Hatur nuhun parantos nganjang ka Nature.com. Anjeun nganggo vérsi browser anu dukungan CSSna terbatas. Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun anjeun nganggo browser anu diénggalan (atanapi mareuman Modeu Kompatibilitas dina Internet Explorer). Salian ti éta, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, kami nunjukkeun situs ieu tanpa gaya sareng JavaScript.
Nampilkeun korsel tilu slide sakaligus. Anggo tombol Sateuacanna sareng Salajengna pikeun ngaléngkah dina tilu slide sakaligus, atanapi anggo tombol slider di tungtungna pikeun ngaléngkah dina tilu slide sakaligus.
Dina lingkungan cai tawar, korosi anu gancang dina karbon sareng baja tahan karat sering katingali. Panilitian nyilem dina tanki cai tawar salami 22 bulan dilakukeun di dieu nganggo salapan kelas baja. Korosi anu gancang katingali dina baja karbon sareng kromium sareng beusi tuang, sedengkeun dina baja tahan karat teu aya korosi anu katingali katingali bahkan saatos 22 bulan. Analisis komunitas mikroba nunjukkeun yén salami korosi umum, baktéri pangoksidasi Fe(II) diperkaya dina tahap awal korosi, baktéri pangurang Fe(III), dina tahap perkembangan korosi, sareng baktéri pangurang sulfat, dina tahap korosi. tahap dina tahap akhir korosi produk. Sabalikna, baktéri Beggiatocaea seueur pisan dina baja kalayan 9% Cr anu kakeunaan korosi lokal. Komposisi komunitas mikroba ieu ogé béda ti anu aya dina sampel cai sareng sedimen handapeun. Ku kituna, nalika korosi maju, komunitas mikroba ngalaman parobahan anu dramatis, sareng métabolisme énergi mikroba anu gumantung kana beusi nyiptakeun lingkungan anu tiasa memperkaya mikroorganisme sanés.
Logam tiasa ruksak sareng korosi kusabab rupa-rupa faktor lingkungan fisik sareng kimia sapertos pH, suhu sareng konsentrasi ion. Kaayaan asam, suhu anu luhur sareng konsentrasi klorida utamina mangaruhan korosi logam1,2,3. Mikroorganisme dina lingkungan alami sareng buatan sering mangaruhan karusakan sareng korosi logam, paripolah anu diekspresikeun dina korosi mikroba (MIC)4,5,6,7,8. MIC sering kapanggih dina lingkungan sapertos pipa jero ruangan sareng tanki panyimpenan, dina celah logam, sareng dina taneuh, dimana éta muncul ujug-ujug sareng berkembang gancang. Ku alatan éta, ngawaskeun sareng deteksi awal MIC hésé pisan, janten analisis MIC biasana dilaksanakeun saatos korosi. Seueur studi kasus MIC anu parantos dilaporkeun dimana baktéri pangurang sulfat (SRB) sering kapanggih dina produk korosi9,10,11,12,13. Nanging, masih teu jelas naha SRB nyumbang kana inisiasi korosi, sabab deteksina dumasar kana analisis pasca-korosi.
Anyar-anyar ieu, salian ti baktéri pangoksidasi yodium21, rupa-rupa mikroorganisme pangurai beusi parantos dilaporkeun, sapertos SRB14 pangurai beusi, metanogen15,16,17, baktéri pangurangan nitrat18, baktéri pangoksidasi beusi19 sareng asetogen20. Dina kaayaan laboratorium anaérobik atanapi mikroaérobik, kaseueuran aranjeunna ngakorosi beusi sareng baja karbon nol-valén. Salaku tambahan, mékanisme korosi na nunjukkeun yén metanogen sareng SRB korosif beusi ngamajukeun korosi ku cara ngumpulkeun éléktron tina beusi nul-valén nganggo hidrogénase ékstrasélulér sareng sitokrom multihém, masing-masing22,23. MIC dibagi kana dua jinis: (i) MIC kimiawi (CMIC), nyaéta korosi teu langsung ku spésiés anu dihasilkeun sacara mikroba, sareng (ii) MIC listrik (EMIC), nyaéta korosi langsung ku panurunan éléktron logam24. EMIC anu difasilitasi ku transfer éléktron ékstrasélulér (EET) pikaresepeun pisan sabab mikroorganisme anu gaduh sipat EET nyababkeun korosi anu langkung gancang tibatan mikroorganisme non-EET. Sanaos réspon CMIC anu ngawatesan laju dina kaayaan anaérobik nyaéta produksi H2 ngalangkungan réduksi proton (H+), EMIC lumangsung ngalangkungan métabolisme EET, anu henteu gumantung kana produksi H2. Mékanisme EET dina rupa-rupa mikroorganisme aya hubunganana sareng kinerja bahan bakar sélular mikroba sareng éléktrobiosintésis25,26,27,28,29. Kusabab kaayaan kultur pikeun mikroorganisme korosif ieu béda sareng anu aya di lingkungan alami, teu jelas naha prosés korosi mikroba anu dititénan ieu ngagambarkeun korosi dina praktékna. Ku alatan éta, hésé pikeun niténan mékanisme MIC anu diinduksi ku mikroorganisme korosif ieu dina lingkungan alami.
Kamekaran téknologi sekuensing DNA parantos ngagampangkeun panilitian ngeunaan rinci komunitas mikroba dina lingkungan alami sareng jieunan, contona, profil mikroba dumasar kana runtuyan gén 16S rRNA nganggo sekuenser generasi anyar parantos dianggo dina widang ékologi mikroba30,31.,32. Seueur panilitian MIC parantos diterbitkeun anu parantos ngajéntrékeun komunitas mikroba dina lingkungan taneuh sareng laut13,33,34,35,36. Salian ti SRB, pangayaan baktéri pangoksidasi Fe(II) (FeOB) sareng nitrifikasi dina sampel korosi, contona FeOB, sapertos Gallionella spp. sareng Dechloromonas spp., sareng baktéri nitrifikasi, sapertos Nitrospira, ogé parantos dilaporkeun. spp., dina baja anu ngandung Karbon sareng tambaga dina média taneuh33. Nya kitu, dina lingkungan laut, kolonisasi gancang baktéri pangoksidasi beusi anu kagolong kana kelas Zetaproteobacteria sareng Betaproteobacteria parantos dititénan salami sababaraha minggu dina baja karbon36. Data ieu nunjukkeun kontribusi mikroorganisme ieu kana korosi. Nanging, dina seueur panilitian, durasi sareng kelompok ékspériméntal diwatesanan, sareng sakedik anu dipikanyaho ngeunaan dinamika komunitas mikroba salami korosi.
Di dieu, urang nalungtik MIC tina baja karbon, baja kromium, baja tahan karat, sareng beusi tuang nganggo studi perendaman dina lingkungan cai tawar aerobik kalayan riwayat kajadian MIC. Sampel dicandak dina 1, 3, 6, 14 sareng 22 bulan sareng laju korosi unggal logam sareng komponén mikroba ditalungtik. Hasil urang masihan wawasan kana dinamika jangka panjang komunitas mikroba salami korosi.
Sakumaha anu dipidangkeun dina Tabel 1, salapan logam dianggo dina panilitian ieu. Sapuluh sampel tina unggal bahan dicelupkeun kana balong cai tawar. Kualitas cai prosés nyaéta sapertos kieu: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, turbiditas 1 ppm sareng pH 7,4. Konsentrasi oksigén leyur (DO) di handapeun tangga sampling nyaéta sakitar 8,2 ppm sareng suhu cai mimitian ti 9 dugi ka 23°C sacara musiman.
Sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 1, saatos 1 bulan dicelupkeun dina lingkungan beusi cor ASTM A283, ASTM A109 Kondisi #4/5, ASTM A179, sareng ASTM A395, produk korosi coklat katingali dina permukaan baja karbon dina bentuk korosi umum. Leungitna beurat spésimén ieu ningkat sairing waktos (Tabel Tambahan 1) sareng laju korosi nyaéta 0,13–0,16 mm per taun (Gambar 2). Nya kitu, korosi umum parantos katingali dina baja kalayan eusi Cr anu handap (1% sareng 2,25%) kalayan laju korosi sakitar 0,13 mm/taun (Gambar 1 sareng 2). Sabalikna, baja kalayan 9% Cr nunjukkeun korosi lokal anu lumangsung dina celah anu dibentuk ku gasket. Laju korosi sampel ieu sakitar 0,02 mm/taun, anu sacara signifikan langkung handap tibatan baja kalayan korosi umum. Sabalikna, baja tahan karat tipe-304 sareng -316 henteu nunjukkeun korosi anu katingali, kalayan perkiraan laju korosi <0,001 mm y−1. Sabalikna, baja tahan karat tipe-304 sareng -316 henteu némbongkeun korosi anu katingali, kalayan perkiraan laju akselerasi <0,001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 и 316 не проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скорозить корость корозии <10 мм/год. Sabalikna, baja tahan karat Tipe 304 sareng 316 henteu nunjukkeun korosi anu katingali, kalayan perkiraan laju korosi <0,001 mm/thn.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 mm y−。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 mm y−。 Напротив, нержавеющие стали типа 304 и -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростью коррозии коррозии <0,000 Sabalikna, baja tahan karat tipe 304 sareng -316 henteu nunjukkeun korosi anu katingali kalayan laju korosi desain <0,001 mm/thn.
Anu dipidangkeun nyaéta gambar makroskopis tina unggal sampel (jangkungna 50 mm × lébar 20 mm) sateuacan sareng saatos ngaleungitkeun kerak. 1 méter, 1 bulan; 3 méter, 3 bulan; 6 méter, 6 bulan; 14 méter, 14 bulan; 22 méter, 22 bulan; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kaayaan 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, baja 1% Cr; baja 3C, baja 2,25% Cr; baja 9C, baja 9% Cr; S6, baja tahan karat 316; S8, baja tahan karat tipe 304.
Laju korosi diitung ngagunakeun leungitna beurat sareng waktos perendaman. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, dikeraskeun 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, baja 1% Cr, 3 C, baja 2,25% Cr, 9 C, baja 9% Cr, S6, baja tahan karat tipe 316; S8, baja tahan karat tipe 304.
Dina gambar 1 ogé nunjukkeun yén produk korosi tina baja karbon, baja Cr rendah, sareng beusi tuang berkembang langkung jauh saatos direndam salami 3 bulan. Laju korosi sacara umum laun-laun turun janten 0,07 ~ 0,08 mm/taun saatos 22 bulan (Gambar 2). Salian ti éta, laju korosi baja Cr 2,25% rada handap tibatan spésimén korosi anu sanés, nunjukkeun yén Cr tiasa ngahambat korosi. Salian ti korosi umum, numutkeun ASTM A179, korosi lokal dititénan saatos 22 bulan kalayan jerona korosi sakitar 700 µm (Gambar 3). Laju korosi lokal, diitung nganggo jerona korosi sareng waktos perendaman, nyaéta 0,38 mm/taun, anu sakitar 5 kali langkung gancang tibatan korosi umum. Laju korosi paduan ASTM A395 tiasa diremehkan sabab produk korosi henteu ngaleungitkeun kerak sacara lengkep saatos 14 atanapi 22 bulan perendaman cai. Nanging, bédana kedah minimal. Salaku tambahan, seueur liang alit anu dititénan dina baja kromium rendah anu korosi.
Gambar lengkep (skala bar: 10 mm) sareng korosi lokal (skala bar: 500 µm) tina baja ASTM A179 sareng 9% Cr dina jerona maksimum nganggo mikroskop laser tampilan 3D. Bunderan beureum dina gambar lengkep nunjukkeun korosi lokal anu diukur. Panempoan lengkep baja 9% Cr ti sisi sabalikna dipidangkeun dina Gambar 1.
Sakumaha anu dipidangkeun dina gambar 2, pikeun baja kalayan 9% Cr, teu aya korosi anu katingali dina 3-14 bulan, sareng laju korosi praktis nol. Nanging, korosi lokal katingali saatos 22 bulan (Gambar 3) kalayan laju korosi 0,04 mm/thn anu diitung nganggo leungitna beurat. Jero korosi lokal maksimum nyaéta 1260 µm sareng laju korosi lokal anu diperkirakeun nganggo jerona korosi sareng waktos perendaman (22 bulan) nyaéta 0,68 mm/thn. Kusabab titik pasti dimana korosi dimimitian teu dipikanyaho, laju korosi tiasa langkung luhur.
Sabalikna, teu aya korosi anu katingali dina baja tahan karat sanajan saatos 22 bulan direndem. Sanaos sababaraha partikel coklat katingali dina permukaan sateuacan kerak dicabut (Gambar 1), éta napel lemah sareng sanés produk korosi. Kusabab logam muncul deui dina permukaan baja tahan karat saatos kerak dicabut, laju korosi praktis nol.
Sekuensing amplikon parantos dilaksanakeun pikeun ngartos bédana sareng dinamika komunitas mikroba kana waktosna dina produk korosi sareng biofilm dina permukaan logam, dina cai sareng sedimen. Total 4.160.012 bacaan ditampi, kalayan kisaran 31.328 dugi ka 124.183 bacaan.
Indéks Shannon tina sampel cai anu dicandak tina asupan cai sareng balong mimitian ti 5,47 dugi ka 7,45 (Gambar 4a). Kusabab cai walungan anu didaur ulang dianggo salaku cai industri, komunitas mikroba tiasa robih sacara musiman. Sabalikna, indéks Shannon tina sampel sedimen handapeun cai sakitar 9, anu sacara signifikan langkung luhur tibatan sampel cai. Nya kitu, sampel cai ngagaduhan indéks Chao1 anu diitung langkung handap sareng unit taksonomi operasional (OTU) anu dititénan tibatan sampel sedimen (Gambar 4b, c). Béda-béda ieu sacara statistik signifikan (uji Tukey-Kramer; nilai-p < 0,01, Gambar 4d), nunjukkeun yén komunitas mikroba dina sampel sedimen langkung rumit tibatan anu aya dina sampel cai. Béda-béda ieu sacara statistik signifikan (uji Tukey-Kramer; nilai-p < 0,01, Gambar 4d), nunjukkeun yén komunitas mikroba dina sampel sedimen langkung rumit tibatan anu aya dina sampel cai. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, чобто микро образцах донных отложений более сложны, чем в образцах воды. Béda-béda ieu sacara statistik signifikan (uji Tukey-Kramer; nilai p <0,01, Gambar 4d), nunjukkeun yén komunitas mikroba dina sampel sedimen langkung rumit tibatan dina sampel cai.这些差异具有统计学意义（Tukey-Kramer 检验；p 值< 0.01，图4d），表明沉积物样本中的微生物群落比水样中的微生物群落更复杂。这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 ， 图 4d） 表明 沉积物明 沉积物样 的 羮中中 的 群落更 . . . . . . . . Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволяет пимид, полет сообщества в образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. Béda-béda ieu sacara statistik signifikan (uji Tukey-Kramer; nilai-p <0,01, Gambar 4d), nunjukkeun yén komunitas mikroba dina sampel sedimen langkung rumit tibatan dina sampel cai.Kusabab cai dina cekungan limpahan terus-terusan robah sareng sedimen netep ka dasar cekungan tanpa gangguan mékanis, bédana dina karagaman mikroba ieu kedah ngagambarkeun ékosistem di cekungan éta.
a Indéks Shannon, b Unit taksonomi operasional (OTU) anu dititénan, sareng c Indéks serapan Chao1 (n=6) sareng cekungan (n=5) Cai, sedimen (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) sareng 9% (9 C: n = 5) Baja tahan karat, ogé baja tahan karat tipe 316 (S6: n = 5) sareng -304 (S8: n = 5) dipidangkeun salaku bagan bentuk kotak sareng kumis. d Nilai-p pikeun indéks Shannon sareng Chao1 anu diala nganggo ANOVA sareng uji babandingan berganda Tukey-Kramer. Latar tukang beureum ngagambarkeun pasangan kalayan nilai-p < 0,05. Latar tukang beureum ngagambarkeun pasangan kalayan nilai-p < 0,05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Latar beureum ngagambarkeun pasangan kalayan nilai-p < 0,05.红色背景代表p 值< 0.05 的对。红色背景代表p 值< 0.05 的对。 Красные фоны представляют пары с p-значениями <0,05. Latar beureum ngagambarkeun pasangan kalayan nilai-p <0,05.Garis di tengah kotak, luhur jeung handap kotak, jeung kumis ngagambarkeun median, persentil ka-25 jeung ka-75, sarta nilai minimum jeung maksimum.
Indéks Shannon pikeun baja karbon, baja kromium rendah, sareng beusi tuang sami sareng pikeun sampel cai (Gambar 4a). Sabalikna, indéks Shannon tina sampel baja tahan karat sacara signifikan langkung luhur tibatan baja anu karatan (nilai-p < 0,05, Gambar 4d) sareng sami sareng sédimén. Sabalikna, indéks Shannon tina sampel stainless steel sacara signifikan langkung luhur tibatan baja anu korosi (nilai-p < 0,05, Gambar 4d) sareng sami sareng sédimén. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей, 4, с. и аналогичны индексам отложений. Sabalikna, indéks Shannon tina spésimén baja tahan karat sacara signifikan langkung luhur tibatan baja anu korosi (nilai-p < 0,05, Gambar 4d) sareng sami sareng indéks deposit.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，图与私 Напротив, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чем у корродиродированной стали был значительно выше, чем у корродированной стали, 4, серной стали как и у отложений. Sabalikna, indéks Shannon tina spésimén baja tahan karat sacara signifikan langkung luhur tibatan baja anu karatan (nilai p < 0,05, Gambar 4d), sapertos depositna.Sabalikna, indéks Shannon pikeun baja kalayan 9% Cr aya dina rentang ti 6,95 dugi ka 9,65. Nilai-nilai ieu jauh langkung luhur dina spésimén anu henteu korosi dina umur 1 sareng 3 bulan tibatan dina spésimén anu korosi dina umur 6, 14 sareng 22 bulan (Gambar 4a). Salajengna, indéks Chao1 sareng OTU anu diamati tina baja 9% Cr langkung luhur tibatan sampel anu korosi sareng cai sareng langkung handap tibatan sampel anu henteu korosi sareng sedimen (Gambar 4b, c), sareng bédana sacara statistik signifikan (nilai-p < 0,01, Gambar 4d). Salajengna, indéks Chao1 sareng OTU anu diamati tina baja 9% Cr langkung luhur tibatan sampel anu korosi sareng cai sareng langkung handap tibatan sampel anu henteu korosi sareng sedimen (Gambar 4b, c), sareng bédana sacara statistik signifikan (nilai-p < 0,01, Gambar 4d).Salian ti éta, Chao1 sareng OTU anu diamati tina baja kalayan 9% Cr langkung luhur tibatan sampel anu korosi sareng cai sareng langkung handap tibatan sampel anu henteu korosi sareng sédimén (Gambar 4b, c), sareng bédana sacara statistik signifikan.(p-значения <0,01, рис. 4d). (nilai-p <0,01, Gambar 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），差异具有义具有石0.01, gambar 4d).此外 ， 9% CR 钢 Chao1 指数 和 观察 的 的 rtu 高于 腐蚀 样品 水样 ， 低于 腐蚀 撷品图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p <0.01 图 图 图 图 图 图 图 图 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， Кроме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чем у корродированных и водранных и водраных чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница была статистически значимой (p- значение, < 0,014). Salian ti éta, indéks Chao1 sareng OTU anu diamati tina baja Cr 9% langkung luhur tibatan sampel anu korosi sareng cai sareng langkung handap tibatan sampel anu henteu korosi sareng sédimén (Gambar 4b,c), sareng bédana sacara statistik signifikan (nilai-p <0,01, Gambar 4d).Hasil ieu nunjukkeun yén keragaman mikroba dina produk korosi langkung handap tibatan dina biofilm dina logam anu teu korosi.
Dina gambar 5a nunjukkeun plot Analisis Koordinat Utama (PCoA) dumasar kana jarak anu teu ditimbang UniFrac pikeun sadaya sampel, kalayan tilu klaster utama anu dititénan. Komunitas mikroba dina sampel cai béda sacara signifikan ti komunitas anu sanés. Komunitas mikroba dina sédimén ogé kalebet komunitas stainless steel, sedengkeun éta nyebar dina sampel korosi. Sabalikna, peta baja kalayan 9% Cr dibagi kana klaster anu henteu korosi sareng korosi. Akibatna, komunitas mikroba dina permukaan logam sareng produk korosi béda sacara signifikan ti anu aya dina cai.
Plot analisis koordinat utama (PCoA) dumasar kana jarak UniFrac anu teu ditimbang dina sadaya sampel (a), cai (b), sareng logam (c). Bunderan nyorot unggal gugusan. Lintasan digambarkeun ku garis anu nyambungkeun période sampling sacara séri. 1 méter, 1 bulan; 3 méter, 3 bulan; 6 méter, 6 bulan; 14 méter, 14 bulan; 22 méter, 22 bulan; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kaayaan 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, baja 1% Cr; baja 3C, baja 2,25% Cr; baja 9C, baja 9% Cr; S6, baja tahan karat 316; S8, baja tahan karat tipe 304.
Nalika disusun dina urutan kronologis, plot PCoA tina sampel cai aya dina susunan sirkular (Gambar 5b). Transisi siklus ieu tiasa ngagambarkeun parobahan musiman.
Salian ti éta, ngan dua gugusan (anu korosi sareng anu henteu korosi) anu dititénan dina plot PCoA sampel logam, dimana (iwal baja kromium 9%) parobahan komunitas mikroba ti 1 dugi ka 22 bulan ogé dititénan (Gambar 5c). Salian ti éta, kumargi transisi dina sampel anu korosi langkung ageung tibatan dina sampel anu henteu korosi, aya korélasi antara parobahan dina komunitas mikroba sareng kamajuan korosi. Dina sampel baja kalayan 9% Cr, dua jinis komunitas mikroba diungkabkeun: titik dina 1 sareng 6 bulan, ayana di caket baja tahan karat, sareng anu sanésna (3, 14, sareng 22 bulan), ayana di titik-titik anu caket sareng baja anu korosi. 1 bulan sareng kupon anu dianggo pikeun ékstraksi DNA dina 6 bulan henteu korosi, sedengkeun kupon dina 3, 14 sareng 22 bulan korosi (Gambar Tambahan 1). Ku alatan éta, komunitas mikroba dina sampel anu korosi béda ti anu aya dina sampel cai, sedimen, sareng anu henteu korosi sareng robih nalika korosi maju.
Jenis utama komunitas mikroba anu dititénan dina sampel cai nyaéta Proteobacteria (30,1–73,5%), Bacteroidetes (6,3–48,6%), Planctomycetota (0,4–19,6%) sareng Actinobacteria (0 –17,7%), jumlah relatifna rupa-rupa ti sampel ka sampel (Gambar 6), contona, jumlah relatif Bacteroidetes dina cai balong langkung luhur tibatan dina cai abstrak. Béda ieu tiasa dipangaruhan ku waktos cicingna cai dina tangki luapan. Jenis ieu ogé dititénan dina sampel sedimen handapeun, tapi jumlah relatifna béda sacara signifikan sareng dina sampel cai. Salaku tambahan, eusi relatif Acidobacteriota (8,7–13,0%), Chloroflexi (8,1–10,2%), Nitrospirota (4,2–4,4%) sareng Desulfobacterota (1,5–4,4%) %) langkung luhur tibatan dina sampel cai. Kusabab ampir sadaya spésiés Desulfobacterota nyaéta SRB37, lingkungan dina sedimen éta pasti anaérobik. Sanaos Desulfobacterota kamungkinan mangaruhan korosi, résikona kedahna handap pisan sabab jumlahna relatif dina cai kolam renang nyaéta <0,04%. Sanaos Desulfobacterota kamungkinan mangaruhan korosi, résikona kedahna handap pisan sabab jumlahna relatif dina cai kolam renang nyaéta <0,04%. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольку их относилените воде бассейна составляет <0,04%. Sanaos Desulfobacterota tiasa gaduh pangaruh kana korosi, résikona kedahna handap pisan sabab jumlahna relatif dina cai kolam renang nyaéta <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相对中的相对中的相对中。 <0.04%. Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку их относительное содерьное содебет составляет <0,04%. Sanaos jinis Desulfobacillus tiasa mangaruhan korosi, résikona kedahna handap pisan sabab jumlahna relatif dina cai kolam renang nyaéta <0,04%.
RW sareng Air ngagambarkeun sampel cai tina asupan cai sareng baskom, masing-masing. Sedimen-C, -E, -W nyaéta sampel sedimen anu dicandak ti tengah handapeun baskom, ogé ti sisi wétan sareng kulon. 1 méter, 1 bulan; 3 méter, 3 bulan; 6 méter, 6 bulan; 14 méter, 14 bulan; 22 méter, 22 bulan; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kaayaan 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, baja 1% Cr; baja 3C, baja 2,25% Cr; baja 9C, baja 9% Cr; S6, baja tahan karat 316; S8, baja tahan karat tipe 304.
Dina tingkat genus, proporsi anu rada luhur (6–19%) tina baktéri anu teu diklasifikasikeun milik kulawarga Trichomonadaceae, ogé Neosphingosine, Pseudomonas, sareng Flavobacterium, dititénan dina sadaya usum. Salaku komponén utama minor, babagianana béda-béda (Gambar 1). . 7a sareng b). Di anak walungan, jumlah relatif Flavobacterium, Pseudovibrio, sareng Rhodoferrobacter langkung luhur ngan ukur dina usum tiis. Nya kitu, eusi Pseudovibrio sareng Flavobacterium anu langkung luhur dititénan dina cai usum tiis di cekungan. Ku kituna, komunitas mikroba dina sampel cai rupa-rupa gumantung kana usum, tapi henteu ngalaman parobahan drastis salami période panilitian.
a Cai asupan, b Cai kolam renang, c ASTM A283, d Suhu ASTM A109 #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, sareng i Baja 9% Cr, j Tipe-316 sareng baja tahan karat K-304.
Protéobaktéri mangrupikeun konstituén utama dina sadaya sampel, tapi jumlah relatifna dina sampel anu korosi nurun nalika korosi maju (Gambar 6). Dina sampel ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 sareng 1% sareng 2,25% Cr, jumlah relatif protéobaktéri nurun tina 89,1%, 85,9%, 89,6%, 79,5%, 84,8%. , 83,8% nyaéta 43,3%, 52,2%, 50,0%, 41,9%, 33,8% sareng 31,3% masing-masing. Sabalikna, jumlah relatif Desulfobacterota laun-laun ningkat ti <0,1% janten 12,5–45,9% kalayan kamajuan korosi. Sabalikna, jumlah relatif Desulfobacterota laun-laun ningkat ti <0,1% janten 12,5–45,9% kalayan kamajuan korosi. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% nepi ka 12,5–45,9% tina мере развроизиикик. Sabalikna, jumlah relatif Desulfobacterota laun-laun ningkat ti <0,1% janten 12,5–45,9% nalika korosi maju.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% nepi ka 12,5–45,9% tina мере развизтия коррорось. Sabalikna, jumlah relatif Desulfobacillus laun-laun ningkat ti <0,1% janten 12,5–45,9% nalika korosi maju.Ku kituna, nalika korosi lumangsung, Proteobactereira diganti ku Desulfobacterota.
Sabalikna, biofilm dina stainless steel anu teu korosi ngandung proporsi anu sami tina baktéri anu béda. Proteobacteria (29,4–34,1%), Planctomycetota (11,7–18,8%), Nitrospirota (2,9–20,9%), Acidobacteriota (8,6–18,8%), Bacteroidota (3,1–9,2%) sareng Chloroflexi (2,1–8,8%). Kapanggih yén proporsi Nitrospirota dina sampel stainless steel laun-laun ningkat (Gambar 6). Babandingan ieu sami sareng anu aya dina sampel sedimen, anu saluyu sareng plot PCoA anu dipidangkeun dina Gambar 5a.
Dina sampel baja anu ngandung 9% Cr, dua jinis komunitas mikroba anu dititénan: komunitas mikroba 1 bulan sareng 6 bulan sami sareng anu aya dina sampel sedimen handapeun, sedengkeun proporsi protéobaktéri dina sampel korosi 3, 14, sareng 22 ningkat sacara signifikan. bulan Salian ti éta, dua komunitas mikroba dina sampel baja 9% Cr ieu pakait sareng klaster anu dibagi dina plot PCoA anu dipidangkeun dina Gambar 5c.
Dina tingkat genus, >2000 OTU anu ngandung baktéri sareng archaea anu teu acan ditangtukeun parantos dititénan. Dina tingkat genus, >2000 OTU anu ngandung baktéri sareng archaea anu teu acan ditangtukeun parantos dititénan.Dina tingkat genus, langkung ti 2000 OTU parantos dititénan ngandung baktéri sareng archaea anu teu dikenal.Dina tingkat genus, langkung ti 2000 OTU parantos dititénan ngandung baktéri sareng archaea anu teu ditangtukeun. Di antarana, urang fokus kana 10 OTU kalayan populasi anu luhur dina unggal sampel. Ieu ngawengku 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% sareng 21,8-45,1% dina ASTM A179. , ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, baja Cr 1%, 2,25% sareng 9% sareng baja tahan karat Tipe 316 sareng -304.
Kandungan monolit deklorinasi anu kawilang luhur kalayan sipat oksidasi Fe(II) parantos dititénan dina sampel korosi sapertos ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 sareng baja kalayan 1% sareng 2,25% Cr. tahap awal korosi (1 bulan sareng 3 bulan, Gambar 7c-h). Proporsi Dechloromonas turun kana waktosna, anu saluyu sareng panurunan Proteobacteria (Gambar 6). Salajengna, proporsi Dechloromonas dina biofilm dina sampel anu henteu karatan nyaéta <1%. Salajengna, proporsi Dechloromonas dina biofilm dina sampel anu henteu karatan nyaéta <1%. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Salian ti éta, proporsi Dechloromonas dina biofilm dina spésimén anu teu karatan nyaéta <1%.此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例<1%.此外，未腐蚀样品的生物膜中脱氯单胞菌的比例 < 1% Кроме того, доля Dechloromonas в биопленке некорродированных образцов была <1%. Salian ti éta, proporsi Dechloromonas dina biofilm spésimén anu teu karatan nyaéta <1%.Ku kituna, di antara produk korosi, Dechloromonas diperkaya sacara signifikan dina tahap awal korosi.
Sabalikna, dina ASTM A179, ASTM A109 tempered #4/5, ASTM A179, ASTM A395 sareng baja kalayan 1% sareng 2,25% Cr, proporsi spésiés SRB Desulfovibrio tungtungna ningkat saatos 14 sareng 22 bulan (Gambar 7c–h). Desulfofibrion rendah pisan atanapi henteu dideteksi dina tahap awal korosi, dina sampel cai (Gambar 7a, b) sareng dina biofilm anu henteu korosi (Gambar 7j, j). Ieu nunjukkeun sacara kuat yén Desulfovibrio langkung milih lingkungan produk korosi anu kabentuk, sanaos henteu mangaruhan korosi dina tahap awal korosi.
Baktéri pangurang Fe(III) (RRB), sapertos Geobacter sareng Geothrix, kapanggih dina produk korosi dina tahap tengah korosi (6 sareng 14 bulan), tapi proporsi tahapan korosi ahir (22 bulan) langkung luhur di antarana, relatif handap (Gambar 7c, eh). Genus Sideroxydans kalayan sipat oksidasi Fe(II) nunjukkeun paripolah anu sami (Gambar 7f), janten proporsi FeOB, IRB, sareng SRB ngan ukur langkung luhur dina sampel anu korosi. Ieu nunjukkeun sacara kuat yén parobahan dina komunitas mikroba ieu aya hubunganana sareng kamajuan korosi.
Dina baja kalayan 9% Cr anu korosi saatos 3, 14 sareng 22 bulan, proporsi anggota kulawarga Beggiatoacea anu langkung luhur (8,5–19,6%) katingali, anu tiasa nunjukkeun sipat pangoksidasi walirang, sareng sideoksidan katingali (8,4–13,7%) (Gambar 1). ). 7i) Salian ti éta, Thiomonas, baktéri pangoksidasi walirang (SOB), kapanggih dina jumlah anu langkung luhur (3,4% sareng 8,8%) dina 3 sareng 14 bulan. Sabalikna, baktéri pangurang nitrat Nitrospira (12,9%) katingali dina sampel anu henteu korosi umur 6 bulan. Proporsi Nitrospira anu ningkat ogé katingali dina biofilm dina stainless steel saatos dicelupkeun (Gambar 7j,k). Ku kituna, komunitas mikroba baja 9% Cr anu henteu korosi umur 1 sareng 6 bulan sami sareng anu aya dina biofilm stainless steel. Salian ti éta, komunitas mikroba baja 9% Cr anu korosi dina 3, 14 sareng 22 bulan béda ti produk korosi baja karbon sareng kromium rendah sareng beusi tuang.
Kamekaran korosi biasana leuwih laun dina cai tawar tibatan dina cai laut sabab konsentrasi ion klorida mangaruhan korosi logam. Nanging, sababaraha baja tahan karat tiasa korosi dina lingkungan cai tawar38,39. Salian ti éta, MIC mimitina dicurigai sabab bahan korosi sateuacanna parantos dititénan dina kolam cai tawar anu dianggo dina panilitian ieu. Dina panilitian perendaman jangka panjang, rupa-rupa bentuk korosi, tilu jinis komunitas mikroba, sareng parobahan dina komunitas mikroba dina produk korosi dititénan.
Médium cai tawar anu dianggo dina ieu panilitian nyaéta tanki katutup pikeun cai téknis anu dicandak ti walungan kalayan komposisi kimia anu relatif stabil sareng parobahan suhu cai dina rentang 9 dugi ka 23 °C. Ku alatan éta, fluktuasi musiman dina komunitas mikroba dina sampel cai tiasa aya hubunganana sareng parobahan suhu. Salian ti éta, komunitas mikroba dina cai kolam renang rada béda ti anu aya dina cai input (Gambar 5b). Cai dina kolam renang terus-terusan diganti kusabab kaleuwihan. Akibatna, DO tetep dina ~8,2 ppm bahkan dina jerona antara permukaan baskom sareng handap. Sabalikna, lingkungan sedimen kedah anaérobik, sabab netep sareng tetep aya di handapeun waduk, sareng flora mikroba di jerona (sapertos CRP) ogé kedah béda ti flora mikroba dina cai (Gambar 6). Kusabab kupon dina kolam renang langkung jauh ti sedimen, aranjeunna ngan ukur kakeunaan cai tawar nalika panilitian perendaman dina kaayaan aérobik.
Korosi umum lumangsung dina baja karbon, baja kromium rendah, sareng beusi tuang dina lingkungan cai tawar (Gambar 1) sabab bahan-bahan ieu henteu tahan korosi. Nanging, laju korosi (0,13 mm yr-1) dina kaayaan cai tawar abiotik langkung luhur tibatan dina panilitian sateuacana40 (0,04 mm yr-1) sareng tiasa dibandingkeun sareng laju korosi (0,02–0,76 mm yr-1) dina ayana mikroorganisme 1) Sarupa sareng kaayaan cai tawar40,41,42. Laju korosi anu dipercepat ieu mangrupikeun ciri MIC.
Salian ti éta, saatos 22 bulan direndem, korosi lokal katingali dina sababaraha logam di handapeun produk korosi (Gambar 3). Khususna, laju korosi lokal anu katingali dina ASTM A179 sakitar lima kali langkung gancang tibatan korosi umum. Bentuk korosi anu teu biasa sareng laju korosi anu dipercepat ieu ogé parantos katingali dina korosi anu lumangsung dina objék anu sami. Ku kituna, rendem anu dilakukeun dina panilitian ieu ngagambarkeun korosi dina praktékna.
Di antara logam anu ditalungtik, baja 9% Cr némbongkeun korosi anu paling parah, kalayan jerona korosi >1,2 mm, anu kamungkinan MIC kusabab korosi anu gancang sareng bentuk korosi anu teu normal. Di antara logam anu ditalungtik, baja 9% Cr némbongkeun korosi anu paling parah, kalayan jerona korosi >1,2 mm, anu kamungkinan MIC kusabab korosi anu gancang sareng bentuk korosi anu teu normal. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глубиной коррозтои> 1,2,м, м, является МИК из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. Di antara logam anu ditalungtik, baja kalayan 9% Cr nunjukkeun korosi anu paling parah kalayan jerona korosi >1,2 mm, anu sigana mangrupikeun MIC kusabab korosi anu dipercepat sareng bentuk korosi anu teu normal.在所研究的金属中，9% Cr 钢的腐蚀最为严重，腐蚀深度>1.2 mm，由于加速腐蚀和异常腐蚀形式，很可能是MIC.在所研究的金属中，9% Cr Среди исследованных металлов наиболее сильно корродировала сталь с 9% Cr, с глубиной коррозии >1,2 мм, скорес ускоренных и аномальных форм коррозии. Di antara logam anu ditalungtik, baja kalayan 9% Cr paling parah korosina, kalayan jerona korosi >1,2 mm, kamungkinan MIC kusabab bentuk korosi anu dipercepat sareng anomali.Kusabab baja 9% Cr dianggo dina aplikasi suhu luhur, paripolah korosi na parantos ditalungtik sateuacanna43,44 tapi teu acan aya MIC anu dilaporkeun sateuacanna pikeun logam ieu. Kusabab seueur mikroorganisme, iwal ti hipertermofil, teu aktip dina lingkungan suhu luhur (>100 °C), MIC dina baja 9% Cr tiasa dipaliré dina kasus sapertos kitu. Kusabab seueur mikroorganisme, iwal ti hipertermofil, teu aktip dina lingkungan suhu anu luhur (>100 °C), MIC dina baja 9% Cr tiasa dipaliré dina kasus sapertos kitu. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной серной серной люд, Следенный словою с 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Kusabab seueur mikroorganisme, iwal hipertermofil, teu aktip dina lingkungan suhu anu luhur (>100°C), MIC dina baja kalayan 9% Cr tiasa dipaliré dina kasus sapertos kitu.由于除超嗜热菌外，许多微生物在高温环境(>100 °C) 中不活跃，因此在这种情在这种不情在这种情在这种不活跃Cr 钢中的MIC. 9% Cr (>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высокотемператылов, не проявляют активности в высокотемператных (> сурных ), сурных (>1КК в стали с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. Kusabab seueur mikroorganisme, iwal ti hipertermofil, henteu nunjukkeun aktivitas dina lingkungan suhu luhur (>100 °C), MIC dina baja kalayan 9% Cr tiasa dipaliré dina kasus ieu.Nanging, nalika baja Cr 9% dianggo dina lingkungan suhu sedeng, sababaraha tindakan kedah dilaksanakeun pikeun ngirangan MIC.
Rupa-rupa komunitas mikroba sareng parobihanna katingali dina deposit bahan anu teu korosi sareng dina produk korosi dina biofilm dibandingkeun sareng cai, salian ti korosi anu dipercepat (Gambar 5-7), anu nunjukkeun sacara kuat yén korosi ieu mangrupikeun mikropon. Ramirez et al.13 ngalaporkeun transisi 3 léngkah (FeOB => SRB/IRB = > SOB) dina ékosistem mikroba laut salami 6 bulan, dimana hidrogén sulfida anu dihasilkeun ku SRB anu diperkaya sekundér pamustunganana tiasa nyumbang kana pangayaan SOB. Ramirez et al.13 ngalaporkeun transisi 3 léngkah (FeOB => SRB/IRB => SOB) dina ékosistem mikroba laut salami 6 bulan, nalika hidrogén sulfida anu dihasilkeun ku SRB anu diperkaya sekundér pamustunganana tiasa nyumbang kana pangayaan SOB. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) dina морской микробной экосистеме в течение 6 мескоц сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 ngalaporkeun transisi tilu tahapan (FeOB => SRB/IRB => SOB) dina ékosistem mikroba laut salami periode 6 bulan, dimana hidrogén sulfida anu dihasilkeun tina pangayaan sekundér SRB pamustunganana tiasa nyumbang kana pangayaan SOB. Ramirez 等人13 报告了一个超过6 个月的海洋微生物生态系统中的三步转变(FeOB => SRB/IRB => 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 的 三 步 華转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ， 其中 次 察 盆可能 最终 有助于 sob 的富集。 Ramirez dkk.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) dina морской микробной экосистеме в течение 6 меся сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итоге способствовать обогащения. Ramirez et al.13 ngalaporkeun transisi tilu léngkah (FeOB => SRB/IRB => SOB) dina ékosistem mikroba laut salami periode 6 bulan, dimana hidrogén sulfida anu dihasilkeun tina pangayaan sekundér SRB pamustunganana tiasa nyumbang kana pangayaan SOB.McBeth sareng Emerson36 ngalaporkeun pangayaan primér dina FeOB. Sarua kitu, pangayaan FeOB salami fase korosi awal dititénan dina panilitian ieu, tapi parobahan mikroba kalayan kamajuan korosi anu dititénan dina karbon sareng baja Cr 1% sareng 2,25% sareng beusi tuang salami 22 mo nyaéta FeOB => IRB = > SRB (Gambar 7 sareng 8). Sarua kitu, pangayaan FeOB salami fase korosi awal dititénan dina panilitian ieu, tapi parobahan mikroba kalayan kamajuan korosi anu dititénan dina karbon sareng baja Cr 1% sareng 2,25% sareng beusi tuang salami 22 mo nyaéta FeOB => IRB => SRB (Gambar 7 sareng 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB on ранней стадии коррозии, но микробные измронсрение измронение коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, представлобют = > RB => IRB = > jeung 8). Sarua kitu, dina panilitian ieu, pangayaan FeOB dina tahap awal korosi dititénan, tapi parobahan mikroba nalika korosi maju, dititénan dina karbon sareng baja Cr 1% sareng 2,25% sareng beusi tuang salami 22 bulan, nyaéta FeOB => IRB => SRB (Gambar 7 sareng 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 钢以及越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 和 1% 和 2,25% Cr 2.25% Cr的 铸铁 中 到 的 微生物 腐蚀 的 进展 而 变化 FEOB => IRB => SRB（图7和8）。 Аналогичным образом, в этом исследовании наблюдалось обогащение FeOB на ранних стадиях коррозии, но микробиеничим наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (mis. 7). Sarua kitu, pangayaan FeOB dina tahap awal korosi dititénan dina panilitian ieu, tapi parobahan mikrobiologis anu dititénan dina karbon sareng baja Cr 1% sareng 2,25% sareng beusi tuang salami 22 bulan nyaéta FeOB => IRB => SRB (Gambar 7 sareng 8).SRB bisa kalayan gampang akumulasi dina lingkungan cai laut alatan konsentrasi ion sulfat anu luhur, tapi pangayaanana dina lingkungan cai tawar katerlambatan ku konsentrasi ion sulfat anu handap. Pangayaan SRB dina cai laut geus sering dilaporkeun10,12,45.
a Karbon organik sareng nitrogén ngalangkungan métabolisme énergi anu gumantung kana Fe(II) oksida beusi (sél beureum [Dechloromonas sp.] sareng héjo [Sideroxydans sp.]) sareng baktéri pangurang Fe(III) (sél kulawu [Geothrix sp. sareng Geobacter sp.]) dina tahap awal korosi, teras baktéri pangurang sulfat anaérob (SRP) sareng mikroorganisme hétérotrofik ngabeungharan tahap dewasa korosi ku cara ngonsumsi bahan organik anu akumulasi. b Parobahan dina komunitas mikroba dina logam anu tahan korosi. Sél wungu, biru, konéng, sareng bodas ngawakilan baktéri ti kulawarga Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea, sareng anu sanésna.
Ngeunaan parobahan dina komunitas mikroba sareng kamungkinan pangayaan SRB, FeOB penting pisan dina tahap awal korosi, sareng Dechloromonas tiasa kéngingkeun énergi kamekaranana tina oksidasi Fe(II). Mikroorganisme tiasa salamet dina média anu ngandung unsur renik, tapi moal tumuwuh sacara éksponénsial. Nanging, kolam terjun anu dianggo dina panilitian ieu nyaéta baskom limpahan, kalayan aliran 20 m3/jam, anu terus-terusan nyayogikeun unsur renik anu ngandung ion anorganik. Dina tahap awal korosi, ion ferrous dileupaskeun tina baja karbon sareng beusi tuang, sareng FeOB (sapertos Dechloromonas) ngagunakeunana salaku sumber énergi. Jumlah renik karbon, fosfat sareng nitrogén anu diperyogikeun pikeun kamekaran sél kedah aya dina cai prosés dina bentuk zat organik sareng anorganik. Ku alatan éta, dina lingkungan cai tawar ieu, FeOB mimitina diperkaya dina permukaan logam sapertos baja karbon sareng beusi tuang. Salajengna, IRB tiasa tumuwuh sareng nganggo bahan organik sareng oksida beusi salaku sumber énergi sareng panampi éléktron terminal. Dina produk korosi dewasa, kaayaan anaérobik anu diperkaya ku nitrogén kedah didamel kusabab métabolisme FeOB sareng IRB. Ku kituna, SRB tiasa gancang tumuwuh sareng ngagentos FeOB sareng IRB (Gambar 8a).
Anyar-anyar ieu, Tang et al. ngalaporkeun korosi stainless steel ku Geobacter ferroreducens dina lingkungan cai tawar kusabab transfer éléktron langsung ti beusi ka mikroba46. Mertimbangkeun EMIC, kontribusi mikroorganisme kalayan sipat EET penting pisan. SRB, FeOB, sareng IRB mangrupikeun spésiés mikroba utama dina produk korosi dina panilitian ieu, anu kedah ngagaduhan karakteristik EET. Ku alatan éta, mikroorganisme anu aktip sacara éléktrokimia ieu tiasa nyumbang kana korosi ngalangkungan EET, sareng komposisi komunitasna robih dina pangaruh rupa-rupa spésiés ionik nalika produk korosi kabentuk. Sabalikna, komunitas mikroba dina baja kalayan 9% Cr béda ti baja sanés (Gambar 8b). Saatos 14 bulan, salian ti pengayaan ku FeOB, sapertos Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, sareng Thiomonas ogé diperkaya (Gambar 7i). Parobahan ieu béda pisan ti bahan korosif anu sanés, sapertos baja karbon, sareng tiasa dipangaruhan ku ion beunghar kromium anu leyur nalika korosi. Anu penting, Thiomonas henteu ngan ukur gaduh sipat oksidasi walirang, tapi ogé sipat oksidasi Fe(II), sistem EET, sareng toleransi logam beurat48,49. Éta tiasa diperkaya kusabab aktivitas oksidatif Fe(II) sareng/atanapi konsumsi langsung éléktron logam. Dina panilitian sateuacana, jumlah Beggiatoacea anu kawilang luhur dititénan dina biofilm dina Cu nganggo sistem pemantauan biofilm anu teu kontinyu, nunjukkeun yén baktéri ieu tiasa tahan kana logam toksik sapertos Cu sareng Cr. Nanging, sumber énergi anu diperyogikeun ku Beggiatoacea pikeun tumbuh dina lingkungan ieu teu dipikanyaho.
Panilitian ieu ngalaporkeun parobahan dina komunitas mikroba salami korosi dina lingkungan cai tawar. Dina lingkungan anu sami, komunitas mikroba béda-béda dina jinis logamna. Salian ti éta, hasil panilitian kami mastikeun pentingna FeOB dina tahap awal korosi, sabab métabolisme énergi mikroba anu gumantung kana beusi ngamajukeun formasi lingkungan anu beunghar nutrisi anu dipikaresep ku mikroorganisme sanés sapertos SRB. Pikeun ngirangan MIC dina lingkungan cai tawar, pangayaan FeOB sareng IRB kedah diwatesan.
Salapan logam dianggo dina ieu panilitian sareng diolah janten blok 50 × 20 × 1–5 mm (ketebalan pikeun baja ASTM 395 sareng 1%, 2,25% sareng 9% Cr: 5 mm; ketebalan pikeun ASTM A283 sareng ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 sareng Tipe 304 sareng 316 Stainless Steel, ketebalan: 1mm), kalayan dua liang 4mm. Baja kromium dipoles nganggo amplas sareng logam sanésna dipoles nganggo amplas 600 grit sateuacan dicelupkeun. Sadaya sampel disonikasi nganggo étanol 99,5%, dikeringkeun sareng ditimbang. Sapuluh sampel tina unggal logam dianggo pikeun itungan laju korosi sareng analisis mikrobioma. Unggal spésimén dipasang dina tangga nganggo batang PTFE sareng spacer (φ 5 × 30 mm, Gambar Tambahan 2).
Kolam renang ieu mibanda volume 1100 méter kubik sareng jerona sakitar 4 méter. Aliran cai anu asup nyaéta 20 m3 jam-1, limpahan cai dileupaskeun, sareng kualitas cai henteu robih sacara musiman (Gambar Tambahan 3). Tangga sampel diturunkeun kana kawat baja 3 m anu digantung di tengah tanki. Dua sét tangga dicabut tina kolam renang dina 1, 3, 6, 14 sareng 22 bulan. Sampel tina hiji tangga dianggo pikeun ngukur leungitna beurat sareng ngitung laju korosi, sedengkeun sampel tina tangga anu sanés dianggo pikeun analisis mikrobioma. Oksigén anu leyur dina tanki rendaman diukur caket permukaan sareng handap, ogé di tengah, nganggo sénsor oksigén anu leyur (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, AS).
Produk korosi sareng biofilm dina sampel dipiceun ku cara dikerok nganggo scraper plastik atanapi diusap nganggo kapas, teras dibersihkeun dina étanol 99,5% nganggo rendaman ultrasonik. Sampel teras dicelupkeun kana larutan Clark saluyu sareng ASTM G1-0351. Sadaya sampel ditimbang saatos pangeringan réngsé. Hitung laju korosi (mm/thn) pikeun unggal sampel nganggo rumus ieu:
dimana K nyaéta konstanta (8,76 × 104), T nyaéta waktu paparan (h), A nyaéta total luas permukaan (cm2), W nyaéta leungitna massa (g), D nyaéta kapadetan (g cm–3).
Saatos nimbang sampel, gambar 3D tina sababaraha sampel diala nganggo mikroskop laser pangukur 3D (LEXT OLS4000, Olympus, Tokyo, Jepang).