Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Naggamit ka usa ka bersyon sa browser nga adunay limitado nga suporta sa CSS. Alang sa labing kaayo nga kasinatian, among girekomenda nga mogamit ka usa ka bag-ong browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer). Dugang pa, aron masiguro ang padayon nga suporta, gipakita namon ang site nga wala’y mga istilo ug JavaScript.
Nagpakita sa usa ka carousel sa tulo ka mga slide sa usa ka higayon. Gamita ang Kaniadto ug Sunod nga mga buton sa paglihok sa tulo ka mga slide sa usa ka higayon, o gamita ang mga buton sa slider sa katapusan aron sa paglihok sa tulo ka mga slide sa usa ka higayon.
Sa mga palibot sa tab-ang nga tubig, kanunay nga naobserbahan ang paspas nga kaagnasan sa carbon ug stainless steel. Usa ka 22 ka bulan nga fresh water tank diving nga pagtuon ang gihimo dinhi gamit ang siyam ka grado nga puthaw. Ang gipadali nga corrosion naobserbahan sa carbon ug chromium steels ug cast iron, samtang sa stainless steel walay makita nga corrosion nga nakita bisan human sa 22 ka bulan. Ang usa ka pagtuki sa microbial community nagpakita nga sa panahon sa kinatibuk-ang corrosion, ang Fe(II)-oxidizing bacteria gipadato sa sayong bahin sa corrosion, Fe(III)-reducing bacteria, sa stage sa corrosion development, ug sulfate-reducing bacteria, sa corrosion stage. yugto sa katapusan nga yugto sa kaagnasan sa produkto. Sa sukwahi, ang Beggiatocaea nga bakterya labi ka daghan sa asero nga adunay 9% Cr nga gipailalom sa lokal nga kaagnasan. Kini nga mga komposisyon sa mga komunidad sa microbial lahi usab sa mga sampol sa tubig ug ubos nga sediment. Sa ingon, samtang nag-uswag ang kaagnasan, ang komunidad sa microbial nakaagi sa daghang mga pagbag-o, ug ang metabolismo sa enerhiya sa microbial nga nagsalig sa puthaw nagmugna usa ka palibot nga makapadato sa ubang mga mikroorganismo.
Ang mga metal mahimong madunot ug madunot tungod sa lainlaing pisikal ug kemikal nga mga hinungdan sa palibot sama sa pH, temperatura ug konsentrasyon sa ion. Ang acidic nga mga kondisyon, taas nga temperatura ug mga konsentrasyon sa chloride ilabi na nga makaapekto sa kaagnasan sa mga metal1,2,3. Ang mga mikroorganismo sa natural ug gitukod nga mga palibot kasagarang makaimpluwensya sa pagsul-ob ug pagkadunot sa mga metal, usa ka kinaiya nga gipahayag sa microbial corrosion (MIC)4,5,6,7,8. Ang MIC kanunay nga makit-an sa mga palibot sama sa mga tubo sa sulud sa sulud ug mga tangke sa pagtipig, sa mga lungag sa metal, ug sa yuta, diin kini kalit nga makita ug paspas nga molambo. Busa, ang pag-monitor ug sayo nga pag-ila sa mga MIC lisud kaayo, mao nga ang pag-analisar sa MIC kasagarang gihimo human sa corrosion. Daghang MIC case study ang gitaho diin ang sulfate-reducing bacteria (SRB) kanunay nga makit-an sa mga produkto nga corrosion9,10,11,12,13. Bisan pa, kini nagpabilin nga dili klaro kung ang mga SRB nakatampo sa pagsugod sa kaagnasan, tungod kay ang ilang pagkakita gibase sa pagtuki sa post-corrosion.
Karong bag-o, dugang sa iodine-oxidizing bacteria21, lain-laing iron-degrading microorganisms ang gitaho, sama sa iron-degrading SRB14, methanogens15,16,17, nitrate-reducing bacteria18, iron-oxidizing bacteria19 ug acetogens20. Ubos sa anaerobic o microaerobic nga mga kondisyon sa laboratoryo, kadaghanan niini makadaut sa zero-valent nga puthaw ug carbon steel. Dugang pa, ang ilang mga mekanismo sa corrosion nagsugyot nga ang iron-corrosive methanogens ug SRBs nagpasiugda sa corrosion pinaagi sa pag-ani sa mga electron gikan sa null-valent iron gamit ang extracellular hydrogenases ug multiheme cytochromes, matag usa22,23. Ang mga MIC gibahin ngadto sa duha ka matang: (i) kemikal nga MIC (CMIC), nga dili direkta nga corrosion sa microbially produce species, ug (ii) electrical MIC (EMIC), nga direktang corrosion pinaagi sa electron depletion sa metal24. Ang EMIC nga gipadali pinaagi sa extracellular electron transfer (EET) dako nga interes tungod kay ang mga microorganism nga adunay EET properties hinungdan sa mas paspas nga corrosion kay sa non-EET microorganisms. Samtang ang rate-limiting nga tubag sa CMIC ubos sa anaerobic nga kondisyon mao ang H2 production pinaagi sa proton reduction (H+), EMIC proceeds pinaagi sa EET metabolism, nga independente sa H2 production. Ang mekanismo sa EET sa nagkalain-laing microorganisms may kalabutan sa performance sa microbial cellular fuel ug electrobiosynthesis25,26,27,28,29. Tungod kay ang mga kondisyon sa kultura alang sa kini nga mga corrosive microorganism lahi gikan sa natural nga palibot, dili klaro kung kini nga mga naobserbahan nga microbial corrosion nga mga proseso nagpakita sa kaagnasan sa praktis. Busa, lisud ang pag-obserbar sa mekanismo sa MIC nga gipahinabo sa mga makadaot nga microorganism sa natural nga palibot.
Ang pag-uswag sa teknolohiya sa pagsunud sa DNA nagpadali sa pagtuon sa mga detalye sa mga komunidad sa microbial sa natural ug artipisyal nga mga palibot, pananglitan, ang microbial profiling base sa 16S rRNA gene sequence gamit ang mga bag-ong henerasyon nga sequencer gigamit sa natad sa microbial ecology30,31. ,32. Daghang mga pagtuon sa MIC ang gipatik nga adunay detalyado nga mga komunidad sa microbial sa yuta ug dagat nga palibot13,33,34,35,36. Dugang pa sa SRB, pagpauswag sa Fe(II)-oxidizing (FeOB) ug nitrifying bacteria sa corrosion sample, eg FeOB, sama sa Gallionella spp. ug Dechloromonas spp., ug nitrifying bacteria, sama sa Nitrospira, gitaho usab. spp., sa Carbon ug copper-bearing steels sa soil media33. Sa susama, sa marine environment, ang paspas nga kolonisasyon sa iron-oxidizing bacteria nga sakop sa mga klase nga Zetaproteobacteria ug Betaproteobacteria naobserbahan sulod sa pipila ka semana sa carbon steel 36 . Kini nga mga datos nagpakita sa kontribusyon niini nga mga microorganism ngadto sa corrosion. Bisan pa, sa daghang mga pagtuon, ang gidugayon ug eksperimento nga mga grupo limitado, ug gamay ra ang nahibal-an bahin sa dinamika sa mga komunidad sa microbial sa panahon sa corrosion.
Dinhi, among giimbestigahan ang mga MIC sa carbon steel, chromium steel, stainless steel, ug cast iron gamit ang mga pagtuon sa pagpaunlod sa usa ka aerobic freshwater environment nga adunay kasaysayan sa mga panghitabo sa MIC. Ang mga sample gikuha sa 1, 3, 6, 14 ug 22 nga mga bulan ug ang corrosion rate sa matag metal ug microbial component gitun-an. Ang among mga resulta naghatag ug panabut sa dugay nga dinamika sa mga komunidad sa microbial sa panahon sa kaagnasan.
Sama sa gipakita sa Talaan 1, siyam ka metal ang gigamit niini nga pagtuon. Napulo ka mga sample sa matag materyal ang gituslob sa usa ka linaw sa presko nga tubig. Ang kalidad sa tubig sa proseso mao ang mosunod: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, turbidity 1 ppm ug pH 7.4. Ang dissolved oxygen (DO) nga konsentrasyon sa ubos sa sampling ladder gibana-bana nga 8.2 ppm ug ang temperatura sa tubig gikan sa 9 ngadto sa 23°C seasonal.
Sama sa gipakita sa Figure 1, pagkahuman sa 1 ka bulan nga pagpaunlod sa ASTM A283, ASTM A109 Kondisyon #4/5, ASTM A179, ug ASTM A395 nga cast iron environment, ang mga brown corrosion nga mga produkto naobserbahan sa carbon steel surface sa porma sa generalized corrosion. Ang pagkawala sa gibug-aton niini nga mga espesimen misaka sa panahon (Supplementary Table 1) ug ang corrosion rate mao ang 0.13-0.16 mm kada tuig (Fig. 2). Sa susama, ang kinatibuk-ang corrosion naobserbahan sa mga steel nga adunay ubos nga Cr content (1% ug 2.25%) nga adunay corrosion rate nga mga 0.13 mm/yr (Figures 1 ug 2). Sa kasukwahi, ang puthaw nga adunay 9% Cr nagpakita sa localized corrosion nga mahitabo sa mga gaps nga naporma sa mga gasket. Ang corrosion rate niini nga sample maoy mga 0.02 mm/year, nga mas ubos kay sa steel nga adunay general corrosion. Sa kasukwahi, ang stainless steels type-304 ug -316 nagpakita nga walay makitang corrosion, nga adunay gibanabana nga corrosion rate nga <0.001 mm y−1. Sa kasukwahi, ang stainless steels type-304 ug -316 nagpakita nga walay makitang corrosion, nga adunay gibanabana nga acceleration rate nga <0.001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типов 304 и 316 не проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скорозить корость коррозии мм/год. Sa kasukwahi, ang Type 304 ug 316 stainless steels nagpakita nga walay makitang corrosion, nga adunay gibanabana nga corrosion rate nga <0.001 mm/yr.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 Sa kasukwahi, ang type 304 ug -316 stainless steels nagpakita nga walay makitang corrosion nga adunay design corrosion rate nga <0.001 mm/yr.
Gipakita ang mga macroscopic nga mga hulagway sa matag sample (gitas-on 50 mm × gilapdon 20 mm) sa wala pa ug human sa descaling. 1 metros, 1 ka bulan; 3 metros, 3 ka bulan; 6 metros, 6 ka bulan; 14 metros, 14 ka bulan; 22 metros, 22 ka bulan; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kondisyon 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, asero 1% Cr; 3C asero, 2.25% Cr asero; asero 9C, asero 9% Cr; S6, 316 nga stainless steel; S8, tipo nga 304 nga stainless steel.
Ang corrosion rate gikalkulo gamit ang pagkawala sa timbang ug oras sa pagpaunlod. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, gipagahi 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, asero 1% Cr, 3 C, asero 2.25% Cr, 9 C, asero 9% Cr, S6, tipo 316 stainless steel; S8, tipo nga 304 nga stainless steel.
Sa fig. Gipakita usab sa 1 nga ang mga produkto sa corrosion sa carbon steel, ubos nga Cr steel ug cast iron mas molambo human sa pagpaunlod sulod sa 3 ka bulan. Ang kinatibuk-ang corrosion rate anam-anam nga mikunhod ngadto sa 0.07 ~ 0.08 mm / tuig human sa 22 ka bulan (Figure 2). Dugang pa, ang corrosion rate sa 2.25% Cr steel gamay nga ubos kay sa ubang corroded specimens, nga nagpakita nga ang Cr makapugong sa corrosion. Dugang sa kinatibuk-ang corrosion, sumala sa ASTM A179, ang localized corrosion naobserbahan human sa 22 ka bulan nga adunay giladmon nga corrosion nga mga 700 µm (Fig. 3). Ang lokal nga corrosion rate, nga kalkulado gamit ang corrosion depth ug immersion time, maoy 0.38 mm/yr, nga mga 5 ka beses nga mas paspas kay sa general corrosion. Ang corrosion rate sa ASTM A395 alloy mahimong maminusan tungod kay ang mga produkto sa corrosion dili hingpit nga makuha ang sukod pagkahuman sa 14 o 22 ka bulan nga pagpaunlod sa tubig. Bisan pa, ang kalainan kinahanglan nga gamay ra. Dugang pa, daghang gagmay nga mga gahong ang naobserbahan sa corroded ubos nga chromium steel.
Tibuok nga hulagway (scale bar: 10 mm) ug localized corrosion (scale bar: 500 µm) sa ASTM A179 ug 9% Cr steel sa pinakataas nga giladmon gamit ang 3D viewing laser microscope. Ang pula nga mga lingin sa tibuok nga hulagway nagpakita sa gisukod nga localized corrosion. Ang bug-os nga pagtan-aw sa 9% Cr steel gikan sa likod nga bahin gipakita sa Figure 1.
Ingon sa gipakita sa fig. 2, alang sa steel nga adunay 9% Cr, walay corrosion nga naobserbahan sulod sa 3-14 ka bulan, ug ang corrosion rate halos zero. Apan, ang localized corrosion naobserbahan human sa 22 ka bulan (Figure 3) nga adunay corrosion rate nga 0.04 mm/yr nga kalkulado gamit ang pagkawala sa timbang. Ang pinakataas nga localized corrosion depth mao ang 1260 µm ug ang localized corrosion rate nga gibanabana gamit ang corrosion depth ug immersion time (22 ka bulan) kay 0.68 mm/yr. Tungod kay ang eksaktong punto diin nagsugod ang corrosion wala mahibal-an, ang corrosion rate mahimong mas taas.
Sa kasukwahi, walay makitang corrosion nga nakita sa stainless steel bisan human sa 22 ka bulan nga pagpaunlod. Bisan tuod ang pipila ka brown nga mga partikulo naobserbahan sa ibabaw sa wala pa ang descaling (Fig. 1), sila huyang nga gilakip ug dili corrosion mga produkto. Tungod kay ang metal makita pag-usab sa stainless steel ibabaw human ang timbangan gikuha, ang corrosion rate mao ang halos zero.
Ang pagsunud sa Amplicon gihimo aron masabtan ang mga kalainan ug dinamika sa mga komunidad sa microbial sa paglabay sa panahon sa mga produkto sa kaagnasan ug biofilm sa mga ibabaw nga metal, sa tubig ug mga linugdang. Adunay kinatibuk-an nga 4,160,012 nga nabasa ang nadawat, nga adunay sakup nga 31,328 hangtod 124,183 nga gibasa.
Ang mga indeks sa Shannon sa mga sample sa tubig nga gikuha gikan sa mga intake sa tubig ug mga lim-aw gikan sa 5.47 ngadto sa 7.45 (Fig. 4a). Tungod kay ang gi-reclaim nga tubig sa suba gigamit ingon nga industriyal nga tubig, ang microbial nga komunidad mahimong magbag-o sa panahon. Sa kasukwahi, ang index sa Shannon sa ubos nga mga sample sa sediment kay mga 9, nga mas taas kay sa mga sample sa tubig. Sa susama, ang mga sample sa tubig adunay ubos nga kalkulado nga mga indeks sa Chao1 ug naobserbahan ang mga operational taxonomic units (OTUs) kay sa mga sample sa sediment (Fig. 4b, c). Kini nga mga kalainan mahinungdanon sa istatistika (Tukey-Kramer test; p-values ​​<0.01, Fig. 4d), nga nagpakita nga ang mga microbial nga komunidad sa mga sample sa sediment mas komplikado kaysa sa mga sample sa tubig. Kini nga mga kalainan mahinungdanon sa istatistika (Tukey-Kramer test; p-values ​​​​<0.01, Fig. 4d), nga nagpakita nga ang mga microbial nga komunidad sa mga sample sa sediment mas komplikado kaysa sa mga sample sa tubig. 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. Kini nga mga kalainan mahinungdanon sa istatistika (Tukey-Kramer test; p value <0.01, Fig. 4d), nga nagpakita nga ang mga microbial nga komunidad sa mga sample sa sediment mas komplikado kaysa sa mga sample sa tubig.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 羮中中中 的 群落更 . . . . . . . Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволяет пимред, положет сообщества в образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. Kini nga mga kalainan mahinungdanon sa istatistika (Tukey-Kramer test; p-value <0.01, Fig. 4d), nga nagsugyot nga ang mga microbial nga komunidad sa mga sample sa sediment mas komplikado kay sa mga sample sa tubig.Tungod kay ang tubig sa overflow basin kanunay nga nagbag-o ug ang mga linugdang namuyo sa ilawom sa basin nga wala’y mekanikal nga kasamok, kini nga kalainan sa microbial diversity kinahanglan magpakita sa ekosistema sa basin.
a Shannon index, b Naobserbahan nga operational taxonomic unit (OTU), ug c Chao1 uptake index (n=6) ug basin (n=5) Tubig, sediment (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 Temper #4/5 (SP: n=5), ASTM A179 (B: n=5), ASTM A179 (B: n=5) n = 5), 2.25% (3 C: n = 5) ug 9% (9 C: n = 5) Cr-steels, ingon man ang tipo nga 316 (S6: n = 5) ug -304 (S8: n = 5) nga mga stainless steel gipakita ingon nga porma sa kahon ug whisker nga mga tsart. d p-values ​​​​para sa mga indeks sa Shannon ug Chao1 nga nakuha gamit ang ANOVA ug Tukey-Kramer nga daghang mga pagsulay sa pagtandi. Ang pula nga background nagrepresentar sa mga pares nga adunay p-values ​​<0.05. Ang pula nga background nagrepresentar sa mga pares nga adunay p-values ​​<0.05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Ang pula nga background nagrepresentar sa mga pares nga adunay p-values ​​<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. Ang pula nga background nagrepresentar sa mga pares nga adunay p-values ​​<0.05.Ang linya sa tunga sa kahon, ang ibabaw ug ubos sa kahon, ug ang mga whisker nagrepresentar sa median, ika-25 ug ika-75 nga porsyento, ug ang minimum ug maximum nga mga bili, matag usa.
Ang mga indeks sa Shannon alang sa carbon steel, ubos nga chromium steel, ug cast iron susama sa mga sample sa tubig (Fig. 4a). Sa kasukwahi, ang mga indeks sa Shannon sa stainless-steel nga mga sample mas taas kay sa mga corroded steels (p-values ​​<0.05, Fig. 4d) ug susama sa mga sediments. Sa kasukwahi, ang mga indeks sa Shannon sa mga sample nga stainless steel mas taas kay sa mga corroded steels (p-values ​​​​<0.05, Fig. 4d) ug susama sa mga sediments. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей5, значительно выше, чем у корродированных сталей5, <0. и аналогичны индексам отложений. Sa kasukwahi, ang mga indeks sa Shannon sa stainless steel nga mga espesimen mas taas kay sa mga corroded steels (p-values ​​​​<0.05, Fig. 4d) ug susama sa mga indeks sa deposito.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，图与片、4d Напротив, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чем у корродированной стали был значительно выше, чем у корродированной стали, <4 как и у отложений. Sa kasukwahi, ang indeks sa Shannon sa stainless steel nga mga espesimen mas taas kay sa corroded steel (p value <0.05, Fig. 4d), sama sa deposito.Sa kasukwahi, ang index sa Shannon alang sa mga asero nga adunay 9% Cr gikan sa 6.95 hangtod 9.65. Kini nga mga kantidad mas taas sa non-corroded specimens sa 1 ug 3 ka bulan kay sa corroded specimens sa 6, 14 ug 22 ka bulan (Fig. 4a). Dugang pa, ang mga indeks sa Chao1 ug naobserbahan nga OTUs sa 9% Cr steels mas taas kay sa mga corroded ug water sample ug mas ubos kay sa mga non-corroded ug sediment sample (Fig. 4b, c), ug ang mga kalainan mahinungdanon sa istatistika (p-values ​​<0.01, Fig. 4d). Dugang pa, ang mga indeks sa Chao1 ug naobserbahan nga OTU sa 9% Cr steels mas taas kay sa mga corroded ug water sample ug mas ubos kay sa non-corroded ug sediment sample (Fig. 4b, c), ug ang mga kalainan mahinungdanon sa istatistika (p-values ​​​​<0.01, Fig. 4d).Dugang pa, ang Chao1 ug naobserbahan nga OTU sa mga asero nga adunay 9% Cr mas taas kaysa sa mga corroded ug aqueous nga mga sample ug mas ubos kaysa sa mga non-corroded ug sedimentary sample (Fig. 4b, c), ug ang mga kalainan mahinungdanon sa istatistika.(p-значения <0,01, рис. 4d). (p-values ​​​​<0.01, Fig. 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），差异具有石具有石0.01, ug 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 样品图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <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 ци вод,нижцо чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,c), а разница была статистически значимой (p- значение < 0,014г ). Dugang pa, ang Chao1 index ug naobserbahan nga OTU sa 9% Cr steel mas taas kay sa mga corroded ug aqueous nga mga sample ug mas ubos kay sa mga uncorroded ug sedimentary sample (Fig. 4b, c), ug ang kalainan mahinungdanon sa istatistika (p-value <0.01, Fig. 4d).Kini nga mga resulta nagpakita nga ang microbial diversity sa corrosion produkto mas ubos kay sa biofilms sa uncorroded metal.
Sa fig. Ang 5a nagpakita sa usa ka Principal Coordinate Analysis (PCoA) plot base sa UniFrac unweighted distance alang sa tanang sample, nga adunay tulo ka dagkong clusters nga naobserbahan. Ang mga komunidad sa mikrobyo sa mga sample sa tubig lahi kaayo sa ubang mga komunidad. Ang mga microbial nga komunidad sa mga linugdang naglakip usab sa stainless steel nga mga komunidad, samtang kini kaylap sa mga sample sa corrosion. Sa kasukwahi, ang mapa sa puthaw nga adunay 9% Cr gibahin ngadto sa non-corroded ug corroded clusters. Tungod niini, ang mga komunidad sa microbial sa metal nga mga ibabaw ug mga produkto sa corrosion lahi kaayo sa mga naa sa tubig.
Principal coordinate analysis (PCoA) plot base sa unweighted UniFrac distances sa tanang sample (a), tubig (b), ug metal (c). Ang mga lingin nagpasiugda sa matag cluster. Ang mga trajectory girepresentahan sa mga linya nga nagkonektar sa mga yugto sa sampling sa serye. 1 metros, 1 ka bulan; 3 metros, 3 ka bulan; 6 metros, 6 ka bulan; 14 metros, 14 ka bulan; 22 metros, 22 ka bulan; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kondisyon 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, asero 1% Cr; 3C asero, 2.25% Cr asero; asero 9C, asero 9% Cr; S6, 316 nga stainless steel; S8, tipo nga 304 nga stainless steel.
Kung gihan-ay sa kronolohikal nga han-ay, ang PCoA nga mga laraw sa mga sample sa tubig anaa sa lingin nga kahikayan (Fig. 5b). Kini nga pagbag-o sa siklo mahimong magpakita sa mga pagbag-o sa panahon.
Dugang pa, duha lamang ka pungpong (corroded ug non-corroded) ang naobserbahan sa PCoA plots sa metal samples, diin (gawas sa 9% chromium steel) ang pagbalhin sa microbial community gikan sa 1 ngadto sa 22 ka bulan naobserbahan usab (Fig. 5c). Dugang pa, tungod kay ang mga transisyon sa corroded sample mas dako kay sa non-corroded sample, adunay correlation tali sa mga kausaban sa microbial community ug corrosion progression. Sa mga sample sa asero nga adunay 9% Cr, duha ka klase sa microbial nga komunidad ang gipadayag: mga punto sa 1 ug 6 ka bulan, nga nahimutang duol sa stainless steel, ug uban pa (3, 14, ug 22 ka bulan), nga nahimutang sa mga punto nga duol sa corroded steel. Ang 1 nga bulan ug ang mga kupon nga gigamit alang sa pagkuha sa DNA sa 6 nga mga bulan wala madunot, samtang ang mga kupon sa 3, 14 ug 22 nga mga bulan na-corroded (Supplementary Figure 1). Busa, ang mga microbial nga komunidad sa corroded sample lahi gikan sa tubig, sediment, ug non-corroded sample ug nausab samtang nag-uswag ang corrosion.
Ang mga nag-unang matang sa microbial nga komunidad nga naobserbahan sa mga sample sa tubig mao ang Proteobacteria (30.1-73.5%), Bacteroidetes (6.3-48.6%), Planctomycetota (0.4-19.6%) ug Actinobacteria (0-17.7%), ang ilang paryente nga kadagaya nagkalainlain gikan sa sample ngadto sa sample (Fig. 6) sa abstract nga tubig. Kini nga kalainan mahimong maimpluwensyahan sa oras sa pagpuyo sa tubig sa tangke sa pag-awas. Kini nga mga matang nakita usab sa ubos nga mga sampol sa linugdang, apan ang ilang relatibong kadagaya lahi kaayo kay sa mga sample sa tubig. Dugang pa, ang paryente nga sulod sa Acidobacteriota (8.7-13.0%), Chloroflexi (8.1-10.2%), Nitrospirota (4.2-4.4%) ug Desulfobacterota (1.5-4.4%) %) mas taas kay sa mga sample sa tubig. Tungod kay halos tanang klase sa Desulfobacterota SRB37, ang palibot sa sediment kinahanglang anaerobic. Bisan tuod ang Desulfobacterota posibling makaimpluwensya sa corrosion, ang risgo kinahanglan nga ubos kaayo tungod kay ang ilang mga paryente nga abunda sa tubig sa pool kay <0.04%. Bisan tuod ang Desulfobacterota posibling makaimpluwensya sa corrosion, ang risgo kinahanglan nga ubos kaayo tungod kay ang ilang mga paryente nga abunda sa tubig sa pool kay <0.04%. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольку их относилените воде бассейна составляет <0,04%. Bisan tuod ang Desulfobacterota mahimong adunay epekto sa corrosion, ang risgo kinahanglan nga ubos kaayo tungod kay ang ilang relatibong kadagaya sa tubig sa pool kay <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庹中的相庹中。 <0.04%. Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку их относительное содерьное содебс составляет <0,04%. Bisan kung ang klase nga Desulfobacillus mahimong makaimpluwensya sa kaagnasan, ang peligro kinahanglan nga labi ka ubos tungod kay ang ilang paryente nga abunda sa tubig sa pool kay <0.04%.
Ang RW ug Air nagrepresentar sa mga sample sa tubig gikan sa pag-inom sa tubig ug planggana, matag usa. Ang Sediment-C, -E, -W mao ang mga sample sa sediment nga gikuha gikan sa sentro sa ilawom sa basin, ingon man gikan sa sidlakan ug kasadpan nga mga kilid. 1 metros, 1 ka bulan; 3 metros, 3 ka bulan; 6 metros, 6 ka bulan; 14 metros, 14 ka bulan; 22 metros, 22 ka bulan; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, kondisyon 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, asero 1% Cr; 3C asero, 2.25% Cr asero; asero 9C, asero 9% Cr; S6, 316 nga stainless steel; S8, tipo nga 304 nga stainless steel.
Sa lebel sa genus, usa ka gamay nga mas taas nga proporsiyon (6-19%) sa wala maklasipikar nga bakterya nga sakop sa pamilyang Trichomonadaceae, ingon man ang Neosphingosine, Pseudomonas, ug Flavobacterium, naobserbahan sa tanang panahon. Ingon nga menor de edad nga nag-unang mga sangkap, ang ilang mga bahin lainlain (Fig. 1). . 7a ug b). Sa mga sapa, ang paryente nga abunda sa Flavobacterium, Pseudovibrio, ug Rhodoferrobacter mas taas lamang sa tingtugnaw. Sa susama, mas taas nga sulod sa Pseudovibrio ug Flavobacterium ang naobserbahan sa tubig sa tingtugnaw sa basin. Sa ingon, ang mga komunidad sa microbial sa mga sample sa tubig lainlain depende sa panahon, apan wala makaagi sa daghang mga pagbag-o sa panahon sa pagtuon.
a Intake nga tubig, b Swimming pool nga tubig, c ASTM A283, d ASTM A109 temperatura #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, ug i 9% Cr steel , j Type-316 ug stainless steel K-304.
Ang Proteobacteria mao ang mga nag-unang sangkap sa tanan nga mga sample, apan ang ilang paryente nga kadagaya sa mga corroded sample mikunhod samtang nag-uswag ang corrosion (Fig. 6). Sa mga sample nga ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 ug 1% ug 2.25% Cr, ang paryente nga kadagaya sa proteobacteria mikunhod gikan sa 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84%. , 83.8% kay 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% ug 31.3% matag usa. Sa kasukwahi, ang mga paryente nga kadagaya sa Desulfobacterota anam-anam nga misaka gikan sa <0.1% ngadto sa 12.5-45.9% uban sa pag-uswag sa corrosion. Sa kasukwahi, ang mga paryente nga kadagaya sa Desulfobacterota anam-anam nga misaka gikan sa <0.1% ngadto sa 12.5-45.9% uban sa pag-uswag sa corrosion. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% ngadto sa 12,5–45,9% pinaagi sa мере развроизиик. Sa kasukwahi, ang relatibong kadagaya sa Desulfobacterota anam-anam nga mitaas gikan sa <0.1% ngadto sa 12.5–45.9% samtang ang corrosion nagpadayon.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% ngadto sa 12,5–45,9% gikan sa мере развизтия корроро. Sa kasukwahi, ang paryente nga kadagaya sa Desulfobacillus anam-anam nga misaka gikan sa <0.1% ngadto sa 12.5-45.9% samtang ang corrosion miuswag.Busa, samtang nag-uswag ang corrosion, ang Proteobacteira gipulihan sa Desulfobacterota.
Sa kasukwahi, ang mga biofilm sa uncorroded stainless steel adunay parehas nga proporsyon sa lainlaing bakterya. Proteobacteria (29.4-34.1%), Planctomycetota (11.7-18.8%), Nitrospirot (2.9-20.9%), Acidobacteriota (8.6-18.8%), Bacteroidota (3.1-9.2%) ug Chloroflexi (2.1-8.8%). Nakaplagan nga ang proporsiyon sa Nitrospirot sa stainless steel nga mga sample anam-anam nga misaka (Fig. 6). Kini nga mga ratios susama niadtong anaa sa sediment sample, nga katumbas sa PCoA plot nga gipakita sa Fig. 5a.
Sa steel samples nga adunay 9% Cr, duha ka klase sa microbial community ang naobserbahan: 1-month ug 6-month microbial community parehas niadtong naa sa ubos nga sediment samples, samtang ang proporsyon sa proteobacteria sa corrosion sample 3, 14, ug 22 misaka pag-ayo. mga bulan Dugang pa, kining duha ka microbial nga komunidad sa 9% Cr steel samples katumbas sa split clusters sa PCoA plot nga gipakita sa Fig. 5c.
Sa lebel sa genus,> 2000 nga mga OTU nga adunay wala gi-assign nga bakterya ug archaea ang naobserbahan. Sa lebel sa genus,> 2000 nga mga OTU nga adunay wala gi-assign nga bakterya ug archaea ang naobserbahan.Sa lebel sa genus, kapin sa 2000 ka OTU ang naobserbahan nga adunay wala mailhi nga bakterya ug archaea.Sa lebel sa genus, kapin sa 2000 ka mga OTU ang naobserbahan nga adunay wala matino nga bakterya ug archaea. Taliwala kanila, nagpunting kami sa 10 ka OTU nga adunay taas nga populasyon sa matag sample. Kini naglangkob sa 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% ug 17.5-46.8% A179. , ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2.25% ug 9% Cr steels ug Type 316 ug -304 stainless steels.
Ang medyo taas nga sulod sa dechlorinated monoliths nga adunay Fe(II) oxidizing properties naobserbahan sa corrosion samples sama sa ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 ug steels nga adunay 1% ug 2.25% Cr. sayo nga yugto sa corrosion (1 ka bulan ug 3 ka bulan, Fig. 7c-h). Ang proporsiyon sa Dechloromonas mikunhod sa paglabay sa panahon, nga katumbas sa pagkunhod sa Proteobacteria (Fig. 6). Dugang pa, ang mga proporsyon sa Dechloromonas sa biofilms sa mga non-corroded sample kay <1%. Dugang pa, ang mga proporsyon sa Dechloromonas sa biofilms sa mga non-corroded sample kay <1%. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Dugang pa, ang proporsiyon sa Dechloromonas sa biofilms sa wala madugta nga mga specimen kay <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%. Dugang pa, ang proporsyon sa Dechloromonas sa biofilm sa mga wala madunot nga mga specimen kay <1%.Busa, taliwala sa mga produkto sa kaagnasan, ang Dechloromonas labi nga gipauswag sa usa ka sayo nga yugto sa kaagnasan.
Sa kasukwahi, sa ASTM A179, ASTM A109 tempered #4/5, ASTM A179, ASTM A395 ug steels nga adunay 1% ug 2.25% Cr, ang proporsiyon sa SRB Desulfovibrio species sa kataposan misaka human sa 14 ug 22 ka bulan (Fig. 7c–h). Ang desulfofibrion ubos kaayo o wala makit-an sa unang mga hugna sa corrosion, sa mga sample sa tubig (Fig. 7a, b) ug sa non-corroded biofilms (Fig. 7j, j). Kini kusganong nagsugyot nga gipalabi ni Desulfovibrio ang palibot sa mga naporma nga mga produkto sa kaagnasan, bisan kung wala kini makaapekto sa kaagnasan sa una nga mga yugto sa kaagnasan.
Ang Fe(III)-reducing bacteria (RRB), sama sa Geobacter ug Geothrix, nakit-an sa mga produkto sa corrosion sa tunga-tunga nga yugto sa corrosion (6 ug 14 ka bulan), apan ang proporsyon sa ulahing (22 ka bulan) nga mga yugto sa corrosion mas taas niini. medyo ubos (Fig. 7c, eh). Ang genus Sideroxydans nga adunay Fe (II) oxidation properties nagpakita sa susama nga kinaiya (Fig. 7f), mao nga ang proporsyon sa FeOB, IRB, ug SRB mas taas lamang sa mga corroded sample. Kini kusganong nagsugyot nga ang mga pagbag-o sa kini nga mga microbial nga komunidad adunay kalabotan sa pag-uswag sa kaagnasan.
Sa asero nga adunay 9% Cr nga corroded human sa 3, 14 ug 22 nga mga bulan, usa ka mas taas nga proporsiyon sa mga sakop sa pamilyang Beggiatoacea (8.5-19.6%) ang naobserbahan, nga mahimong magpakita sa sulfur oxidizing properties, ug sideroxidans naobserbahan (8.4-13.7%) (Fig. 1). ). 7i) Dugang pa, ang Thiomonas, usa ka sulfur oxidizing bacterium (SOB), nakit-an sa mas taas nga numero (3.4% ug 8.8%) sa 3 ug 14 ka bulan. Sa kasukwahi, ang nitrate-reducing bacteria Nitrospira (12.9%) naobserbahan sa 6-ka-bulan nga uncorroded sample. Ang dugang nga proporsiyon sa Nitrospira nakita usab sa biofilms sa stainless steel human sa paglusbog (Fig. 7j, k). Busa, ang mga microbial nga komunidad sa 1- ug 6-ka-bulan nga wala madunot nga 9% Cr steels susama sa mga stainless steel biofilms. Dugang pa, ang mga microbial nga komunidad sa 9% Cr steel nga corroded sa 3, 14 ug 22 ka bulan lahi sa mga produkto sa corrosion sa carbon ug ubos nga chromium steels ug cast iron.
Ang pag-uswag sa kaagnasan kasagaran mas hinay sa tab-ang nga tubig kaysa sa tubig sa dagat tungod kay ang konsentrasyon sa mga chloride ion makaapekto sa pagkagahi sa metal. Bisan pa, ang pipila ka mga stainless steel mahimong madunot sa mga palibot sa tab-ang nga tubig38,39. Dugang pa, ang MIC sa sinugdan gisuspetsahan nga ang mga corroded nga materyal kaniadto naobserbahan sa presko nga tubig nga pool nga gigamit niini nga pagtuon. Sa dugay nga mga pagtuon sa pagpaunlod, lain-laing mga porma sa corrosion, tulo ka matang sa microbial nga komunidad, ug usa ka pagbag-o sa microbial komunidad sa corrosion produkto naobserbahan.
Ang freshwater medium nga gigamit niini nga pagtuon usa ka sirado nga tangke para sa teknikal nga tubig nga gikuha gikan sa suba nga adunay medyo lig-on nga kemikal nga komposisyon ug usa ka seasonal nga pagbag-o sa temperatura sa tubig gikan sa 9 ngadto sa 23 °C. Busa, ang mga seasonal nga pag-usab-usab sa mga komunidad sa microbial sa mga sample sa tubig mahimong may kalabutan sa mga pagbag-o sa temperatura. Dugang pa, ang komunidad sa microbial sa tubig sa pool medyo lahi kaysa sa tubig sa input (Fig. 5b). Kanunay nga giilisan ang tubig sa pool tungod sa pag-awas. Tungod niini, ang DO nagpabilin sa ~ 8.2 ppm bisan sa tunga-tunga nga giladmon tali sa nawong sa basin ug sa ubos. Sa kasukwahi, ang palibot sa linugdang kinahanglan nga anaerobic, tungod kay kini mopuyo ug magpabilin sa ilawom sa reservoir, ug ang microbial flora niini (sama sa CRP) kinahanglan usab nga lahi sa microbial flora sa tubig (Fig. 6). Tungod kay ang mga kupon sa pool mas layo sa mga linugdang, sila naladlad lamang sa presko nga tubig sa panahon sa mga pagtuon sa pagpaunlod ubos sa aerobic nga kondisyon.
Kinatibuk-ang corrosion mahitabo sa carbon steel, ubos nga chromium steel, ug cast iron sa tab-ang nga tubig palibot (Figure 1) tungod kay kini nga mga materyales dili corrosion resistant. Apan, ang corrosion rate (0.13 mm yr-1) ubos sa abiotic freshwater nga mga kondisyon mas taas kay sa miaging mga pagtuon40 (0.04 mm yr-1) ug ikatandi sa corrosion rate (0.02-0.76 mm yr-1) sa presensya sa mga microorganism 1) Susama sa freshwater nga kondisyon40,41,42. Kini nga paspas nga corrosion rate usa ka kinaiya sa MIC.
Dugang pa, human sa 22 ka bulan nga pagpaunlod, ang localized corrosion naobserbahan sa daghang mga metal ubos sa corrosion nga mga produkto (Fig. 3). Sa partikular, ang localized corrosion rate nga naobserbahan sa ASTM A179 mga lima ka beses nga mas paspas kaysa sa general corrosion. Kining talagsaon nga porma sa corrosion ug accelerated corrosion rate naobserbahan usab sa corrosion nga nahitabo sa samang butang. Sa ingon, ang pagpaunlod nga gihimo sa kini nga pagtuon nagpakita sa kaagnasan sa praktis.
Taliwala sa gitun-an nga mga metal, ang 9% Cr steel nagpakita sa labing grabe nga corrosion, nga adunay giladmon nga corrosion nga> 1.2 mm, nga lagmit MIC tungod sa paspas nga corrosion ug abnormal nga porma sa corrosion. Taliwala sa gitun-an nga mga metal, ang 9% Cr steel nagpakita sa labing grabe nga corrosion, nga adunay giladmon nga corrosion nga> 1.2 mm, nga lagmit MIC tungod sa paspas nga corrosion ug abnormal nga porma sa corrosion. 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. Taliwala sa mga metal nga gisusi, ang steel nga adunay 9% Cr nagpakita sa pinakagrabe nga corrosion nga adunay giladmon nga corrosion>1.2 mm, nga lagmit mao ang MIC tungod sa paspas nga corrosion ug abnormal nga porma sa corrosion.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, скоре за ускоренных и аномальных форм коррозии. Taliwala sa gitun-an nga mga metal, ang asero nga adunay 9% Cr ang pinakagrabe nga corroded, nga adunay giladmon nga corrosion nga> 1.2 mm, lagmit nga MIC tungod sa paspas ug anomalous nga mga porma sa corrosion.Tungod kay ang 9% Cr steel gigamit sa taas nga temperatura nga mga aplikasyon, ang corrosion behavior niini gitun-an na kaniadto43,44 apan walay MIC nga gitaho kaniadto alang niini nga metal. Ingon nga daghang mga mikroorganismo, gawas sa mga hyperthermophile, dili aktibo sa usa ka taas nga temperatura nga palibot (> 100 °C), ang MIC sa 9% Cr nga asero mahimong dili tagdon sa ingon nga mga kaso. Ingon nga daghang mga mikroorganismo, gawas sa mga hyperthermophile, dili aktibo sa usa ka taas nga temperatura nga palibot (> 100 °C), ang MIC sa 9% Cr nga asero mahimong dili tagdon sa ingon nga mga kaso. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной людел (>10 °C) с 9% Cr в таких случаях можно не учитывать. Tungod kay daghang mga mikroorganismo, gawas sa mga hyperthermophile, dili aktibo sa usa ka taas nga temperatura nga palibot (> 100 ° C), ang MIC sa asero nga adunay 9% Cr mahimong ibaliwala sa ingon nga mga kaso.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情在这种情可% Cr 钢中的MIC. 9% Cr 颃(>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высокотемператылов, не проявляют активности в высокотемператных (>1Кордных ), сурных в стали с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. Tungod kay daghang mga mikroorganismo, gawas sa mga hyperthermophile, wala magpakita sa kalihokan sa taas nga temperatura nga mga palibot (> 100 °C), ang MIC sa asero nga adunay 9% Cr mahimong ibaliwala niini nga kaso.Bisan pa, kung ang 9% Cr steel gigamit sa usa ka medium nga temperatura nga palibot, lainlain nga mga lakang ang kinahanglan himuon aron makunhuran ang MIC.
Ang lainlaing mga komunidad sa microbial ug ang ilang mga pagbag-o naobserbahan sa mga deposito sa wala madunot nga materyal ug sa mga produkto sa kaagnasan sa mga biofilm kung itandi sa tubig, dugang sa gipadali nga kaagnasan (Fig. 5-7), kusganon nga nagsugyot nga kini nga kaagnasan usa ka mikropono. Si Ramirez et al.13 nagtaho ug 3 ka lakang nga transisyon (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa usa ka marine microbial ecosystem nga kapin sa 6 ka bulan, diin ang hydrogen sulfide nga giprodyus sa secondary enriched SRB mahimong sa kataposan makatampo sa pagpauswag sa SOB. Si Ramirez et al.13 nagtaho ug 3 ka lakang nga transisyon (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa usa ka marine microbial ecosystem nga kapin sa 6 ka bulan, sa dihang ang hydrogen sulfide nga giprodyus sa secondary enriched SRB mahimong sa kataposan makatampo sa pagpauswag sa SOB. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa морской микробной экосистеме в течение 6 мескоц сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SOB. Si Ramirez et al.13 nagtaho ug tulo ka yugto nga transisyon (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa marine microbial ecosystem sulod sa 6 ka bulan, diin ang hydrogen sulfide nga namugna gikan sa SRB secondary enrichment sa kataposan makatampo sa SOB enrichment. 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 集可能 最终 有助于 sob 的富集。 Ramirez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa морской микробной экосистеме в течение 6 мрокця сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итоге способствовать обю SOBще. Si Ramirez et al.13 nagtaho sa tulo ka lakang nga transisyon (FeOB => SRB/IRB => SOB) sa marine microbial ecosystem sulod sa 6 ka bulan, diin ang hydrogen sulfide nga gihimo gikan sa SRB secondary enrichment mahimong sa ngadtongadto makatampo sa SOB enrichment.Gi-report ni McBeth ug Emerson36 ang panguna nga pagpauswag sa FeOB. Sa susama, ang pagpauswag sa FeOB sa panahon sa sayo nga corrosion phase naobserbahan niini nga pagtuon, apan ang microbial nga mga kausaban sa pag-uswag sa corrosion naobserbahan sa carbon ug 1% ug 2.25% Cr steels ug cast iron sa 22 mo mao ang FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 ug 8). Sa susama, ang pagpalambo sa FeOB sa panahon sa unang bahin sa corrosion naobserbahan niini nga pagtuon, apan ang microbial nga mga kausaban sa pag-uswag sa corrosion naobserbahan sa carbon ug 1% ug 2.25% Cr steels ug cast puthaw sa ibabaw sa 22 mo mao ang FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 ug 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозии, но микробные измронмение коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, представлябют = ORB. ug 8). Sa susama, sa niini nga pagtuon enrichment sa FeOB sa usa ka sayo nga yugto sa corrosion naobserbahan, apan microbial kausaban sa corrosion pag-uswag, obserbahan sa carbon ug 1% ug 2.25% Cr steels ug sa cast puthaw sa ibabaw sa 22 ka bulan, mao ang FeOB => IRB => SRB (Figures 7 ug 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 микробимля наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (ris. 7 и ). Sa susama, ang FeOB enrichment sa unang mga hugna sa corrosion naobserbahan niini nga pagtuon, apan ang microbiological nga mga kausaban naobserbahan sa carbon ug 1% ug 2.25% Cr steels ug cast iron sulod sa 22 ka bulan mao ang FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 ug 8).Ang mga SRB dali nga makaipon sa mga palibot sa tubig sa dagat tungod sa taas nga konsentrasyon sa sulfate ion, apan ang ilang pagpauswag sa mga palibot sa tab-ang nga tubig nalangan tungod sa ubos nga konsentrasyon sa ion nga sulfate. Ang pagpadato sa SRB sa tubig sa dagat kanunay nga gitaho 10,12,45.
usa ka Organic nga carbon ug nitrogen pinaagi sa Fe(II)-dependent energy metabolism iron oxide (pula [Dechloromonas sp.] ug berde [Sideroxydans sp.] cells) ug Fe(III) reducing bacteria (grey cells [Geothrix sp. ug Geobacter sp. ]) sa sayong bahin sa corrosion, unya anaerobic sulfate-reducing nga yugto sa microorganisms nga anaerobic (SRP) pagkonsumo sa natipon nga organikong butang. b Mga kausaban sa microbial nga mga komunidad sa corrosion-resistant nga mga metal. Ang bayolet, asul, dalag, ug puti nga mga selula nagrepresentar sa bakterya gikan sa pamilyang Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea, ug uban pa.
Mahitungod sa mga pagbag-o sa microbial nga komunidad ug posible nga pagpauswag sa SRB, ang FeOB kritikal sa sayong yugto sa kaagnasan, ug ang Dechloromonas makakuha sa ilang kusog sa pagtubo gikan sa Fe (II) nga oksihenasyon. Ang mga mikroorganismo mahimong mabuhi sa media nga adunay mga elemento sa pagsubay, apan dili kini motubo nga paspas. Bisan pa, ang plunge pool nga gigamit sa kini nga pagtuon usa ka overflow basin, nga adunay pag-agos nga 20 m3 / h, nga padayon nga nagsuplay sa mga elemento sa pagsubay nga adunay sulud nga dili organikong mga ion. Sa unang mga hugna sa kaagnasan, ang mga ferrous ions gibuhian gikan sa carbon steel ug cast iron, ug ang FeOBs (sama sa Dechloromonas) naggamit niini isip tinubdan sa enerhiya. Ang pagsubay sa gidaghanon sa carbon, phosphate ug nitrogen nga gikinahanglan alang sa pagtubo sa selula kinahanglang anaa sa proseso nga tubig sa porma sa organiko ug dili organikong mga substansiya. Busa, niining lab-as nga tubig nga palibot, ang FeOB sa sinugdan gipadato sa metal nga mga ibabaw sama sa carbon steel ug cast iron. Pagkahuman, ang mga IRB mahimong motubo ug mogamit sa organikong butang ug mga iron oxide ingon mga gigikanan sa enerhiya ug mga tigdawat sa terminal electron, matag usa. Sa hamtong nga mga produkto sa corrosion, ang anaerobic nga kondisyon nga gipadato sa nitrogen kinahanglan nga buhaton tungod sa metabolismo sa FeOB ug IRB. Busa, ang SRB mahimong paspas nga motubo ug mopuli sa FeOB ug IRB (Fig. 8a).
Bag-ohay lang, si Tang et al. nagtaho nga corrosion sa stainless steel ni Geobacter ferroreducens sa freshwater environment tungod sa direktang electron transfer gikan sa iron ngadto sa microbes46. Sa pagkonsiderar sa EMIC, ang kontribusyon sa mga microorganism nga adunay mga kabtangan sa EET kritikal. Ang SRB, FeOB, ug IRB mao ang nag-unang microbial species sa corrosion nga mga produkto niini nga pagtuon, nga kinahanglan adunay EET nga mga kinaiya. Busa, kini nga mga electrochemically active microorganisms mahimong makatampo sa corrosion pinaagi sa EET, ug ang komposisyon sa ilang komunidad mausab ubos sa impluwensya sa nagkalain-laing ionic species samtang ang mga produkto sa corrosion naporma. Sa kasukwahi, ang microbial nga komunidad sa asero nga adunay 9% Cr lahi sa ubang mga asero (Fig. 8b). Human sa 14 ka bulan, dugang sa pagpauswag sa FeOB, sama sa Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea, ug Thiomonas gipadato usab (Fig. 7i). Kini nga pagbag-o lahi kaayo sa ubang mga corrosive nga materyales, sama sa carbon steel, ug mahimong maimpluwensyahan sa mga chromium-rich ions nga natunaw sa panahon sa corrosion. Ilabi na, ang Thiomonas dili lamang adunay sulfur oxidizing properties, apan usab Fe(II) oxidizing properties, usa ka EET system, ug heavy metal tolerance48,49. Mahimo kini nga mapauswag tungod sa kalihokan sa oxidative sa Fe (II) ug / o direkta nga pagkonsumo sa mga metal nga electron. Sa usa ka miaging pagtuon, medyo taas nga kadagaya sa Beggiatoacea naobserbahan sa biofilms sa Cu gamit ang usa ka discontinuous biofilm monitoring system, nga nagsugyot nga kini nga mga bakterya mahimong makasugakod sa makahilo nga mga metal sama sa Cu ug Cr. Bisan pa, ang gigikanan sa enerhiya nga gikinahanglan sa Beggiatoacea aron motubo niini nga palibot wala mahibal-an.
Kini nga pagtuon nagreport sa mga pagbag-o sa mga komunidad sa microbial sa panahon sa kaagnasan sa mga palibot sa tab-ang nga tubig. Sa parehas nga palibot, ang mga komunidad sa microbial lahi sa klase sa metal. Dugang pa, gipamatud-an sa among mga resulta ang kahinungdanon sa FeOB sa unang mga yugto sa kaagnasan, tungod kay ang metabolismo sa enerhiya sa microbial nga nagsalig sa puthaw nagpasiugda sa pagporma sa usa ka dato nga sustansya nga palibot nga gipaboran sa ubang mga microorganism sama sa SRB. Aron makunhuran ang MIC sa freshwater environment, ang FeOB ug IRB enrichment kinahanglan nga limitado.
Siyam ka mga metal ang gigamit niini nga pagtuon ug giproseso ngadto sa mga bloke sa 50 × 20 × 1-5 mm (gibag-on alang sa ASTM 395 steel ug 1%, 2.25% ug 9% Cr: 5 mm; gibag-on alang sa ASTM A283 ug ASTM A179 : 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 ug Type 304 ug 316 Stainless Steel, gibag-on: 1mm), nga adunay duha ka 4mm nga mga lungag. Ang Chromium steel gipasinaw gamit ang sandpaper ug ang ubang mga metal gipasinaw gamit ang 600 grit sandpaper sa wala pa ituslob. Ang tanan nga mga sample gi-sonicated sa 99.5% nga ethanol, gipauga ug gitimbang. Napulo ka mga sample sa matag metal ang gigamit alang sa pagkalkula sa corrosion rate ug microbiome analysis. Ang matag ispesimen gitakda sa usa ka hagdan nga paagi nga adunay PTFE rods ug spacer (φ 5 × 30 mm, Supplementary Fig. 2).
Ang pool adunay gidaghanon nga 1100 cubic meters ug giladmon nga mga 4 metros. Ang pag-agos sa tubig mao ang 20 m3 h-1, ang pag-awas gipagawas, ug ang kalidad sa tubig wala mag-usab-usab sa panahon (Supplementary Fig. 3). Ang sample nga hagdan gipaubos sa usa ka 3 m steel wire nga gisuspinde sa tunga sa tangke. Duha ka set sa hagdan ang gikuha gikan sa pool sa 1, 3, 6, 14 ug 22 ka bulan. Ang mga sample gikan sa usa ka hagdan gigamit sa pagsukod sa gibug-aton sa pagkawala ug pagkalkulo sa corrosion rate, samtang ang mga sample gikan sa laing hagdan gigamit alang sa microbiome analysis. Ang dissolved oxygen sa tangke sa pagpaunlod gisukod duol sa ibabaw ug ubos, ingon man sa tunga, gamit ang dissolved oxygen sensor (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, USA).
Ang mga produkto sa corrosion ug biofilm sa mga sample gikuha pinaagi sa pag-scrape gamit ang plastic scraper o pagpahid gamit ang cotton swab, ug dayon gilimpyohan sa 99.5% nga ethanol gamit ang ultrasonic bath. Ang mga sample giunlod dayon sa solusyon ni Clark subay sa ASTM G1-0351. Ang tanan nga mga sample gitimbang pagkahuman sa pagpauga. Kalkulahin ang corrosion rate (mm/yr) alang sa matag sample gamit ang mosunod nga pormula:
diin ang K usa ka kanunay (8.76 × 104), ang T mao ang oras sa pagkaladlad (h), ang A mao ang kinatibuk-ang luna sa nawong (cm2), ang W mao ang pagkawala sa masa (g), ang D mao ang densidad (g cm–3).
Pagkahuman sa pagtimbang sa mga sample, nakuha ang 3D nga mga imahe sa daghang mga sample gamit ang 3D nga pagsukod sa laser mikroskopyo (LEXT OLS4000, Olympus, Tokyo, Japan).