Asante kwa kutembelea Nature.com. Unatumia toleo la kivinjari lenye uwezo mdogo wa kutumia CSS. Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Upatanifu katika Internet Explorer). Kwa kuongeza, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Huonyesha jukwa la slaidi tatu kwa wakati mmoja. Tumia vitufe vilivyotangulia na Vifuatavyo ili kupitia slaidi tatu kwa wakati mmoja, au tumia vitufe vya kutelezesha vilivyo mwishoni ili kupitia slaidi tatu kwa wakati mmoja.
Katika mazingira ya maji safi, kutu kwa kasi ya kaboni na chuma cha pua mara nyingi huzingatiwa. Utafiti wa miezi 22 wa kuzamia tangi la maji safi ulifanyika hapa kwa kutumia madaraja tisa ya chuma. Kutua kwa kasi kulionekana katika vyuma vya kaboni na kromiamu na chuma cha kutupwa, huku katika chuma cha pua hakuna kutu iliyoonekana hata baada ya miezi 22. Uchanganuzi wa jumuiya ya viumbe vidogo ulionyesha kwamba wakati wa kutu kwa ujumla, bakteria ya Fe (II) -oxidizing ilirutubishwa katika hatua ya awali ya kutu, bakteria ya kupunguza Fe (III) - katika hatua ya maendeleo ya kutu, na bakteria ya kupunguza sulfate, katika hatua ya kutu. hatua katika hatua ya mwisho ya kutu ya bidhaa. Kinyume chake, bakteria wa Beggiatocaea walikuwa wengi hasa katika chuma huku 9% Cr wakikabiliwa na ulikaji wa ndani. Nyimbo hizi za jumuiya za viumbe hai pia zilitofautiana na zile za maji na sampuli za mashapo ya chini. Kwa hivyo, kutu inavyoendelea, jumuiya ya viumbe vidogo hupitia mabadiliko makubwa, na kimetaboliki ya nishati ya microbial inayotegemea chuma hujenga mazingira ambayo yanaweza kuimarisha microorganisms nyingine.
Vyuma vinaweza kuharibika na kutu kutokana na sababu mbalimbali za kimazingira na kemikali kama vile pH, halijoto na ukolezi wa ioni. Hali ya tindikali, joto la juu na viwango vya kloridi huathiri hasa kutu ya metali1,2,3. Viumbe vidogo vilivyo katika mazingira ya asili na yaliyojengwa mara nyingi huathiri uchakavu na kutu wa metali, tabia inayoonyeshwa katika kutu ya microbial (MIC)4,5,6,7,8. MIC mara nyingi hupatikana katika mazingira kama vile mabomba ya ndani na matangi ya kuhifadhia, katika mianya ya chuma, na kwenye udongo, ambapo inaonekana ghafla na kukua kwa kasi. Kwa hivyo, ufuatiliaji na utambuzi wa mapema wa MIC ni ngumu sana, kwa hivyo uchambuzi wa MIC kawaida hufanywa baada ya kutu. Tafiti nyingi za MIC zimeripotiwa ambapo bakteria zinazopunguza salfa (SRB) zilipatikana mara kwa mara katika bidhaa za kutu9,10,11,12,13. Hata hivyo, bado haijulikani ikiwa SRBs huchangia katika uanzishaji wa kutu, kwa kuwa utambuzi wao unategemea uchanganuzi wa baada ya kutu.
Hivi majuzi, pamoja na bakteria ya kuongeza oksidi ya iodini21, vijidudu mbalimbali vinavyoharibu chuma vimeripotiwa, kama vile SRB14 inayoharibu chuma, methanojeni15,16,17, bakteria zinazopunguza nitrati18, bakteria za oksidi za chuma19 na asetojeni20. Chini ya hali ya maabara ya anaerobic au microaerobic, nyingi zao huharibu chuma cha valent sifuri na chuma cha kaboni. Kwa kuongeza, taratibu zao za kutu zinapendekeza kwamba methanojeni za chuma-kutu na SRB huendeleza ulikaji kwa kuvuna elektroni kutoka kwa chuma kisicho na valent kwa kutumia hidrojeni za ziada na saitokromu nyingi, mtawalia22,23. MIC imegawanywa katika aina mbili: (i) kemikali MIC (CMIC), ambayo ni kutu isiyo ya moja kwa moja na spishi zinazozalishwa kwa vijiumbe, na (ii) MIC ya umeme (EMIC), ambayo ni kutu moja kwa moja kwa kupungua kwa elektroni ya metali24. EMIC inayowezeshwa na uhamishaji wa elektroni nje ya seli (EET) inavutia sana kwa sababu vijidudu vilivyo na sifa za EET husababisha kutu kwa kasi zaidi kuliko vijiumbe visivyo vya EET. Ingawa mwitikio wa kupunguza kasi wa CMIC chini ya hali ya anaerobic ni uzalishaji wa H2 kupitia upunguzaji wa protoni (H+), EMIC huendelea kupitia kimetaboliki ya EET, ambayo haitegemei uzalishaji wa H2. Utaratibu wa EET katika microorganisms mbalimbali ni kuhusiana na utendaji wa mafuta ya seli ya microbial na electrobiosynthesis25,26,27,28,29. Kwa sababu hali za kitamaduni za vijiumbe hawa waharibifu hutofautiana na zile zilizo katika mazingira asilia, haijulikani ikiwa michakato hii ya kutu ya vijiumbe hai inayoonekana inaonyesha kutu katika mazoezi. Kwa hiyo, ni vigumu kuchunguza utaratibu wa MIC unaosababishwa na microorganisms hizi za babuzi katika mazingira ya asili.
Uendelezaji wa teknolojia ya mpangilio wa DNA umewezesha uchunguzi wa maelezo ya jumuiya za viumbe vidogo katika mazingira ya asili na ya bandia, kwa mfano, maelezo ya microbial kulingana na mlolongo wa jeni wa 16S rRNA kwa kutumia sequencers za kizazi kipya imetumika katika uwanja wa ikolojia ya microbial30,31. ,32. Tafiti nyingi za MIC zimechapishwa ambazo zina maelezo ya kina kuhusu jumuiya za viumbe vidogo katika mazingira ya udongo na bahari13,33,34,35,36. Kando na SRB, uboreshaji wa Fe(II)-oxidizing (FeOB) na bakteria wa kutia nitrifi katika sampuli za kutu, kwa mfano FeOB, kama vile Gallionella spp. na Dechloromonas spp., na bakteria ya kuongeza nitrifi, kama vile Nitrospira, pia imeripotiwa. spp., katika Kaboni na vyuma vyenye shaba katika vyombo vya habari vya udongo33. Vile vile, katika mazingira ya baharini, ukoloni wa haraka wa bakteria ya chuma-oxidizing mali ya madarasa Zetaproteobacteria na Betaproteobacteria imezingatiwa kwa wiki kadhaa kwenye chuma cha kaboni 36. Takwimu hizi zinaonyesha mchango wa microorganisms hizi kwa kutu. Hata hivyo, katika tafiti nyingi, muda na makundi ya majaribio ni mdogo, na kidogo inajulikana kuhusu mienendo ya jumuiya za microbial wakati wa kutu.
Hapa, tunachunguza MIC za chuma cha kaboni, chuma cha chromium, chuma cha pua na chuma cha kutupwa kwa kutumia masomo ya kuzamishwa katika mazingira ya maji baridi yenye historia ya matukio ya MIC. Sampuli zilichukuliwa kwa miezi 1, 3, 6, 14 na 22 na kiwango cha kutu cha kila sehemu ya chuma na microbial kilichunguzwa. Matokeo yetu yanatoa maarifa kuhusu mienendo ya muda mrefu ya jumuiya za vijidudu wakati wa kutu.
Kama inavyoonyeshwa katika Jedwali 1, metali tisa zilitumika katika utafiti huu. Sampuli kumi za kila nyenzo zilitumbukizwa kwenye dimbwi la maji safi. Mchakato wa ubora wa maji ni kama ifuatavyo: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, tope 1 ppm na pH 7.4. Mkusanyiko wa oksijeni iliyoyeyushwa (DO) chini ya ngazi ya sampuli ulikuwa takriban 8.2 ppm na halijoto ya maji ilianzia 9 hadi 23°C kila msimu.
Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1, baada ya mwezi 1 wa kuzamishwa katika ASTM A283, ASTM A109 Condition #4/5, ASTM A179, na ASTM A395 mazingira ya chuma cha kutupwa, bidhaa za kutu za kahawia zilizingatiwa kwenye uso wa chuma cha kaboni kwa njia ya kutu ya jumla. Upungufu wa uzito wa vielelezo hivi uliongezeka kwa muda (Jedwali la Nyongeza 1) na kiwango cha kutu kilikuwa 0.13-0.16 mm kwa mwaka (Mchoro 2). Vile vile, kutu ya jumla imeonekana katika vyuma vilivyo na maudhui ya chini ya Cr (1% na 2.25%) na kiwango cha kutu cha karibu 0.13 mm / mwaka (Takwimu 1 na 2). Kinyume chake, chuma chenye 9% Cr huonyesha ulikaji wa ndani ambao hutokea katika mapengo yaliyoundwa na vikapu. Kiwango cha kutu cha sampuli hii ni karibu 0.02 mm / mwaka, ambayo ni ya chini sana kuliko ile ya chuma iliyo na kutu ya jumla. Kinyume chake, vyuma vya pua vya aina-304 na -316 havionyeshi ulikaji unaoonekana, na makadirio ya viwango vya kutu ya <0.001 mm y-1. Kinyume chake, vyuma vya chuma vya pua vya aina-304 na -316 havionyeshi ulikaji unaoonekana, na makadirio ya viwango vya kuongeza kasi vya <0.001 mm y-1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 na 316 не проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скорость коррозии составляед1 мм00. Kinyume chake, Aina za 304 na 316 za chuma cha pua hazionyeshi ulikaji unaoonekana, na makadirio ya kiwango cha kutu cha <0.001 mm/mwaka.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−1.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−1. Напротив, нержавеющие стали типа 304 и -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростью коррозии <0,001 мм/год. Kinyume chake, vyuma vya chuma vya aina ya 304 na -316 havikuonyesha kutu inayoonekana na kiwango cha kutu cha muundo cha <0.001 mm/mwaka.
Zinazoonyeshwa ni picha za kila sampuli (urefu wa mm 50× upana 20 mm) kabla na baada ya kupunguzwa. Mita 1, mwezi 1; Mita 3, miezi 3; Mita 6, miezi 6; mita 14, miezi 14; mita 22, miezi 22; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, hali 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, chuma 1% Cr; 3C chuma, 2.25% Cr chuma; chuma 9C, chuma 9% Cr; S6, 316 chuma cha pua; S8, aina 304 chuma cha pua.
Kiwango cha kutu kilihesabiwa kwa kupoteza uzito na wakati wa kuzamishwa. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, ngumu 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, chuma 1% Cr, 3 C, chuma 2.25% Cr, 9 C, chuma 9% Cr, S6, aina 316 chuma cha pua; S8, aina 304 chuma cha pua.
Kwenye mtini. 1 pia inaonyesha kuwa bidhaa za kutu za chuma cha kaboni, chuma cha chini cha Cr na chuma cha kutupwa hukua zaidi baada ya kuzamishwa kwa miezi 3. Kiwango cha jumla cha kutu kilipungua polepole hadi 0.07 ~ 0.08 mm/mwaka baada ya miezi 22 (Mchoro 2). Aidha, kiwango cha ulikaji cha 2.25% ya chuma cha Cr kilikuwa chini kidogo kuliko vielelezo vingine vilivyoharibika, ikionyesha kuwa Cr inaweza kuzuia kutu. Mbali na kutu kwa ujumla, kulingana na ASTM A179, kutu ya ndani ilionekana baada ya miezi 22 na kina cha kutu cha karibu 700 µm (Mchoro 3). Kiwango cha kutu cha ndani, kinachohesabiwa kwa kina cha kutu na wakati wa kuzamishwa, ni 0.38 mm/mwaka, ambayo ni karibu mara 5 zaidi kuliko kutu ya jumla. Kiwango cha kutu cha aloi ya ASTM A395 kinaweza kupunguzwa kwani bidhaa za kutu haziondoi kabisa kiwango baada ya miezi 14 au 22 ya kuzamishwa kwa maji. Walakini, tofauti inapaswa kuwa ndogo. Kwa kuongeza, mashimo mengi madogo yalizingatiwa katika chuma cha chini cha chromium kilichoharibika.
Picha kamili (upau wa mizani: 10 mm) na ulikaji uliojanibishwa (upau wa kupimia: 500 µm) wa ASTM A179 na chuma cha Cr 9% kwa kina cha juu zaidi kwa kutumia darubini ya leza ya 3D ya kutazama. Miduara nyekundu katika picha kamili inaonyesha ulikaji uliopimwa wa ndani. Mwonekano kamili wa chuma cha 9% Cr kutoka upande wa nyuma unaonyeshwa kwenye Mchoro 1.
Kama inavyoonyeshwa kwenye mtini. 2, kwa chuma kilicho na 9% Cr, hakuna kutu iliyozingatiwa ndani ya miezi 3-14, na kiwango cha kutu kilikuwa karibu sifuri. Hata hivyo, kutu ya ndani ilionekana baada ya miezi 22 (Mchoro 3) na kiwango cha kutu cha 0.04 mm / mwaka kilichohesabiwa kwa kutumia kupoteza uzito. Kina cha juu zaidi cha kutu kilichojanibishwa ni 1260 µm na kiwango cha kutu kilichojanibishwa kinachokadiriwa kwa kutumia kina cha kutu na wakati wa kuzamishwa (miezi 22) ni 0.68 mm/mwaka. Kwa sababu mahali hasa ambapo kutu huanza haijulikani, kiwango cha kutu kinaweza kuwa cha juu zaidi.
Kwa kulinganisha, hakuna kutu inayoonekana iliyoonekana kwenye chuma cha pua hata baada ya miezi 22 ya kuzamishwa. Ingawa chembe chache za hudhurungi zilizingatiwa kwenye uso kabla ya kupunguzwa (Mchoro 1), ziliunganishwa kwa nguvu na hazikuwa bidhaa za kutu. Kwa kuwa chuma kinaonekana tena kwenye uso wa chuma cha pua baada ya kuondolewa kwa kiwango, kiwango cha kutu ni kivitendo sifuri.
Mfuatano wa Amplicon umefanywa ili kuelewa tofauti na mienendo ya jumuiya za viumbe vidogo kwa muda katika bidhaa za kutu na biofilms kwenye nyuso za chuma, katika maji na mchanga. Jumla ya 4,160,012 zilizosomwa zilipokelewa, na kati ya 31,328 hadi 124,183 zilizosomwa.
Fahirisi za Shannon za sampuli za maji zilizochukuliwa kutoka kwa ulaji wa maji na mabwawa zilianzia 5.47 hadi 7.45 (Mchoro 4a). Kwa kuwa maji ya mto yaliyorejeshwa hutumiwa kama maji ya viwandani, jumuiya ya viumbe vidogo inaweza kubadilika kwa msimu. Kinyume chake, faharasa ya Shannon ya sampuli za mashapo ya chini ilikuwa takriban 9, ambayo ni kubwa zaidi kuliko ile ya sampuli za maji. Vile vile, sampuli za maji zilikuwa na fahirisi za chini za Chao1 na zilizingatiwa vitengo vya utendakazi vya taxonomic (OTUs) kuliko sampuli za mashapo (Mchoro 4b, c). Tofauti hizi ni muhimu kitakwimu (Jaribio la Tukey-Kramer; p-values ​​<0.01, Mtini. 4d), ikionyesha kuwa jumuiya za vijidudu katika sampuli za mashapo ni ngumu zaidi kuliko zile za sampuli za maji. Tofauti hizi ni muhimu kitakwimu (Jaribio la Tukey-Kramer; thamani za p <0.01, Mtini. 4d), ikionyesha kuwa jumuiya za vijidudu kwenye sampuli za mashapo ni ngumu zaidi kuliko zile zilizo kwenye sampuli za maji. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, что микробные значения p. отложений более сложны, чем в образцах воды. Tofauti hizi ni muhimu kitakwimu (Jaribio la Tukey-Kramer; thamani za p <0.01, Mtini. 4d), ikionyesha kuwa jumuiya za vijidudu katika sampuli za mashapo ni ngumu zaidi kuliko sampuli za maji.這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.這些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0.01 , 图 4d） 表明 沉积物样本 中 中 的剩本群落更.......... Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволяет предположить, что микрожить, что микрожить образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. Tofauti hizi zilikuwa muhimu kitakwimu (mtihani wa Tukey-Kramer; thamani ya p <0.01, Mtini. 4d), ikipendekeza kwamba jumuiya za viumbe vidogo katika sampuli za sediment zilikuwa ngumu zaidi kuliko sampuli za maji.Kwa kuwa maji katika bonde la kufurika yanafanywa upya mara kwa mara na mchanga hukaa chini ya bonde bila usumbufu wa mitambo, tofauti hii ya utofauti wa vijidudu inapaswa kuonyesha mfumo wa ikolojia katika bonde.
faharasa ya Shannon, b Kitengo cha utendakazi cha taxonomic (OTU), na c Chao1 kiashiria cha unyakuzi (n=6) na bonde (n=5) Maji, mashapo (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 Temper #4/5 (SP: n=5), ASTM A179 (B: ATM: n=5) C. n=5), 2.25% (3 C: n = 5) na 9% (9 C: n = 5) Cr-chuma, pamoja na aina 316 (S6: n = 5) na -304 (S8: n = 5) vyuma vya pua vinaonyeshwa kama chati za umbo la sanduku na whisker. d p-thamani za fahirisi za Shannon na Chao1 zilizopatikana kwa kutumia ANOVA na majaribio mengi ya kulinganisha ya Tukey-Kramer. Mandhari mekundu yanawakilisha jozi zilizo na thamani za p <0.05. Mandhari nyekundu yanawakilisha jozi zilizo na maadili ya p <0.05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Asili nyekundu zinawakilisha jozi zilizo na maadili ya 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. Mandhari mekundu yanawakilisha jozi zilizo na thamani za p <0.05.Mstari katikati ya sanduku, juu na chini ya sanduku, na whiskers huwakilisha wastani, asilimia 25 na 75, na maadili ya chini na ya juu, kwa mtiririko huo.
Fahirisi za Shannon za chuma cha kaboni, chuma cha chini cha chromium, na chuma cha kutupwa zilikuwa sawa na zile za sampuli za maji (Mchoro 4a). Kinyume chake, fahirisi za Shannon za sampuli za chuma-cha pua ni kubwa zaidi kuliko zile za vyuma vilivyoharibika (p-thamani <0.05, Mtini. 4d) na sawa na zile za mashapo. Kinyume chake, fahirisi za Shannon za sampuli za chuma cha pua ni kubwa zaidi kuliko zile za vyuma vilivyoharibika (p-values ​​<0.05, Mtini. 4d) na sawa na zile za mchanga. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей (значения p <0,05, ринаны 4), ангели 4. отложений. Kinyume chake, fahirisi za Shannon za vielelezo vya chuma cha pua ni kubwa zaidi kuliko zile za vyuma vilivyoharibika (p-thamani <0.05, Mtini. 4d) na zinafanana na fahirisi za amana.相比之下，不锈钢樣品的香农指数明显高于腐蚀钢的香农指数（p 值< 0.05，图特缉伉伉红。相比之下，不锈钢樣品的香农指数明显高于腐蚀钢的香农指数（p 值< 0.05，图环伉图物伉） Напротив, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чем у корродированной стали (значение p <0,04, рис.), рис. Kinyume chake, faharisi ya Shannon ya vielelezo vya chuma cha pua ilikuwa kubwa zaidi kuliko ile ya chuma iliyoharibika (thamani ya p <0.05, Mchoro 4d), kama ilivyokuwa amana.Kinyume chake, faharasa ya Shannon ya vyuma yenye 9% Cr ilianzia 6.95 hadi 9.65. Maadili haya yalikuwa ya juu zaidi katika vielelezo visivyoharibika kwa mwezi 1 na 3 kuliko vielelezo vilivyoharibika kwa miezi 6, 14 na 22 (Mchoro 4a). Zaidi ya hayo, fahirisi za Chao1 na OTU zilizozingatiwa za vyuma vya 9% vya Cr ni za juu zaidi kuliko zile za sampuli zilizoharibika na maji na chini kuliko zile za sampuli zisizo na kutu na sediment (Mchoro 4b, c), na tofauti ni muhimu kitakwimu (p-thamani <0.01, Mtini. 4d). Zaidi ya hayo, fahirisi za Chao1 na OTU zilizozingatiwa za vyuma vya 9% vya Cr ni za juu zaidi kuliko zile za sampuli zilizoharibika na maji na chini kuliko zile za sampuli zisizo na kutu na sediment (Mchoro 4b, c), na tofauti ni muhimu kitakwimu (p-values ​​<0.01, Mtini. 4d).Kwa kuongeza, Chao1 na OTU iliyozingatiwa ya vyuma na 9% Cr ni ya juu zaidi kuliko ya sampuli zilizoharibika na zenye maji na chini kuliko zile za sampuli zisizo na kutu na sedimentary (Mchoro 4b, c), na tofauti ni muhimu kwa takwimu.(p-значения <0,01, рис. 4d). (p-maadili <0.01, Kielelezo 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，低于未腐蚀樣品和沉积物样品（图4b，c），差异具有统计孉0.01, hadi 4d.此外 , 9% CR 钢 Chao1 指数 和 观察 的 rtu 高于 腐蚀 样品 水样 ， 低于 腐蚀 腐蚀 样品 ）图 4b , c） 差异 统计学 意义 (p 值 <0.01 图图 图 图 图 图 , , , , , , , Кроме того, индекс Chao1 na наблюдаемые OTU imefanya kazi vizuri 9 % Cr были выше, чем у корродированных na водных образцов, ниже, ниже осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница была статистически значимой (p- значение < 0,01, рис. 4г). Kwa kuongeza, ripoti ya Chao1 na OTU iliyozingatiwa ya 9% ya chuma cha Cr ilikuwa ya juu zaidi kuliko ya sampuli zilizoharibika na zenye maji na chini kuliko sampuli zisizo na kutu na sedimentary (Mchoro 4b, c), na tofauti ilikuwa muhimu kwa takwimu (p-thamani <0.01, Mtini. 4d).Matokeo haya yanaonyesha kuwa anuwai ya vijiumbe katika bidhaa za kutu ni ya chini kuliko katika filamu za kibayolojia kwenye metali zisizo na kutu.
Kwenye mtini. 5a inaonyesha njama ya Uchanganuzi Mkuu wa Kuratibu (PCoA) kulingana na umbali usio na uzito wa UniFrac kwa sampuli zote, huku nguzo tatu kuu zikizingatiwa. Jumuiya za vijidudu katika sampuli za maji zilikuwa tofauti sana na jamii zingine. Jumuiya za vijidudu kwenye mchanga pia zilijumuisha jamii za chuma cha pua, ilhali zilienea katika sampuli za kutu. Kinyume chake, ramani ya chuma yenye 9% Cr imegawanywa katika makundi yasiyoharibika na kutu. Kwa hivyo, jumuiya za vijidudu kwenye nyuso za chuma na bidhaa za kutu ni tofauti sana na zile za maji.
Mchanganuo mkuu wa kuratibu (PCoA) njama kulingana na umbali usio na uzito wa UniFrac katika sampuli zote (a), maji (b), na metali (c). Miduara inaangazia kila nguzo. Njia zinawakilishwa na mistari inayounganisha vipindi vya sampuli katika mfululizo. Mita 1, mwezi 1; Mita 3, miezi 3; Mita 6, miezi 6; mita 14, miezi 14; mita 22, miezi 22; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, hali 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, chuma 1% Cr; 3C chuma, 2.25% Cr chuma; chuma 9C, chuma 9% Cr; S6, 316 chuma cha pua; S8, aina 304 chuma cha pua.
Ilipopangwa kwa mpangilio, viwanja vya PCoA vya sampuli za maji vilikuwa katika mpangilio wa mviringo (Mchoro 5b). Mpito huu wa mzunguko unaweza kuonyesha mabadiliko ya msimu.
Kwa kuongeza, makundi mawili tu (yaliyoharibika na yasiyo ya kutu) yalizingatiwa kwenye viwanja vya PCoA vya sampuli za chuma, ambapo (isipokuwa 9% ya chuma cha chromium) mabadiliko ya jumuiya ya microbial kutoka miezi 1 hadi 22 pia ilionekana (Mchoro 5c). Kwa kuongeza, kwa kuwa mabadiliko katika sampuli zilizoharibika yalikuwa makubwa zaidi kuliko sampuli zisizo na kutu, kulikuwa na uwiano kati ya mabadiliko katika jumuiya za microbial na maendeleo ya kutu. Katika sampuli za chuma na 9% Cr, aina mbili za jumuiya za microbial zilifunuliwa: pointi katika miezi 1 na 6, ziko karibu na chuma cha pua, na wengine (3, 14, na miezi 22), ziko kwenye pointi karibu na chuma kilichoharibika. Mwezi 1 na kuponi zilizotumiwa kwa uchimbaji wa DNA kwa miezi 6 hazikuoza, wakati kuponi za miezi 3, 14 na 22 ziliharibiwa (Kielelezo cha Nyongeza 1). Kwa hivyo, jumuiya za vijiumbe katika sampuli zilizoharibika zilitofautiana na zile za sampuli za maji, mashapo na zisizo na kutu na kubadilishwa kadiri kutu inavyoendelea.
Aina kuu za jumuiya za vijidudu zilizozingatiwa katika sampuli za maji zilikuwa Proteobacteria (30.1-73.5%), Bacteroidetes (6.3-48.6%), Planctomycetota (0.4-19.6%) na Actinobacteria (0 -17.7%), wingi wao wa jamaa ulitofautiana kutoka sampuli hadi sampuli (Kielelezo 6 cha juu cha maji, kwa mfano, idadi ya juu ya maji, kwa mfano, idadi kubwa ya maji). kuliko katika maji ya kufikirika. Tofauti hii inaweza kuathiriwa na muda wa makazi ya maji katika tank ya kufurika. Aina hizi pia zilizingatiwa katika sampuli za mashapo ya chini, lakini wingi wao wa jamaa ulitofautiana sana na sampuli za maji. Aidha, maudhui ya jamaa ya Acidbacteriota (8.7-13.0%), Chloroflexi (8.1-10.2%), Nitrospirota (4.2-4.4%) na Desulfobacterota (1.5-4.4%) %) ilikuwa ya juu zaidi kuliko sampuli za maji. Kwa kuwa karibu spishi zote za Desulfobacterota ni SRB37, mazingira katika mashapo lazima yawe ya anaerobic. Ingawa Desulfobacterota inaweza kuathiri kutu, hatari inapaswa kuwa ndogo sana kwa sababu wingi wao wa jamaa kwenye maji ya bwawa ni <0.04%. Ingawa Desulfobacterota inaweza kuathiri kutu, hatari inapaswa kuwa ndogo sana kwa sababu wingi wao wa jamaa kwenye maji ya bwawa ni <0.04%. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольку их относительное содерженся <0,04%. Ingawa Desulfobacterota inaweza kuwa na athari kwenye kutu, hatari inapaswa kuwa ndogo sana kwani wingi wao katika maji ya bwawa ni <0.04%.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因為它們在池水中的相对丰度<0.04%. <0.04%. Хотя тип Desulfobacillus inaweza kuathiri matumizi ya dawa, риск должен быть крайне низким, поскольку их относительное содержание на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку их относительное содержание katika водей0 баске. Ingawa aina ya Desulfobacillus inaweza kuathiri kutu, hatari inapaswa kuwa ndogo sana kwani wingi wao katika maji ya bwawa ni <0.04%.
RW na Air huwakilisha sampuli za maji kutoka kwa ulaji wa maji na bonde, mtawalia. Sediment-C, -E, -W ni sampuli za mashapo zilizochukuliwa kutoka katikati ya sehemu ya chini ya bonde, na pia kutoka pande za mashariki na magharibi. Mita 1, mwezi 1; Mita 3, miezi 3; Mita 6, miezi 6; Mita 14, miezi 14; mita 22, miezi 22; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, hali 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, chuma 1% Cr; 3C chuma, 2.25% Cr chuma; chuma 9C, chuma 9% Cr; S6, 316 chuma cha pua; S8, aina 304 chuma cha pua.
Katika kiwango cha jenasi, sehemu ya juu kidogo (6-19%) ya bakteria ambayo haijaainishwa kutoka kwa familia ya Trichomonadaceae, pamoja na Neosphingosine, Pseudomonas, na Flavobacterium, ilizingatiwa katika misimu yote. Kama vipengele vidogo vidogo, hisa zao hutofautiana (Mchoro 1). . 7a na b). Katika tawimito, wingi wa jamaa wa Flavobacterium, Pseudovibrio, na Rhodoferrobacter ulikuwa wa juu tu wakati wa msimu wa baridi. Vile vile, maudhui ya juu ya Pseudovibrio na Flavobacterium yalionekana katika maji ya baridi ya bonde. Kwa hivyo, jumuiya za vijidudu katika sampuli za maji zilitofautiana kulingana na msimu, lakini hazikupitia mabadiliko makubwa wakati wa kipindi cha utafiti.
a Maji ya kuingia, b Maji ya bwawa la kuogelea, c ASTM A283, d ASTM A109 joto #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, na i 9% Cr chuma , j Aina-316 na chuma cha pua K-304.
Proteobacteria walikuwa wapiga kura kuu katika sampuli zote, lakini wingi wao jamaa katika sampuli kutu ilipungua kama kutu uliendelea (Mtini. 6). Katika sampuli za ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 na 1% na 2.25% Cr, wingi wa proteobacteria ulipungua kutoka 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8%. , 83.8% ni 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% na 31.3% mtawalia. Kwa kulinganisha, wingi wa jamaa wa Desulfobacterota huongezeka polepole kutoka <0.1% hadi 12.5-45.9% na kuendelea kwa kutu. Kwa kulinganisha, wingi wa jamaa wa Desulfobacterota huongezeka polepole kutoka <0.1% hadi 12.5-45.9% na kuendelea kwa kutu. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota imepata увеличивается с <0,1% hadi 12,5–45,9% kwa мере развития коррозии. Kinyume chake, wingi wa jamaa wa Desulfobacterota huongezeka polepole kutoka <0.1% hadi 12.5-45.9% wakati kutu unavyoendelea.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 inakua kwa kasi kwa <0,1% hadi 12,5–45,9% kwa sababu ya ugonjwa. Kinyume chake, wingi wa kiasi wa Desulfobacillus uliongezeka polepole kutoka <0.1% hadi 12.5-45.9% kadiri kutu ulivyoendelea.Kwa hivyo, kadiri kutu unavyoendelea, Proteobactereira ilibadilishwa na Desulfobacterota.
Kinyume chake, filamu za kibayolojia kwenye chuma cha pua zisizo na kutu zilikuwa na idadi sawa ya bakteria tofauti. Proteobacteria (29.4–34.1%), Planctomycetota (11.7–18.8%), Nitrospirota (2.9–20.9%), Acdobacteriota (8.6–18.8%), Bacteroidota (3.1–9.2%) na Chloroflexi (2.1–8.8%). Ilibainika kuwa uwiano wa Nitrospirota katika sampuli za chuma cha pua hatua kwa hatua iliongezeka (Mchoro 6). Uwiano huu ni sawa na wale walio katika sampuli za sediment, ambayo inafanana na njama ya PCoA iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 5a.
Katika sampuli za chuma zilizo na 9% Cr, aina mbili za jumuiya za microbial zilizingatiwa: jumuiya za microbial za mwezi 1 na miezi 6 zilikuwa sawa na zile za sampuli za chini za mchanga, wakati uwiano wa proteobacteria katika sampuli za kutu 3, 14, na 22 iliongezeka kwa kiasi kikubwa. miezi Kwa kuongeza, jumuiya hizi mbili za microbial katika sampuli za chuma za Cr 9% zililingana na makundi yaliyogawanyika katika njama ya PCoA iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 5c.
Katika kiwango cha jenasi, > OTU 2000 zilizo na bakteria zisizogawanywa na archaea zilizingatiwa. Katika kiwango cha jenasi, > OTU 2000 zilizo na bakteria zisizogawanywa na archaea zilizingatiwa.Katika kiwango cha jenasi, zaidi ya OTU 2000 zimezingatiwa zikiwa na bakteria zisizojulikana na archaea.Katika kiwango cha jenasi, zaidi ya OTU 2000 zimezingatiwa zikiwa na bakteria zisizojulikana na archaea. Miongoni mwao, tuliangazia OTU 10 zilizo na idadi kubwa ya watu katika kila sampuli. Hii inashughulikia 58.7-70.9%, 48.7-63.3%, 50.2-70.7%, 50.8-71.5%, 47.2-62.7%, 38.4 -64.7%, 12.8-49.7%, 17.5-46.18% na AS 51.8% A179. , ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2.25% na 9% Cr vyuma na Aina 316 na -304 vyuma vya pua.
Maudhui ya juu kiasi ya monolithi iliyoondolewa klorini yenye sifa za kuongeza vioksidishaji vya Fe(II) imezingatiwa katika sampuli za kutu kama vile ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 na vyuma vyenye 1% na 2.25% Cr. hatua ya awali ya kutu (mwezi 1 na miezi 3, Mchoro 7c-h). Uwiano wa Dechloromonas ulipungua kwa muda, ambayo inafanana na kupungua kwa Proteobacteria (Mchoro 6). Zaidi ya hayo, idadi ya Dechloromonas katika filamu za kibayolojia kwenye sampuli zisizo na kutu ni <1%. Zaidi ya hayo, idadi ya Dechloromonas katika filamu za kibayolojia kwenye sampuli zisizo na kutu ni <1%. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Kwa kuongeza, uwiano wa Dechloromonas katika biofilms kwenye vielelezo visivyo na kutu ni chini ya 1%.此外，未腐蚀樜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%. Kwa kuongezea, sehemu ya Dechloromonas katika biofilm ya vielelezo visivyo na kutu ilikuwa chini ya 1%.Kwa hiyo, kati ya bidhaa za kutu, Dechloromonas ina utajiri mkubwa katika hatua ya awali ya kutu.
Kinyume chake, katika ASTM A179, ASTM A109 ilikasirika #4/5, ASTM A179, ASTM A395 na vyuma vyenye 1% na 2.25% Cr, sehemu ya spishi za SRB Desulfovibrio hatimaye iliongezeka baada ya miezi 14 na 22 (Mchoro 7c–h) . Desulfofibrion ilikuwa chini sana au haikugunduliwa katika hatua za mwanzo za kutu, katika sampuli za maji (Mchoro 7a, b) na katika biofilms zisizo na kutu (Mchoro 7j, j). Hii inaonyesha sana kwamba Desulfovibrio inapendelea mazingira ya bidhaa za kutu zilizoundwa, ingawa haziathiri kutu katika hatua za mwanzo za kutu.
Bakteria za Fe(III)-reducing (RRB), kama vile Geobacter na Geothrix, zilipatikana katika bidhaa za kutu katika hatua za kati za kutu (miezi 6 na 14), lakini uwiano wa hatua za kuchelewa (miezi 22) za kutu ni kubwa zaidi ndani yao. kiasi cha chini (Mchoro 7c, eh). Jenasi ya Sideroxydans yenye sifa za uoksidishaji za Fe(II) ilionyesha tabia sawa (Kielelezo 7f), kwa hivyo uwiano wa FeOB, IRB, na SRB ulikuwa mkubwa zaidi katika sampuli zilizoharibika. Hii inaonyesha kwa nguvu kwamba mabadiliko katika jumuiya hizi za viumbe vidogo yanahusishwa na maendeleo ya kutu.
Katika chuma na 9% Cr iliyoharibika baada ya miezi 3, 14 na 22, idadi kubwa ya wanachama wa familia ya Beggiatoacea (8.5-19.6%) ilizingatiwa, ambayo inaweza kuonyesha mali ya oksidi ya sulfuri, na sideroxidans zilizingatiwa (8.4- 13.7%) (Mchoro 1). ) 7i) Zaidi ya hayo, Thiomonas, bakteria wa vioksidishaji salfa (SOB), alipatikana kwa idadi kubwa zaidi (3.4% na 8.8%) katika miezi 3 na 14. Kwa kulinganisha, bakteria ya Nitrospira ya kupunguza nitrati (12.9%) ilizingatiwa katika sampuli zisizo na kutu za miezi 6. Sehemu iliyoongezeka ya Nitrospira pia ilizingatiwa katika filamu za kibayolojia kwenye chuma cha pua baada ya kuzamishwa (Mchoro 7j, k). Kwa hivyo, jumuiya za vijiumbe vidogo vya vyuma vya Cr vya 1- na 6 vya miezi 1 na 6 visivyo na kutu vilikuwa sawa na zile za biofilms za chuma cha pua. Kwa kuongeza, jumuiya za vijiumbe vya 9% Cr chuma iliyooza kwa miezi 3, 14 na 22 zilitofautiana na bidhaa za kutu za kaboni na vyuma vya chini vya chromium na chuma cha kutupwa.
Ukuaji wa kutu kwa kawaida huwa polepole katika maji safi kuliko maji ya bahari kwa sababu mkusanyiko wa ioni za kloridi huathiri kutu ya chuma. Hata hivyo, baadhi ya vyuma vya pua vinaweza kuharibika katika mazingira ya maji safi38,39. Kwa kuongezea, MIC hapo awali ilishukiwa kuwa nyenzo zilizoharibika zilizingatiwa hapo awali kwenye bwawa la maji safi lililotumika katika utafiti huu. Katika masomo ya kuzamishwa kwa muda mrefu, aina mbalimbali za kutu, aina tatu za jumuiya za microbial, na mabadiliko katika jumuiya za microbial katika bidhaa za kutu zilizingatiwa.
Njia ya maji safi iliyotumika katika utafiti huu ni tanki iliyofungwa kwa maji ya kiufundi yaliyochukuliwa kutoka mtoni yenye muundo wa kemikali thabiti na mabadiliko ya msimu wa joto la maji kutoka 9 hadi 23 °C. Kwa hiyo, mabadiliko ya msimu katika jumuiya za microbial katika sampuli za maji yanaweza kuhusishwa na mabadiliko ya joto. Kwa kuongeza, jumuiya ya microbial katika maji ya bwawa ilikuwa tofauti na ile ya maji ya pembejeo (Mchoro 5b). Maji katika bwawa yanabadilishwa kila wakati kwa sababu ya kufurika. Kwa hivyo, DO ilibaki ~8.2 ppm hata kwenye kina cha kati kati ya uso wa bonde na chini. Kinyume chake, mazingira ya sediment inapaswa kuwa anaerobic, kwa kuwa inakaa na inabakia chini ya hifadhi, na mimea ya microbial ndani yake (kama vile CRP) inapaswa pia kutofautiana na flora ya microbial katika maji (Mchoro 6). Kwa kuwa kuponi kwenye bwawa zilikuwa mbali zaidi na mchanga, zilionyeshwa tu na maji safi wakati wa masomo ya kuzamishwa chini ya hali ya aerobic.
Kutu ya jumla hutokea katika chuma cha kaboni, chuma cha chini cha kromiamu, na chuma cha kutupwa katika mazingira ya maji baridi (Mchoro 1) kwa sababu nyenzo hizi hazistahimili kutu. Hata hivyo, kiwango cha kutu (0.13 mm mwaka-1) chini ya hali ya maji baridi ya abiotic kilikuwa cha juu kuliko katika masomo ya awali40 (0.04 mm mwaka wa 1) na kililinganishwa na kiwango cha kutu (0.02-0.76 mm mwaka-1) mbele ya vijidudu 1) Sawa na hali ya maji safi,440. Kiwango hiki cha kasi cha kutu ni sifa ya MIC.
Aidha, baada ya miezi 22 ya kuzamishwa, kutu ya ndani ilionekana katika metali kadhaa chini ya bidhaa za kutu (Mchoro 3). Hasa, kiwango cha kutu kilichojanibishwa kinachozingatiwa katika ASTM A179 ni karibu mara tano kuliko kutu kwa ujumla. Aina hii isiyo ya kawaida ya kutu na kasi ya kutu imeonekana pia katika kutu inayotokea kwenye kitu kimoja. Kwa hivyo, kuzamishwa katika utafiti huu kunaonyesha kutu katika mazoezi.
Miongoni mwa metali zilizofanyiwa utafiti, chuma cha Cr 9% kilionyesha ulikaji mkali zaidi, na kutu kwa kina cha > milimita 1.2, ambayo kuna uwezekano kuwa MIC kwa sababu ya kutu iliyoharakishwa na kutu isiyo ya kawaida. Miongoni mwa metali zilizofanyiwa utafiti, chuma cha Cr 9% kilionyesha ulikaji mkali zaidi, na kutu kwa kina cha > milimita 1.2, ambayo kuna uwezekano kuwa MIC kwa sababu ya kutu iliyoharakishwa na kutu isiyo ya kawaida. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с глубиной коррозии> 1,2 мм, что, верояйМузено, зявляей коррозии na аномальной формы коррозии. Miongoni mwa metali zilizochunguzwa, chuma chenye 9% Cr kilionyesha ulikaji mkali zaidi na kina cha kutu> 1.2 mm, ambayo labda ni MIC kutokana na kutu kwa kasi na kutu isiyo ya kawaida.在所研究的金属中，9% Cr 钢的腐蚀最為严重，腐蚀深度>1.2 mm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, скорее всего, МИК из-за ускус коррозии. Miongoni mwa metali zilizochunguzwa, chuma chenye 9% Cr kilioteshwa na kutu kwa ukali zaidi, na kutu ya kina cha> 1.2 mm, uwezekano mkubwa wa MIC kutokana na kutu kwa kasi na isiyo ya kawaida.Kwa sababu chuma cha 9% Cr hutumiwa katika matumizi ya halijoto ya juu, tabia yake ya kutu imechunguzwa hapo awali43,44 lakini hakuna MIC iliyoripotiwa hapo awali kwa chuma hiki. Kwa vile vijidudu vingi, isipokuwa vidhibiti vya joto, havifanyi kazi katika mazingira ya halijoto ya juu (>100 °C), MIC katika 9% Cr steel inaweza kupuuzwa katika hali kama hizi. Kwa vile vijidudu vingi, isipokuwa vidhibiti vya joto, havifanyi kazi katika mazingira ya halijoto ya juu (>100 °C), MIC katika 9% Cr chuma inaweza kupuuzwa katika hali kama hizi. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны katika высокотемпературной среде (>100 ° С), МИК 9% CREде случаях можно не учитывать. Kwa kuwa microorganisms nyingi, isipokuwa hyperthermophiles, hazifanyi kazi katika mazingira ya joto la juu (> 100 ° C), MIC katika chuma na 9% Cr inaweza kupuuzwa katika hali kama hizo.由于除超嗜热菌外，许多微生物在高温环境(>100 °C) 中不活跃，因此在這种情况下可以忽况下可以忽况物。 9% Cr 颃(>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности katika высокотемпературных средах (>1000 % 9 ° С), kwenye 900 ° С данном случае можно не учитывать. Kwa kuwa microorganisms nyingi, isipokuwa kwa hyperthermophiles, hazionyeshi shughuli katika mazingira ya joto la juu (> 100 ° C), MIC katika chuma na 9% Cr inaweza kupuuzwa katika kesi hii.Hata hivyo, chuma cha 9% Cr kinapotumika katika mazingira ya halijoto ya wastani, ni lazima hatua mbalimbali zichukuliwe ili kupunguza MIC.
Jumuiya mbalimbali za microbial na mabadiliko yao zilizingatiwa katika amana za nyenzo zisizo na kutu na katika bidhaa za kutu katika biofilms ikilinganishwa na maji, pamoja na kutu kwa kasi (Mchoro 5-7), ikionyesha kwa nguvu kwamba kutu hii ni kipaza sauti. Ramirez et al.13 wanaripoti mpito wa hatua 3 (FeOB => SRB/IRB = > SOB) katika mfumo ikolojia wa viumbe vya baharini kwa zaidi ya miezi 6, ambapo sulfidi hidrojeni inayozalishwa na SRB iliyorutubishwa ya pili inaweza hatimaye kuchangia katika uboreshaji wa SOB. Ramirez et al.13 wanaripoti mpito wa hatua 3 (FeOB => SRB/IRB => SOB) katika mfumo ikolojia wa viumbe vya baharini kwa zaidi ya miezi 6, wakati sulfidi hidrojeni inayozalishwa na SRB iliyorutubishwa ya pili hatimaye inaweza kuchangia katika uboreshaji wa SOB. Ramirez et al.13 walitoa maoni kuhusu трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) katika морской микробной экосистеме katika течение 6 месяцев, когой земя, когод зей вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 wanaripoti mpito wa hatua tatu (FeOB => SRB/IRB => SOB) katika mfumo ikolojia wa viumbe hai wa baharini kwa muda wa miezi 6, ambapo salfidi hidrojeni inayotokana na urutubishaji wa pili wa SRB inaweza hatimaye kuchangia uboreshaji wa 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 => 中公统家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 超过 超过 6 个 月 海洋 微生物 生态 系统 中 的 三 超过超过 6 个 月 海洋 微生物 生态 系统 中 的 三 超过超过 6转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ， 其 次 srb硫化氢 可能 最终 有助于 sob的富集. Ramirez na wengine образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итоге способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 waliripoti mpito wa hatua tatu (FeOB => SRB/IRB => SOB) katika mfumo ikolojia wa viumbe hai wa baharini kwa muda wa miezi 6, ambapo sulfidi hidrojeni inayozalishwa kutoka kwa urutubishaji wa pili wa SRB inaweza hatimaye kuchangia uboreshaji wa SOB.McBeth na Emerson36 waliripoti uboreshaji msingi katika FeOB. Vile vile, uboreshaji wa FeOB wakati wa awamu ya mapema ya kutu huzingatiwa katika utafiti huu, lakini mabadiliko ya microbial na maendeleo ya kutu yanayozingatiwa katika kaboni na 1% na 2.25% Cr vyuma na chuma cha kutupwa zaidi ya 22 mo ni FeOB => IRB => SRB (Mchoro 7 na 8). Vile vile, uboreshaji wa FeOB wakati wa awamu ya mapema ya kutu huzingatiwa katika utafiti huu, lakini mabadiliko ya microbial na maendeleo ya kutu yanayozingatiwa katika kaboni na 1% na 2.25% Cr vyuma na chuma cha kutupwa zaidi ya 22 mo ni FeOB => IRB => SRB (Mchoro 7 na 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB kwenye ранней стадии коррозии, na микробные изменения по мере прогрескорзия, углеродистых na 1% na 2,25% Cr сталях na чугуне в течение 22 месяцев, представляют собой FeOB => IRB = > SRB (рис. 7 na 8). Vile vile, katika utafiti huu uboreshaji wa FeOB katika hatua ya awali ya kutu huzingatiwa, lakini mabadiliko ya vijiumbe kadiri kutu unavyoendelea, huzingatiwa katika kaboni na 1% na 2.25% ya vyuma vya Cr na chuma cha kutupwa kwa muda wa miezi 22, ni FeOB => IRB => SRB (Takwimu 7 na 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% na2.25% Cr 钢以及超过22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 na 1% na 2.25% Cr 钢 超中 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 kwenye ранних стадиях коррозии, но микробиологические измебения, na 1% na 2,25% Cr сталях na чугуне в течение 22 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 7 na 8). Vile vile, uboreshaji wa FeOB katika hatua za mwanzo za kutu ulionekana katika utafiti huu, lakini mabadiliko ya microbiological yaliyozingatiwa katika kaboni na 1% na 2.25% Cr vyuma na chuma cha kutupwa zaidi ya miezi 22 yalikuwa FeOB => IRB => SRB (Mchoro 7 na 8).SRB zinaweza kujilimbikiza kwa urahisi katika mazingira ya maji ya bahari kutokana na viwango vya juu vya ioni za salfati, lakini urutubishaji wao katika mazingira ya maji baridi hucheleweshwa na viwango vya chini vya ioni za salfati. Urutubishaji wa SRB katika maji ya bahari umeripotiwa mara kwa mara10,12,45.
kaboni hai na nitrojeni kupitia oksidi ya chuma inayotegemea nishati ya Fe(II) (nyekundu [Dechloromonas sp.] na seli za kijani [Sideroxydans sp.]) na bakteria za kupunguza Fe(III) (seli za kijivu [Geothrix sp. na Geobacter sp. ]) katika hatua ya awali ya kutu na bakteria ya anaerobic ya trophic (anaerobic trophic)RP. microorganisms huimarisha hatua ya kukomaa ya kutu kwa kuteketeza suala la kikaboni lililokusanywa. b Mabadiliko katika jumuiya za vijidudu kwenye metali zinazostahimili kutu. Violet, bluu, njano na seli nyeupe huwakilisha bakteria kutoka kwa familia Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea, na wengine, kwa mtiririko huo.
Kuhusiana na mabadiliko katika jumuiya ya vijidudu na uwezekano wa uboreshaji wa SRB, FeOB ni muhimu katika hatua ya awali ya kutu, na Dechloromonas inaweza kupata nishati yao ya ukuaji kutoka kwa oxidation ya Fe(II). Viumbe vidogo vinaweza kuishi katika vyombo vya habari vyenye vipengele vya kufuatilia, lakini hazitakua kwa kasi. Hata hivyo, bwawa la wapige maji lililotumika katika utafiti huu ni bonde la kufurika, lenye uingiaji wa 20 m3/h, ambalo husambaza vipengele vya kufuatilia vilivyo na ayoni zisizo za kawaida. Katika hatua za mwanzo za kutu, ayoni za feri hutolewa kutoka kwa chuma cha kaboni na chuma cha kutupwa, na FeOBs (kama vile Dechloromonas) huzitumia kama chanzo cha nishati. Fuatilia kiasi cha kaboni, fosforasi na nitrojeni zinazohitajika kwa ukuaji wa seli lazima ziwepo katika mchakato wa maji katika mfumo wa vitu vya kikaboni na isokaboni. Kwa hivyo, katika mazingira haya ya maji yasiyo na chumvi, FeOB inarutubishwa awali kwenye nyuso za chuma kama vile chuma cha kaboni na chuma cha kutupwa. Baadaye, IRBs zinaweza kukua na kutumia mabaki ya viumbe hai na oksidi za chuma kama vyanzo vya nishati na vipokezi vya mwisho vya elektroni, mtawalia. Katika bidhaa za kutu zilizokomaa, hali ya anaerobic iliyoboreshwa na nitrojeni inapaswa kuundwa kwa sababu ya kimetaboliki ya FeOB na IRB. Kwa hiyo, SRB inaweza kukua kwa haraka na kuchukua nafasi ya FeOB na IRB (Mchoro 8a).
Hivi karibuni, Tang et al. iliripotiwa kutu ya chuma cha pua na Geobacter ferroreducens katika mazingira ya maji baridi kutokana na uhamisho wa elektroni wa moja kwa moja kutoka kwa chuma hadi microbes46. Kuzingatia EMIC, mchango wa microorganisms na mali za EET ni muhimu. SRB, FeOB, na IRB ndizo spishi kuu za vijidudu katika bidhaa za kutu katika utafiti huu, ambazo zinapaswa kuwa na sifa za EET. Kwa hivyo, vijidudu hivi vinavyofanya kazi kwa njia ya kielektroniki vinaweza kuchangia kutu kupitia EET, na muundo wa jamii yao hubadilika chini ya ushawishi wa spishi anuwai za ioni kwani bidhaa za kutu zinaundwa. Kinyume chake, jumuiya ya microbial katika chuma na 9% Cr ilitofautiana na vyuma vingine (Mchoro 8b). Baada ya miezi 14, pamoja na uboreshaji wa FeOB, kama vile Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, na Thiomonas pia waliboresha (Mchoro 7i). Mabadiliko haya ni tofauti kabisa na yale ya nyenzo zingine za ulikaji, kama vile chuma cha kaboni, na inaweza kuathiriwa na ayoni zenye chromium nyingi zinazoyeyushwa wakati wa kutu. Hasa, Thiomonas ina si tu mali ya vioksidishaji sulfuri, lakini pia Fe(II) sifa za vioksidishaji, mfumo wa EET, na uvumilivu wa metali nzito48,49. Wanaweza kuimarishwa kwa sababu ya shughuli ya oksidi ya Fe (II) na / au matumizi ya moja kwa moja ya elektroni za chuma. Katika utafiti wa awali, wingi wa juu kiasi wa Beggiatoacea ulizingatiwa katika filamu za kibayolojia kwenye Cu kwa kutumia mfumo wa ufuatiliaji wa biofilm usioendelea, na kupendekeza kuwa bakteria hizi zinaweza kustahimili metali zenye sumu kama vile Cu na Cr. Hata hivyo, chanzo cha nishati kinachohitajika na Beggiatoacea kukua katika mazingira haya haijulikani.
Utafiti huu unaripoti mabadiliko katika jumuiya za vijidudu wakati wa kutu katika mazingira ya maji baridi. Katika mazingira sawa, jumuiya za microbial zilitofautiana katika aina ya chuma. Zaidi ya hayo, matokeo yetu yanathibitisha umuhimu wa FeOB katika hatua za awali za kutu, kwani kimetaboliki ya nishati ya vijiumbe inayotegemea chuma huchangia uundaji wa mazingira yenye virutubishi yanayopendelewa na vijidudu vingine kama vile SRB. Ili kupunguza MIC katika mazingira ya maji baridi, uboreshaji wa FeOB na IRB lazima upunguzwe.
Metali tisa zilitumika katika utafiti huu na kusindika katika vitalu vya 50 × 20 × 1-5 mm (unene kwa ASTM 395 chuma na 1%, 2.25% na 9% Cr: 5 mm; unene kwa ASTM A283 na ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 na Aina 304 na 316 Chuma cha pua, unene: 1mm), na mashimo mawili ya 4mm. Vyuma vya Chromium viling'arishwa kwa sandarusi na metali nyingine ziling'arishwa kwa sandpaper 600 kabla ya kuzamishwa. Sampuli zote walikuwa sonicated na 99.5% ethanol, kavu na vunja. Sampuli kumi za kila chuma zilitumika kwa hesabu ya kiwango cha kutu na uchambuzi wa microbiome. Kila sampuli iliwekwa kwa mtindo wa ngazi na vijiti vya PTFE na spacers (φ 5 × 30 mm, Supplementary Mtini. 2).
Bwawa lina ujazo wa mita za ujazo 1100 na kina cha kama mita 4. Uingiaji wa maji ulikuwa 20 m3 h-1, kufurika ilitolewa, na ubora wa maji haukubadilika kwa msimu (Mchoro wa Nyongeza 3). Ngazi ya sampuli inashushwa kwenye waya wa chuma wa mita 3 uliosimamishwa katikati ya tanki. Seti mbili za ngazi ziliondolewa kwenye bwawa kwa miezi 1, 3, 6, 14 na 22. Sampuli kutoka ngazi moja zilitumiwa kupima kupoteza uzito na kuhesabu viwango vya kutu, wakati sampuli kutoka ngazi nyingine zilitumiwa kwa uchambuzi wa microbiome. Oksijeni iliyoyeyushwa kwenye tanki ya kuzamishwa ilipimwa karibu na uso na chini, na vile vile katikati, kwa kutumia sensor iliyoyeyushwa ya oksijeni (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, USA).
Bidhaa za kutu na filamu za kibayolojia kwenye sampuli ziliondolewa kwa kukwangua na kikwarua cha plastiki au kufuta kwa usufi wa pamba, na kisha kusafishwa kwa ethanoli 99.5% kwa kutumia umwagaji wa ultrasonic. Sampuli zilitumbukizwa kwenye suluhisho la Clark kwa mujibu wa ASTM G1-0351. Sampuli zote zilipimwa baada ya kukausha kukamilika. Kokotoa kiwango cha kutu (mm/mwaka) kwa kila sampuli kwa kutumia fomula ifuatayo:
ambapo K ni sawa (8.76 × 104), T ni muda wa mfiduo (h), A ni jumla ya eneo la uso (cm2), W ni kupoteza kwa wingi (g), D ni msongamano (g cm-3).
Baada ya kupima sampuli, picha za 3D za sampuli kadhaa zilipatikana kwa kutumia darubini ya leza ya kupimia ya 3D (LEXT OLS4000, Olympus, Tokyo, Japan).