Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. तुम्ही मर्यादित CSS समर्थनासह ब्राउझरची आवृत्ती वापरत आहात. सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अद्ययावत ब्राउझर वापरा (किंवा इंटरनेट एक्सप्लोररमध्ये कॉम्पॅटिबिलिटी मोड अक्षम करा). याव्यतिरिक्त, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही ही साइट स्टाईल्स आणि जावास्क्रिप्टशिवाय दाखवतो.
एकाच वेळी तीन स्लाईड्सचा कॅरोसेल दाखवतो. एका वेळी तीन स्लाईड्स पुढे जाण्यासाठी 'मागील' आणि 'पुढील' बटणे वापरा, किंवा एका वेळी तीन स्लाईड्स पुढे जाण्यासाठी शेवटी असलेली स्लायडर बटणे वापरा.
गोड्या पाण्याच्या वातावरणात, कार्बन आणि स्टेनलेस स्टीलचे जलद क्षरण अनेकदा दिसून येते. येथे नऊ प्रकारच्या स्टीलचा वापर करून २२ महिन्यांचा गोड्या पाण्याच्या टाकीतील डायव्हिंग अभ्यास करण्यात आला. कार्बन आणि क्रोमियम स्टील तसेच कास्ट आयर्नमध्ये जलद क्षरण दिसून आले, तर स्टेनलेस स्टीलमध्ये २२ महिन्यांनंतरही कोणतेही दृश्यमान क्षरण आढळले नाही. सूक्ष्मजीव समुदायाच्या विश्लेषणातून असे दिसून आले की, सामान्य क्षरणादरम्यान, क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात Fe(II)-ऑक्सिडायझिंग जीवाणू, क्षरण विकासाच्या टप्प्यात Fe(III)-रिड्यूसिंग जीवाणू आणि उत्पादनाच्या क्षरणाच्या अंतिम टप्प्यात सल्फेट-रिड्यूसिंग जीवाणू समृद्ध झाले होते. याउलट, स्थानिक क्षरण झालेल्या ९% क्रोमियम स्टीलमध्ये बेगियाटोसिया जीवाणू विशेषतः मोठ्या संख्येने आढळले. सूक्ष्मजीव समुदायांची ही रचना पाणी आणि तळाच्या गाळाच्या नमुन्यांमधील रचनेपेक्षा वेगळी होती. अशाप्रकारे, जसजशी क्षरण प्रक्रिया पुढे सरकते, तसतसे सूक्ष्मजीव समुदायात मोठे बदल होतात आणि लोहावर अवलंबून असलेली सूक्ष्मजैविक ऊर्जा चयापचय प्रक्रिया असे वातावरण तयार करते जे इतर सूक्ष्मजीवांना समृद्ध करू शकते.
पीएच, तापमान आणि आयन सांद्रता यांसारख्या विविध भौतिक आणि रासायनिक पर्यावरणीय घटकांमुळे धातूंची झीज आणि क्षरण होऊ शकते. आम्लधर्मी परिस्थिती, उच्च तापमान आणि क्लोराईड सांद्रता विशेषतः धातूंच्या क्षरणावर परिणाम करतात¹,²,³. नैसर्गिक आणि मानवनिर्मित वातावरणातील सूक्ष्मजीव अनेकदा धातूंच्या झीज आणि क्षरणावर प्रभाव टाकतात, हे वर्तन सूक्ष्मजैविक क्षरण (MIC)⁴,⁵,⁶,⁷,⁸ मध्ये व्यक्त होते. MIC अनेकदा घरातील पाईप्स आणि साठवण टाक्या, धातूंच्या फटी आणि माती यांसारख्या वातावरणात आढळते, जिथे ते अचानक उद्भवते आणि वेगाने विकसित होते. त्यामुळे, MIC चे निरीक्षण आणि लवकर शोध घेणे खूप कठीण आहे, म्हणून MIC विश्लेषण सहसा क्षरणानंतर केले जाते. अनेक MIC केस स्टडीजमध्ये सल्फेट-रिड्यूसिंग बॅक्टेरिया (SRB) क्षरण उत्पादनांमध्ये वारंवार आढळल्याचे नोंदवले गेले आहे⁹,¹⁰,¹¹,¹²,¹³. तथापि, SRB क्षरणाच्या प्रारंभास हातभार लावतात की नाही हे अस्पष्ट आहे, कारण त्यांचा शोध क्षरणानंतरच्या विश्लेषणावर आधारित आहे.
अलीकडे, आयोडीन-ऑक्सिडायझिंग बॅक्टेरिया²¹ व्यतिरिक्त, विविध लोह-विघटन करणारे सूक्ष्मजीव नोंदवले गेले आहेत, जसे की लोह-विघटन करणारे एसआरबी¹⁴, मिथेनोजेन्स¹⁵,¹⁶,¹⁷, नायट्रेट-रिड्यूसिंग बॅक्टेरिया¹⁸, लोह-ऑक्सिडायझिंग बॅक्टेरिया¹⁹ आणि ॲसिटोजेन्स²⁰. ॲनारोबिक किंवा मायक्रोएरोबिक प्रयोगशाळेतील परिस्थितीत, त्यापैकी बहुतेक झिरो-व्हॅलेंट लोह आणि कार्बन स्टीलचे क्षरण करतात. याव्यतिरिक्त, त्यांच्या क्षरणाच्या यंत्रणा सूचित करतात की लोह-क्षरण करणारे मिथेनोजेन्स आणि एसआरबी अनुक्रमे एक्स्ट्रासेल्युलर हायड्रोजिनेस आणि मल्टीहीम सायटोक्रोम्सचा वापर करून नल-व्हॅलेंट लोहामधून इलेक्ट्रॉन मिळवून क्षरणाला चालना देतात²²,²³. एमआयसी (MICs) दोन प्रकारांमध्ये विभागलेले आहेत: (i) केमिकल एमआयसी (CMIC), जे सूक्ष्मजीवांद्वारे उत्पादित प्रजातींद्वारे होणारे अप्रत्यक्ष क्षरण आहे, आणि (ii) इलेक्ट्रिकल एमआयसी (EMIC), जे धातूच्या इलेक्ट्रॉन क्षयामुळे होणारे प्रत्यक्ष क्षरण आहे²⁴. बाह्य इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण (EET) द्वारे सुलभ झालेली EMIC अत्यंत महत्त्वाची आहे, कारण EET गुणधर्म असलेले सूक्ष्मजीव EET नसलेल्या सूक्ष्मजीवांपेक्षा अधिक वेगाने क्षरण घडवून आणतात. अवायुजीवी परिस्थितीत CMIC चा दर-मर्यादित प्रतिसाद प्रोटॉन क्षपणाद्वारे (H+) होणारी H2 निर्मिती आहे, तर EMIC ही EET चयापचयाद्वारे पुढे जाते, जी H2 निर्मितीवर अवलंबून नसते. विविध सूक्ष्मजीवांमधील EET ची यंत्रणा ही सूक्ष्मजैविक पेशीय इंधनाच्या कार्यक्षमतेशी आणि इलेक्ट्रोबायोसिंथेसिसशी संबंधित आहे25,26,27,28,29. या क्षरणकारी सूक्ष्मजीवांच्या संवर्धनाची परिस्थिती नैसर्गिक पर्यावरणापेक्षा वेगळी असल्यामुळे, या निरीक्षित सूक्ष्मजैविक क्षरण प्रक्रिया प्रत्यक्षातील क्षरणाचे प्रतिबिंब आहेत की नाही हे स्पष्ट नाही. त्यामुळे, नैसर्गिक पर्यावरणात या क्षरणकारी सूक्ष्मजीवांद्वारे प्रेरित MIC यंत्रणेचे निरीक्षण करणे कठीण आहे.
डीएनए सिक्वेन्सिंग तंत्रज्ञानाच्या विकासामुळे नैसर्गिक आणि कृत्रिम वातावरणातील सूक्ष्मजीव समुदायांच्या तपशिलांचा अभ्यास करणे सोपे झाले आहे. उदाहरणार्थ, सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकीच्या क्षेत्रात नवीन पिढीच्या सिक्वेन्सर्सचा वापर करून 16S rRNA जनुकीय क्रमावर आधारित सूक्ष्मजीव प्रोफाइलिंगचा वापर केला गेला आहे30,31,32. माती आणि सागरी वातावरणातील सूक्ष्मजीव समुदायांचे तपशीलवार वर्णन करणारे असंख्य एमआयसी (MIC) अभ्यास प्रकाशित झाले आहेत13,33,34,35,36. एसआरबी (SRB) व्यतिरिक्त, गंजलेल्या नमुन्यांमध्ये Fe(II)-ऑक्सिडायझिंग (FeOB) आणि नायट्रिफायिंग जीवाणूंची वाढ झाल्याचे देखील नोंदवले गेले आहे, उदा. मातीच्या माध्यमात कार्बन आणि तांबे-युक्त स्टीलमध्ये FeOB, जसे की गॅलिओनेला एसपीपी. (Gallionella spp.) आणि डेक्लोरोमोनास एसपीपी. (Dechloromonas spp.), आणि नायट्रिफायिंग जीवाणू, जसे की नायट्रोस्पायरा एसपीपी. (Nitrospira spp.).33. त्याचप्रमाणे, सागरी वातावरणात, झेटाप्रोटिओबॅक्टेरिया (Zetaproteobacteria) आणि बीटाप्रोटिओबॅक्टेरिया (Betaproteobacteria) वर्गातील लोह-ऑक्सिडायझिंग जीवाणूंचे कार्बन स्टीलवर अनेक आठवड्यांपर्यंत वेगाने वसाहतीकरण झाल्याचे दिसून आले आहे36. ही माहिती क्षरणामध्ये या सूक्ष्मजीवांचे योगदान दर्शवते. तथापि, अनेक अभ्यासांमध्ये कालावधी आणि प्रायोगिक गट मर्यादित असतात, आणि क्षरणादरम्यान सूक्ष्मजीव समुदायांच्या गतिशीलतेबद्दल फार कमी माहिती उपलब्ध आहे.
येथे, आम्ही MIC घटनांचा इतिहास असलेल्या वायुयुक्त गोड्या पाण्याच्या वातावरणात, कार्बन स्टील, क्रोमियम स्टील, स्टेनलेस स्टील आणि कास्ट आयर्न यांच्या MIC चा अभ्यास विसर्जन अभ्यासाद्वारे करतो. १, ३, ६, १४ आणि २२ महिन्यांनी नमुने घेण्यात आले आणि प्रत्येक धातूच्या व सूक्ष्मजैविक घटकाच्या क्षरण दराचा अभ्यास करण्यात आला. आमचे निष्कर्ष क्षरणादरम्यान सूक्ष्मजैविक समुदायांच्या दीर्घकालीन गतिशीलतेवर प्रकाश टाकतात.
तक्ता १ मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, या अभ्यासात नऊ धातूंचा वापर करण्यात आला. प्रत्येक पदार्थाचे दहा नमुने गोड्या पाण्याच्या एका कुंडात बुडवण्यात आले. प्रक्रिया पाण्याची गुणवत्ता खालीलप्रमाणे आहे: ३० पीपीएम Cl-, २० mS m-1, २० पीपीएम Ca2+, २० पीपीएम SiO2, गढूळपणा १ पीपीएम आणि pH ७.४. नमुना घेण्याच्या शिडीच्या तळाशी विरघळलेल्या ऑक्सिजनची (DO) संहती अंदाजे ८.२ पीपीएम होती आणि पाण्याचे तापमान ऋतूनुसार ९ ते २३°C च्या दरम्यान होते.
आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, ASTM A283, ASTM A109 कंडिशन #4/5, ASTM A179, आणि ASTM A395 कास्ट आयर्न वातावरणात १ महिना बुडवून ठेवल्यानंतर, कार्बन स्टीलच्या पृष्ठभागावर सर्वसाधारण गंजण्याच्या स्वरूपात तपकिरी रंगाचे गंजलेले पदार्थ दिसून आले. या नमुन्यांचे वजन कमी होण्याचे प्रमाण वेळेनुसार वाढत गेले (पूरक सारणी १) आणि गंजण्याचा दर दरवर्षी ०.१३–०.१६ मिमी होता (आकृती २). त्याचप्रमाणे, कमी क्रोमियम (Cr) प्रमाण (१% आणि २.२५%) असलेल्या स्टीलमध्येही सर्वसाधारण गंज दिसून आला आहे, ज्याचा गंजण्याचा दर सुमारे ०.१३ मिमी/वर्ष आहे (आकृती १ आणि २). याउलट, ९% क्रोमियम असलेल्या स्टीलमध्ये गॅस्केटमुळे तयार झालेल्या फटींमध्ये स्थानिक गंज दिसून येतो. या नमुन्याचा गंजण्याचा दर सुमारे ०.०२ मिमी/वर्ष आहे, जो सर्वसाधारण गंज असलेल्या स्टीलच्या दरापेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी आहे. त्याउलट, स्टेनलेस स्टील प्रकार-304 आणि -316 मध्ये कोणताही दृश्यमान गंज दिसून येत नाही, आणि त्यांचा अंदाजित गंजण्याचा दर <0.001 मिमी प्रति वर्ष आहे. त्याउलट, स्टेनलेस स्टील प्रकार-304 आणि -316 मध्ये कोणतेही दृश्यमान गंज दिसून येत नाही, ज्याचा अंदाजित प्रवेग दर <0.001 मिमी y−1 आहे. Напротив, нержавеющие стали типов 304 и 316 не проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скорость коррозиав,0016 mm/год. त्याउलट, 304 आणि 316 प्रकारच्या स्टेनलेस स्टीलमध्ये कोणताही दृश्यमान गंज दिसून येत नाही, आणि त्यांचा अंदाजित गंजण्याचा दर <0.001 मिमी/वर्ष आहे.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<0.001 मिमी y1.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<0.001 मिमी y1. Напротив, нержавеющие стали типа 304 и -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростью коррозии <0,001/гмодм. त्याउलट, 304 आणि 316 प्रकारच्या स्टेनलेस स्टीलमध्ये <0.001 मिमी/वर्ष या डिझाइन गंज दरासह कोणताही दृश्यमान गंज दिसून आला नाही.
प्रत्येक नमुन्याची (उंची ५० मिमी × रुंदी २० मिमी) डीस्केलिंगच्या आधी आणि नंतरची मॅक्रोस्कोपिक छायाचित्रे दर्शविली आहेत. १ मीटर, १ महिना; ३ मीटर, ३ महिने; ६ मीटर, ६ महिने; १४ मीटर, १४ महिने; २२ मीटर, २२ महिने; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, स्थिती ४/५; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, १% क्रोमियम स्टील; 3C, २.२५% क्रोमियम स्टील; 9C, ९% क्रोमियम स्टील; S6, ३१६ स्टेनलेस स्टील; S8, प्रकार ३०४ स्टेनलेस स्टील.
वजन घट आणि बुडवून ठेवण्याच्या वेळेचा वापर करून क्षरण दराची गणना करण्यात आली. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, कठीण केलेले 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, स्टील 1% Cr, 3 C, स्टील 2.25% Cr, 9 C, स्टील 9% Cr, S6, प्रकार 316 स्टेनलेस स्टील; S8, प्रकार 304 स्टेनलेस स्टील.
आकृती १ मध्ये असेही दिसून येते की, कार्बन स्टील, कमी क्रोमियम स्टील आणि कास्ट आयर्नचे क्षरण उत्पादने ३ महिने पाण्यात बुडवून ठेवल्यानंतर अधिक विकसित होतात. २२ महिन्यांनंतर एकूण क्षरणाचा दर हळूहळू ०.०७ ~ ०.०८ मिमी/वर्ष इतका कमी झाला (आकृती २). याव्यतिरिक्त, २.२५% क्रोमियम स्टीलचा क्षरणाचा दर इतर क्षरण झालेल्या नमुन्यांपेक्षा किंचित कमी होता, जे दर्शवते की क्रोमियम क्षरण रोखू शकतो. सामान्य क्षरणाव्यतिरिक्त, ASTM A179 नुसार, २२ महिन्यांनंतर सुमारे ७०० µm खोलीचे स्थानिक क्षरण दिसून आले (आकृती ३). क्षरणाची खोली आणि पाण्यात बुडवून ठेवण्याचा कालावधी वापरून मोजलेला स्थानिक क्षरणाचा दर ०.३८ मिमी/वर्ष आहे, जो सामान्य क्षरणापेक्षा सुमारे ५ पट जास्त आहे. ASTM A395 मिश्रधातूचा क्षरणाचा दर कमी लेखला जाऊ शकतो, कारण १४ किंवा २२ महिने पाण्यात बुडवून ठेवल्यानंतर क्षरण उत्पादने थर पूर्णपणे काढून टाकत नाहीत. तथापि, हा फरक कमीत कमी असावा. याव्यतिरिक्त, क्षरण झालेल्या कमी क्रोमियम स्टीलमध्ये अनेक लहान खड्डे दिसून आले.
३डी व्ह्यूइंग लेझर मायक्रोस्कोप वापरून ASTM A179 आणि ९% Cr स्टीलची कमाल खोलीवरील संपूर्ण प्रतिमा (स्केल बार: १० मिमी) आणि स्थानिक गंज (स्केल बार: ५०० µm). संपूर्ण प्रतिमेतील लाल वर्तुळे मोजलेला स्थानिक गंज दर्शवतात. ९% Cr स्टीलचे मागील बाजूकडील संपूर्ण दृश्य आकृती १ मध्ये दाखवले आहे.
आकृती २ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, ९% क्रोमियम असलेल्या स्टीलमध्ये ३-१४ महिन्यांच्या कालावधीत कोणतेही क्षरण दिसून आले नाही आणि क्षरणाचा दर जवळजवळ शून्य होता. तथापि, २२ महिन्यांनंतर स्थानिक क्षरण दिसून आले (आकृती ३), ज्याचा क्षरणाचा दर वजन घट वापरून ०.०४ मिमी/वर्ष इतका मोजण्यात आला. स्थानिक क्षरणाची कमाल खोली १२६० µm आहे आणि क्षरणाची खोली व बुडवून ठेवण्याचा कालावधी (२२ महिने) वापरून अंदाजित केलेला स्थानिक क्षरणाचा दर ०.६८ मिमी/वर्ष आहे. क्षरण नेमके कोणत्या बिंदूवर सुरू होते हे ज्ञात नसल्यामुळे, क्षरणाचा दर यापेक्षा जास्त असू शकतो.
याउलट, स्टेनलेस स्टीलवर २२ महिने पाण्यात बुडवून ठेवल्यानंतरही कोणताही दृश्यमान गंज दिसून आला नाही. जरी डीस्केलिंग करण्यापूर्वी पृष्ठभागावर काही तपकिरी कण दिसले असले तरी (आकृती १), ते कमकुवतपणे चिकटलेले होते आणि गंजामुळे तयार झालेले नव्हते. स्केल काढल्यानंतर स्टेनलेस स्टीलच्या पृष्ठभागावर धातू पुन्हा दिसू लागत असल्यामुळे, गंजण्याचा दर व्यावहारिकदृष्ट्या शून्य असतो.
धातूंच्या पृष्ठभागावरील क्षरण उत्पादने आणि बायोफिल्म्स, पाणी आणि गाळ यांमधील सूक्ष्मजीव समुदायांमधील कालांतराने होणारे बदल आणि गतिशीलता समजून घेण्यासाठी ॲम्प्लिकॉन सिक्वेन्सिंग करण्यात आले आहे. एकूण ४,१६०,०१२ रीड्स प्राप्त झाले, ज्यांची संख्या ३१,३२८ ते १२४,१८३ इतकी होती.
जलस्रोत आणि तलावांमधून घेतलेल्या पाण्याच्या नमुन्यांचे शॅनन निर्देशांक ५.४७ ते ७.४५ च्या दरम्यान होते (आकृती ४अ). नदीचे पुनर्वापर केलेले पाणी औद्योगिक पाणी म्हणून वापरले जात असल्यामुळे, सूक्ष्मजीव समुदाय हंगामानुसार बदलू शकतो. याउलट, तळाच्या गाळाच्या नमुन्यांचा शॅनन निर्देशांक सुमारे ९ होता, जो पाण्याच्या नमुन्यांपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त आहे. त्याचप्रमाणे, गाळाच्या नमुन्यांच्या तुलनेत पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये गणना केलेले चाओ१ निर्देशांक आणि निरीक्षण केलेले ऑपरेशनल टॅक्सोनॉमिक युनिट्स (OTUs) कमी होते (आकृती ४ब, क). हे फरक सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण आहेत (टुकी-क्रेमर चाचणी; पी-व्हॅल्यू < 0.01, आकृती 4d), जे दर्शविते की पाण्याच्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदायांपेक्षा गाळाच्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदाय अधिक जटिल आहेत. हे फरक सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण आहेत (टुकी-क्रेमर चाचणी; पी-व्हॅल्यू < 0.01, आकृती 4d), जे दर्शविते की पाण्याच्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदायांपेक्षा गाळाच्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदाय अधिक जटिल आहेत. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, что микробовесте микробовест. образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. हे फरक सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण आहेत (टुकी-क्रेमर चाचणी; p मूल्ये <0.01, आकृती 4d), जे दर्शविते की पाण्याच्या नमुन्यांपेक्षा गाळाच्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदाय अधिक जटिल आहेत.这些差异具有统计学意义（टुकी-क्रेमर 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杂.这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ， 图 4d） 表明 的 沉积物样中学 本中 的 群落更।।।।।।।।। Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволяет предпыболяет предимымыми. сообщества в образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. हे फरक सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण होते (टुकी-क्रेमर चाचणी; पी-व्हॅल्यू <0.01, आकृती 4d), यावरून असे सूचित होते की पाण्याच्या नमुन्यांपेक्षा गाळाच्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदाय अधिक जटिल होते.ओव्हरफ्लो बेसिनमधील पाणी सतत बदलत असल्यामुळे आणि कोणत्याही यांत्रिक अडथळ्याशिवाय गाळ बेसिनच्या तळाशी स्थिरावत असल्यामुळे, सूक्ष्मजैविक विविधतेमधील हा फरक बेसिनमधील परिसंस्थेचे प्रतिबिंब असायला हवा.
a शॅनन निर्देशांक, b निरीक्षित ऑपरेशनल टॅक्सोनॉमिक युनिट (OTU), आणि c चाओ1 अपटेक निर्देशांक (n=6) आणि बेसिन (n=5) पाणी, गाळ (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 टेम्पर #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) आणि 9% (9 C: n = 5) Cr-स्टील, तसेच प्रकार 316 (S6: n = 5) आणि -304 (S8: n = 5) स्टेनलेस स्टील बॉक्स-आकाराच्या आणि व्हिस्कर चार्टच्या स्वरूपात दर्शविले आहेत. d ANOVA आणि टुकी-क्रेमर मल्टिपल कम्पेरिझन टेस्ट वापरून मिळवलेल्या शॅनन आणि चाओ1 निर्देशांकांसाठीची p-व्हॅल्यू. लाल पार्श्वभूमी 0.05 पेक्षा कमी p-मूल्ये असलेल्या जोड्या दर्शवते. लाल पार्श्वभूमी 0.05 पेक्षा कमी p-मूल्ये असलेल्या जोड्या दर्शवते. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. लाल पार्श्वभूमी 0.05 पेक्षा कमी p-मूल्ये असलेल्या जोड्या दर्शवते.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. लाल पार्श्वभूमी 0.05 पेक्षा कमी p-मूल्ये असलेल्या जोड्या दर्शवते.बॉक्सच्या मधली रेषा, बॉक्सची वरची आणि खालची बाजू, आणि मिशा अनुक्रमे मध्यक, २५ वे आणि ७५ वे शतांशक, आणि किमान व कमाल मूल्ये दर्शवतात.
कार्बन स्टील, कमी क्रोमियम स्टील आणि कास्ट आयर्नसाठीचे शॅनन निर्देशांक पाण्याच्या नमुन्यांसारखेच होते (आकृती 4a). त्याउलट, स्टेनलेस-स्टील नमुन्यांचे शॅनन निर्देशांक गंजलेल्या स्टीलच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहेत (पी-व्हॅल्यू < 0.05, आकृती 4d) आणि गाळाच्या निर्देशांकांसारखे आहेत. त्याउलट, स्टेनलेस-स्टील नमुन्यांचे शॅनन निर्देशांक गंजलेल्या स्टीलच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहेत (पी-व्हॅल्यू < 0.05, आकृती 4d) आणि गाळाच्या निर्देशांकांसारखे आहेत. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей (значеющей), p. analogic индексам отложений. त्याउलट, स्टेनलेस स्टीलच्या नमुन्यांचे शॅनन निर्देशांक गंजलेल्या स्टीलच्या तुलनेत लक्षणीयरीत्या जास्त आहेत (पी-व्हॅल्यू < 0.05, आकृती 4d) आणि ते डिपॉझिट निर्देशांकांसारखे आहेत.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，囉縉ﯧ4d Напротив, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чем у корродированной стали (<значеющей), p <0d.04, p. у отложений. त्याउलट, स्टेनलेस स्टीलच्या नमुन्यांचा शॅनन निर्देशांक गंजलेल्या स्टीलपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त होता (पी मूल्य < 0.05, आकृती 4d), तसेच त्यावर जमा झालेला थरही जास्त होता.त्याउलट, 9% Cr असलेल्या स्टीलसाठी शॅनन इंडेक्स 6.95 ते 9.65 पर्यंत होता. ही मूल्ये 6, 14 आणि 22 महिन्यांत गंजलेल्या नमुन्यांपेक्षा 1 आणि 3 महिन्यांत न गंजलेल्या नमुन्यांमध्ये खूप जास्त होती (आकृती 4a). शिवाय, 9% Cr स्टीलचे चाओ1 निर्देशांक आणि निरीक्षण केलेले OTU हे गंजलेल्या आणि पाण्याच्या नमुन्यांपेक्षा जास्त आहेत आणि न गंजलेल्या आणि गाळाच्या नमुन्यांपेक्षा कमी आहेत (आकृती 4b, c), आणि हे फरक सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण आहेत (p-मूल्ये < 0.01, आकृती 4d). शिवाय, 9% Cr स्टीलचे चाओ1 निर्देशांक आणि निरीक्षण केलेले OTU हे गंजलेल्या आणि पाण्याच्या नमुन्यांपेक्षा जास्त आहेत आणि न गंजलेल्या आणि गाळाच्या नमुन्यांपेक्षा कमी आहेत (आकृती 4b, c), आणि हे फरक सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण आहेत (p-मूल्ये < 0.01, आकृती 4d).याव्यतिरिक्त, 9% Cr असलेल्या स्टीलचे Chao1 आणि निरीक्षण केलेले OTU हे गंजलेल्या आणि जलीय नमुन्यांपेक्षा जास्त आणि न गंजलेल्या आणि गाळाच्या नमुन्यांपेक्षा कमी आहेत (आकृती 4b, c), आणि हे फरक सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण आहेत.(p-значения <0,01, рис. 4d). (पी-व्हॅल्यू <0.01, आकृती 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），差异兮义另兮有牻和水样0.01, 4d).हे （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0.01 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 , , , ४ड। Кроме того, индекс Chao1 आणि наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у корродированных и воднычмые , воднымые OTU стали некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница была статистически значимой (p- значение < 0,01, рис.) याव्यतिरिक्त, 9% Cr स्टीलचा चाओ1 निर्देशांक आणि निरीक्षण केलेला OTU हे गंजलेल्या आणि जलीय नमुन्यांपेक्षा जास्त होते आणि न गंजलेल्या आणि गाळाच्या नमुन्यांपेक्षा कमी होते (आकृती 4b,c), आणि हा फरक सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण होता (p-value < 0.01, आकृती 4d).या निष्कर्षांवरून असे दिसून येते की, गंज न लागलेल्या धातूंवरील बायोफिल्मच्या तुलनेत गंजलेल्या पदार्थांमधील सूक्ष्मजैविक विविधता कमी असते.
आकृती ५अ मध्ये सर्व नमुन्यांसाठी युनिफ्रॅक अभारित अंतरावर आधारित प्रिन्सिपल कोऑर्डिनेट ॲनालिसिस (PCoA) प्लॉट दाखवला आहे, ज्यामध्ये तीन प्रमुख समूह दिसून येतात. पाण्याच्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदाय इतर समुदायांपेक्षा लक्षणीयरीत्या भिन्न होते. गाळामधील सूक्ष्मजीव समुदायांमध्ये स्टेनलेस स्टीलच्या समुदायांचाही समावेश होता, तर ते गंजलेल्या नमुन्यांमध्ये सर्वत्र पसरलेले होते. याउलट, ९% क्रोमियम असलेल्या स्टीलचा नकाशा न गंजलेल्या आणि गंजलेल्या समूहांमध्ये विभागलेला आहे. परिणामी, धातूच्या पृष्ठभागावरील आणि गंजलेल्या पदार्थांवरील सूक्ष्मजीव समुदाय पाण्यातील समुदायांपेक्षा लक्षणीयरीत्या भिन्न आहेत.
सर्व नमुन्यांमध्ये (अ), पाण्यात (ब), आणि धातूंमध्ये (क) अनवेटेड युनिफ्रॅक अंतरांवर आधारित प्रिन्सिपल कोऑर्डिनेट ॲनालिसिस (PCoA) प्लॉट. वर्तुळे प्रत्येक क्लस्टरला हायलाइट करतात. सॅम्पलिंग कालावधींना मालिकेत जोडणाऱ्या रेषांद्वारे ट्रॅजेक्टरीज दर्शविल्या आहेत. १ मीटर, १ महिना; ३ मीटर, ३ महिने; ६ मीटर, ६ महिने; १४ मीटर, १४ महिने; २२ मीटर, २२ महिने; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, स्थिती ४/५; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, स्टील १% Cr; 3C स्टील, २.२५% Cr स्टील; 9C स्टील, स्टील ९% Cr; S6, ३१६ स्टेनलेस स्टील; S8, प्रकार ३०४ स्टेनलेस स्टील.
कालक्रमानुसार मांडणी केल्यावर, पाण्याच्या नमुन्यांचे PCoA आलेख वर्तुळाकार रचनेत होते (आकृती ५ब). हे चक्रीय संक्रमण हंगामी बदल दर्शवू शकते.
याव्यतिरिक्त, धातूच्या नमुन्यांच्या PCoA आलेखांवर फक्त दोन समूह (गंजलेले आणि न गंजलेले) दिसून आले, जिथे (९% क्रोमियम स्टील वगळता) १ ते २२ महिन्यांत सूक्ष्मजीव समुदायात बदल झाल्याचेही दिसून आले (आकृती ५क). याव्यतिरिक्त, गंजलेल्या नमुन्यांमधील बदल न गंजलेल्या नमुन्यांपेक्षा जास्त असल्याने, सूक्ष्मजीव समुदायातील बदल आणि गंजण्याची प्रक्रिया यांच्यात सहसंबंध होता. ९% Cr असलेल्या स्टीलच्या नमुन्यांमध्ये, दोन प्रकारचे सूक्ष्मजीव समुदाय दिसून आले: १ आणि ६ महिन्यांचे बिंदू, जे स्टेनलेस स्टीलजवळ होते, आणि इतर (३, १४, आणि २२ महिने), जे गंजलेल्या स्टीलच्या जवळच्या बिंदूंवर होते. १ महिन्याचे आणि ६ महिन्यांनी DNA निष्कर्षणासाठी वापरलेले कूपन्स गंजलेले नव्हते, तर ३, १४ आणि २२ महिन्यांचे कूपन्स गंजलेले होते (पूरक आकृती १). त्यामुळे, गंजलेल्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदाय पाणी, गाळ आणि न गंजलेल्या नमुन्यांमधील समुदायांपेक्षा वेगळे होते आणि गंजण्याच्या प्रक्रियेनुसार ते बदलत गेले.
पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये आढळलेले सूक्ष्मजीव समुदायांचे मुख्य प्रकार प्रोटिओबॅक्टेरिया (३०.१–७३.५%), बॅक्टेरॉइडेट्स (६.३–४८.६%), प्लँक्टोमायसेटोटा (०.४–१९.६%) आणि ॲक्टिनोबॅक्टेरिया (०–१७.७%) हे होते. त्यांची सापेक्ष विपुलता प्रत्येक नमुन्यात वेगवेगळी होती (आकृती ६). उदाहरणार्थ, तलावाच्या पाण्यात बॅक्टेरॉइडेट्सची सापेक्ष विपुलता उपसा केलेल्या पाण्यापेक्षा जास्त होती. हा फरक ओव्हरफ्लो टाकीमधील पाण्याच्या वास्तव्याच्या कालावधीमुळे प्रभावित होऊ शकतो. हे प्रकार तळाच्या गाळाच्या नमुन्यांमध्येही आढळले, परंतु त्यांची सापेक्ष विपुलता पाण्याच्या नमुन्यांपेक्षा लक्षणीयरीत्या वेगळी होती. याव्यतिरिक्त, ॲसिडोबॅक्टेरिओटा (८.७–१३.०%), क्लोरोफ्लेक्सी (८.१–१०.२%), नायट्रोस्पायरोटा (४.२–४.४%) आणि डेसल्फोबॅक्टेरोटा (१.५–४.४%) यांचे सापेक्ष प्रमाण पाण्याच्या नमुन्यांपेक्षा जास्त होते. जवळजवळ सर्व डेसल्फोबॅक्टेरोटा प्रजाती SRB37 असल्याने, गाळामधील वातावरण ऑक्सिजनविरहित असले पाहिजे. जरी डेसल्फोबॅक्टेरोटा गंजण्यास कारणीभूत ठरू शकतात, तरीही धोका अत्यंत कमी असावा कारण तलावाच्या पाण्यात त्यांचे सापेक्ष प्रमाण <0.04% आहे. जरी डेसल्फोबॅक्टेरोटा गंजण्यास कारणीभूत ठरू शकतात, तरीही धोका अत्यंत कमी असावा कारण तलावाच्या पाण्यात त्यांचे सापेक्ष प्रमाण <0.04% आहे. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольку их относительное собадельное <0,04%. जरी डेसल्फोबॅक्टेरोटाचा क्षरणावर परिणाम होऊ शकतो, तरी धोका अत्यंत कमी असावा कारण स्विमिंग पूलच्या पाण्यात त्यांचे सापेक्ष प्रमाण <0.04% आहे.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相对丰品0%. <०.०४%। Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку их относительное содеваржен. <0,04%. जरी डेसल्फोबॅसिलस प्रकार क्षरणावर परिणाम करू शकत असला तरी, धोका अत्यंत कमी असावा कारण तलावाच्या पाण्यात त्यांचे सापेक्ष प्रमाण <0.04% आहे.
RW आणि Air हे अनुक्रमे पाणी घेण्याच्या ठिकाणाहून आणि टाकीतून घेतलेले पाण्याचे नमुने दर्शवतात. Sediment-C, -E, -W हे टाकीच्या तळाच्या मध्यभागातून, तसेच पूर्व आणि पश्चिम बाजूंमधून घेतलेले गाळाचे नमुने आहेत. १ मीटर, १ महिना; ३ मीटर, ३ महिने; ६ मीटर, ६ महिने; १४ मीटर, १४ महिने; २२ मीटर, २२ महिने; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, स्थिती ४/५; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, १% Cr स्टील; 3C, २.२५% Cr स्टील; 9C, ९% Cr स्टील; S6, ३१६ स्टेनलेस स्टील; S8, प्रकार ३०४ स्टेनलेस स्टील.
प्रजाती स्तरावर, सर्व ऋतूंमध्ये ट्रायकोमोनाडेसी कुळातील अवर्गीकृत जीवाणू, तसेच निओस्फिंगोसाइन, स्यूडोमोनास आणि फ्लॅव्होबॅक्टेरियम यांचे प्रमाण किंचित जास्त (६-१९%) आढळून आले. अल्प मुख्य घटक म्हणून, त्यांचे प्रमाण बदलते (आकृती १.७अ आणि ७ब). उपनद्यांमध्ये, फ्लॅव्होबॅक्टेरियम, स्यूडोव्हिब्रिओ आणि रोडोफेरोबॅक्टर यांचे सापेक्ष प्रमाण फक्त हिवाळ्यात जास्त होते. त्याचप्रमाणे, खोऱ्यातील हिवाळ्यातील पाण्यात स्यूडोव्हिब्रिओ आणि फ्लॅव्होबॅक्टेरियम यांचे प्रमाण जास्त आढळून आले. अशाप्रकारे, पाण्याच्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदाय ऋतूनुसार बदलत होते, परंतु अभ्यास कालावधीत त्यांच्यात मोठे बदल झाले नाहीत.
a सेवन पाणी, b जलतरण तलावाचे पाणी, c ASTM A283, d ASTM A109 तापमान #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, आणि i 9% Cr स्टील, j टाईप-316 आणि स्टेनलेस स्टील K-304.
सर्व नमुन्यांमध्ये प्रोटिओबॅक्टेरिया हे मुख्य घटक होते, परंतु गंजलेल्या नमुन्यांमध्ये गंजण्याची प्रक्रिया जसजशी पुढे सरकली तसतसे त्यांचे सापेक्ष प्रमाण कमी झाले (आकृती ६). ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 आणि १% व २.२५% Cr असलेल्या नमुन्यांमध्ये, प्रोटिओबॅक्टेरियाचे सापेक्ष प्रमाण अनुक्रमे ८९.१%, ८५.९%, ८९.६%, ७९.५%, ८४.८%, ८३.८% वरून ४३.३%, ५२.२%, ५०.०%, ४१.९%, ३३.८% आणि ३१.३% पर्यंत कमी झाले. त्याउलट, क्षरणाच्या प्रगतीसह डेसल्फोबॅक्टेरोटाचे सापेक्ष प्रमाण <0.1% पासून 12.5–45.9% पर्यंत हळूहळू वाढते. त्याउलट, क्षरणाच्या प्रगतीसह डेसल्फोबॅक्टेरोटाचे सापेक्ष प्रमाण <0.1% पासून 12.5–45.9% पर्यंत हळूहळू वाढते. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% до 12,5–45,9% по мере развития. त्याउलट, क्षरण जसजसे पुढे सरकते तसतसे डेसल्फोबॅक्टेरोटाचे सापेक्ष प्रमाण <0.1% पासून 12.5–45.9% पर्यंत हळूहळू वाढते.相反, 随着腐蚀的进展,脱硫杆菌的相对丰度从<0.1% 逐渐增加到12.5-45.9%.相反，随着腐蚀的进展，脱硫杆菌的相对丰度从<0.1% Напротив, относительная численность Desulfobacillus постепенно увеличивалась с <0,1% до 12,5–45,9% по мере развития коррозития. त्याउलट, क्षरण जसजसे वाढत गेले तसतसे डेसल्फोबॅसिलसचे सापेक्ष प्रमाण <0.1% पासून 12.5–45.9% पर्यंत हळूहळू वाढले.अशाप्रकारे, क्षरण जसजसे वाढत गेले, तसतसे प्रोटिओबॅक्टेरेराची जागा डेसल्फोबॅक्टेरोटा यांनी घेतली.
याउलट, गंज न लागलेल्या स्टेनलेस स्टीलवरील बायोफिल्ममध्ये वेगवेगळ्या जीवाणूंचे प्रमाण सारखेच होते. प्रोटिओबॅक्टेरिया (२९.४–३४.१%), प्लँक्टोमायसेटोटा (११.७–१८.८%), नायट्रोस्पायरोटा (२.९–२०.९%), ॲसिडोबॅक्टेरिओटा (८.६–१८.८%), बॅक्टेरॉइडोटा (३.१–९.२%) आणि क्लोरोफ्लेक्सी (२.१–८.८%). असे आढळून आले की स्टेनलेस स्टीलच्या नमुन्यांमध्ये नायट्रोस्पायरोटाचे प्रमाण हळूहळू वाढत गेले (आकृती ६). हे प्रमाण गाळाच्या नमुन्यांमधील प्रमाणांसारखेच आहे, जे आकृती ५अ मध्ये दर्शविलेल्या PCoA प्लॉटशी जुळते.
9% Cr असलेल्या स्टीलच्या नमुन्यांमध्ये, दोन प्रकारचे सूक्ष्मजैविक समुदाय आढळून आले: 1-महिना आणि 6-महिन्यांचे सूक्ष्मजैविक समुदाय तळाच्या गाळाच्या नमुन्यांमधील समुदायांसारखे होते, तर 3, 14, आणि 22 महिन्यांच्या क्षरण नमुन्यांमध्ये प्रोटीओबॅक्टेरियाचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या वाढले. याव्यतिरिक्त, 9% Cr स्टीलच्या नमुन्यांमधील हे दोन सूक्ष्मजैविक समुदाय आकृती 5c मध्ये दर्शविलेल्या PCoA प्लॉटमधील विभाजित क्लस्टर्सशी जुळले.
प्रजाती स्तरावर, वर्गीकरण न केलेले जीवाणू आणि आर्किया असलेले >2000 OTU आढळून आले. प्रजाती स्तरावर, वर्गीकरण न केलेले जीवाणू आणि आर्किया असलेले >2000 OTU आढळून आले.प्रजाती स्तरावर, 2000 हून अधिक OTU आढळून आले आहेत ज्यात अज्ञात जीवाणू आणि आर्किया आहेत.प्रजाती स्तरावर, अनिर्दिष्ट जीवाणू आणि आर्किया असलेले २००० हून अधिक OTU आढळून आले आहेत. त्यापैकी, आम्ही प्रत्येक नमुन्यात जास्त संख्या असलेल्या १० OTU वर लक्ष केंद्रित केले. यामध्ये ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, १%, २.२५% आणि ९% Cr स्टील आणि टाईप ३१६ व -३०४ स्टेनलेस स्टीलमध्ये ५८.७-७०.९%, ४८.७-६३.३%, ५०.२-७०.७%, ५०.८-७१.५%, ४७.२-६२.७%, ३८.४-६४.७%, १२.८-४९.७%, १७.५-४६.८% आणि २१.८-४५.१% यांचा समावेश आहे.
ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 आणि 1% व 2.25% Cr असलेल्या स्टीलसारख्या क्षरण नमुन्यांमध्ये, क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात (1 महिना आणि 3 महिने, आकृती 7c-h), Fe(II) ऑक्सिडायझिंग गुणधर्म असलेल्या डीक्लोरिनेटेड मोनोलिथ्सचे प्रमाण तुलनेने जास्त आढळून आले आहे. डीक्लोरोमोनसचे प्रमाण कालांतराने कमी झाले, जे प्रोटिओबॅक्टेरियामधील घटीशी सुसंगत होते (आकृती 6). शिवाय, गंज न लागलेल्या नमुन्यांवरील बायोफिल्ममध्ये डेक्लोरोमोनसचे प्रमाण <1% आहे. शिवाय, गंज न लागलेल्या नमुन्यांवरील बायोफिल्ममध्ये डेक्लोरोमोनसचे प्रमाण <1% आहे. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. याव्यतिरिक्त, न गंजलेल्या नमुन्यांवरील बायोफिल्ममध्ये डेक्लोरोमोनसचे प्रमाण <1% आहे.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%. याव्यतिरिक्त, न गंजलेल्या नमुन्यांच्या बायोफिल्ममध्ये डेक्लोरोमोनसचे प्रमाण <1% होते.त्यामुळे, क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, क्षरणाच्या उत्पादनांमध्ये डीक्लोरोमोनसचे प्रमाण लक्षणीयरीत्या वाढलेले असते.
याउलट, ASTM A179, ASTM A109 टेम्पर्ड #4/5, ASTM A179, ASTM A395 आणि 1% व 2.25% Cr असलेल्या स्टीलमध्ये, SRB डेसल्फोव्हिब्रिओ प्रजातींचे प्रमाण अखेरीस 14 आणि 22 महिन्यांनंतर वाढले (आकृती 7c–h). क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, पाण्याच्या नमुन्यांमध्ये (आकृती 7a, b) आणि क्षरण न झालेल्या बायोफिल्म्समध्ये (आकृती 7j, j) डेसल्फोफायब्रिऑन खूप कमी प्रमाणात आढळले किंवा अजिबात आढळले नाही. यावरून हे स्पष्टपणे सूचित होते की, डेसल्फोव्हिब्रिओला तयार झालेल्या क्षरण उत्पादनांचे वातावरण अधिक पसंत आहे, जरी ते क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात क्षरणावर परिणाम करत नाहीत.
जिओबॅक्टर आणि जिओथ्रिक्स सारखे Fe(III)-रिड्यूसिंग बॅक्टेरिया (RRB) गंजण्याच्या मधल्या टप्प्यात (६ आणि १४ महिने) गंजलेल्या पदार्थांमध्ये आढळले, परंतु गंजण्याच्या नंतरच्या टप्प्यात (२२ महिने) त्यांचे प्रमाण तुलनेने कमी होते (आकृती ७c, eh). Fe(II) ऑक्सिडेशन गुणधर्म असलेल्या सिडेरॉक्सिडान्स प्रजातीनेही असेच वर्तन दर्शवले (आकृती ७f), त्यामुळे FeOB, IRB आणि SRB यांचे प्रमाण फक्त गंजलेल्या नमुन्यांमध्येच जास्त होते. यावरून हे स्पष्टपणे सूचित होते की या सूक्ष्मजैविक समुदायांमधील बदल हे गंजण्याच्या प्रगतीशी संबंधित आहेत.
३, १४ आणि २२ महिन्यांनंतर गंजलेल्या ९% क्रोमियम स्टीलमध्ये, सल्फर ऑक्सिडायझिंग गुणधर्म दर्शवू शकणाऱ्या बेगियाटोएसी (Beggiatoacea) कुटुंबातील सदस्यांचे (८.५–१९.६%) आणि सिडेरोक्सिडन्सचे (sideroxidans) (८.४–१३.७%) प्रमाण अधिक आढळले (आकृती १). ७i) याव्यतिरिक्त, थिओमोनस (Thiomonas), एक सल्फर ऑक्सिडायझिंग बॅक्टेरियम (SOB), ३ आणि १४ महिन्यांत जास्त संख्येत (३.४% आणि ८.८%) आढळले. याउलट, ६ महिने जुन्या न गंजलेल्या नमुन्यांमध्ये नायट्रेट-रिड्यूसिंग बॅक्टेरिया नायट्रोस्पायरा (Nitrospira) (१२.९%) आढळले. डिपिंगनंतर स्टेनलेस स्टीलवरील बायोफिल्ममध्येही नायट्रोस्पायराचे वाढलेले प्रमाण दिसून आले (आकृती ७j,k). अशाप्रकारे, १ आणि ६ महिने जुन्या न गंजलेल्या ९% क्रोमियम स्टीलचे सूक्ष्मजीव समुदाय स्टेनलेस स्टील बायोफिल्ममधील समुदायांसारखेच होते. याव्यतिरिक्त, 3, 14 आणि 22 महिन्यांत गंजलेल्या 9% Cr स्टीलचे सूक्ष्मजैविक समुदाय हे कार्बन आणि कमी क्रोमियम स्टील आणि कास्ट आयर्नच्या गंज उत्पादनांपेक्षा वेगळे होते.
समुद्राच्या पाण्यापेक्षा गोड्या पाण्यात गंजण्याची प्रक्रिया सामान्यतः मंद असते, कारण क्लोराईड आयनांची सांद्रता धातूच्या गंजण्यावर परिणाम करते. तथापि, काही स्टेनलेस स्टील गोड्या पाण्याच्या वातावरणात गंजू शकतात38,39. याव्यतिरिक्त, या अभ्यासात वापरलेल्या गोड्या पाण्याच्या तलावात पूर्वी गंजलेले साहित्य आढळल्यामुळे, सुरुवातीला एमआयसी (MIC) चा संशय होता. दीर्घकालीन विसर्जन अभ्यासात, गंजण्याचे विविध प्रकार, तीन प्रकारचे सूक्ष्मजीव समुदाय आणि गंजलेल्या पदार्थांमधील सूक्ष्मजीव समुदायांमध्ये बदल आढळून आले.
या अभ्यासात वापरलेले गोड्या पाण्याचे माध्यम म्हणजे नदीतून घेतलेल्या तांत्रिक पाण्यासाठीची एक बंद टाकी आहे, जिची रासायनिक रचना तुलनेने स्थिर आहे आणि जिच्या पाण्याच्या तापमानात ९ ते २३ °C पर्यंत हंगामी बदल होतो. त्यामुळे, पाण्याच्या नमुन्यांमधील सूक्ष्मजीव समुदायांमधील हंगामी चढउतार हे तापमानातील बदलांशी संबंधित असू शकतात. याव्यतिरिक्त, तलावातील पाण्यातील सूक्ष्मजीव समुदाय हा आत येणाऱ्या पाण्यातील सूक्ष्मजीव समुदायापेक्षा काहीसा वेगळा होता (आकृती ५ब). ओव्हरफ्लोमुळे तलावातील पाणी सतत बदलले जाते. परिणामी, टाकीच्या पृष्ठभागापासून तळापर्यंतच्या मध्यम खोलीवरही विरघळलेला ऑक्सिजन (DO) ~८.२ पीपीएम इतकाच राहिला. याउलट, गाळाचे वातावरण अवायुजीवी असले पाहिजे, कारण तो जलाशयाच्या तळाशी स्थिरावतो आणि राहतो, आणि त्यातील सूक्ष्मजीवसमूह (जसे की सीआरपी) देखील पाण्यातील सूक्ष्मजीवसमूहापेक्षा वेगळा असावा (आकृती ६). तलावातील नमुने गाळापासून अधिक दूर असल्याने, ते केवळ वायुजीवी परिस्थितीत केलेल्या बुडवून अभ्यासादरम्यानच गोड्या पाण्याच्या संपर्कात आले.
गोड्या पाण्याच्या वातावरणात कार्बन स्टील, कमी क्रोमियम स्टील आणि कास्ट आयर्नमध्ये सामान्य क्षरण होते (आकृती १) कारण हे पदार्थ क्षरण-प्रतिरोधक नसतात. तथापि, निर्जीव गोड्या पाण्याच्या परिस्थितीत क्षरणाचा दर (०.१३ मिमी प्रति वर्ष) हा मागील अभ्यासांपेक्षा⁴⁰ (०.०४ मिमी प्रति वर्ष) जास्त होता आणि सूक्ष्मजीवांच्या उपस्थितीत क्षरणाच्या दराशी (०.०२–०.७६ मिमी प्रति वर्ष) तुलनात्मक होता¹⁰,⁴¹,⁴² गोड्या पाण्याच्या परिस्थितीप्रमाणेच. हा वाढलेला क्षरणाचा दर एमआयसीचे (MIC) वैशिष्ट्य आहे.
याव्यतिरिक्त, २२ महिन्यांच्या विसर्जन कालावधीनंतर, गंजलेल्या पदार्थांखाली अनेक धातूंमध्ये स्थानिक गंज आढळून आला (आकृती ३). विशेषतः, ASTM A179 मध्ये आढळलेला स्थानिक गंजण्याचा दर हा सामान्य गंजण्यापेक्षा सुमारे पाच पट अधिक वेगवान आहे. गंजण्याचे हे असामान्य स्वरूप आणि वाढलेला गंजण्याचा दर एकाच वस्तूवर होणाऱ्या गंजण्याच्या प्रक्रियेतही दिसून आला आहे. अशाप्रकारे, या अभ्यासात केलेली विसर्जन प्रक्रिया ही प्रत्यक्ष व्यवहारातील गंजण्याची प्रक्रिया दर्शवते.
अभ्यास केलेल्या धातूंमध्ये, 9% Cr स्टीलमध्ये सर्वात तीव्र गंज दिसून आला, ज्याची गंज खोली >1.2 मिमी होती, आणि वेगवान गंज आणि गंजाच्या असामान्य स्वरूपामुळे हा बहुधा MIC (मायक्रोबियल इंड्युस्ड कार्बोनेट) असावा. अभ्यास केलेल्या धातूंमध्ये, 9% Cr स्टीलमध्ये सर्वात तीव्र गंज दिसून आला, ज्याची गंज खोली >1.2 मिमी होती, आणि वेगवान गंज आणि गंजाच्या असामान्य स्वरूपामुळे हा बहुधा MIC (मायक्रोबियल इंड्युस्ड कार्बोनेट) असावा. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. तपासलेल्या धातूंमध्ये, 9% क्रोमियम असलेल्या स्टीलमध्ये 1.2 मिमी पेक्षा जास्त खोलीसह सर्वात गंभीर क्षरण दिसून आले, जे बहुधा वेगवान क्षरण आणि क्षरणाच्या असामान्य स्वरूपामुळे झालेले MIC (मिनिमम इंड्युस्ड कॉम्पेन्सेशन) आहे.在所研究的金属中，9% Cr 钢的腐蚀最为严重，腐蚀深度>1.2 मिमी, 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% कोटी Среди исследованных металлов наиболее сильно корродировала сталь с 9% Cr, с глубиной коррозии >1,2 мм, скорее всего, скорее всего,- аномальных форм коррозии. अभ्यास केलेल्या धातूंमध्ये, 9% क्रोमियम असलेल्या स्टीलला सर्वात जास्त गंज चढला, ज्याची गंजण्याची खोली >1.2 मिमी होती, आणि हे बहुधा गंजण्याच्या वेगवान आणि असामान्य प्रकारांमुळे झालेले सूक्ष्म गंजण (MIC) असावे.कारण 9% Cr स्टील उच्च तापमानाच्या अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जाते, त्याच्या क्षरण वर्तनाचा अभ्यास पूर्वी केला गेला आहे43,44 परंतु या धातूसाठी पूर्वी कोणताही MIC नोंदवला गेला नाही. हायपरथर्मोफाइल्स वगळता, असंख्य सूक्ष्मजीव उच्च-तापमानाच्या वातावरणात (>100 °C) निष्क्रिय असल्याने, अशा प्रकरणांमध्ये 9% Cr स्टीलमध्ये MIC कडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते. हायपरथर्मोफाइल्स वगळता, असंख्य सूक्ष्मजीव उच्च तापमानाच्या वातावरणात (>100 °C) निष्क्रिय असल्याने, अशा प्रकरणांमध्ये 9% Cr स्टीलमध्ये MIC कडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны высокотемпературной среде (>%9° Сваст, %9) Cr в таких случаях можно не учитывать. हायपरथर्मोफाइल्स वगळता अनेक सूक्ष्मजीव उच्च तापमानाच्या वातावरणात (>100°C) निष्क्रिय असल्याने, अशा प्रकरणांमध्ये 9% Cr असलेल्या स्टीलमध्ये MIC कडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.由于除超嗜热菌外,许多微生物在高温环境(>100 °C) 中不活跃，因此在这种情况丸%%钢中的MIC. ९% Cr 颃(>१०० °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высоко°Котемпературных (средах>Микроорганизмы), с 9% कोटी в данном случае можно не учитывать. हायपरथर्मोफाइल्स वगळता अनेक सूक्ष्मजीव उच्च-तापमानाच्या वातावरणात (>100 °C) क्रियाशीलता दाखवत नसल्यामुळे, या प्रकरणात 9% Cr असलेल्या स्टीलमध्ये MIC कडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.मात्र, जेव्हा मध्यम तापमानाच्या वातावरणात ९% क्रोमियम स्टीलचा वापर केला जातो, तेव्हा एमआयसी (MIC) कमी करण्यासाठी विविध उपाययोजना करणे आवश्यक आहे.
पाण्याच्या तुलनेत, न गंजलेल्या पदार्थांच्या साठ्यांमध्ये आणि बायोफिल्ममधील क्षरण उत्पादनांमध्ये, वेगवान क्षरणाव्यतिरिक्त (आकृती ५-७), विविध सूक्ष्मजीव समुदाय आणि त्यांचे बदल पाहिले गेले, जे हे क्षरण एक मायक्रोफोन आहे असे ठामपणे सूचित करते. रॅमिरेझ आणि सहकाऱ्यांनी¹³ एका सागरी सूक्ष्मजैविक परिसंस्थेमध्ये ६ महिन्यांत ३-टप्प्यांचे संक्रमण (FeOB => SRB/IRB = > SOB) झाल्याचे नोंदवले आहे, ज्यामध्ये दुय्यम समृद्ध SRB द्वारे उत्पादित हायड्रोजन सल्फाइड शेवटी SOB च्या समृद्धीमध्ये योगदान देऊ शकते. रॅमिरेझ आणि सहकाऱ्यांनी¹³ एका सागरी सूक्ष्मजैविक परिसंस्थेमध्ये ६ महिन्यांच्या कालावधीत ३-टप्प्यांचे संक्रमण (FeOB => SRB/IRB => SOB) झाल्याचे नोंदवले आहे, जेव्हा दुय्यम समृद्ध SRB द्वारे उत्पादित हायड्रोजन सल्फाइड शेवटी SOB च्या समृद्धीमध्ये योगदान देऊ शकते. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SOB. रॅमिरेझ आणि सहकाऱ्यांनी¹³ अहवाल दिला आहे की सागरी सूक्ष्मजैविक परिसंस्थेमध्ये ६ महिन्यांच्या कालावधीत तीन-टप्प्यांचे संक्रमण (FeOB => SRB/IRB => SOB) होते, जिथे SRB च्या दुय्यम संवर्धनातून निर्माण होणारा हायड्रोजन सल्फाइड शेवटी SOB च्या संवर्धनासाठी योगदान देऊ शकतो. रामिरेझ 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 => SRB 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.रामिरेझ 等 人 13 报告 了 个 超过 超过 6 个 月 海洋 微生物 生态 系统 中 的 句变变句हे硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集. रामिरेझ आणि इतर. сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итоге способствовать обогащению SOB. रॅमिरेझ आणि सहकाऱ्यांनी¹³ अहवाल दिला की सागरी सूक्ष्मजैविक परिसंस्थेमध्ये ६ महिन्यांच्या कालावधीत तीन-टप्प्यांचे संक्रमण (FeOB => SRB/IRB => SOB) होते, ज्यामध्ये SRB च्या दुय्यम संवर्धनातून तयार होणारा हायड्रोजन सल्फाइड अखेरीस SOB च्या संवर्धनासाठी योगदान देऊ शकतो.मॅकबेथ आणि इमर्सन३६ यांनी FeOB मध्ये प्राथमिक संवर्धन झाल्याचे नोंदवले. त्याचप्रमाणे, या अभ्यासात सुरुवातीच्या क्षरण टप्प्यात FeOB चे संवर्धन दिसून आले आहे, परंतु कार्बन आणि 1% आणि 2.25% Cr स्टील आणि कास्ट आयर्नमध्ये 22 महिन्यांत क्षरणाच्या प्रगतीसह निरीक्षण केलेले सूक्ष्मजैविक बदल FeOB => IRB => SRB आहेत (आकृती 7 आणि 8). त्याचप्रमाणे, या अभ्यासात सुरुवातीच्या क्षरण टप्प्यात FeOB चे संवर्धन दिसून आले आहे, परंतु कार्बन आणि 1% आणि 2.25% Cr स्टील आणि कास्ट आयर्नमध्ये 22 महिन्यांत क्षरणाच्या प्रगतीसह निरीक्षण केलेले सूक्ष्मजैविक बदल FeOB => IRB => SRB आहेत (आकृती 7 आणि 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозии, но микробные изменения по микробные изменения по коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, представляют > Fe = соб> собри. 7 आणि 8). त्याचप्रमाणे, या अभ्यासात क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात FeOB चे संवर्धन दिसून येते, परंतु क्षरण जसजसे पुढे सरकते तसतसे कार्बन आणि 1% आणि 2.25% Cr स्टील आणि कास्ट आयर्नमध्ये 22 महिन्यांत दिसून आलेले सूक्ष्मजैविक बदल FeOB => IRB => SRB आहेत (आकृत्या 7 आणि 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8）.同样，在本研究中观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集，但 碳 和 1% 和 2.25% 腿中 2.25% Cr2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 на ранних стадиях коррозии, но микробиологический, но микробиологичение наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 78). त्याचप्रमाणे, या अभ्यासात क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात FeOB संवर्धन दिसून आले, परंतु 22 महिन्यांत कार्बन आणि 1% आणि 2.25% Cr स्टील आणि कास्ट आयर्नमध्ये दिसून आलेले सूक्ष्मजैविक बदल FeOB => IRB => SRB होते (आकृती 7 आणि 8).समुद्राच्या पाण्यात सल्फेट आयनचे प्रमाण जास्त असल्यामुळे एसआरबी (SRBs) सहजपणे जमा होऊ शकतात, परंतु गोड्या पाण्याच्या वातावरणात सल्फेट आयनचे प्रमाण कमी असल्यामुळे त्यांची वाढ उशिरा होते. समुद्राच्या पाण्यात एसआरबीच्या वाढीबद्दल वारंवार अहवाल दिले गेले आहेत10,12,45.
a क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, Fe(II)-अवलंबित ऊर्जा चयापचयाद्वारे सेंद्रिय कार्बन आणि नायट्रोजन, आयर्न ऑक्साईड (लाल [डेक्लोरोमोनास प्रजाती] आणि हिरव्या [सायडरॉक्सिडान्स प्रजाती] पेशी) आणि Fe(III) चे क्षपण करणारे जीवाणू (राखाडी पेशी [जिओथ्रिक्स प्रजाती आणि जिओबॅक्टर प्रजाती]) यांच्याद्वारे मिळतात, त्यानंतर विनॉक्सि सल्फेट-क्षपण करणारे जीवाणू (SRP) आणि परपोषी सूक्ष्मजीव साठलेल्या सेंद्रिय पदार्थांचा वापर करून क्षरणाचा परिपक्व टप्पा समृद्ध करतात. b क्षरण-प्रतिरोधक धातूंवरील सूक्ष्मजीव समुदायांमध्ये होणारे बदल. जांभळ्या, निळ्या, पिवळ्या आणि पांढऱ्या पेशी अनुक्रमे कोमोनाडेसी, नायट्रोस्पायरा प्रजाती, बेगियाटोएसी आणि इतर कुळांतील जीवाणू दर्शवतात.
सूक्ष्मजीव समुदायातील बदल आणि संभाव्य एसआरबी (SRB) संवर्धनाच्या संदर्भात, क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात एफईओबी (FeOB) महत्त्वपूर्ण आहे, आणि डीक्लोरोमोनास (Dechloromonas) त्यांच्या वाढीसाठी लागणारी ऊर्जा एफई(II) (Fe(II)) च्या ऑक्सिडीकरणातून मिळवू शकतात. सूक्ष्मजीव सूक्ष्म मूलद्रव्ये असलेल्या माध्यमात जगू शकतात, परंतु त्यांची वाढ वेगाने होत नाही. तथापि, या अभ्यासात वापरलेला प्लंज पूल (plunge pool) हा एक ओव्हरफ्लो बेसिन (overflow basin) आहे, ज्यात २० घनमीटर प्रति तास पाण्याचा प्रवाह येतो, जो अजैविक आयन असलेली सूक्ष्म मूलद्रव्ये सतत पुरवतो. क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात, कार्बन स्टील आणि कास्ट आयर्नमधून फेरस आयन (ferrous ions) बाहेर पडतात आणि एफईओबी (जसे की डीक्लोरोमोनास) त्यांचा ऊर्जा स्रोत म्हणून वापर करतात. पेशींच्या वाढीसाठी आवश्यक असलेले कार्बन, फॉस्फेट आणि नायट्रोजन यांचे सूक्ष्म प्रमाण प्रक्रिया पाण्यात सेंद्रिय आणि अजैविक पदार्थांच्या स्वरूपात उपस्थित असणे आवश्यक आहे. त्यामुळे, या गोड्या पाण्याच्या वातावरणात, सुरुवातीला कार्बन स्टील आणि कास्ट आयर्नसारख्या धातूंच्या पृष्ठभागांवर एफईओबीचे संवर्धन होते. त्यानंतर, आयआरबी (IRBs) वाढू शकतात आणि सेंद्रिय पदार्थ व आयर्न ऑक्साईडचा अनुक्रमे ऊर्जा स्रोत आणि अंतिम इलेक्ट्रॉन स्वीकारक म्हणून वापर करू शकतात. परिपक्व क्षरण उत्पादनांमध्ये, FeOB आणि IRB च्या चयापचय क्रियेमुळे नायट्रोजनने समृद्ध अशी अवायुजीवी परिस्थिती निर्माण झाली पाहिजे. त्यामुळे, SRB वेगाने वाढू शकतात आणि FeOB व IRB ची जागा घेऊ शकतात (आकृती 8a).
अलीकडेच, टँग आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी गोड्या पाण्याच्या वातावरणात जिओबॅक्टर फेरोरेड्यूसेन्समुळे स्टेनलेस स्टीलचे क्षरण झाल्याचे नोंदवले, जे लोहापासून सूक्ष्मजीवांमध्ये थेट इलेक्ट्रॉन हस्तांतरणामुळे होते⁴⁶. EMIC चा विचार करता, EET गुणधर्म असलेल्या सूक्ष्मजीवांचे योगदान महत्त्वपूर्ण आहे. या अभ्यासात क्षरण उत्पादनांमध्ये SRB, FeOB, आणि IRB या मुख्य सूक्ष्मजीव प्रजाती आहेत, ज्यांच्यामध्ये EET वैशिष्ट्ये असावीत. म्हणून, हे इलेक्ट्रोकेमिकली सक्रिय सूक्ष्मजीव EET द्वारे क्षरणात योगदान देऊ शकतात आणि क्षरण उत्पादने तयार होत असताना विविध आयनिक प्रजातींच्या प्रभावाखाली त्यांच्या समुदायाची रचना बदलते. याउलट, ९% क्रोमियम असलेल्या स्टीलमधील सूक्ष्मजीव समुदाय इतर स्टीलपेक्षा वेगळा होता (आकृती ८ब). १४ महिन्यांनंतर, FeOB च्या समृद्धीव्यतिरिक्त, सिडेरॉक्सिडान्स, SOB⁴⁷, बेगियाटोएसीया आणि थिओमोनास यांसारख्या प्रजातींचीही समृद्धी झाली (आकृती ७i). हा बदल कार्बन स्टीलसारख्या इतर क्षरणशील पदार्थांपेक्षा लक्षणीयरीत्या वेगळा आहे आणि क्षरणादरम्यान विरघळलेल्या क्रोमियम-समृद्ध आयनांमुळे प्रभावित होऊ शकतो. विशेष म्हणजे, थिओमोनसमध्ये केवळ सल्फर ऑक्सिडायझिंग गुणधर्मच नाहीत, तर Fe(II) ऑक्सिडायझिंग गुणधर्म, एक EET प्रणाली आणि जड धातू सहनशीलता देखील आहे48,49. Fe(II) च्या ऑक्सिडेटिव्ह क्रियेमुळे आणि/किंवा धातूच्या इलेक्ट्रॉन्सच्या थेट वापरामुळे त्यांची संख्या वाढू शकते. मागील एका अभ्यासात, असंतत बायोफिल्म निरीक्षण प्रणाली वापरून तांब्यावरील बायोफिल्ममध्ये बेगियाटोएसियाची तुलनेने जास्त संख्या आढळून आली, ज्यामुळे असे सूचित होते की हे जीवाणू तांबे आणि क्रोमियम सारख्या विषारी धातूंना प्रतिरोधक असू शकतात. तथापि, या वातावरणात वाढण्यासाठी बेगियाटोएसियाला आवश्यक असलेला ऊर्जेचा स्रोत अज्ञात आहे.
या अभ्यासात गोड्या पाण्याच्या वातावरणात क्षरण प्रक्रियेदरम्यान सूक्ष्मजीव समुदायांमध्ये होणाऱ्या बदलांची नोंद आहे. त्याच वातावरणात, धातूच्या प्रकारानुसार सूक्ष्मजीव समुदाय भिन्न होते. याव्यतिरिक्त, आमचे निष्कर्ष क्षरणाच्या सुरुवातीच्या टप्प्यात FeOB चे महत्त्व अधोरेखित करतात, कारण लोहावर अवलंबून असलेली सूक्ष्मजैविक ऊर्जा चयापचय क्रिया SRB सारख्या इतर सूक्ष्मजीवांसाठी अनुकूल अशा पोषक-समृद्ध वातावरणाच्या निर्मितीस चालना देते. गोड्या पाण्याच्या वातावरणात MIC कमी करण्यासाठी, FeOB आणि IRB यांची वाढ मर्यादित करणे आवश्यक आहे.
या अभ्यासात नऊ धातू वापरण्यात आले आणि त्यांच्यावर प्रक्रिया करून ५० × २० × १-५ मिमी आकाराचे ठोकळे बनवण्यात आले (ASTM ३९५ स्टील आणि १%, २.२५% व ९% क्रोमियमसाठी जाडी: ५ मिमी; ASTM A२८३ आणि ASTM A१७९ साठी जाडी: ३ मिमी; ASTM A१०९ टेम्पर ४/५ आणि टाईप ३०४ व ३१६ स्टेनलेस स्टील, जाडी: १ मिमी), ज्यात ४ मिमी व्यासाची दोन छिद्रे होती. क्रोमियम स्टीलला सँडपेपरने आणि इतर धातूंना ६०० ग्रिट सँडपेपरने बुडवण्यापूर्वी पॉलिश करण्यात आले. सर्व नमुन्यांवर ९९.५% इथेनॉलने सोनिकेशन करून, ते वाळवून त्यांचे वजन करण्यात आले. क्षरण दराची गणना आणि मायक्रोबायोम विश्लेषणासाठी प्रत्येक धातूचे दहा नमुने वापरण्यात आले. प्रत्येक नमुना PTFE रॉड आणि स्पेसर (φ ५ × ३० मिमी, पूरक आकृती २) वापरून शिडीच्या आकाराप्रमाणे स्थिर करण्यात आला.
या तलावाचे घनफळ १,१०० घनमीटर आणि खोली सुमारे ४ मीटर आहे. पाण्याचा अंतर्प्रवाह २० घनमीटर प्रति तास होता, अतिरिक्त पाणी सोडण्यात आले आणि पाण्याची गुणवत्ता हंगामानुसार बदलत नव्हती (पूरक आकृती ३). नमुना शिडी टाकीच्या मध्यभागी टांगलेल्या ३ मीटर स्टीलच्या तारेवर खाली उतरवली जाते. १, ३, ६, १४ आणि २२ महिन्यांनी तलावातून शिड्यांचे दोन संच काढण्यात आले. एका शिडीवरील नमुने वजन घट मोजण्यासाठी आणि क्षरण दरांची गणना करण्यासाठी वापरले गेले, तर दुसऱ्या शिडीवरील नमुने मायक्रोबायोम विश्लेषणासाठी वापरले गेले. विसर्जन टाकीमधील विरघळलेल्या ऑक्सिजनचे प्रमाण पृष्ठभागाजवळ आणि तळाजवळ, तसेच मध्यभागी, विरघळलेल्या ऑक्सिजन सेन्सरचा (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, USA) वापर करून मोजण्यात आले.
नमुन्यांवरील गंज उत्पादने आणि बायोफिल्म प्लास्टिक स्क्रॅपरने खरवडून किंवा कापसाच्या बोळ्याने पुसून काढण्यात आले, आणि नंतर अल्ट्रासोनिक बाथ वापरून ९९.५% इथेनॉलमध्ये स्वच्छ करण्यात आले. त्यानंतर ASTM G1-0351 नुसार नमुने क्लार्कच्या द्रावणात बुडवण्यात आले. सुकण्याची प्रक्रिया पूर्ण झाल्यावर सर्व नमुन्यांचे वजन करण्यात आले. खालील सूत्र वापरून प्रत्येक नमुन्यासाठी गंजण्याचा दर (मिमी/वर्ष) मोजा:
येथे K हा एक स्थिरांक (8.76 × 104) आहे, T हा एक्सपोजर वेळ (तास) आहे, A हे एकूण पृष्ठभाग क्षेत्रफळ (सेमी2) आहे, W ही वस्तुमान घट (ग्रॅम) आहे, D ही घनता (ग्रॅम सेमी–3) आहे.
नमुन्यांचे वजन केल्यानंतर, 3D मापन लेझर मायक्रोस्कोप (LEXT OLS4000, ऑलिंपस, टोक्यो, जपान) वापरून अनेक नमुन्यांच्या 3D प्रतिमा मिळवण्यात आल्या.