. цөөрмийн ус хийсвэр уснаас өндөр байсан. Энэ ялгаа нь халих сав дахь усны оршин суух хугацаанд нөлөөлж болно. Эдгээр төрлүүд нь ёроолын тунадасны дээжинд мөн ажиглагдсан боловч тэдгээрийн харьцангуй элбэг дэлбэг байдал нь усны дээжээс ихээхэн ялгаатай байв. Түүнчлэн Acidobacteriota (8.7-13.0%), Chloroflexi (8.1-10.2%), Nitrospirota (4.2-4.4%), Desulfobacterota (1.5-4.4%) %-ийн харьцангуй агууламж нь усны дээжээс өндөр байв. Бараг бүх Desulfobacterota төрөл зүйл SRB37 тул хурдас дахь орчин нь агааргүй байх ёстой. Десульфобактерит нь зэврэлтэнд нөлөөлж болзошгүй ч усан сан дахь усны харьцангуй элбэг дэлбэг байдал нь <0.04% байдаг тул эрсдэл маш бага байх ёстой. Десульфобактерит нь зэврэлтэнд нөлөөлж болзошгүй ч усан сан дахь усны харьцангуй элбэг дэлбэг байдал нь <0.04% байдаг тул эрсдэл маш бага байх ёстой. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на корзию, эрсдэлтэй байх ёстой байж болох юм чрезвычайно, поскольку их относительное содержание в воде бассейны тогтвор суурьшилтай <0,04%. Десульфобактерит нь зэврэлтэнд нөлөөлдөг ч усан сан дахь харьцангуй элбэг дэлбэг байдал нь <0.04% байдаг тул эрсдэл маш бага байх ёстой.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 нь влять на ажиллуулах, эрсдэлд орох эрсдэлтэй байж болно, их хэмжээний усгүйжүүлэлт хийх боломжтой, мөн воде бассейнд <0,04% тогтоно. Десульфобактерийн төрөл нь зэврэлтэнд нөлөөлж болох ч усан сан дахь усны харьцангуй элбэг дэлбэг байдал <0.04% байдаг тул эрсдэл маш бага байх ёстой.
RW ба Агаар нь усны хэрэглээ ба сав газраас авсан усны дээжийг тус тус илэрхийлнэ. Хурдас-C, -E, -W нь сав газрын ёроолын төвөөс, мөн зүүн, баруун талаас авсан тунадасны дээж юм. 1 метр, 1 сар; 3 метр, 3 сар; 6 метр, 6 сар; 14 метр, 14 сар; 22 метр, 22 сар; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, нөхцөл 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1С, ган 1% Cr; 3С ган, 2.25% Cr ган; ган 9С, ган 9% Cr; S6, 316 зэвэрдэггүй ган; S8, 304 төрлийн зэвэрдэггүй ган.
Удам угсааны түвшинд Trichomonadaceae овгийн ангилалд хамаарахгүй нянгууд, түүнчлэн неосфингозин, псевдомонас, флавобактериумууд бүх улиралд бага зэрэг өндөр (6-19%) ажиглагдсан. Бага зэргийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд тэдгээрийн хувь хэмжээ өөр өөр байдаг (Зураг 1). . 7а ба б). цутгал голуудад Flavobacterium, Pseudovibrio, Rhodoferrobacter-ийн харьцангуй элбэг дэлбэг байдал зөвхөн өвлийн улиралд илүү өндөр байв. Үүнтэй адилаар сав газрын өвлийн усанд псевдовибрио, флавобактерийн агууламж өндөр байгаа нь ажиглагдсан. Тиймээс усны дээж дэх бичил биетний бүлгэмдэл улирлаас хамаарч өөр өөр байсан ч судалгааны явцад эрс өөрчлөлт ороогүй байна.
a Оруулсан ус, b Усан бассейны ус, c ASTM A283, d ASTM A109 температур №4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, i 9% Cr ган, j Төрөл-316 ба зэвэрдэггүй ган K-3.
Бүх дээжинд протеобактерууд гол бүрэлдэхүүн хэсэг байсан боловч зэврэлт ихсэх тусам зэвэрсэн дээжинд харьцангуй элбэг байсан нь багассан (Зураг 6). ASTM A179, ASTM A109 Temp No 4/5, ASTM A179, ASTM A395 ба 1% ба 2.25% Cr дээжинд уураг бактерийн харьцангуй элбэгшил 89.1%, 85.9%, 89.6%, 784.5% -аас буурсан байна. , 83.8% нь 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8%, 31.3% байна. Үүний эсрэгээр, десульфобактеритын харьцангуй элбэг дэлбэг байдал нь зэврэлт үүсэхийн хэрээр 0.1% -иас 12.5-45.9% хүртэл аажмаар нэмэгддэг. Үүний эсрэгээр, десульфобактеритын харьцангуй элбэг дэлбэг байдал нь зэврэлт үүсэхийн хэрээр 0.1% -иас 12.5-45.9% хүртэл аажмаар нэмэгддэг. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% -аас 12,5–45,9% нь развития үйл ажиллагаа. Үүний эсрэгээр, зэврэлт үүсэхийн хэрээр десульфобактеритын харьцангуй элбэг дэлбэг байдал аажмаар <0.1%-аас 12.5-45.9% хүртэл нэмэгддэг.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㈰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% -аас 12,5–45,9% -ийн үйл ажиллагааг сайжруулах. Үүний эсрэгээр, зэврэлт нэмэгдэхийн хэрээр Десульфобактерийн харьцангуй элбэг дэлбэг байдал аажмаар <0.1% -иас 12.5-45.9% хүртэл нэмэгдэв.Ийнхүү зэврэлт ихсэх тусам Proteobactereira-г Desulfobacterota-аар сольсон.
Үүний эсрэгээр зэвэрдэггүй зэвэрдэггүй ган дээрх био хальс нь янз бүрийн нянгийн ижил харьцаатай байв. Протеобактер (29.4-34.1%), Planctomycetota (11.7-18.8%), Nitrospirota (2.9-20.9%), Acidobacteriota (8.6-18.8%), Bacteroidota (3.1-9.2%), Chloroflexi (2.1%). Зэвэрдэггүй ган дээж дэх Nitrospirota-ийн эзлэх хувь аажмаар нэмэгдэж байгааг олж мэдсэн (Зураг 6). Эдгээр харьцаа нь 5а-р зурагт үзүүлсэн PCoA графиктай тохирч байгаа хурдасны дээжтэй төстэй байна.
9% Cr агуулсан гангийн дээжинд хоёр төрлийн бичил биетний нэгдэл ажиглагдсан: 1 сар ба 6 сартай бичил биетний нэгдэл нь ёроолын тунадасны дээжтэй төстэй байсан бол зэврэлтээс 3, 14, 22-р дээж дэх протеобактерийн эзлэх хувь мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн байна. сар Үүнээс гадна, 9% Cr ган дээж дэх эдгээр хоёр бичил биетний нэгдэл нь Зураг 5c-д үзүүлсэн PCoA график дахь хуваагдсан кластеруудтай тохирч байна.
Удам угсааны түвшинд тодорхойлогдоогүй бактери, археа агуулсан 2000 гаруй OTU ажиглагдсан. Удам угсааны түвшинд тодорхойлогдоогүй бактери, археа агуулсан 2000 гаруй OTU ажиглагдсан.Удам угсааны түвшинд үл мэдэгдэх бактери, археа агуулсан 2000 гаруй OTU ажиглагдсан.Удам угсааны түвшинд тодорхойгүй бактери, археа агуулсан 2000 гаруй OTU ажиглагдсан. Тэдгээрийн дотроос бид түүвэр тус бүрт өндөр хүн амтай 10 OTU-д анхаарлаа хандуулсан. Үүнд 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%, 17.5-46.18%, AST-4218%. A179. , ASTM A109 Темп No 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2.25% ба 9% Cr ган, 316 ба -304 төрлийн зэвэрдэггүй ган.
ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 зэрэг зэврэлтээс хамгаалах дээж, 1% ба 2.25% Cr-тай ган зэрэгт Fe(II) исэлдүүлэх шинж чанартай хлоргүйжүүлсэн цул харьцангуй өндөр агууламж ажиглагдсан. зэврэлтийн эхний үе шат (1 сар 3 сар, Зураг 7c-h). Цаг хугацаа өнгөрөх тусам дехлоромонасын эзлэх хувь буурсан нь протеобактерийн бууралттай тохирч байна (Зураг 6). Цаашилбал, зэврээгүй дээж дээрх био хальсан дахь Дехлоромонасын эзлэх хувь <1% байна. Цаашилбал, зэврээгүй дээж дээрх био хальсан дахь Дехлоромонасын эзлэх хувь <1% байна. Кроме того, доля Dechloromonas нь биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Түүнчлэн зэврээгүй сорьцын био хальсан дахь Дехлоромонасын эзлэх хувь <1% байна.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 биопленке некорродированных образцов была <1%. Түүнчлэн зэврээгүй сорьцын био хальсанд дехлоромонасын эзлэх хувь <1% байсан.Тиймээс зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнүүдийн дунд Дехлоромонас нь зэврэлтийн эхний үе шатанд ихээхэн баяждаг.
Үүний эсрэгээр, ASTM A179, ASTM A109 tempered #4/5, ASTM A179, ASTM A395 болон 1% ба 2.25% Cr-тай гангийн хувьд SRB Desulfovibrio зүйлийн эзлэх хувь 14, 22 сарын дараа эцэст нь нэмэгдсэн (Зураг 7c–h). Десульфофибрион нь зэврэлтийн эхний үе шатанд усны дээж (Зураг 7а, б) болон зэврээгүй био хальсанд (Зураг 7j, j) маш бага буюу илрээгүй. Энэ нь Десульфовибрио нь зэврэлтийн эхний үе шатанд зэврэлтэнд нөлөөлдөггүй ч үүссэн зэврэлтээс үүссэн бүтээгдэхүүнийг илүүд үздэг болохыг баттай харуулж байна.
Geobacter, Geothrix зэрэг Fe(III)-ыг бууруулдаг бактери (RRB) нь зэврэлтийн дунд үе шатанд (6 ба 14 сар) зэврэлтээс үүдэлтэй бүтээгдэхүүнээс олдсон боловч зэврэлтийн хожуу (22 сар) үе шатуудын эзлэх хувь өндөр байна. харьцангуй бага (Зураг 7c, eh). Fe(II) исэлдэлтийн шинж чанартай Sideroxydans төрөл нь ижил төстэй шинж чанартай байсан (Зураг 7f), тиймээс FeOB, IRB, SRB-ийн эзлэх хувь зөвхөн зэвэрсэн дээжинд илүү байсан. Энэ нь эдгээр бичил биетний бүлгүүдийн өөрчлөлт нь зэврэлт үүсэхтэй холбоотой болохыг баттай харуулж байна.
3, 14, 22 сарын дараа зэвэрсэн 9% Cr-тай гангийн хувьд хүхрийн исэлдүүлэх шинж чанар бүхий Beggiatoacea гэр бүлийн гишүүдийн өндөр хувь (8.5-19.6%), сидероксиданууд (8.4-13.7%) ажиглагдсан (Зураг 1). ). 7i) Үүнээс гадна хүхэр исэлдүүлэгч бактери (SOB) болох Тиомонас 3 ба 14 сартайд илүү их (3.4% ба 8.8%) илэрсэн. Харин 6 сартай зэврээгүй дээжинд нитрат бууруулах Nitrospira бактери (12.9%) ажиглагдсан. Усанд дүрсний дараа зэвэрдэггүй ган дээрх био хальсанд Nitrospira-ийн эзлэх хувь нэмэгдсэн нь ажиглагдсан (Зураг 7j,k). Тиймээс 1 ба 6 сартай зэврээгүй 9% Cr гангийн бичил биетний бүлгэмдэл нь зэвэрдэггүй гангаар хийсэн био хальстай төстэй байв. Нэмж дурдахад 3, 14, 22 сарын хугацаанд зэвэрсэн 9% Cr гангийн бичил биетүүд нь нүүрстөрөгчийн болон бага хромын ган, цутгамал төмрийн зэврэлтээс ялгаатай байв.
Цэнгэг усанд далайн устай харьцуулахад зэврэлт үүсэх нь ихэвчлэн удаан байдаг, учир нь хлоридын ионы концентраци нь металлын зэврэлтэнд нөлөөлдөг. Гэсэн хэдий ч зарим зэвэрдэггүй ган нь цэнгэг усны орчинд зэврэх аюултай38,39. Түүнчлэн энэ судалгаанд ашигласан цэвэр усны цөөрөмд өмнө нь зэвэрсэн материал ажиглагдсан тул MIC-ийг анх сэжиглэж байсан. Урт хугацааны живэх судалгаанд зэврэлтийн янз бүрийн хэлбэрүүд, гурван төрлийн бичил биетний бүлгэмдэл, зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн дэх бичил биетний бүлгэмдэл өөрчлөгдсөнийг ажигласан.
Энэхүү судалгаанд ашигласан цэнгэг усны орчин нь химийн найрлага харьцангуй тогтвортой, улирлын чанартай усны температур 9-23 хэмийн хооронд хэлбэлздэг голоос авсан техникийн усны битүү сав юм. Тиймээс усны дээж дэх бичил биетний бүлгүүдийн улирлын хэлбэлзэл нь температурын өөрчлөлттэй холбоотой байж болно. Үүнээс гадна усан сангийн усан дахь бичил биетний нэгдэл нь оролтын усныхаас арай өөр байсан (Зураг 5б). Усан бассейны ус халилтаас болж байнга солигддог. Иймээс сав газрын гадаргуу ба ёроолын хоорондох завсрын гүнд ч гэсэн DO ~8.2 ppm хэвээр байна. Эсрэгээр, тунадасны орчин нь агааргүй байх ёстой, учир нь энэ нь тунаж, усан сангийн ёроолд үлддэг бөгөөд түүний доторх бичил биетний ургамал (CRP гэх мэт) нь усан дахь бичил биетнээс ялгаатай байх ёстой (Зураг 6). Усан сан дахь купонууд хурдасгаас хол зайд байсан тул аэробикийн нөхцөлд усанд шумбах судалгааны явцад зөвхөн цэвэр усанд өртдөг байв.
Цэвэр усны орчинд нүүрстөрөгчийн ган, бага хромын ган, цутгамал төмрийн ерөнхий зэврэлт үүсдэг (Зураг 1), учир нь эдгээр материал нь зэврэлтэнд тэсвэртэй биш юм. Гэсэн хэдий ч абиотик цэнгэг усны нөхцөлд зэврэлтийн хурд (0.13 мм жил-1) нь өмнөх судалгаанаас40 (0.04 мм жил-1) өндөр байсан бөгөөд бичил биетүүд байгаа үед зэврэлтийн хурдтай (0.02-0.76 мм жил-1) харьцуулах боломжтой байсан 1) Цэвэр усны нөхцөлтэй төстэй40,41,42. Энэхүү хурдасгасан зэврэлт нь MIC-ийн шинж чанар юм.
Түүнчлэн, 22 сарын турш усанд автсаны дараа зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүний дор хэд хэдэн металлын орон нутгийн зэврэлт ажиглагдсан (Зураг 3). Ялангуяа ASTM A179-д ажиглагдсан орон нутгийн зэврэлт нь ерөнхий зэврэлтээс тав дахин хурдан байдаг. Зэврэлтийн энэ ер бусын хэлбэр ба зэврэлтийн хурдац нь нэг объект дээр үүссэн зэврэлтэнд бас ажиглагдсан. Тиймээс, энэ судалгаанд хийсэн усанд дүрэх нь практикт зэврэлтийг тусгадаг.
Судалгаанд хамрагдсан металлуудын дотроос 9% Cr ган нь хамгийн хүчтэй зэврэлттэй байсан ба зэврэлтийн гүн нь 1.2 мм-ээс их байсан бөгөөд энэ нь зэврэлт хурдасч, хэвийн бус хэлбэрийн зэврэлтээс үүдэлтэй MIC байж магадгүй юм. Судалгаанд хамрагдсан металлуудын дотроос 9% Cr ган нь хамгийн хүчтэй зэврэлттэй байсан ба зэврэлтийн гүн нь 1.2 мм-ээс их байсан бөгөөд энэ нь зэврэлт хурдасч, хэвийн бус хэлбэрийн зэврэлтээс үүдэлтэй MIC байж магадгүй юм. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную корзию с глубиной корзии> 1,2 мм, что, вероятно, является МИК из-за ускоренной засварзии болон аномальной хэлбэрийг эвдэрсэн. Шинжилгээнд хамрагдсан металлуудын дотроос 9% Cr-тай ган нь 1.2 мм-ээс их зэврэлтийн гүнтэй хамгийн хүнд зэврэлтийг харуулсан бөгөөд энэ нь зэврэлт хурдассан ба хэвийн бус хэлбэрийн зэврэлтээс үүдэлтэй MIC байж магадгүй юм.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% Кт Среди исследованных металлов наиболее сильно кордировала сталь с 9% Cr, с глубиной кордирозии >1,2 мм, скорее всего, МИК из-за ускоренных ба аномальных формыг эвдэрсэн. Судалгаанд хамрагдсан металлуудын дотроос 9% Cr агуулсан ган хамгийн хүчтэй зэвэрсэн ба зэврэлтийн гүн нь >1.2 мм-ээс их байсан нь хурдасгасан болон хэвийн бус зэврэлтээс үүдэлтэй MIC юм.9% Cr-ийн ганг өндөр температурт ашигладаг тул түүний зэврэлтээс хамгаалах шинж чанарыг өмнө нь судалж байсан43,44 боловч өмнө нь энэ металлын MIC-ийг мэдээлээгүй байна. Гипертермофилуудаас бусад олон тооны бичил биетүүд өндөр температурт (>100 ° C) орчинд идэвхгүй байдаг тул ийм тохиолдолд 9% Cr ган дахь MIC-ийг үл тоомсорлож болно. Гипертермофилуудаас бусад олон тооны бичил биетүүд өндөр температурт (>100 ° C) идэвхгүй байдаг тул ийм тохиолдолд 9% Cr ган дахь MIC-ийг үл тоомсорлож болно. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной среде (>100 °С), МИК в стали с 9% Cr в таких случаях боломжгүй. Гипертермофилуудаас бусад олон бичил биетүүд өндөр температурт (>100 ° C) идэвхгүй байдаг тул ийм тохиолдолд 9% Cr-тай ган дахь MIC-ийг үл тоомсорлож болно.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 микроорганизмууд, кроме гипертермофиловууд, өндөр температурт (>100 °С), МПК в стали с 9% Cr в данном случае идэвхгүй байж чадахгүй. Гипертермофилуудаас бусад олон бичил биетүүд өндөр температурт (>100 ° C) идэвхгүй байдаг тул энэ тохиолдолд 9% Cr-тай ган дахь MIC-ийг үл тоомсорлож болно.Гэсэн хэдий ч 9% Cr ганг дунд температурт ашиглах үед MIC-ийг багасгахын тулд янз бүрийн арга хэмжээ авах шаардлагатай.
Төрөл бүрийн бичил биетний бүлгүүд, тэдгээрийн өөрчлөлтүүд нь зэврээгүй материалын хуримтлал, био хальс дахь зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүнд устай харьцуулахад түргэвчилсэн зэврэлтээс гадна (Зураг 5-7) ажиглагдсан нь энэ зэврэлт нь микрофон гэдгийг баттай харуулж байна. Ramirez нар.13 далайн бичил биетний экосистемд 6 сараас дээш хугацаанд 3 үе шаттай шилжилтийг (FeOB => SRB/IRB = > SOB) мэдээлсэн бөгөөд хоёрдогч баяжуулсан SRB-ээр үүсгэгдсэн устөрөгчийн сульфид нь эцэст нь SOB-ийг баяжуулахад хувь нэмэр оруулж болзошгүй. Ramirez нар.13 далайн бичил биетний экосистемд 6 сараас дээш хугацаанд 3 үе шаттай шилжилтийг (FeOB => SRB/IRB => SOB) мэдээлсэн бөгөөд энэ үед хоёрдогч баяжуулсан SRB-ээр үүсгэгдсэн хүхэрт устөрөгч нь эцэстээ SOB-ийг баяжуулахад хувь нэмрээ оруулж болзошгүй. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробной экосистема в технологии 6 месяцев, когда сероводород, образующийся при вторичном обогащенийи SRB, можетспобщении, наобщенство. Ramirez нар.13 далайн бичил биетний экосистемд 6 сарын хугацаанд гурван үе шаттай шилжилтийн (FeOB => SRB/IRB => SOB) тайлагнасан бөгөөд SRB-ийн хоёрдогч баяжуулалтаас үүссэн хүхэрт устөрөгч нь эцэстээ SOB баяжуулахад хувь нэмэр оруулж чадна. Рамирез 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。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 态 系统 中 的 䘬 召帽转变 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 технологии 6 месяцев, в котором сероводород, образования в үр дүн SRB, обогащению SOB. Рамирез нар 6 сарын хугацаанд далайн бичил биетний экосистемд гурван үе шаттай шилжилтийг (FeOB => SRB/IRB => SOB) мэдээлсэн бөгөөд SRB хоёрдогч баяжуулалтаас үүссэн устөрөгчийн сульфид нь эцэстээ SOB баяжуулалтад хувь нэмэр оруулах боломжтой.Макбет, Эмерсон36 нар FeOB-ийн анхдагч баяжуулалтыг мэдээлсэн. Үүний нэгэн адил зэврэлтийн эхний үе шатанд FeOB-ийн баяжуулалт энэ судалгаанд ажиглагдаж байгаа боловч нүүрстөрөгчийн болон 1% ба 2.25% Cr ган, цутгамал төмрийн 22 сараас дээш хугацаанд ажиглагдсан зэврэлтийн явцын дагуу бичил биетний өөрчлөлт нь FeOB => IRB = > SRB (Зураг 7, 8). Үүний нэгэн адил зэврэлтийн эхний үе шатанд FeOB баяжуулах нь энэ судалгаанд ажиглагдаж байгаа боловч нүүрстөрөгч болон 1% ба 2.25% Cr ган, цутгамал төмрийн 22 сараас дээш хугацаанд ажиглагдсан зэврэлтийн явцын дагуу бичил биетний өөрчлөлт нь FeOB => IRB => SRB (Зураг 7, 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии ажиллах, гэхдээ микробные изменения по мере прогрессирования, наблюдаемые в углеродистых болон 1% ба 2,25% Cr сталях ба 2,25% Cr сталях ба 2,25%, => IRB = > SRB (рис. 7 ба 8). Үүний нэгэн адил энэхүү судалгаагаар зэврэлтийн эхний үе шатанд FeOB-ийн баяжуулалт ажиглагдаж байгаа боловч 22 сарын хугацаанд нүүрстөрөгч болон 1% ба 2.25% Cr-тай ган, цутгамал төмөр зэрэгт ажиглагдсан зэврэлт нэмэгдэхийн хэрээр бичил биетний өөрчлөлт FeOB => IRB => SRB (Зураг 7 ба 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 鏿观仅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（图7 和同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 1% 咿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 исследовании наблюдалось обогащение FeOB на ранних стадиях ажилтны, гэхдээ микробиологийн задрал, наблюдаемые в углеродистых ба 1% ба 2,25% Cr сталях ба чөмөгний механизм FeOB =B>2>, SRB (7 ба 8-р бүлэг). Үүний нэгэн адил зэврэлтийн эхний үе шатанд FeOB баяжуулалт ажиглагдсан боловч 22 сарын хугацаанд нүүрстөрөгч болон 1% ба 2.25% Cr ган, ширэм зэрэгт ажиглагдсан микробиологийн өөрчлөлт FeOB => IRB => SRB байна (Зураг 7, 8).SRB нь сульфатын ионы өндөр концентрациас шалтгаалан далайн усны орчинд амархан хуримтлагддаг боловч цэнгэг усны орчинд баяжуулах нь сульфатын ионы бага концентрациас болж хойшлогддог. Далайн усанд SRB баяжуулсан тухай байнга мэдээлж байсан10,12,45.
a Органик нүүрстөрөгч, азотыг Fe(II)-аас хамааралтай энергийн солилцоонд төмрийн исэл (улаан [Dechloromonas sp.] ба ногоон [Sideroxydans sp.] эсүүд) ба Fe(III) бууруулагч бактери (саарал эсүүд [Geothrix sp. ба Geobacter sp.])-аар дамжин зэврэлт, улмаар зэврэлт, дараа нь анаэроб нянгийн эхэн үед үүсдэг. бичил биетүүд хуримтлагдсан органик бодисыг хэрэглэснээр зэврэлтийн боловсорч гүйцсэн үе шатыг баяжуулдаг. b Зэврэлтэнд тэсвэртэй металлын бичил биетний бүлгүүдийн өөрчлөлт. Нил ягаан, хөх, шар, цагаан эсүүд нь Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea болон бусад овгийн бактерийг төлөөлдөг.
Микробын нийгэмлэгийн өөрчлөлт, SRB-ийг баяжуулах боломжийн хувьд FeOB нь зэврэлтийн эхний үе шатанд чухал ач холбогдолтой бөгөөд Дехлоромонас нь Fe (II) исэлдэлтээс өсөлтийн эрчим хүчийг олж авах боломжтой. Микроорганизмууд микроэлемент агуулсан орчинд амьд үлдэж чаддаг ч тэд экспоненциал өсөхгүй. Гэсэн хэдий ч энэхүү судалгаанд ашигласан шумбах усан сан нь халих сав газар бөгөөд 20 м3/ц урсгалтай, органик бус ион агуулсан микроэлементүүдийг тасралтгүй нийлүүлдэг. Зэврэлтийн эхний үе шатанд төмрийн ионууд нүүрстөрөгчийн ган, цутгамал төмрөөс ялгардаг бөгөөд FeOBs (Dechloromonas гэх мэт) тэдгээрийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг. Эсийн өсөлтөд шаардлагатай нүүрстөрөгч, фосфат, азотын ул мөр нь органик болон органик бус бодис хэлбэрээр технологийн усанд байх ёстой. Тиймээс энэхүү цэнгэг усны орчинд FeOB-ийг анх нүүрстөрөгчийн ган, цутгамал төмөр зэрэг металл гадаргуу дээр баяжуулдаг. Дараа нь IRB нь органик бодис, төмрийн ислийг эрчим хүчний эх үүсвэр, терминал электрон хүлээн авагч болгон ургаж, ашиглаж болно. Боловсорч гүйцсэн зэврэлтийн бүтээгдэхүүнд FeOB ба IRB-ийн солилцооны улмаас азотоор баяжуулсан агааргүй нөхцөлийг бий болгох ёстой. Тиймээс SRB хурдацтай хөгжиж, FeOB болон IRB-ийг орлуулж чаддаг (Зураг 8a).
Саяхан Tang et al. Төмөрөөс микроб руу шууд электрон шилжсэний улмаас цэнгэг усны орчинд Geobacter ferroreducens зэвэрдэггүй ган зэвэрсэн гэж мэдээлсэн46. EMIC-ийг авч үзвэл EET шинж чанартай бичил биетний хувь нэмэр чухал юм. SRB, FeOB, IRB нь энэ судалгааны зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүний үндсэн бичил биетүүд бөгөөд эдгээр нь EET шинж чанартай байх ёстой. Иймээс эдгээр цахилгаан химийн идэвхтэй бичил биетүүд нь EET-ээр дамжин зэврэлтэнд хувь нэмэр оруулах боломжтой бөгөөд зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн үүсэхийн хэрээр тэдгээрийн нийгэмлэгийн найрлага нь янз бүрийн ионы зүйлийн нөлөөн дор өөрчлөгддөг. Үүний эсрэгээр 9% Cr-тай ган дахь бичил биетний нэгдэл нь бусад гангаас ялгаатай байв (Зураг 8б). 14 сарын дараа FeOB-ээр баяжуулахаас гадна Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, Thiomonas зэрэг баяжуулсан (Зураг 7i). Энэ өөрчлөлт нь нүүрстөрөгчийн ган зэрэг бусад идэмхий материалаас эрс ялгаатай бөгөөд зэврэлтэнд ууссан хромоор баялаг ионууд нөлөөлж болно. Тиомонас нь зөвхөн хүхрийн исэлдүүлэх шинж чанараас гадна Fe(II) исэлдүүлэх шинж чанар, EET систем, хүнд металлыг тэсвэрлэх чадвартай байдаг48,49. Тэдгээрийг Fe(II)-ийн исэлдэлтийн идэвхжил ба/эсвэл металлын электроны шууд хэрэглээний улмаас баяжуулж болно. Өмнөх судалгаагаар биологийн хальсны тасалдалтай хяналтын системийг ашиглан Cu дээрх био хальсанд харьцангуй их хэмжээгээр Beggiatoacea ажиглагдсан нь эдгээр бактери нь Cu, Cr зэрэг хорт металлд тэсвэртэй байж болохыг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч Beggiatoacea-ийн энэ орчинд ургахад шаардлагатай эрчим хүчний эх үүсвэр тодорхойгүй байна.
Энэхүү судалгаа нь цэнгэг усны орчинд зэврэлтийн үед бичил биетний бүлгүүдийн өөрчлөлтийг мэдээлдэг. Үүнтэй ижил орчинд бичил биетний бүлгүүд металлын төрлөөр ялгаатай байв. Нэмж дурдахад, төмрөөс хамааралтай бичил биетний энергийн солилцоо нь SRB зэрэг бусад бичил биетүүдэд тааламжтай шим тэжээлээр баялаг орчинг бүрдүүлэхэд тусалдаг тул зэврэлтийн эхний үе шатанд FeOB чухал болохыг бидний үр дүн баталж байна. Цэвэр усны орчинд MIC-ийг бууруулахын тулд FeOB болон IRB баяжуулалтыг хязгаарлах ёстой.
Энэхүү судалгаанд есөн металлыг ашигласан бөгөөд 50х20х1–5 мм хэмжээтэй блок болгон боловсруулсан (ASTM 395 гангийн зузаан ба 1%, 2.25% ба 9% Cr: 5 мм; ASTM A283 ба ASTM A179-ийн зузаан: 3 мм). мм; ASTM A109 Temper 4/5 ба 304 ба 316 төрлийн зэвэрдэггүй ган, зузаан: 1мм), хоёр 4мм нүхтэй. Хромын ганг зүлгүүрээр, бусад металлыг 600 ширхэгтэй зүлгүүрээр өнгөлсөн. Бүх дээжийг 99.5% этилийн спиртээр дуу авианы долгионоор хэмжиж, хатааж, жинлэв. Метал тус бүрээс 10 дээжийг зэврэлтийн хурдыг тооцоолох, микробиомын шинжилгээнд ашигласан. Сорьц бүрийг PTFE саваа ба зайны тусламжтайгаар шатаар бэхэлсэн (φ 5 × 30 мм, Нэмэлт зураг 2).
Усан сан нь 1100 шоо метр эзэлхүүнтэй, 4 метр орчим гүнтэй. Ус орох урсгал нь 20 м3 ц-1, халилт гарсан, усны чанар улирлын чанартай хэлбэлздэггүй (Нэмэлт зураг 3). Дээжийн шатыг савны голд өлгөгдсөн 3 м ган утсан дээр буулгана. 1, 3, 6, 14, 22 сартайдаа хоёр багц шатыг усан сангаас гаргаж авсан. Нэг шатны дээжийг жингийн алдагдлыг хэмжих, зэврэлтийн түвшинг тооцоолоход ашигласан бол өөр шатнаас авсан дээжийг микробиомын шинжилгээнд ашигласан. Усанд дүрэх саванд ууссан хүчилтөрөгчийг ууссан хүчилтөрөгчийн мэдрэгч (InPro6860i, Mettler Toledo, Колумб, Охайо, АНУ) ашиглан гадаргуу болон ёроолын ойролцоо, мөн дунд хэсэгт хэмжсэн.
Дээж дээрх зэврэлтээс хамгаалах бүтээгдэхүүн, био хальсыг хуванцар хусуураар хусах эсвэл хөвөн арчдасаар арчиж, дараа нь хэт авианы ванны тусламжтайгаар 99.5% этилийн спиртээр цэвэрлэв. Дараа нь дээжийг ASTM G1-0351 стандартын дагуу Кларкийн уусмалд дүрнэ. Хатаах дууссаны дараа бүх дээжийг жинлэв. Дээж тус бүрийн зэврэлтийн хурдыг (мм/жил) дараах томъёогоор тооцоол.
Энд K нь тогтмол (8.76 × 104), T нь өртөх хугацаа (h), А нь нийт гадаргуугийн талбай (см2), W нь массын алдагдал (г), D нь нягт (г см–3).
Дээжийг жинлэсний дараа 3D хэмжих лазер микроскоп (LEXT OLS4000, Olympus, Токио, Япон) ашиглан хэд хэдэн дээжийн 3D дүрсийг авсан.