Nature.com сайтад зочилсонд баярлалаа. Та хязгаарлагдмал CSS дэмжлэгтэй хөтчийн хувилбарыг ашиглаж байна. Хамгийн сайн туршлагын тулд бид танд шинэчлэгдсэн хөтчийг ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer дээр Тохиромжтой байдлын горимыг идэвхгүй болгох). Үүнээс гадна, тасралтгүй дэмжлэгийг хангахын тулд бид сайтыг хэв маяг болон JavaScriptгүйгээр харуулдаг.
Гурван слайдын тойруулгыг нэг дор харуулна. Өмнөх болон Дараагийн товчлууруудыг ашиглан нэг дор гурван слайдаар шилжих эсвэл төгсгөлд байгаа гулсах товчлууруудыг ашиглан нэг дор гурван слайдаар шилжих боломжтой.
Цэнгэг усны орчинд нүүрстөрөгч болон зэвэрдэггүй гангийн хурдассан зэврэлт ихэвчлэн ажиглагддаг. Энд есөн зэрэглэлийн ган ашиглан 22 сарын турш цэвэр усны саванд шумбалтын судалгаа хийсэн. Нүүрстөрөгч болон хромын ган болон цутгамал төмрөнд хурдассан зэврэлт ажиглагдсан бол зэвэрдэггүй ганд 22 сарын дараа ч харагдахуйц зэврэлт ажиглагдаагүй. Микробын бүлгэмдлийн шинжилгээгээр ерөнхий зэврэлтийн үед Fe(II)-исэлдүүлэгч бактери зэврэлтийн эхний шатанд, Fe(III)-аар бууруулагч бактери зэврэлтийн хөгжлийн шатанд, сульфатаар бууруулагч бактери бүтээгдэхүүний зэврэлтийн эцсийн шатанд зэврэлтийн үе шатанд баяжсан болохыг харуулсан. Харин Beggiatocaea бактери нь 9% Cr орон нутгийн зэврэлтэд өртсөн гангийн хувьд онцгой олон байсан. Микробын бүлгэмдлийн эдгээр найрлага нь ус болон ёроолын тунадасны дээжээс ялгаатай байв. Тиймээс зэврэлт үргэлжлэх тусам микробын бүлгэмд эрс өөрчлөлт гарч, төмрөөс хамааралтай микробын энергийн солилцоо нь бусад бичил биетнийг баяжуулж чадах орчныг бүрдүүлдэг.
Металлууд нь рН, температур, ионы концентраци зэрэг янз бүрийн физик, химийн орчны хүчин зүйлсийн нөлөөгөөр муудаж, зэврэх боломжтой. Хүчиллэг нөхцөл, өндөр температур, хлоридын агууламж нь металлын зэврэлтэд онцгой нөлөөлдөг1,2,3. Байгалийн болон баригдсан орчин дахь бичил биетүүд нь металлын элэгдэл, зэврэлтэд ихэвчлэн нөлөөлдөг бөгөөд энэ зан үйлийг бичил биетний зэврэлт (MIC)4,5,6,7,8 гэж илэрхийлдэг. MIC нь ихэвчлэн доторх хоолой, хадгалах сав, металлын завсар, хөрсөнд байдаг бөгөөд гэнэт гарч ирэн хурдан хөгждөг. Тиймээс MIC-ийг хянах, эрт илрүүлэх нь маш хэцүү тул MIC шинжилгээг ихэвчлэн зэврэлтийн дараа хийдэг. Зэврэлтийн бүтээгдэхүүнд сульфат бууруулагч бактери (SRB) байнга илэрдэг олон тооны MIC кейс судалгааг мэдээлсэн9,10,11,12,13. Гэсэн хэдий ч SRB нь зэврэлтийг эхлүүлэхэд нөлөөлдөг эсэх нь тодорхойгүй хэвээр байна, учир нь тэдгээрийг илрүүлэх нь зэврэлтийн дараах шинжилгээнд суурилдаг.
Саяхан иод исэлдүүлэгч бактериас гадна21, төмрийг задалдаг SRB14, метаногенүүд15,16,17, нитрат бууруулдаг бактери18, төмрийг исэлдүүлэгч бактери19, ацетогенүүд20 зэрэг янз бүрийн төмрийг задалдаг бичил биетнүүд бүртгэгдсэн байна. Агааргүй эсвэл микроаэробын лабораторийн нөхцөлд тэдгээрийн ихэнх нь тэг валенттай төмөр болон нүүрстөрөгчийн ганг зэврүүлдэг. Үүнээс гадна тэдгээрийн зэврэлтийн механизм нь төмрийг зэврүүлдэг метаногенүүд болон SRB-үүд нь эсийн гаднах гидрогеназа ба олон гемийн цитохром ашиглан тэг валенттай төмрөөс электронуудыг тус тус хурааж авснаар зэврэлтийг нэмэгдүүлдэг болохыг харуулж байна22,23. MIC-үүдийг хоёр төрөлд хуваадаг: (i) бичил биетний үүсгэсэн зүйлийн шууд бус зэврэлт болох химийн MIC (CMIC), болон (ii) металлын электроны хомсдолоос үүдэлтэй шууд зэврэлт болох цахилгаан MIC (EMIC)24. Эсийн гаднах электрон дамжуулалт (EET)-ээр хөнгөвчилсөн EMIC нь маш их сонирхолтой байдаг, учир нь EET шинж чанартай бичил биетүүд нь EET бус бичил биетнүүдээс илүү хурдан зэврэлт үүсгэдэг. Агааргүй нөхцөлд CMIC-ийн хурдыг хязгаарлах хариу үйлдэл нь протоны бууралт (H+)-аар дамжуулан H2 үйлдвэрлэлт байдаг бол EMIC нь H2 үйлдвэрлэлээс хамааралгүй EET метаболизмаар дамждаг. Төрөл бүрийн бичил биетэнд EET-ийн механизм нь бичил биетний эсийн түлшний гүйцэтгэл болон электробиосинтезтэй холбоотой байдаг25,26,27,28,29. Эдгээр идэмхий бичил биетний өсгөврийн нөхцөл нь байгалийн орчин дахь нөхцөлөөс ялгаатай тул ажиглагдсан эдгээр бичил биетний зэврэлтийн процессууд нь практикт зэврэлтийг тусгаж байгаа эсэх нь тодорхойгүй байна. Тиймээс эдгээр идэмхий бичил биетний байгалийн орчинд өдөөгдсөн MIC механизмыг ажиглахад хэцүү байдаг.
ДНХ-ийн дарааллын технологийн хөгжил нь байгалийн болон хиймэл орчин дахь бичил биетний бүлгүүдийн нарийн ширийн зүйлийг судлахад дөхөм болсон, жишээлбэл, шинэ үеийн дарааллын төхөөрөмжийг ашиглан 16S рРНХ генийн дараалалд суурилсан бичил биетний профайлыг бичил биетний экологийн салбарт ашигласан30,31. ,32. Хөрс болон далайн орчин дахь бичил биетний бүлгүүдийн талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгсөн олон тооны MIC судалгааг нийтэлсэн13,33,34,35,36. SRB-ээс гадна хөрсний орчин дахь нүүрстөрөгч болон зэс агуулсан ганд зэврэлтийн дээжинд, тухайлбал Gallionella spp. болон Dechloromonas spp. зэрэг FeOB зэрэг Fe(II)-исэлдүүлэгч (FeOB) болон нитрифик бактери, мөн Nitrospira зэрэг нитрифик бактериудаар баяжуулсан тухай мэдээлсэн33. Үүнтэй адил далайн орчинд Zetaproteobacteria болон Betaproteobacteria ангилалд хамаарах төмөр-исэлдүүлэгч бактериуд нүүрстөрөгчийн ган дээр хэдэн долоо хоногийн турш хурдан колоничлогдож байгааг ажигласан36. Эдгээр өгөгдөл нь эдгээр бичил биетний зэврэлтэд оруулсан хувь нэмрийг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч олон судалгаанд үргэлжлэх хугацаа болон туршилтын бүлгүүд хязгаарлагдмал бөгөөд зэврэлтийн үед бичил биетний бүлгүүдийн динамикийн талаар бага мэдээлэлтэй байдаг.
Энд бид нүүрстөрөгчийн ган, хром ган, зэвэрдэггүй ган, цутгамал төмрийн MIC-ийг MIC үйл явдлын түүхтэй аэробик цэнгэг усны орчинд дүрэх судалгааг ашиглан судалсан. Дээжийг 1, 3, 6, 14, 22 сарын хугацаанд авсан бөгөөд металл болон бичил биетний бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн зэврэлтийн хурдыг судалсан. Бидний үр дүн нь зэврэлтийн үеийн бичил биетний бүлгүүдийн урт хугацааны динамикийн талаар ойлголт өгөх болно.
Хүснэгт 1-т үзүүлсэнчлэн энэхүү судалгаанд есөн металл ашигласан. Материал тус бүрийн арван дээжийг цэвэр усны усан санд дүрсэн. Технологийн усны чанар дараах байдалтай байна: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, булингартай байдал 1 ppm ба рН 7.4. Дээж авах шатны доод хэсэгт ууссан хүчилтөрөгчийн (DO) агууламж ойролцоогоор 8.2 ppm байсан бөгөөд усны температур улирлын чанартай 9-23°C хооронд хэлбэлзэж байв.
Зураг 1-т үзүүлсэнчлэн, ASTM A283, ASTM A109 Нөхцөл #4/5, ASTM A179, болон ASTM A395 цутгамал төмрийн орчинд 1 сарын турш дүрсний дараа нүүрстөрөгчийн гангийн гадаргуу дээр ерөнхий зэврэлтийн хэлбэрээр бор зэврэлтийн бүтээгдэхүүн ажиглагдсан. Эдгээр дээжийн жингийн алдагдал цаг хугацааны явцад нэмэгдэж (Нэмэлт Хүснэгт 1), зэврэлтийн хурд жилд 0.13-0.16 мм байв (Зураг 2). Үүнтэй адилаар, Cr бага агууламжтай (1% ба 2.25%) гангийн зэврэлтийн хурд ойролцоогоор 0.13 мм/жил (Зураг 1 ба 2)-д ерөнхий зэврэлт ажиглагдсан. Үүний эсрэгээр, 9% Cr агуулсан ган нь жийргэвчний үүссэн завсарт үүсдэг орон нутгийн зэврэлтийг үзүүлдэг. Энэ дээжийн зэврэлтийн хурд нь жилд ойролцоогоор 0.02 мм бөгөөд энэ нь ерөнхий зэврэлттэй гангийнхаас хамаагүй бага байна. Үүний эсрэгээр, 304 ба -316 төрлийн зэвэрдэггүй ган нь харагдахуйц зэврэлт үзүүлдэггүй бөгөөд зэврэлтийн хэмжээ <0.001 мм у−1 гэж тооцоолсон. Үүний эсрэгээр, 304 ба -316 төрлийн зэвэрдэггүй ган нь харагдахуйц зэврэлт үзүүлдэггүй бөгөөд хурдатгалын хурд нь <0.001 мм у−1 гэж тооцоолсон. 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 ил харагдахуйц зэврэлтгүй бөгөөд зэврэлтийн хурд нь <0.001 мм/жил гэж тооцоолсон.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 ил харагдахуйц зэврэлтгүй байсан бөгөөд зэврэлтийн хэмжээ <0.001 мм/жил байв.
Дээж бүрийн (өндөр 50 мм × өргөн 20 мм) шохойн чулуу арилгахаас өмнө болон дараа авсан макроскопийн зургуудыг 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; 1C, ган 1% Cr; 3C ган, 2.25% Cr ган; ган 9C, ган 9% Cr; S6, 316 зэвэрдэггүй ган; S8, 304 төрлийн зэвэрдэггүй ган.
Зэврэлтийн түвшинг жингийн алдагдал болон дүрэх хугацааг ашиглан тооцоолсон. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, хатуурсан 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, ган 1% Cr, 3 C, ган 2.25% Cr, 9 C, ган 9% Cr, S6, 316 төрлийн зэвэрдэггүй ган; S8, 304 төрлийн зэвэрдэггүй ган.
Зураг 1-т нүүрстөрөгчийн ган, бага Cr ган, цутгамал төмрийн зэврэлтийн бүтээгдэхүүн 3 сарын турш дүрсний дараа улам бүр хөгждөг болохыг харуулж байна. Нийт зэврэлтийн хурд 22 сарын дараа аажмаар 0.07 ~ 0.08 мм/жил болж буурсан (Зураг 2). Үүнээс гадна, 2.25% Cr гангийн зэврэлтийн хурд нь бусад зэврэлттэй дээжээс арай бага байсан нь Cr зэврэлтийг дарангуйлж чадна гэдгийг харуулж байна. ASTM A179 стандартын дагуу ерөнхий зэврэлтээс гадна 22 сарын дараа 700 мкм орчим зэврэлтийн гүнтэй орон нутгийн зэврэлт ажиглагдсан (Зураг 3). Зэврэлтийн гүн болон дүрэх хугацааг ашиглан тооцоолсон орон нутгийн зэврэлтийн хурд нь 0.38 мм/жил бөгөөд энэ нь ерөнхий зэврэлтээс ойролцоогоор 5 дахин хурдан юм. ASTM A395 хайлшийн зэврэлтийн хурдыг дутуу үнэлж болно, учир нь зэврэлтийн бүтээгдэхүүн нь 14 эсвэл 22 сарын турш усанд дүрсний дараа хайрсыг бүрэн арилгадаггүй. Гэсэн хэдий ч ялгаа нь хамгийн бага байх ёстой. Үүнээс гадна, зэврэлттэй бага хромтой ган дээр олон жижиг нүхнүүд ажиглагдсан.
ASTM A179 болон 9% Cr гангийн бүрэн зураг (масштабын шугам: 10 мм) болон орон нутгийн зэврэлтийг (масштабын шугам: 500 µм) 3D харах лазер микроскоп ашиглан хамгийн их гүнд харуулав. Бүрэн зураг дээрх улаан тойрог нь орон нутгийн зэврэлтийг харуулж байна. 9% Cr гангийн ар талаас бүрэн харагдцыг Зураг 1-т үзүүлэв.
Зураг 2-т үзүүлсэнчлэн, 9% Cr агуулсан гангийн хувьд 3-14 сарын дотор зэврэлт ажиглагдаагүй бөгөөд зэврэлтийн хэмжээ бараг тэг байв. Гэсэн хэдий ч 22 сарын дараа (Зураг 3) орон нутгийн зэврэлт ажиглагдаж, жингийн алдагдал ашиглан тооцоолсон зэврэлтийн хэмжээ 0.04 мм/жил байв. Орон нутгийн зэврэлтийн хамгийн их гүн нь 1260 мкм бөгөөд зэврэлтийн гүн болон дүрэх хугацааг (22 сар) ашиглан тооцоолсон орон нутгийн зэврэлтийн хэмжээ 0.68 мм/жил байна. Зэврэлт яг хэзээ эхлэх нь тодорхойгүй тул зэврэлтийн хэмжээ өндөр байж магадгүй юм.
Үүний эсрэгээр, 22 сарын турш дүрсэн ч зэвэрдэггүй ган дээр ил харагдахуйц зэврэлт ажиглагдаагүй. Хэдийгээр хайлшийг арилгахаас өмнө гадаргуу дээр цөөн хэдэн бор хэсгүүд ажиглагдсан ч (Зураг 1) тэдгээр нь сул наалдсан бөгөөд зэврэлтийн бүтээгдэхүүн биш байв. Хайрсыг авсны дараа металл нь зэвэрдэггүй ган гадаргуу дээр дахин гарч ирдэг тул зэврэлтийн хэмжээ бараг тэг байна.
Металл гадаргуу, ус болон тунадас дээрх зэврэлтийн бүтээгдэхүүн болон био хальсан дахь бичил биетний бүлгэмдлийн цаг хугацааны явцад үүсэх ялгаа, динамикийг ойлгохын тулд ампликоны дарааллыг хийсэн. Нийт 4,160,012 уншилт хүлээн авсан бөгөөд 31,328-124,183 уншилтын хязгаартай байв.
Усны хэрэглээ болон цөөрмөөс авсан усны дээжийн Шенноны индекс 5.47-7.45 хооронд хэлбэлзэж байв (Зураг 4a). Дахин боловсруулсан голын усыг үйлдвэрлэлийн ус болгон ашигладаг тул бичил биетний бүлгэмдэл улирлын чанартай өөрчлөгдөж болно. Үүний эсрэгээр ёроолын тунадасны дээжийн Шенноны индекс 9 орчим байсан нь усны дээжээс хамаагүй өндөр байна. Үүнтэй адил усны дээжүүд нь тунадасны дээжээс бага тооцоолсон Чао1 индекстэй бөгөөд үйл ажиллагааны ангилал зүйн нэгж (OTU) ажиглагдсан (Зураг 4b, c). Эдгээр ялгаа нь статистикийн хувьд ач холбогдолтой (Туки-Крамерын тест; p-утгууд < 0.01, Зураг 4d) бөгөөд энэ нь тунадасны дээжинд агуулагдах бичил биетний бүлгэмдэл нь усны дээжинд агуулагдах бүлгэмдлээс илүү төвөгтэй болохыг харуулж байна. Эдгээр ялгаа нь статистикийн хувьд ач холбогдолтой (Туки-Крамерын тест; p-утгууд < 0.01, Зураг 4d) бөгөөд энэ нь тунадасны дээжинд агуулагдах бичил биетний бүлгэмдэл нь усны дээжинд агуулагдах бүлгэмдлээс 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 ач холбогдолтой (Туки-Крамерын тест; p утга <0.01, Зураг 4d) бөгөөд энэ нь тунадасны дээжинд агуулагдах бичил биетний бүлгэмдэл нь усны дээжээс илүү нарийн 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 ач холбогдолтой байсан (Туки-Крамерын тест; p-утга <0.01, Зураг 4d), энэ нь тунадасны дээжинд агуулагдах бичил биетний бүлгэмдэл нь усны дээжээс илүү нарийн төвөгтэй болохыг харуулж байна.Халилтын сав газрын ус байнга шинэчлэгдэж, тунадас нь механик нөлөөлөлгүйгээр сав газрын ёроолд тунаж байдаг тул бичил биетний олон янз байдлын энэхүү ялгаа нь сав газрын экосистемийг тусгах ёстой.
a Шенноны индекс, b Ажиглагдсан үйл ажиллагааны ангилал зүйн нэгж (OTU), болон c Chao1 шингээлтийн индекс (n=6) ба сав газар (n=5) Ус, тунадас (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) ба 9% (9 C: n = 5) Cr-ган, түүнчлэн 316 төрлийн (S6: n = 5) ба -304 (S8: n = 5) зэвэрдэггүй гангуудыг хайрцаг хэлбэртэй ба сахалтай график хэлбэрээр харуулав. d ANOVA болон Tukey-Kramer олон харьцуулалтын туршилтыг ашиглан олж авсан Шеннон ба Chao1 индексүүдийн p-утгуудыг харуулав. Улаан дэвсгэр нь p-утга < 0.05 бүхий хосуудыг илэрхийлнэ. Улаан дэвсгэр нь p-утга < 0.05 бүхий хосуудыг илэрхийлнэ. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Улаан дэвсгэр нь p-утга < 0.05 бүхий хосуудыг илэрхийлнэ.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 бүхий хосуудыг илэрхийлнэ.Хайрцагны голд байгаа шугам, хайрцагны дээд ба доод хэсэг, мөн сахал нь медиан, 25 ба 75 дахь перцентил, мөн хамгийн бага ба хамгийн их утгуудыг тус тус илэрхийлнэ.
Нүүрстөрөгчийн ган, бага хромтой ган, цутгамал төмрийн Шенноны индексүүд нь усны дээжийнхтэй төстэй байв (Зураг 4a). Үүний эсрэгээр, зэвэрдэггүй ган дээжийн Шенноны индексүүд нь зэвэрсэн гангийнхаас хамаагүй өндөр (p-утга < 0.05, Зураг 4d) бөгөөд тунадасныхтай төстэй байна. Үүний эсрэгээр, зэвэрдэггүй ган дээжийн Шенноны индексүүд нь зэврэлтэнд өртсөн гангийнхаас хамаагүй өндөр (p-утга < 0.05, Зураг 4d) бөгөөд тунадасныхтай 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 гангийн дээжийн Шенноны индексүүд нь зэврэлттэй гангийнхаас хамаагүй өндөр (p-утга < 0.05, Зураг 4d) бөгөөд ордын индексүүдтэй төстэй юм.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 гангийн дээжийн Шенноны индекс нь зэвэрсэн гангийнхаас хамаагүй өндөр байсан (p утга < 0.05, Зураг 4d), мөн ордынх ч мөн адил.Үүний эсрэгээр, 9% Cr агуулсан гангийн Шенноны индекс 6.95-9.65 хооронд хэлбэлзэж байв. Эдгээр утга нь 1 ба 3 сарын хугацаанд зэвэрээгүй дээжинд 6, 14 ба 22 сарын хугацаанд зэвэрсэн дээжтэй харьцуулахад хамаагүй өндөр байв (Зураг 4a). Цаашилбал, 9% Cr гангийн Chao1 индексүүд болон ажиглагдсан OTU-ууд нь зэвэрсэн болон усны дээжээс өндөр, зэвэрээгүй болон тунадасны дээжээс бага байна (Зураг 4b, c) бөгөөд ялгаа нь статистикийн хувьд ач холбогдолтой (p-утгууд < 0.01, Зураг 4d). Цаашилбал, 9% Cr гангийн Chao1 индексүүд болон ажиглагдсан OTU-ууд нь зэврэлттэй болон усны дээжээс өндөр, зэврэлтгүй болон тунадасны дээжээс бага байна (Зураг 4b, c) бөгөөд ялгаа нь статистикийн хувьд ач холбогдолтой (p-утгууд < 0.01, Зураг 4d).Үүнээс гадна, 9% Cr агуулсан гангийн Chao1 болон ажиглагдсан OTU нь зэвэрсэн болон усан дээжээс өндөр, зэвэрээгүй болон тунамал дээжээс бага (Зураг 4b, c) бөгөөд ялгаа нь статистикийн хувьд 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. Үүнээс гадна, Chao1 индекс болон ажиглагдсан 9% Cr гангийн OTU нь зэвэрсэн болон усан дээжээс өндөр, зэвэрээгүй болон тунамал дээжээс бага байсан (Зураг 4b,c) бөгөөд ялгаа нь статистикийн хувьд ач холбогдолтой байсан (p-утга < 0.01, Зураг 4d).Эдгээр үр дүнгүүд нь зэврэлтийн бүтээгдэхүүний бичил биетний олон янз байдал нь зэврээгүй металл дээрх био хальснаас бага байгааг харуулж байна.
Зураг 5a дээр бүх дээжийн UniFrac жинлээгүй зайд суурилсан Үндсэн координатын шинжилгээний (PCoA) графикийг харуулсан бөгөөд гурван үндсэн кластер ажиглагдсан. Усны дээжинд байгаа бичил биетний бүлгэмдэл нь бусад бүлгэмдлээс мэдэгдэхүйц ялгаатай байв. Тунадас дахь бичил биетний бүлгэмдэлд зэвэрдэггүй ган бүлгэмдэл багтсан боловч зэврэлтийн дээжинд өргөн тархсан байв. Үүний эсрэгээр, 9% Cr агуулсан гангийн газрын зургийг зэврээгүй болон зэврүүлсэн кластер гэж хуваасан болно. Үүний үр дүнд металл гадаргуу болон зэврэлтийн бүтээгдэхүүн дээрх бичил биетний бүлгэмдэл нь усан дахь бүлгэмдлээс мэдэгдэхүйц ялгаатай байна.
Бүх дээжинд (a), ус (b), металлын (c) жинлэгдээгүй UniFrac зайд үндэслэсэн үндсэн координатын шинжилгээний (PCoA) график. Тойрог нь кластер бүрийг тодруулсан. Траекторуудыг дээж авах хугацааг цуваагаар холбосон шугамаар дүрсэлсэн болно. 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; 1C, ган 1% Cr; 3C ган, 2.25% Cr ган; ган 9C, ган 9% Cr; S6, 316 зэвэрдэггүй ган; S8, 304 төрлийн зэвэрдэггүй ган.
Усны дээжийн PCoA графикуудыг он цагийн дарааллаар нь байрлуулахад дугуй хэлбэртэй байсан (Зураг 5б). Энэхүү мөчлөгийн шилжилт нь улирлын чанартай өөрчлөлтийг тусгаж болно.
Үүнээс гадна, металлын дээжийн PCoA график дээр зөвхөн хоёр бөөгнөрөл (зэвэрсэн ба зэвэрээгүй) ажиглагдсан бөгөөд (9% хром гангаас бусад) бичил биетний бүлгэмдэл 1-ээс 22 сар хүртэл шилжсэн нь ажиглагдсан (Зураг 5c). Үүнээс гадна, зэвэрсэн дээжинд шилжилт нь зэвэрээгүй дээжээс илүү их байсан тул бичил биетний бүлгэмдлийн өөрчлөлт болон зэврэлтийн явцын хооронд хамаарал ажиглагдсан. 9% Cr агуулсан ган дээжинд хоёр төрлийн бичил биетний бүлгэмдэл илэрсэн: 1 ба 6 сарын цэгүүд нь зэвэрдэггүй гангийн ойролцоо байрладаг, бусад нь (3, 14, 22 сар) нь зэвэрсэн гангийн ойролцоо байрладаг. 6 сарын хугацаанд ДНХ-г гаргаж авахад ашигласан 1 сар ба купонууд зэвэрээгүй бол 3, 14, 22 сарын купонууд зэвэрсэн (Нэмэлт Зураг 1). Тиймээс зэвэрсэн дээжийн бичил биетний бүлгэмдэл нь ус, тунадас, зэвэрээгүй дээжийн бүлгэмдлээс ялгаатай бөгөөд зэврэлт нэмэгдэхийн хэрээр өөрчлөгдсөн.
Усны дээжинд ажиглагдсан бичил биетний бүлгэмдлийн гол төрлүүд нь Proteobacteria (30.1–73.5%), Bacteroidetes (6.3–48.6%), Planctomycetota (0.4–19.6%) болон Actinobacteria (0–17.7%) байсан бөгөөд тэдгээрийн харьцангуй элбэгшил нь дээжээс дээжинд харилцан адилгүй байсан (Зураг 6), жишээлбэл, цөөрмийн усанд байгаа Bacteroidetes-ийн харьцангуй элбэгшил нь хийсвэр уснаас өндөр байсан. Энэ ялгаа нь халих саванд усны оршин тогтнох хугацаанаас хамаарч болно. Эдгээр төрлүүд нь ёроолын тунадасны дээжинд мөн ажиглагдсан боловч тэдгээрийн харьцангуй элбэгшил нь усны дээжээс мэдэгдэхүйц ялгаатай байв. Үүнээс гадна, Acidobacteriota (8.7–13.0%), Chloroflexi (8.1–10.2%), Nitrospirota (4.2–4.4%) болон Desulfobacterota (1.5–4.4%)-ийн харьцангуй агууламж нь усны дээжээс өндөр байв. Desulfobacterota-ийн бараг бүх төрөл зүйл SRB37 тул тунадас дахь орчин нь агааргүй байх ёстой. Десульфобактерота нь зэврэлтэд нөлөөлж болзошгүй ч усан сангийн усанд харьцангуй их хэмжээгээр агуулагддаг тул эрсдэл маш бага байх ёстой <0.04%. Десульфобактерота нь зэврэлтэд нөлөөлж болзошгүй ч усан сангийн усанд харьцангуй их хэмжээгээр агуулагддаг тул эрсдэл маш бага байх ёстой <0.04%. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на корзию, эрсдэлтэй байх ёстой байж болох юм чрезвычайно, поскольку их относительное содержание в воде бассейны тогтвор суурьшилтай <0,04%. Десульфобактерота нь зэврэлтэнд нөлөөлж болох ч усан сангийн усанд харьцангуй их хэмжээгээр агуулагддаг тул эрсдэл маш бага байх ёстой <0.04%.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. Десульфобациллийн төрөл нь зэврэлтэд нөлөөлж болох ч усан сангийн усанд харьцангуй их хэмжээгээр агуулагддаг тул эрсдэл маш бага байх ёстой <0.04%.
RW болон Air нь тус тус усны хэрэглээ болон сав газрын усны дээжийг илэрхийлнэ. Тунадас-C, -E, -W нь сав газрын ёроолын төв хэсгээс, мөн зүүн ба 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; 1C, ган 1% Cr; 3C ган, 2.25% Cr ган; ган 9C, ган 9% Cr; S6, 316 зэвэрдэггүй ган; S8, 304 төрлийн зэвэрдэггүй ган.
Удам угсааны түвшинд Trichomonadaceae овогт хамаарах ангилагдаагүй бактерийн эзлэх хувь (6–19%), мөн Neosphingosine, Pseudomonas, Flavobacterium бүх улиралд ажиглагдсан. Үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьд тэдгээрийн эзлэх хувь харилцан адилгүй байдаг (Зураг 1). . 7a ба b). Цутгал голуудад Flavobacterium, Pseudovibrio, Rhodoferrobacter-ийн харьцангуй элбэгшил зөвхөн өвлийн улиралд өндөр байсан. Үүнтэй адил сав газрын өвлийн усанд Pseudovibrio болон Flavobacterium-ийн агууламж өндөр байсан. Тиймээс усны дээжинд агуулагдах бичил биетний бүлгэмдэл улирлаас хамааран харилцан адилгүй байсан ч судалгааны хугацаанд эрс өөрчлөлтөд ороогүй.
a Оролтын ус, b Усан сангийн ус, c ASTM A283, d ASTM A109 температур #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, болон i 9% Cr ган, j Төрөл-316 болон зэвэрдэггүй ган K-304.
Бүх дээжинд протеобактери гол бүрэлдэхүүн хэсэг байсан боловч зэврэлт нэмэгдэхийн хэрээр зэврэлт ихэссэн дээжинд тэдгээрийн харьцангуй элбэгшил буурсан (Зураг 6). ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 болон 1% ба 2.25% Cr дээжинд протеобактерийн харьцангуй элбэгшил 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8%-иас буурсан. , 83.8% нь 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% ба 31.3% байна. Үүний эсрэгээр, зэврэлт нэмэгдэхийн хэрээр Десулфобактеротын харьцангуй элбэгшил аажмаар <0.1%-иас 12.5–45.9% болж нэмэгддэг. Үүний эсрэгээр, зэврэлт нэмэгдэхийн хэрээр Десулфобактеротын харьцангуй элбэгшил аажмаар <0.1%-иас 12.5–45.9% болж нэмэгддэг. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% -аас 12,5–45,9% нь развития үйл ажиллагаа. Үүний эсрэгээр, зэврэлт явагдах тусам Десулфобактеротын харьцангуй элбэгшил аажмаар <0.1%-иас 12.5–45.9% болж 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 Десульфобациллийн харьцангуй элбэгшил аажмаар <0.1%-иас 12.5–45.9% болж нэмэгдсэн.Ийнхүү зэврэлт явагдахын хэрээр Proteobactereira-г Desulfobacterota-аар сольсон.
Үүний эсрэгээр, зэвэрээгүй зэвэрдэггүй ган дээрх био хальснууд нь өөр өөр бактерийн ижил харьцаатай байсан. Протеобактери (29.4–34.1%), Планктомицетот (11.7–18.8%), Нитроспирота (2.9–20.9%), Ацидобактериота (8.6–18.8%), Бактероидот (3.1–9.2%) болон Хлорофлекси (2.1–8.8%). Зэвэрдэггүй гангийн дээжинд Нитроспиротын эзлэх хувь аажмаар нэмэгдэж байгааг тогтоосон (Зураг 6). Эдгээр харьцаа нь тунадасны дээжинд байгаа харьцаатай төстэй бөгөөд энэ нь Зураг 5a-д үзүүлсэн PCoA графиктай тохирч байна.
9% Cr агуулсан ган дээжинд хоёр төрлийн бичил биетний бүлгэмдэл ажиглагдсан: 1 ба 6 сарын бичил биетний бүлгэмдэл нь ёроолын тунадасны дээжинд байсантай төстэй байсан бол зэврэлтийн дээж 3, 14, 22 дахь протеобактерийн эзлэх хувь мэдэгдэхүйц нэмэгдсэн. сар Үүнээс гадна, 9% Cr ган дээжинд байгаа эдгээр хоёр бичил биетний бүлгэмдэл нь Зураг 5c-д үзүүлсэн PCoA графикт хуваагдсан кластеруудтай тохирч байв.
Төрөл зүйлийн түвшинд тодорхойлогдоогүй бактери ба архей агуулсан >2000 OTU ажиглагдсан. Төрөл зүйлийн түвшинд тодорхойлогдоогүй бактери ба архей агуулсан >2000 OTU ажиглагдсан.Удам угсааны түвшинд тодорхойгүй бактери ба архей агуулсан 2000 гаруй OTU ажиглагдсан.Төрөл зүйлийн түвшинд тодорхойгүй бактери ба архей агуулсан 2000 гаруй OTU ажиглагдсан. Тэдгээрийн дотроос бид дээж бүрт өндөр популяцитай 10 OTU дээр анхаарлаа төвлөрүүлсэн. Энэ нь ASTM A179 стандартын 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% болон 21.8-45.1%, ASTM A109 Temp № 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2.25% болон 9% Cr ган, 316 ба -304 төрлийн зэвэрдэггүй ган зэргийг хамардаг.
ASTM A179, ASTM A109 Temp № 4/5, ASTM A179, ASTM A395 зэрэг зэврэлтийн дээжинд болон 1% ба 2.25% Cr агуулсан ганд Fe(II) исэлдүүлэх шинж чанартай дехлоржуулсан монолитуудын харьцангуй өндөр агууламж ажиглагдсан. Зэврэлтийн эхний үе шат (1 ба 3 сар, Зураг 7c-h). Дехлормонасын эзлэх хувь цаг хугацааны явцад буурсан нь Протеобактерийн бууралттай тохирч байна (Зураг 6). Цаашилбал, зэврээгүй дээж дээрх био хальсан дахь Дехлормонасын эзлэх хувь <1% байна. Цаашилбал, зэврээгүй дээж дээрх био хальсан дахь Дехлормонасын эзлэх хувь <1% байна. Кроме того, доля Dechloromonas нь биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Үүнээс гадна, зэврээгүй дээж дээрх био хальсан дахь Дехлормонасын 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%. Үүнээс гадна, зэврээгүй дээжийн био хальсан дахь Дехлормонасын эзлэх хувь <1% байсан.Тиймээс зэврэлтийн бүтээгдэхүүнүүдийн дунд Дехлормонас нь зэврэлтийн эхний шатанд мэдэгдэхүйц хэмжээгээр баяждаг.
Үүний эсрэгээр, ASTM A179, ASTM A109 #4/5 хатууруулсан, ASTM A179, ASTM A395 болон 1% ба 2.25% Cr агуулсан гангийн хувьд SRB Desulfovibrio зүйлийн эзлэх хувь 14 ба 22 сарын дараа эцэстээ нэмэгдсэн (Зураг 7c–h). Десульфофибрион нь зэврэлтийн эхний үе шатанд, усны дээжинд (Зураг 7a, b) болон зэврээгүй био хальсанд (Зураг 7j, j) маш бага буюу илрээгүй. Энэ нь Десульфовибрио нь үүссэн зэврэлтийн бүтээгдэхүүний орчныг илүүд үздэг боловч зэврэлтийн эхний үе шатанд зэврэлтэд нөлөөлдөггүй болохыг хүчтэй харуулж байна.
Geobacter болон Geothrix зэрэг Fe(III)-редуктор бактери (RRB) нь зэврэлтийн дунд үе шатанд (6 ба 14 сар) зэврэлтийн бүтээгдэхүүнд илэрсэн боловч зэврэлтийн сүүл үе шатны (22 сар) эзлэх хувь нь тэдгээрт өндөр байна. харьцангуй бага (Зураг 7c, eh). Fe(II) исэлдэлтийн шинж чанартай Sideroxydans төрөл нь ижил төстэй зан үйлийг харуулсан (Зураг 7f) тул FeOB, IRB, SRB-ийн эзлэх хувь нь зэврэлттэй дээжинд л өндөр байсан. Энэ нь эдгээр бичил биетний бүлгэмдлийн өөрчлөлт нь зэврэлтийн явцтай холбоотой болохыг хүчтэй харуулж байна.
3, 14, 22 сарын дараа 9% Cr-тай зэвэрсэн гангийн хувьд Beggiatoacea овгийн гишүүдийн эзлэх хувь өндөр (8.5–19.6%) ажиглагдсан бөгөөд энэ нь хүхрийн исэлдүүлэх шинж чанарыг харуулж чаддаг бөгөөд сидероксиданууд ажиглагдсан (8.4–13.7%) (Зураг 1). 7i) Үүнээс гадна, хүхрийн исэлдүүлэгч бактери (SOB) болох Thiomonas нь 3, 14 сарын хугацаанд илүү их тоогоор (3.4% ба 8.8%) илэрсэн. Үүний эсрэгээр, нитрат бууруулдаг бактери Nitrospira (12.9%) нь 6 сартай зэвэрээгүй дээжинд ажиглагдсан. Зэвэрдэггүй ган дээрх дүрсний дараа био хальсанд Nitrospira-ийн эзлэх хувь нэмэгдсэн нь ажиглагдсан (Зураг 7j,k). Тиймээс 1 ба 6 сартай зэвэрээгүй 9% Cr-тай гангийн бичил биетний бүлгэмдэл нь зэвэрдэггүй ган био хальсны бүлгэмдэлтэй төстэй байв. Үүнээс гадна, 3, 14, 22 сарын хугацаанд зэврүүлсэн 9% Cr гангийн бичил биетний бүлгэмдэл нь нүүрстөрөгч болон бага хромтой ган, цутгамал төмрийн зэврэлтийн бүтээгдэхүүнээс ялгаатай байв.
Зэврэлт үүсэх нь далайн усанд байснаас илүү цэнгэг усанд удаан байдаг, учир нь хлоридын ионуудын агууламж нь металлын зэврэлтэд нөлөөлдөг. Гэсэн хэдий ч зарим зэвэрдэггүй ган нь цэнгэг усны орчинд зэврэх магадлалтай38,39. Үүнээс гадна, энэхүү судалгаанд ашигласан цэнгэг усны цөөрөмд өмнө нь зэврэлттэй материал ажиглагдаж байсан тул MIC-ийг анх сэжиглэж байсан. Урт хугацааны умбах судалгаагаар зэврэлтийн янз бүрийн хэлбэр, гурван төрлийн бичил биетний бүлгэмдэл, зэврэлтийн бүтээгдэхүүн дэх бичил биетний бүлгэмдлийн өөрчлөлт ажиглагдсан.
Энэхүү судалгаанд ашигласан цэнгэг усны орчин нь харьцангуй тогтвортой химийн найрлагатай, усны температур 9-23 °C хооронд хэлбэлздэг голоос авсан техникийн усыг хадгалах хаалттай сав юм. Тиймээс усны дээжинд агуулагдах бичил биетний бүлгэмдлийн улирлын хэлбэлзэл нь температурын өөрчлөлттэй холбоотой байж болно. Үүнээс гадна, усан сангийн усан дахь бичил биетний бүлгэмдэл нь оролтын усныхаас арай өөр байсан (Зураг 5b). Усан сан дахь ус халихаас болж байнга солигдож байдаг. Үүний үр дүнд DO нь сав газрын гадаргуу болон ёроолын хоорондох завсрын гүнд ч гэсэн ~8.2 ppm хэвээр байв. Үүний эсрэгээр, тунадасны орчин нь агааргүй байх ёстой, учир нь энэ нь тунадасжиж, усан сангийн ёроолд үлддэг бөгөөд түүн дэх бичил биетний ургамал (жишээлбэл, CRP) нь усан дахь бичил биетний ургамлаас ялгаатай байх ёстой (Зураг 6). Усан сан дахь купонууд нь тунадаснаас хол байсан тул тэдгээрийг зөвхөн аэробикийн нөхцөлд дүрэх судалгааны үеэр цэвэр усанд оруулсан.
Цэнгэг усны орчинд нүүрстөрөгчийн ган, бага хромтой ган, цутгамал төмрийг ерөнхий зэврэлт үүсгэдэг (Зураг 1). Учир нь эдгээр материалууд зэврэлтэнд тэсвэртэй биш юм. Гэсэн хэдий ч абиотик цэнгэг усны нөхцөлд зэврэлтийн хурд (0.13 мм жил-1) өмнөх судалгаануудаас40 (0.04 мм жил-1) өндөр байсан бөгөөд бичил биетний дэргэд зэврэлтийн хурд (0.02–0.76 мм жил-1)-тэй харьцуулж болохуйц байв. 1) Цэнгэг усны нөхцөлд40,41,42 төстэй. Энэхүү хурдассан зэврэлтийн хурд нь MIC-ийн шинж чанар юм.
Үүнээс гадна, 22 сарын турш дүрсний дараа зэврэлтийн бүтээгдэхүүний дор хэд хэдэн металлд орон нутгийн зэврэлт ажиглагдсан (Зураг 3). Ялангуяа ASTM A179 стандартад ажиглагдсан орон нутгийн зэврэлтийн хурд нь ерөнхий зэврэлтээс тав дахин хурдан байдаг. Зэврэлтийн энэхүү ер бусын хэлбэр болон хурдассан зэврэлтийн хурд нь ижил объект дээр явагдаж буй зэврэлтэд ажиглагдсан. Тиймээс энэхүү судалгаанд хийсэн дүрэлт нь практикт зэврэлтийг тусгасан болно.
Судалгаанд хамрагдсан металлуудын дунд 9% Cr агуулсан ган нь хамгийн хүнд зэврэлтийг үзүүлсэн бөгөөд зэврэлтийн гүн >1.2 мм байсан нь хурдассан зэврэлт болон зэврэлтийн хэвийн бус хэлбэрийн улмаас MIC байх магадлалтай. Судалгаанд хамрагдсан металлуудын дунд 9% Cr агуулсан ган нь хамгийн хүнд зэврэлтийг үзүүлсэн бөгөөд зэврэлтийн гүн >1.2 мм байсан нь хурдассан зэврэлт болон зэврэлтийн хэвийн бус хэлбэрийн улмаас MIC байх магадлалтай. 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. Шалгасан металлуудын дунд 9% Cr агуулсан ган нь хамгийн хүнд зэврэлтийг үзүүлсэн бөгөөд зэврэлтийн гүн >1.2 мм байсан бөгөөд энэ нь хурдассан зэврэлт болон 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 нь хамгийн их зэврэлтэд өртсөн бөгөөд зэврэлтийн гүн >1.2 мм байсан бөгөөд энэ нь хурдассан болон аномаль хэлбэрийн зэврэлтээс үүдэлтэй MIC байх магадлалтай.9% Cr ганг өндөр температурт ашигладаг тул түүний зэврэлтийн шинж чанарыг өмнө нь судалж байсан43,44 боловч энэ металлын MIC-ийн талаар өмнө нь мэдээлээгүй байсан. Гипертермофилоос бусад олон тооны бичил биетүүд өндөр температурт (>100 °C) идэвхгүй байдаг тул 9% Cr ган дахь MIC-ийг ийм тохиолдолд үл тоомсорлож болно. Гипертермофилоос бусад олон тооны бичил биетүүд өндөр температурт (>100 °C) идэвхгүй байдаг тул 9% Cr ган дахь MIC-ийг ийм тохиолдолд 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. Гипертермофилоос бусад олон бичил биетүүд өндөр температурт (>100°C) идэвхгүй байдаг тул 9% Cr агуулсан гангийн MIC-ийг ийм тохиолдолд 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. Гипертермофилоос бусад олон бичил биетүүд өндөр температурт (>100 °C) идэвхжил үзүүлдэггүй тул 9% Cr агуулсан гангийн MIC-ийг энэ тохиолдолд үл тоомсорлож болно.Гэсэн хэдий ч 9% Cr ганг дунд зэргийн температуртай орчинд ашиглах үед MIC-ийг бууруулахын тулд янз бүрийн арга хэмжээ авах шаардлагатай.
Түргэвчилсэн зэврэлтээс гадна (Зураг 5-7) гадна зэврээгүй материалын хуримтлал болон био хальсан дахь зэврэлтийн бүтээгдэхүүнүүдэд янз бүрийн бичил биетний бүлгэмдэл болон тэдгээрийн өөрчлөлтүүд ажиглагдсан бөгөөд энэ нь энэхүү зэврэлт нь микрофон гэдгийг хүчтэй харуулж байна. Рамирез нар13 нь далайн бичил биетний экосистемд 6 сарын хугацаанд 3 үе шаттай шилжилт (FeOB => SRB/IRB = > SOB)-ийн талаар мэдээлсэн бөгөөд хоёрдогчоор баяжуулсан SRB-ээс үүссэн устөрөгчийн сульфид нь эцэст нь SOB-ийн баяжуулалтад хувь нэмэр оруулж болзошгүй юм. Рамирез нар13 нь далайн бичил биетний экосистемд 6 сарын хугацаанд хоёрдогчоор баяжуулсан SRB-ээс үүссэн устөрөгчийн сульфид нь эцэст нь SOB-ийг баяжуулахад хувь нэмэр оруулж болох 3 үе шаттай шилжилтийн (FeOB => SRB/IRB => SOB) талаар мэдээлэв. 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. Рамирез нар13 нь далайн бичил биетний экосистемд 6 сарын хугацаанд гурван үе шаттай шилжилт (FeOB => SRB/IRB => SOB) явагдсан тухай мэдээлэв. Энэ шилжилт нь SRB-ийн хоёрдогч баяжуулалтаас үүссэн устөрөгчийн сульфид нь эцэст нь SOB баяжуулалтад 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 уйлах 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 нар13 нь далайн бичил биетний экосистемд 6 сарын хугацаанд гурван үе шаттай шилжилт (FeOB => SRB/IRB => SOB) байгааг мэдээлсэн бөгөөд үүнд SRB-ийн хоёрдогч баяжуулалтаас үүссэн устөрөгчийн сульфид нь эцэстээ SOB баяжуулалтад хувь нэмэр оруулж болзошгүй юм.Макбет болон Эмерсон36 нар FeOB-д анхдагч баяжуулалтын талаар мэдээлсэн. Үүнтэй адилаар, энэхүү судалгаанд зэврэлтийн эхэн үеийн FeOB-ийн баяжилт ажиглагдсан боловч 22 сарын хугацаанд нүүрстөрөгч болон 1% ба 2.25% Cr агуулсан ган, цутгамал төмрийг зэврэлтийн явцтай холбоотой бичил биетний өөрчлөлт нь FeOB => IRB = > SRB байна (Зураг 7 ба 8). Үүнтэй адилаар, энэхүү судалгаанд зэврэлтийн эхэн үеийн FeOB-ийн баяжилт ажиглагдсан боловч 22 сарын хугацаанд нүүрстөрөгч болон 1% ба 2.25% Cr агуулсан ган, цутгамал төмрөнд ажиглагдсан зэврэлтийн явцтай холбоотой бичил биетний өөрчлөлт нь FeOB => IRB => SRB юм (Зураг 7 ба 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). Үүнтэй адилаар, энэхүү судалгаанд зэврэлтийн эхний шатанд FeOB-ээр баяжсан байдал ажиглагдсан боловч 22 сарын хугацаанд нүүрстөрөгч болон 1% ба 2.25% Cr агуулсан ган, цутгамал төмрийг зэврэлт даамжирч байгаатай холбоотой бичил биетний өөрчлөлтүүд нь FeOB => IRB => SRB байна (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). Үүнтэй адилаар, энэхүү судалгаанд зэврэлтийн эхний шатанд FeOB баяжуулалт ажиглагдсан боловч 22 сарын хугацаанд нүүрстөрөгч болон 1% ба 2.25% Cr ган, цутгамал төмрөнд ажиглагдсан микробиологийн өөрчлөлтүүд нь FeOB => IRB => SRB байв (Зураг 7 ба 8).SRB нь сульфатын ионы өндөр концентрациас шалтгаалан далайн усны орчинд амархан хуримтлагддаг боловч цэнгэг усны орчинд тэдгээрийн баяжилт нь сульфатын ионы бага концентрациас болж удааширдаг. Далайн усанд SRB баяжсан тухай байнга мэдээлдэг10,12,45.
a Органик нүүрстөрөгч ба азот нь Fe(II)-аас хамааралтай энергийн солилцоогоор дамжин төмрийн исэл (улаан [Dexloromonas sp.] ба ногоон [Sideroxydans sp.] эсүүд) ба Fe(III) бууруулагч бактери (саарал эсүүд [Geothrix sp. ба Geobacter sp.]) зэврэлтийн эхний шатанд, дараа нь агааргүй сульфат бууруулагч бактери (SRP) ба гетеротрофик бичил биетүүд хуримтлагдсан органик бодисыг залгиснаар зэврэлтийн боловсорсон үе шатыг баяжуулдаг. b Зэврэлтэнд тэсвэртэй металлууд дээрх бичил биетний бүлгүүдийн өөрчлөлт. Нил ягаан, цэнхэр, шар, цагаан эсүүд нь тус тус Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea болон бусад овгийн бактерийг төлөөлдөг.
Бичил биетний нийгэмлэгийн өөрчлөлт болон SRB-ийн баяжуулалтын боломжит байдлын хувьд FeOB нь зэврэлтийн эхний шатанд чухал ач холбогдолтой бөгөөд Dechloromonas нь Fe(II) исэлдэлтээс өсөлтийн энергиэ авч чаддаг. Бичил биетүүд нь ул мөр элемент агуулсан орчинд амьдрах чадвартай боловч экспоненциал байдлаар өсөхгүй. Гэсэн хэдий ч энэхүү судалгаанд ашигласан шумбалтын усан сан нь 20 м3/цаг урсгалтай халих сав бөгөөд органик бус ион агуулсан ул мөр элементүүдийг тасралтгүй нийлүүлдэг. Зэврэлтийн эхний шатанд төмрийн ионууд нүүрстөрөгчийн ган болон цутгамал төмрөөс ялгардаг бөгөөд FeOBs (Dexloromonas гэх мэт) тэдгээрийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашигладаг. Эсийн өсөлтөд шаардлагатай нүүрстөрөгч, фосфат болон азотын ул мөр нь органик болон органик бус бодисын хэлбэрээр процессын усанд байх ёстой. Тиймээс энэхүү цэнгэг усны орчинд FeOB нь анх нүүрстөрөгчийн ган болон цутгамал төмөр зэрэг металл гадаргуу дээр баяждаг. Үүний дараа IRBs нь ургаж, органик бодис болон төмрийн ислийг тус тус эрчим хүчний эх үүсвэр болон эцсийн электрон хүлээн авагч болгон ашиглаж болно. Боловсорсон зэврэлтийн бүтээгдэхүүнд FeOB болон IRB-ийн солилцооны улмаас азотоор баяжуулсан агааргүй орчин бүрдэх ёстой. Тиймээс SRB нь хурдан ургаж, FeOB болон IRB-г орлож чаддаг (Зураг 8a).
Саяхан Тан нар төмрөөс бичил биет рүү шууд электрон дамжуулалт хийснээр цэнгэг усны орчинд Geobacter ferroreducens-ийн зэвэрсэн гангийн зэврэлтийг мэдээлсэн46. EMIC-ийг харгалзан үзвэл EET шинж чанартай бичил биетний хувь нэмэр маш чухал юм. SRB, FeOB, IRB нь энэхүү судалгаанд зэврэлтийн бүтээгдэхүүн дэх гол бичил биетний төрөл зүйл бөгөөд эдгээр нь EET шинж чанартай байх ёстой. Тиймээс эдгээр электрохимийн идэвхтэй бичил биетүүд EET-ээр дамжуулан зэврэлтэд хувь нэмэр оруулж болох бөгөөд тэдгээрийн нийгэмлэгийн найрлага нь зэврэлтийн бүтээгдэхүүн үүсэх үед янз бүрийн ионы зүйлийн нөлөөн дор өөрчлөгддөг. Үүний эсрэгээр, 9% Cr агуулсан ган дахь бичил биетний нийгэмлэг бусад гангаас ялгаатай байсан (Зураг 8b). 14 сарын дараа FeOB-ээр баяжуулахаас гадна Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, Thiomonas зэрэг нь мөн баяжсан (Зураг 7i). Энэхүү өөрчлөлт нь нүүрстөрөгчийн ган зэрэг бусад зэврэлттэй материалаас мэдэгдэхүйц ялгаатай бөгөөд зэврэлтийн үед ууссан хромоор баялаг ионууд нөлөөлж болно. Тиомонас нь зөвхөн хүхрийн исэлдүүлэх шинж чанартай төдийгүй Fe(II)-ийн исэлдүүлэх шинж чанар, EET систем, хүнд металлын тэсвэрлэлттэй48,49 гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тэдгээрийг Fe(II)-ийн исэлдүүлэх идэвхжил болон/эсвэл металлын электроныг шууд хэрэглэснээр баяжуулж болно. Өмнөх судалгаагаар тасалдалгүй био хальсны хяналтын системийг ашиглан Cu дээрх био хальсанд Beggiatoacea харьцангуй их хэмжээгээр агуулагдаж байгааг ажигласан бөгөөд энэ нь эдгээр бактери нь Cu болон Cr зэрэг хортой металлуудад тэсвэртэй байж болохыг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч Beggiatoacea энэ орчинд ургахад шаардлагатай эрчим хүчний эх үүсвэр тодорхойгүй байна.
Энэхүү судалгаагаар цэнгэг усны орчинд зэврэлтийн үед бичил биетний бүлгэмдлийн өөрчлөлтийг мэдээлэв. Ижил орчинд бичил биетний бүлгэмдлүүд металлын төрлөөрөө ялгаатай байв. Үүнээс гадна, бидний үр дүн нь зэврэлтийн эхний үе шатанд FeOB-ийн ач холбогдлыг баталж байна, учир нь төмрөөс хамааралтай бичил биетний энергийн солилцоо нь SRB зэрэг бусад бичил биетний тааламжтай шим тэжээлээр баялаг орчин үүсэхийг дэмждэг. Цэнгэг усны орчинд MIC-ийг бууруулахын тулд FeOB болон IRB-ийн баяжуулалтыг хязгаарлах ёстой.
Энэхүү судалгаанд есөн металлыг ашиглаж, 50 × 20 × 1–5 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: 1 мм), хоёр 4 мм нүхтэй. Хром ганг зүлгүүрээр өнгөлж, бусад металлыг дүрэхийн өмнө 600 ширхэгтэй зүлгүүрээр өнгөлсөн. Бүх дээжийг 99.5% этанолоор хэт авиагаар боловсруулж, хатааж, жигнэсэн. Зэврэлтийн хурдыг тооцоолох, микробиомын шинжилгээнд металл тус бүрийн арван дээжийг ашигласан. Дээж бүрийг PTFE саваа болон зайгаар шатаар бэхэлсэн (φ 5 × 30 мм, Нэмэлт Зураг 2).
Усан сангийн эзэлхүүн 1100 куб метр, гүн нь ойролцоогоор 4 метр юм. Усны урсгал 20 м3 цаг/1 байсан бөгөөд халих урсгал гарсан бөгөөд усны чанар улирлын чанартай хэлбэлзээгүй (Нэмэлт Зураг 3). Дээжийн шатыг савны голд өлгөсөн 3 м ган утсан дээр буулгасан. Усан сангаас 1, 3, 6, 14, 22 сарын хугацаанд хоёр багц шатыг гаргаж авсан. Нэг шатнаас авсан дээжийг жингийн алдагдлыг хэмжих, зэврэлтийн түвшинг тооцоолоход ашигласан бол өөр шатнаас авсан дээжийг микробиомын шинжилгээнд ашигласан. Усанд дүрэх саванд ууссан хүчилтөрөгчийг гадаргуу болон ёроолын ойролцоо, мөн дунд хэсэгт ууссан хүчилтөрөгчийн мэдрэгч (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, USA) ашиглан хэмжсэн.
Дээж дээрх зэврэлтийн бүтээгдэхүүн болон био хальсыг хуванцар хусуураар хусах эсвэл хөвөн арчдасаар арилгаж, дараа нь хэт авианы ванн ашиглан 99.5% этанолд цэвэрлэсэн. Дараа нь дээжийг ASTM G1-0351 стандартын дагуу Кларкийн уусмалд дүрсэн. Хатаасны дараа бүх дээжийг жигнэсэн. Дараах томъёог ашиглан дээж бүрийн зэврэлтийн хурдыг (мм/жил) тооцоолно уу:
энд K нь тогтмол (8.76 × 104), T нь өртөх хугацаа (цаг), A нь нийт гадаргуугийн талбай (см2), W нь массын алдагдал (г), D нь нягтрал (г см–3) байна.
Дээжийг жинлэсний дараа хэд хэдэн дээжийн 3 хэмжээст зургийг 3 хэмжээст лазер микроскоп (LEXT OLS4000, Olympus, Токио, Япон) ашиглан авсан.