Asante kwa kutembelea Nature.com. Unatumia toleo la kivinjari lenye usaidizi mdogo wa CSS. Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza utumie kivinjari kilichosasishwa (au uzime Hali ya Utangamano katika Internet Explorer). Zaidi ya hayo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Huonyesha mzunguko wa slaidi tatu kwa wakati mmoja. Tumia vitufe vya Iliyotangulia na Inayofuata ili kupitia slaidi tatu kwa wakati mmoja, au tumia vitufe vya kutelezesha mwishoni ili kupitia slaidi tatu kwa wakati mmoja.
Katika mazingira ya maji safi, ulikaji wa kasi wa kaboni na vyuma vya pua mara nyingi huonekana. Utafiti wa miezi 22 wa kupiga mbizi katika tanki la maji safi ulifanywa hapa kwa kutumia daraja tisa za chuma. Ulikaji wa kasi ulionekana katika vyuma vya kaboni na kromiamu na chuma cha kutupwa, huku katika chuma cha pua hakuna ulikaji unaoonekana ulioonekana hata baada ya miezi 22. Uchambuzi wa jumuiya ya vijidudu ulionyesha kuwa wakati wa ulikaji wa jumla, bakteria zinazooksidisha Fe(II) zilitajirishwa katika hatua ya mwanzo ya ulikaji, bakteria zinazopunguza Fe(III) katika hatua ya ukuaji wa ulikaji, na bakteria zinazopunguza salfeti, katika hatua ya ulikaji. katika hatua ya mwisho ya ulikaji wa bidhaa. Kinyume chake, bakteria za Beggiatocaea zilikuwa nyingi sana katika chuma huku 9% Cr ikiathiriwa na ulikaji wa ndani. Michanganyiko hii ya jumuiya za vijidudu pia ilitofautiana na ile iliyo katika sampuli za maji na mashapo ya chini. Kwa hivyo, kadri ulikaji unavyoendelea, jumuiya ya vijidudu hupitia mabadiliko makubwa, na kimetaboliki ya nishati ya vijidudu inayotegemea chuma huunda mazingira ambayo yanaweza kutajirisha vijidudu vingine.
Vyuma vinaweza kuzorota na kutu kutokana na vipengele mbalimbali vya kimazingira na kemikali kama vile pH, halijoto na kiwango cha ioni. Hali ya asidi, halijoto ya juu na viwango vya kloridi huathiri hasa kutu kwa metali1,2,3. Vijidudu katika mazingira ya asili na yaliyojengwa mara nyingi huathiri uchakavu na kutu wa metali, tabia inayoonyeshwa katika kutu kwa vijidudu (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 huonekana ghafla na kukua haraka. Kwa hivyo, ufuatiliaji na ugunduzi wa mapema wa MIC ni mgumu sana, kwa hivyo uchambuzi wa MIC kwa kawaida hufanywa baada ya kutu. Uchunguzi mwingi wa kesi za MIC umeripotiwa ambapo bakteria wanaopunguza salfeti (SRB) walipatikana mara nyingi katika bidhaa za kutu9,10,11,12,13. Hata hivyo, bado haijulikani wazi kama SRB huchangia katika kuanzishwa kwa kutu, kwani ugunduzi wao unategemea uchambuzi wa baada ya kutu.
Hivi majuzi, pamoja na bakteria zinazooksidisha iodini21, vijidudu mbalimbali vinavyoharibu chuma vimeripotiwa, kama vile SRB14 inayoharibu chuma, methanojeni15,16,17, bakteria zinazopunguza nitrati18, bakteria zinazooksidisha chuma19 na asetojeni20. Chini ya hali ya maabara ya anaerobic au microaerobic, wengi wao huharibu chuma na chuma cha kaboni kisicho na vali. Zaidi ya hayo, mifumo yao ya kutu inaonyesha kwamba methanojeni na SRB zinazoharibu chuma huchochea kutu kwa kuvuna elektroni kutoka kwa chuma kisicho na vali kwa kutumia hidrojeniasi za nje ya seli na saitokromu nyingi, mtawalia22,23. MIC zimegawanywa katika aina mbili: (i) MIC ya kemikali (CMIC), ambayo ni kutu isiyo ya moja kwa moja na spishi zinazozalishwa na vijidudu, na (ii) MIC ya umeme (EMIC), ambayo ni kutu moja kwa moja kwa kupungua kwa elektroni kwa chuma24. EMIC inayowezeshwa na uhamishaji wa elektroni za nje ya seli (EET) ni ya kuvutia sana kwa sababu vijidudu vyenye sifa za EET husababisha kutu haraka kuliko vijidudu visivyo vya EET. Ingawa mwitikio wa kupunguza kasi ya CMIC chini ya hali ya anaerobic ni uzalishaji wa H2 kupitia upunguzaji wa protoni (H+), EMIC huendelea kupitia umetaboli wa EET, ambao hautegemei uzalishaji wa H2. Utaratibu wa EET katika vijidudu mbalimbali unahusiana na utendaji wa mafuta ya seli ya vijidudu na usanisi wa elektrobiobio25,26,27,28,29. Kwa sababu hali za ukuaji wa vijidudu hivi vinavyosababisha babuzi hutofautiana na zile zilizo katika mazingira ya asili, haijulikani wazi ikiwa michakato hii ya kutu ya vijidudu inayoonekana inaonyesha kutu katika vitendo. Kwa hivyo, ni vigumu kuchunguza utaratibu wa MIC unaosababishwa na vijidudu hivi vinavyosababisha babuzi katika mazingira ya asili.
Ukuzaji wa teknolojia ya mpangilio wa DNA umewezesha utafiti wa maelezo ya jamii za vijidudu katika mazingira ya asili na bandia, kwa mfano, uainishaji wa vijidudu kulingana na mfuatano wa jeni la rRNA la 16S kwa kutumia vielelezo vya kizazi kipya umetumika katika uwanja wa ikolojia ya vijidudu30,31. ,32. Tafiti nyingi za MIC zimechapishwa ambazo zimeelezea kwa undani jamii za vijidudu katika mazingira ya udongo na baharini13,33,34,35,36. Mbali na SRB, utajiri katika Fe(II)-oxidizing (FeOB) na bakteria wanaotoa nitrizing katika sampuli za kutu, k.m. FeOB, kama vile Gallionella spp. na Dechloromonas spp., na bakteria wanaotoa nitrizing, kama vile Nitrospira, pia imeripotiwa. spp., katika vyuma vyenye kaboni na shaba katika vyombo vya udongo33. Vile vile, katika mazingira ya baharini, ukoloni wa haraka wa bakteria wanaotoa oksidi ya chuma ambao ni wa madarasa ya Zetaproteobacteria na Betaproteobacteria umeonekana kwa wiki kadhaa kwenye chuma cha kaboni 36. Takwimu hizi zinaonyesha mchango wa vijidudu hivi kwa kutu. Hata hivyo, katika tafiti nyingi, muda na vikundi vya majaribio ni vichache, na kidogo kinajulikana kuhusu mienendo ya jamii za vijidudu wakati wa kutu.
Hapa, tunachunguza MIC za chuma cha kaboni, chuma cha kromiamu, chuma cha pua, na chuma cha kutupwa kwa kutumia tafiti za kuzamisha katika mazingira ya maji safi yenye historia ya matukio ya MIC. Sampuli zilichukuliwa katika miezi 1, 3, 6, 14 na 22 na kiwango cha kutu cha kila sehemu ya chuma na vijidudu kilisomwa. Matokeo yetu yanatoa ufahamu kuhusu mienendo ya muda mrefu ya jamii za vijidudu wakati wa kutu.
Kama inavyoonyeshwa katika Jedwali la 1, metali tisa zilitumika katika utafiti huu. Sampuli kumi za kila nyenzo zilizamishwa kwenye bwawa la maji safi. Ubora wa maji ya mchakato ni kama ifuatavyo: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, unyevunyevu 1 ppm na pH 7.4. Kiwango cha oksijeni iliyoyeyuka (DO) chini ya ngazi ya sampuli kilikuwa takriban 8.2 ppm na halijoto ya maji ilikuwa kati ya 9 hadi 23°C kulingana na msimu.
Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1, baada ya mwezi 1 wa kuzamishwa katika mazingira ya chuma cha kutupwa ya ASTM A283, ASTM A109 Hali #4/5, ASTM A179, na ASTM A395, bidhaa za kutu za kahawia zilionekana kwenye uso wa chuma cha kaboni katika mfumo wa kutu wa jumla. Kupungua kwa uzito wa sampuli hizi kuliongezeka kadri muda unavyopita (Jedwali la Nyongeza 1) na kiwango cha kutu kilikuwa 0.13–0.16 mm kwa mwaka (Mchoro 2). Vile vile, kutu kwa ujumla kumeonekana katika vyuma vyenye kiwango cha chini cha Cr (1% na 2.25%) vyenye kiwango cha kutu cha takriban 0.13 mm/mwaka (Mchoro 1 na 2). Kwa upande mwingine, chuma chenye 9% Cr kinaonyesha kutu wa ndani ambao hutokea katika mapengo yaliyoundwa na gaskets. Kiwango cha kutu cha sampuli hii ni takriban 0.02 mm/mwaka, ambacho ni cha chini sana kuliko kile cha chuma chenye kutu kwa ujumla. Kwa upande mwingine, vyuma vya pua aina ya 304 na -316 havionyeshi kutu inayoonekana, huku viwango vya kutu vinavyokadiriwa kuwa <0.001 mm y−1. Kwa upande mwingine, vyuma vya pua aina ya 304 na -316 havionyeshi kutu inayoonekana, huku viwango vya kasi vinavyokadiriwa kuwa <0.001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 na 316 не проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скорость коррозии составляед1 мм00. Kwa upande mwingine, aina za chuma cha pua za aina ya 304 na 316 hazionyeshi kutu inayoonekana, huku kiwango cha kutu kikikadiriwa kuwa <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. Kwa upande mwingine, vyuma vya pua vya aina ya 304 na -316 havikuonyesha kutu inayoonekana ikiwa na kiwango cha kutu cha muundo wa <0.001 mm/mwaka.
Zimeonyeshwa picha za makroskopu za kila sampuli (urefu 50 mm × upana 20 mm) kabla na baada ya kushuka kwa kiwango. 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; chuma 3C, 2.25% Cr chuma; chuma 9C, chuma 9% Cr; S6, chuma cha pua 316; S8, chuma cha pua aina 304.
Kiwango cha kutu kilihesabiwa kwa kutumia muda wa kupunguza uzito na kuzamishwa. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, iliyoimarishwa 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, chuma 1% Cr, 3 C, chuma 2.25% Cr, 9 C, chuma 9% Cr, S6, chuma cha pua aina ya 316; S8, chuma cha pua aina ya 304.
Kwenye mchoro 1 pia unaonyesha kuwa bidhaa za kutu za chuma cha kaboni, chuma cha Cr kidogo na chuma cha kutupwa hukua zaidi baada ya kuzamishwa kwa miezi 3. Kiwango cha kutu cha jumla kilipungua polepole hadi 0.07 ~ 0.08 mm/mwaka baada ya miezi 22 (Mchoro 2). Kwa kuongezea, kiwango cha kutu cha chuma cha Cr 2.25% kilikuwa chini kidogo kuliko sampuli zingine zilizotupwa, ikionyesha kuwa Cr inaweza kuzuia kutu. Mbali na kutu kwa ujumla, kulingana na ASTM A179, kutu iliyopo ilionekana baada ya miezi 22 na kina cha kutu cha takriban 700 µm (Mchoro 3). Kiwango cha kutu cha ndani, kilichohesabiwa kwa kutumia kina cha kutu na muda wa kuzamishwa, ni 0.38 mm/mwaka, ambayo ni karibu mara 5 zaidi kuliko kutu kwa ujumla. Kiwango cha kutu cha aloi ya ASTM A395 kinaweza kupuuzwa kwani bidhaa za kutu haziondoi kabisa kiwango baada ya miezi 14 au 22 ya kuzamishwa kwa maji. Hata hivyo, tofauti inapaswa kuwa ndogo. Kwa kuongezea, mashimo mengi madogo yalionekana katika chuma cha chromium cha chini kilichotupwa.
Picha kamili (upau wa kipimo: 10 mm) na kutu iliyopo (upau wa kipimo: 500 µm) ya chuma cha ASTM A179 na 9% Cr kwa kina cha juu zaidi kwa kutumia darubini ya leza ya kutazama ya 3D. Miduara nyekundu katika picha kamili inaonyesha kutu iliyopimwa iliyopo. Mwonekano kamili wa chuma cha 9% Cr kutoka upande wa nyuma unaonyeshwa kwenye Mchoro 1.
Kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro 2, kwa chuma chenye 9% Cr, hakuna kutu iliyoonekana ndani ya miezi 3-14, na kiwango cha kutu kilikuwa karibu sifuri. Hata hivyo, kutu iliyoonekana ndani ya eneo ilizingatiwa baada ya miezi 22 (Mchoro 3) kwa kiwango cha kutu cha 0.04 mm/mwaka kilichohesabiwa kwa kutumia kupunguza uzito. Kina cha juu cha kutu kilichoonekana ndani ya eneo ni 1260 µm na kiwango cha kutu kilichoonekana ndani ya eneo kilichokadiriwa kwa kutumia kina cha kutu na muda wa kuzamishwa (miezi 22) ni 0.68 mm/mwaka. Kwa sababu sehemu halisi ambayo kutu huanza haijulikani, kiwango cha kutu kinaweza kuwa cha juu zaidi.
Kwa upande mwingine, hakuna kutu inayoonekana iliyoonekana kwenye chuma cha pua hata baada ya miezi 22 ya kuzamishwa. Ingawa chembe chache za kahawia zilionekana kwenye uso kabla ya kushuka kwa kiwango (Mchoro 1), zilikuwa zimeunganishwa kwa udhaifu na hazikuwa bidhaa za kutu. Kwa kuwa chuma huonekana tena kwenye uso wa chuma cha pua baada ya kiwango kuondolewa, kiwango cha kutu ni karibu sifuri.
Mfuatano wa Amplicon umefanywa ili kuelewa tofauti na mienendo ya jamii za vijidudu kwa muda katika bidhaa za kutu na biofilms kwenye nyuso za chuma, katika maji na mashapo. Jumla ya masomo 4,160,012 yalipokelewa, na anuwai ya masomo 31,328 hadi 124,183.
Viashiria vya Shannon vya sampuli za maji zilizochukuliwa kutoka kwa mifereji ya maji na mabwawa vilikuwa kati ya 5.47 hadi 7.45 (Mchoro 4a). Kwa kuwa maji ya mto yaliyorejeshwa hutumika kama maji ya viwandani, jumuiya ya vijidudu inaweza kubadilika kulingana na msimu. Kwa upande mwingine, kiashiria cha Shannon cha sampuli za mashapo ya chini kilikuwa takriban 9, ambacho ni kikubwa zaidi kuliko kile cha sampuli za maji. Vile vile, sampuli za maji zilikuwa na viashiria vya chini vya Chao1 vilivyohesabiwa na vitengo vya taksonomia vya utendaji vilivyoonekana (OTUs) kuliko sampuli za mashapo (Mchoro 4b, c). Tofauti hizi ni muhimu kitakwimu (jaribio la Tukey-Kramer; thamani za p < 0.01, Mchoro 4d), ikionyesha kwamba jamii za vijidudu katika sampuli za mashapo ni changamano zaidi kuliko zile zilizo katika sampuli za maji. Tofauti hizi ni muhimu kitakwimu (jaribio la Tukey-Kramer; p-values ​​​​< 0.01, Mchoro 4d), ikionyesha kwamba jamii za vijidudu katika sampuli za mashapo ni changamano zaidi kuliko zile zilizo katika 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, Mchoro 4d), ikionyesha kwamba jamii za vijidudu katika sampuli za mashapo ni changamano zaidi kuliko katika 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 (jaribio la Tukey-Kramer; thamani ya p <0.01, Mchoro 4d), ikidokeza kwamba jamii za vijidudu katika sampuli za mashapo zilikuwa changamano zaidi kuliko katika sampuli za maji.Kwa kuwa maji katika bonde la kufurika yanajirudia kila mara na mashapo hukaa chini ya bonde bila usumbufu wa kiufundi, tofauti hii ya utofauti wa vijidudu inapaswa kuakisi mfumo ikolojia katika bonde.
Kielezo cha Shannon, b Kitengo cha uainishaji wa utendaji kazi kilichozingatiwa (OTU), na kielezo cha ufyonzaji wa Chao1 (n=6) na beseni (n=5) Maji, mashapo (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 Halijoto #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) na 9% (9 C: n = 5) Vyuma vya Cr, pamoja na aina ya 316 (S6: n = 5) na -304 (S8: n = 5) vya chuma cha pua vinaonyeshwa kama chati zenye umbo la kisanduku na whisker. d p-values ​​​​kwa fahirisi za Shannon na Chao1 zilizopatikana kwa kutumia majaribio mengi ya kulinganisha ya ANOVA na Tukey-Kramer. Mandharinyuma mekundu yanawakilisha jozi zenye thamani za p < 0.05. Mandharinyuma mekundu yanawakilisha jozi zenye thamani za p < 0.05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Mandharinyuma mekundu yanawakilisha jozi zenye thamani za 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. Mandharinyuma mekundu yanawakilisha jozi zenye thamani za p <0.05.Mstari katikati ya kisanduku, sehemu ya juu na chini ya kisanduku, na masharubu yanawakilisha wastani, asilimia 25 na 75, na thamani za chini na za juu, mtawalia.
Fahirisi za Shannon za chuma cha kaboni, chuma cha chini cha kromiamu, na chuma cha kutupwa zilikuwa sawa na zile za sampuli za maji (Mchoro 4a). Kwa upande mwingine, fahirisi za Shannon za sampuli za chuma cha pua ni kubwa zaidi kuliko zile za vyuma vilivyotulia (thamani za p < 0.05, Mchoro 4d) na zinafanana na zile za mashapo. Kwa upande mwingine, fahirisi za Shannon za sampuli za chuma cha pua ni kubwa zaidi kuliko zile za vyuma vilivyotulia (p-values ​​​​< 0.05, Mchoro 4d) na zinafanana na zile za mashapo. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей (значения p <0,05, ринаны 4), ангели 4. отложений. Kwa upande mwingine, fahirisi za Shannon za sampuli za chuma cha pua ni kubwa zaidi kuliko zile za vyuma vilivyotulia (p-values ​​​​< 0.05, Mchoro 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. Kwa upande mwingine, faharisi ya Shannon ya sampuli za chuma cha pua ilikuwa kubwa zaidi kuliko ile ya chuma kilichoharibika (thamani ya p < 0.05, Mchoro 4d), kama ilivyokuwa amana.Kwa upande mwingine, faharisi ya Shannon kwa vyuma vyenye 9% Cr ilianzia 6.95 hadi 9.65. Thamani hizi zilikuwa juu zaidi katika sampuli zisizo na kutu katika miezi 1 na 3 kuliko katika sampuli zilizo na kutu katika miezi 6, 14 na 22 (Mchoro 4a). Zaidi ya hayo, fahirisi za Chao1 na OTU zilizoonekana za vyuma vya Cr 9% ni kubwa kuliko zile za sampuli zilizotulia na maji na chini kuliko zile za sampuli zisizotulia na mashapo (Mchoro 4b, c), na tofauti hizo ni muhimu kitakwimu (thamani za p < 0.01, Mchoro 4d). Zaidi ya hayo, fahirisi za Chao1 na OTU zilizoonekana za vyuma vya Cr 9% ni kubwa kuliko zile za sampuli zilizotulia na maji na chini kuliko zile za sampuli zisizotulia na mashapo (Mchoro 4b, c), na tofauti hizo ni muhimu kitakwimu (thamani za p-< 0.01, Mchoro 4d).Kwa kuongezea, Chao1 na OTU iliyoonekana ya vyuma vyenye 9% Cr ni kubwa kuliko zile za sampuli zilizotulia na zenye maji na chini kuliko zile za sampuli zisizotulia na zisizo na masimbi (Mchoro 4b, c), na tofauti hizo ni muhimu kitakwimu.(p-значения <0,01, рис. 4d). (thamani za p-<0.01, Mchoro 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 kuongezea, faharisi ya Chao1 na OTU iliyoonekana ya chuma cha Cr 9% ilikuwa kubwa kuliko ile ya sampuli zilizotulia na zenye maji na chini kuliko ile ya sampuli zisizotulia na zisizo na masimbi (Mchoro 4b,c), na tofauti hiyo ilikuwa muhimu kitakwimu (thamani ya p < 0.01, Mchoro 4d).Matokeo haya yanaonyesha kwamba utofauti wa vijidudu katika bidhaa za kutu ni mdogo kuliko katika biofilms kwenye metali zisizo na kutu.
Kwenye mchoro 5a inaonyesha njama ya Uchambuzi Mkuu wa Uratibu (PCoA) kulingana na umbali usio na uzito wa UniFrac kwa sampuli zote, huku makundi matatu makubwa yakizingatiwa. Jamii za vijidudu katika sampuli za maji zilikuwa tofauti sana na jamii zingine. Jamii za vijidudu katika mashapo pia zilijumuisha jamii za chuma cha pua, huku zikiwa zimeenea katika sampuli za kutu. Kwa upande mwingine, ramani ya chuma yenye 9% Cr imegawanywa katika makundi yasiyo na kutu na yaliyoharibika. Kwa hivyo, jamii za vijidudu kwenye nyuso za chuma na bidhaa za kutu ni tofauti sana na zile zilizo ndani ya maji.
Mchoro mkuu wa uchambuzi wa uratibu (PCoA) kulingana na umbali usio na uzito wa UniFrac katika sampuli zote (a), maji (b), na metali (c). Miduara huangazia kila kundi. 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; chuma 3C, 2.25% Cr; chuma 9C, chuma 9% Cr; S6, chuma cha pua 316; S8, chuma cha pua aina 304.
Zilipopangwa kwa mpangilio wa wakati, viwanja vya PCoA vya sampuli za maji vilikuwa katika mpangilio wa duara (Mchoro 5b). Mpito huu wa mzunguko unaweza kuakisi mabadiliko ya msimu.
Kwa kuongezea, ni makundi mawili tu (yaliyo na kutu na yasiyo na kutu) yalionekana kwenye viwanja vya sampuli za chuma vya PCoA, ambapo (isipokuwa chuma cha kromiamu 9%) mabadiliko ya jamii ya vijidudu kutoka mwezi 1 hadi 22 pia yalionekana (Mchoro 5c). Kwa kuongezea, kwa kuwa mabadiliko katika sampuli zilizo na kutu yalikuwa makubwa kuliko katika sampuli zisizo na kutu, kulikuwa na uhusiano kati ya mabadiliko katika jamii za vijidudu na ukuaji wa kutu. Katika sampuli za chuma zenye Cr 9%, aina mbili za jamii za vijidudu zilifunuliwa: nukta katika mwezi 1 na 6, ziko karibu na chuma cha pua, na zingine (miezi 3, 14, na 22), ziko katika nukta zilizo karibu na chuma kilicho na kutu. Mwezi 1 na kuponi zilizotumika kwa uchimbaji wa DNA katika miezi 6 hazikupata kutu, huku kuponi katika miezi 3, 14 na 22 zikiwa zimepata kutu (Mchoro wa Nyongeza 1). Kwa hivyo, jamii za vijidudu katika sampuli zilizo na kutu zilitofautiana na zile zilizo katika maji, mashapo, na sampuli zisizo na kutu na zilibadilika kadri kutu ilivyoendelea.
Aina kuu za jamii za vijidudu zilizoonekana katika sampuli za maji zilikuwa Proteobacteria (30.1–73.5%), Bakteroideti (6.3–48.6%), Planctomycetota (0.4–19.6%) na Actinobacteria (0–17.7%), wingi wao ulitofautiana kutoka sampuli hadi sampuli (Mchoro 6), kwa mfano, wingi wa Bakteroideti katika maji ya bwawa ulikuwa mkubwa kuliko katika maji ya kufikirika. Tofauti hii inaweza kuathiriwa na muda wa kukaa kwa maji katika tanki la kufurika. Aina hizi pia zilizingatiwa katika sampuli za chini za mashapo, lakini wingi wao ulitofautiana sana na ule katika sampuli za maji. Kwa kuongezea, kiwango cha Acidobacteriati (8.7–13.0%), Chloroflexi (8.1–10.2%), Nitrospirota (4.2–4.4%) na Desulfobacterota (1.5–4.4%) kilikuwa kikubwa kuliko katika sampuli za maji. Kwa kuwa karibu spishi zote za Desulfobacterota ni SRB37, mazingira katika mashapo lazima yawe yasiyo na hewa. Ingawa Desulfobacterota inaweza kuathiri kutu, hatari inapaswa kuwa ndogo sana kwa sababu wingi wao katika maji ya bwawa ni <0.04%. Ingawa Desulfobacterota inaweza kuathiri kutu, hatari inapaswa kuwa ndogo sana kwa sababu wingi wao katika 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 Hewa zinawakilisha sampuli za maji kutoka kwenye ulaji wa maji na beseni, mtawalia. Sediment-C, -E, -W ni sampuli za mashapo zilizochukuliwa kutoka katikati ya chini ya beseni, 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; chuma 3C, 2.25% Cr chuma; chuma 9C, chuma 9% Cr; S6, chuma cha pua 316; S8, chuma cha pua aina 304.
Katika kiwango cha jenasi, uwiano mkubwa kidogo (6–19%) wa bakteria ambao hawajaainishwa katika familia ya Trichomonadaceae, pamoja na Neosphingosine, Pseudomonas, na Flavobacterium, ulionekana katika misimu yote. Kama vipengele vikuu vidogo, hisa zao hutofautiana (Mchoro 1). . 7a na b). Katika vijito, wingi wa Flavobacterium, Pseudovibrio, na Rhodoferrobacter ulikuwa mkubwa zaidi wakati wa baridi pekee. Vile vile, kiwango cha juu cha Pseudovibrio na Flavobacterium kilionekana katika maji ya baridi ya bonde. Hivyo, jamii za vijidudu katika sampuli za maji zilitofautiana kulingana na msimu, lakini hazikupitia mabadiliko makubwa wakati wa kipindi cha utafiti.
a Maji ya ulaji, b Maji ya bwawa la kuogelea, c ASTM A283, d ASTM A109 halijoto #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 zilikuwa vipengele vikuu katika sampuli zote, lakini wingi wao katika sampuli zilizotua ulipungua kadri kutu ilivyoendelea (Mchoro 6). Katika sampuli za ASTM A179, ASTM A109 Joto Nambari 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 upande mwingine, wingi wa Desulfobacterota huongezeka polepole kutoka <0.1% hadi 12.5–45.9% kadri kutu inavyoendelea. Kwa upande mwingine, wingi wa Desulfobacterota huongezeka polepole kutoka <0.1% hadi 12.5–45.9% kadri kutu inavyoendelea. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota imepata увеличивается с <0,1% hadi 12,5–45,9% kwa мере развития коррозии. Kwa upande mwingine, wingi wa Desulfobacterota huongezeka polepole kutoka <0.1% hadi 12.5–45.9% kadri kutu inavyoendelea.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. Kwa upande mwingine, wingi wa Desulfobacillus uliongezeka polepole kutoka <0.1% hadi 12.5–45.9% kadri kutu ilivyoendelea.Kwa hivyo, kadri kutu ilivyoendelea, Proteobacteriira ilibadilishwa na Desulfobacterota.
Kwa upande mwingine, biofilms kwenye chuma cha pua kisicho na kutu zilikuwa na uwiano sawa wa bakteria tofauti. Proteobacteria (29.4–34.1%), Planctomycetota (11.7–18.8%), Nitrospirota (2.9–20.9%), Acidobacteria (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 uliongezeka polepole (Mchoro 6). Uwiano huu ni sawa na ule ulio katika sampuli za mashapo, ambao unalingana na njama ya PCoA iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 5a.
Katika sampuli za chuma zenye 9% Cr, aina mbili za jamii za vijidudu zilizingatiwa: jamii za vijidudu za mwezi 1 na miezi 6 zilikuwa sawa na zile zilizo kwenye sampuli za chini za mashapo, huku uwiano wa proteobacteria katika sampuli za kutu 3, 14, na 22 ukiongezeka kwa kiasi kikubwa. Zaidi ya hayo, jamii hizi mbili za vijidudu katika sampuli za chuma za 9% Cr zililingana na makundi yaliyogawanyika katika ploti ya PCoA iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 5c.
Katika kiwango cha jenasi, OTU zaidi ya 2000 zenye bakteria na archaea ambazo hazijapewa zilionekana. Katika kiwango cha jenasi, OTU zaidi ya 2000 zenye bakteria na archaea ambazo hazijapewa zilionekana.Katika kiwango cha jenasi, zaidi ya OTU 2000 zimeonekana zikiwa na bakteria na archaea ambazo hazijatambuliwa.Katika kiwango cha jenasi, zaidi ya OTU 2000 zimeonekana zikiwa na bakteria na archaea ambazo hazijabainishwa. Miongoni mwao, tulizingatia OTU 10 zenye idadi kubwa 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%, 17.5-46.8% na 21.8-45.1% katika ASTM A179. , ASTM A109 Nambari ya Joto 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2.25% na 9% ya vyuma vya Cr na vyuma vya pua vya Aina ya 316 na -304.
Kiwango cha juu cha monolithi zilizoondolewa klorini zenye sifa za oksidi za Fe(II) kimeonekana katika sampuli za kutu kama vile ASTM A179, ASTM A109 Joto Nambari 4/5, ASTM A179, ASTM A395 na vyuma vyenye hatua ya awali ya kutu ya 1% na 2.25% Cr. (mwezi 1 na miezi 3, Mchoro 7c-h). Uwiano wa Dechloromonas ulipungua baada ya muda, ambao ulilingana na kupungua kwa Proteobacteria (Mchoro 6). Zaidi ya hayo, uwiano wa Dechloromonas katika biofilms kwenye sampuli zisizo na kutu ni <1%. Zaidi ya hayo, uwiano wa Dechloromonas katika biofilms kwenye sampuli zisizo na kutu ni <1%. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Zaidi ya hayo, uwiano wa Dechloromonas katika biofilms kwenye sampuli ambazo hazijatua ni <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%. Zaidi ya hayo, uwiano wa Dechloromonas katika biofilm ya sampuli ambazo hazijatulia ulikuwa <1%.Kwa hivyo, miongoni mwa bidhaa zinazosababisha kutu, Dechloromonas imetajiriwa sana katika hatua za mwanzo za kutu.
Kwa upande mwingine, katika ASTM A179, ASTM A109 iliyowashwa #4/5, ASTM A179, ASTM A395 na vyuma vyenye 1% na 2.25% Cr, uwiano wa spishi za SRB Desulfovibrio hatimaye uliongezeka 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 wazi kwamba Desulfovibrio inapendelea mazingira ya bidhaa za kutu zilizoundwa, ingawa haziathiri kutu katika hatua za mwanzo za kutu.
Bakteria zinazopunguza Fe(III) (RRB), kama vile Geobacter na Geothrix, zilipatikana katika bidhaa za kutu katika hatua za katikati za kutu (miezi 6 na 14), lakini uwiano wa hatua za mwisho za kutu (miezi 22) ni mkubwa zaidi ndani yao. Chini kiasi (Mchoro 7c, eh). Jenasi Sideroxydans zenye sifa za oksidi za Fe(II) zilionyesha tabia sawa (Mchoro 7f), kwa hivyo uwiano wa FeOB, IRB, na SRB ulikuwa mkubwa zaidi katika sampuli zilizotua. Hii inaonyesha kwa nguvu kwamba mabadiliko katika jamii hizi za vijidudu yanahusishwa na ukuaji wa kutu.
Katika chuma chenye 9% Cr iliyotua baada ya miezi 3, 14 na 22, idadi kubwa ya wanachama wa familia ya Beggiatoacea (8.5–19.6%) walionekana, ambao wanaweza kuonyesha sifa za oksidi za salfa, na sideroxidans walionekana (8.4–13.7%) (Mchoro 1). ). 7i) Zaidi ya hayo, Thiomonas, bakteria ya oksidi ya salfa (SOB), ilipatikana kwa idadi kubwa zaidi (3.4% na 8.8%) katika miezi 3 na 14. Kwa upande mwingine, bakteria ya kupunguza nitrati Nitrospira (12.9%) walionekana katika sampuli zisizotua za miezi 6. Idadi iliyoongezeka ya Nitrospira pia ilionekana katika biofilms kwenye chuma cha pua baada ya kuzamishwa (Mchoro 7j,k). Hivyo, jamii za vijidudu vya chuma cha Cr cha miezi 1 na 6 kisichotua cha 9% zilikuwa sawa na zile zilizo katika biofilms za chuma cha pua. Kwa kuongezea, jamii za vijidudu vya chuma cha Cr 9% zilizotupwa kwa miezi 3, 14 na 22 zilitofautiana na bidhaa za kutu za kaboni na chuma cha kromiamu kidogo na chuma cha kutupwa.
Ukuaji wa kutu kwa kawaida huwa polepole zaidi katika maji safi kuliko katika maji ya bahari kwa sababu mkusanyiko wa ioni za kloridi huathiri kutu wa chuma. Hata hivyo, baadhi ya vyuma vya pua vinaweza kutu katika mazingira ya maji safi38,39. Zaidi ya hayo, MIC mwanzoni ilishukiwa kuwa nyenzo zilizotukwa zilikuwa zimeonekana hapo awali katika bwawa la maji safi lililotumika katika utafiti huu. Katika tafiti za kuzamisha kwa muda mrefu, aina mbalimbali za kutu, aina tatu za jamii za vijidudu, na mabadiliko katika jamii za vijidudu katika bidhaa za kutu yalionekana.
Kifaa cha maji safi kinachotumika katika utafiti huu ni tanki lililofungwa kwa ajili ya maji ya kiufundi yaliyochukuliwa kutoka mtoni yenye muundo thabiti wa kemikali na mabadiliko ya msimu katika halijoto ya maji kuanzia 9 hadi 23 °C. Kwa hivyo, mabadiliko ya msimu katika jamii za vijidudu katika sampuli za maji yanaweza kuhusishwa na mabadiliko ya halijoto. Zaidi ya hayo, jamii ya vijidudu katika maji ya bwawa ilikuwa tofauti kidogo na ile iliyo kwenye maji ya pembejeo (Mchoro 5b). Maji katika bwawa yanabadilishwa kila mara kutokana na kufurika. Kwa hivyo, DO ilibaki ~8.2 ppm hata kwenye kina cha kati kati ya uso wa bonde na chini. Kinyume chake, mazingira ya mashapo yanapaswa kuwa yasiyo na hewa, kwani hutulia na kubaki chini ya bwawa, na mimea ya vijidudu ndani yake (kama vile CRP) inapaswa pia kutofautiana na mimea ya vijidudu ndani ya maji (Mchoro 6). Kwa kuwa kuponi katika bwawa zilikuwa mbali zaidi na mashapo, ziliwekwa wazi tu kwa maji safi wakati wa masomo ya kuzamisha chini ya hali ya aerobic.
Kutu kwa ujumla hutokea katika chuma cha kaboni, chuma cha chini cha kromiamu, na chuma cha kutupwa katika mazingira ya maji safi (Mchoro 1) kwa sababu vifaa hivi havistahimili kutu. Hata hivyo, kiwango cha kutu (0.13 mm mwaka-1) chini ya hali ya maji safi yasiyo na uhai kilikuwa cha juu kuliko katika tafiti zilizopita40 (0.04 mm mwaka-1) na kililinganishwa na kiwango cha kutu (0.02–0.76 mm mwaka-1) mbele ya vijidudu 1) Sawa na hali ya maji safi 40,41,42. Kiwango hiki cha kutu kilichoharakishwa ni sifa ya MIC.
Zaidi ya hayo, baada ya miezi 22 ya kuzamishwa, kutu iliyojificha ilionekana katika metali kadhaa chini ya bidhaa za kutu (Mchoro 3). Hasa, kiwango cha kutu kilichojificha kilichoonekana katika ASTM A179 ni takriban mara tano zaidi kuliko kutu kwa ujumla. Aina hii isiyo ya kawaida ya kutu na kiwango cha kasi cha kutu pia imeonekana katika kutu inayotokea kwenye kitu kimoja. Hivyo, kuzamishwa kufanywa katika utafiti huu kunaonyesha kutu katika vitendo.
Miongoni mwa metali zilizochunguzwa, 9% ya chuma cha Cr kilionyesha kutu kali zaidi, kikiwa na kina cha kutu cha >1.2 mm, ambacho huenda ni MIC kwa sababu ya kutu iliyoharakishwa na aina isiyo ya kawaida ya kutu. Miongoni mwa metali zilizochunguzwa, 9% ya chuma cha Cr kilionyesha kutu kali zaidi, kikiwa na kina cha kutu cha >1.2 mm, ambacho huenda ni MIC kwa sababu ya kutu iliyoharakishwa na aina isiyo ya kawaida ya kutu. 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 kutu kali zaidi kikiwa na kina cha kutu >1.2 mm, ambacho labda ni MIC kutokana na kutu kwa kasi na aina isiyo ya kawaida ya kutu.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 kilitumbukia kwa ukali zaidi, kikiwa na kina cha kutu cha >1.2 mm, ambacho huenda ni MIC kutokana na aina za kutu zilizoharakishwa na zisizo za kawaida.Kwa sababu chuma cha Cr 9% hutumika katika matumizi ya halijoto ya juu, tabia yake ya kutu imesomwa hapo awali43,44 lakini hakuna MIC iliyoripotiwa hapo awali kwa chuma hiki. Kwa kuwa vijidudu vingi, isipokuwa hyperthermofili, havifanyi kazi katika mazingira yenye halijoto ya juu (>100 °C), MIC katika chuma cha 9% Cr inaweza kupuuzwa katika visa kama hivyo. Kwa kuwa vijidudu vingi, isipokuwa hyperthermofili, havifanyi kazi katika mazingira yenye halijoto ya juu (>100 °C), MIC katika chuma cha 9% Cr inaweza kupuuzwa katika visa kama hivyo. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны katika высокотемпературной среде (>100 ° С), МИК 9% CREде случаях можно не учитывать. Kwa kuwa vijidudu vingi, isipokuwa hyperthermofili, havifanyi kazi katika mazingira yenye halijoto ya juu (>100°C), MIC katika chuma chenye 9% Cr inaweza kupuuzwa katika visa kama hivyo.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 vijidudu vingi, isipokuwa hyperthermofili, havionyeshi shughuli katika mazingira yenye halijoto ya juu (>100 °C), MIC katika chuma chenye 9% Cr inaweza kupuuzwa katika kesi hii.Hata hivyo, wakati chuma cha 9% Cr kinatumika katika mazingira ya joto la wastani, hatua mbalimbali lazima zichukuliwe ili kupunguza MIC.
Jamii mbalimbali za vijidudu na mabadiliko yao yalionekana 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), ikidokeza kwa nguvu kwamba kutu hii ni maikrofoni. Ramirez na wenzake 13 wanaripoti mpito wa hatua 3 (FeOB => SRB/IRB = > SOB) katika mfumo ikolojia wa vijidudu vya baharini kwa zaidi ya miezi 6, ambapo sulfidi ya hidrojeni inayozalishwa na SRB iliyoimarishwa ya pili inaweza hatimaye kuchangia katika utajiri wa SOB. Ramirez na wenzake 13 wanaripoti mpito wa hatua 3 (FeOB => SRB/IRB => SOB) katika mfumo ikolojia wa vijidudu vya baharini kwa zaidi ya miezi 6, wakati sulfidi ya hidrojeni inayozalishwa na SRB iliyoimarishwa ya pili inaweza hatimaye kuchangia katika utajiri 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 na wenzake 13 wanaripoti mpito wa hatua tatu (FeOB => SRB/IRB => SOB) katika mfumo ikolojia wa vijidudu vya baharini kwa kipindi cha miezi 6, ambapo sulfidi ya hidrojeni inayozalishwa kutokana na utajiri wa sekondari wa SRB inaweza hatimaye kuchangia utajiri 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 na wenzake 13 waliripoti mpito wa hatua tatu (FeOB => SRB/IRB => SOB) katika mfumo ikolojia wa vijidudu vya baharini kwa kipindi cha miezi 6, ambapo sulfidi hidrojeni inayozalishwa kutokana na utajiri wa sekondari wa SRB inaweza hatimaye kuchangia utajiri wa SOB.McBeth na Emerson36 waliripoti utajiri wa msingi katika FeOB. Vile vile, uboreshaji wa FeOB wakati wa awamu ya awali ya kutu huonekana katika utafiti huu, lakini mabadiliko ya vijidudu pamoja na kuendelea kwa kutu inayoonekana katika kaboni na 1% na 2.25% Cr vyuma na chuma cha kutupwa zaidi ya miezi 22 ni FeOB => IRB = > SRB (Michoro 7 na 8). Vile vile, uboreshaji wa FeOB wakati wa awamu ya awali ya kutu huonekana katika utafiti huu, lakini mabadiliko ya vijidudu pamoja na kuendelea kwa kutu inayoonekana katika kaboni na 1% na 2.25% ya vyuma vya Cr na chuma cha kutupwa zaidi ya miezi 22 ni FeOB => IRB => SRB (Michoro 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, ongezeko la FeOB katika hatua za mwanzo za kutu huzingatiwa, lakini mabadiliko ya vijidudu kadri kutu inavyoendelea, yanayoonekana katika kaboni na 1% na 2.25% ya vyuma vya Cr na chuma cha kutupwa kwa miezi 22, ni FeOB => IRB => SRB (Michoro 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 kibiolojia yaliyoonekana katika kaboni na 1% na 2.25% ya vyuma vya Cr na chuma cha kutupwa kwa miezi 22 yalikuwa FeOB => IRB => SRB (Mchoro 7 na 8).SRB zinaweza kujikusanya kwa urahisi katika mazingira ya maji ya bahari kutokana na viwango vya juu vya ioni za salfeti, lakini utajiri wao katika mazingira ya maji safi hucheleweshwa na viwango vya chini vya ioni za salfeti. Utajiri wa SRB katika maji ya bahari umeripotiwa mara kwa mara10,12,45.
a Kaboni na nitrojeni kikaboni kupitia umetaboli wa nishati unaotegemea Fe(II) oksidi ya chuma (seli nyekundu [Dechloromonas sp.] na kijani [Sideroxydans sp.]) na bakteria zinazopunguza Fe(III) (seli za kijivu [Geothrix sp. na Geobacter sp. ]) katika hatua ya awali ya kutu, kisha bakteria zinazopunguza salfeti isiyo na aerobiki (SRP) na vijidudu vya heterotrophic huongeza hatua ya kukomaa ya kutu kwa kula vitu vya kikaboni vilivyokusanywa. b Mabadiliko katika jamii za vijidudu kwenye metali zinazostahimili kutu. Seli za zambarau, bluu, njano, na nyeupe zinawakilisha bakteria kutoka kwa familia za Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea, na zingine, mtawalia.
Kuhusu mabadiliko katika jamii ya vijidudu na uwezekano wa uboreshaji wa SRB, FeOB ni muhimu katika hatua ya mwanzo ya kutu, na Dechloromonas zinaweza kupata nishati yao ya ukuaji kutoka kwa oksidi ya Fe(II). Vijidudu vinaweza kuishi katika vyombo vyenye vipengele vidogo, lakini havitakua kwa kasi. Hata hivyo, bwawa la kuzama linalotumika katika utafiti huu ni bonde la kufurika, lenye mtiririko wa 20 m3/h, ambalo hutoa vipengele vidogo vyenye ioni zisizo za kikaboni kila mara. Katika hatua za mwanzo za kutu, ioni za feri hutolewa kutoka kwa chuma cha kaboni na chuma cha kutupwa, na FeOB (kama vile Dechloromonas) huzitumia kama chanzo cha nishati. Kiasi kidogo cha kaboni, fosfeti na nitrojeni kinachohitajika kwa ukuaji wa seli lazima kiwepo katika maji ya mchakato katika mfumo wa vitu vya kikaboni na visivyo vya kikaboni. Kwa hivyo, katika mazingira haya ya maji safi, FeOB mwanzoni hutajiriwa kwenye nyuso za chuma kama vile chuma cha kaboni na chuma cha kutupwa. Baadaye, IRB zinaweza kukua na kutumia vitu vya kikaboni na oksidi za chuma kama vyanzo vya nishati na vipokezi vya elektroni vya mwisho, mtawalia. Katika bidhaa zilizokomaa za kutu, hali ya anaerobic iliyojaa nitrojeni inapaswa kuundwa kutokana na umetaboli wa FeOB na IRB. Kwa hivyo, SRB inaweza kukua haraka na kuchukua nafasi ya FeOB na IRB (Mchoro 8a).
Hivi majuzi, Tang na wenzake waliripoti kutu kwa chuma cha pua na Geobacter ferrocens hupunguza katika mazingira ya maji safi kutokana na uhamisho wa elektroni moja kwa moja kutoka kwa chuma hadi kwa vijidudu46. Kwa kuzingatia EMIC, mchango wa vijidudu vyenye sifa za EET ni muhimu. SRB, FeOB, na IRB ndio 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 umeme vinaweza kuchangia kutu kupitia EET, na muundo wa mabadiliko ya jamii yao chini ya ushawishi wa spishi mbalimbali za ioni kadri bidhaa za kutu zinavyoundwa. Kinyume chake, jamii ya vijidudu katika chuma chenye 9% Cr ilitofautiana na vyuma vingine (Mchoro 8b). Baada ya miezi 14, pamoja na utajiri na FeOB, kama vile Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, na Thiomonas pia zilitajirishwa (Mchoro 7i). Mabadiliko haya ni tofauti sana na yale ya vifaa vingine vya kutu, kama vile chuma cha kaboni, na yanaweza kuathiriwa na ioni zenye kromiamu nyingi zilizoyeyushwa wakati wa kutu. Ikumbukwe kwamba Thiomonas haina sifa za oksidi za salfa tu, bali pia sifa za oksidi za Fe(II), mfumo wa EET, na uvumilivu wa metali nzito48,49. Zinaweza kutajirishwa kutokana na shughuli za oksidi za Fe(II) na/au matumizi ya moja kwa moja ya elektroni za metali. Katika utafiti uliopita, wingi mkubwa wa Beggiatoacea ulionekana katika biofilms kwenye Cu kwa kutumia mfumo wa ufuatiliaji wa biofilm usioendelea, ikidokeza kwamba bakteria hawa wanaweza kuwa sugu kwa metali zenye sumu kama vile Cu na Cr. Hata hivyo, chanzo cha nishati kinachohitajika na Beggiatoacea kukua katika mazingira haya hakijulikani.
Utafiti huu unaripoti mabadiliko katika jamii za vijidudu wakati wa kutu katika mazingira ya maji safi. Katika mazingira hayo hayo, jamii za vijidudu zilitofautiana katika aina ya chuma. Zaidi ya hayo, matokeo yetu yanathibitisha umuhimu wa FeOB katika hatua za mwanzo za kutu, kwani kimetaboliki ya nishati ya vijidudu inayotegemea chuma inakuza uundaji wa mazingira yenye virutubisho vingi yanayopendelewa na vijidudu vingine kama vile SRB. Ili kupunguza MIC katika mazingira ya maji safi, uboreshaji wa FeOB na IRB lazima uwe mdogo.
Metali tisa zilitumika katika utafiti huu na kusindika katika vitalu vya 50 × 20 × 1–5 mm (unene wa chuma cha ASTM 395 na 1%, 2.25% na 9% Cr: 5 mm; unene wa ASTM A283 na ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 na Aina ya 304 na 316 Chuma cha pua, unene: 1mm), zikiwa na mashimo mawili ya 4mm. Vyuma vya kromiamu vilisuguliwa kwa karatasi ya mchanga na metali zingine zilisuguliwa kwa karatasi ya mchanga 600 kabla ya kuzamishwa. Sampuli zote zilisuguliwa kwa kutumia ethanoli 99.5%, zikaushwa na kupimwa. Sampuli kumi za kila chuma zilitumika kwa hesabu ya kiwango cha kutu na uchambuzi wa microbiome. Kila sampuli iliwekwa kwa mtindo wa ngazi kwa kutumia fimbo za PTFE na vidhibiti (φ 5 × 30 mm, Mchoro wa Nyongeza 2).
Bwawa la kuogelea lina ujazo wa mita za ujazo 1100 na kina cha takriban mita 4. Uingiaji wa maji ulikuwa 20 m3 h-1, kufurika kulitolewa, na ubora wa maji haukubadilika kulingana na msimu (Mchoro wa Nyongeza 3). Ngazi ya sampuli hushushwa kwenye waya wa chuma wa mita 3 ulioning'inizwa katikati ya tanki. Seti mbili za ngazi ziliondolewa kutoka kwenye bwawa kwa muda wa miezi 1, 3, 6, 14 na 22. Sampuli kutoka ngazi moja zilitumika kupima kupunguza uzito na kuhesabu viwango vya kutu, huku sampuli kutoka ngazi nyingine zikitumika kwa ajili ya uchambuzi wa vijidudu. Oksijeni iliyoyeyushwa kwenye tanki la kuzamishwa ilipimwa karibu na uso na chini, na pia katikati, kwa kutumia kitambuzi cha oksijeni kilichoyeyushwa (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, Marekani).
Bidhaa za kutu na biofilms kwenye sampuli ziliondolewa kwa kukwangua kwa kikwaruzo cha plastiki au kufuta kwa kitambaa cha pamba, na kisha kusafishwa kwa ethanoli 99.5% kwa kutumia bafu ya ultrasonic. Sampuli kisha zilizamishwa kwenye myeyusho wa Clark kulingana na 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 kigezo kisichobadilika (8.76 × 104), T ni muda wa mfiduo (h), A ni eneo lote la uso (cm2), W ni upotevu wa uzito (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 3D (LEXT OLS4000, Olympus, Tokyo, Japani).