Děkujeme za návštěvu webu Nature.com. Používáte verzi prohlížeče s omezenou podporou CSS. Pro dosažení nejlepšího zážitku doporučujeme používat aktualizovaný prohlížeč (nebo v prohlížeči Internet Explorer vypnout režim kompatibility). Abychom zajistili neustálou podporu, zobrazujeme web bez stylů a JavaScriptu.
Zobrazí karusel se třemi snímky najednou. Pomocí tlačítek Předchozí a Další můžete procházet tři snímky najednou nebo pomocí posuvníků na konci můžete procházet tři snímky najednou.
Ve sladkovodním prostředí je často pozorována zrychlená koroze uhlíkových a nerezových ocelí. Zde byla provedena 22měsíční studie potápění v nádržích na sladkou vodu s použitím devíti druhů oceli. Zrychlená koroze byla pozorována u uhlíkových a chromových ocelí a litiny, zatímco u nerezové oceli nebyla pozorována žádná viditelná koroze ani po 22 měsících. Analýza mikrobiálního společenstva ukázala, že během obecné koroze byly bakterie oxidující Fe(II) obohaceny v rané fázi koroze, bakterie redukující Fe(III) ve fázi vývoje koroze a bakterie redukující sírany v konečné fázi koroze produktu. Naopak bakterie Beggiatocaea byly obzvláště početné v oceli s 9 % Cr vystavené lokalizované korozi. Toto složení mikrobiálních společenstev se také lišilo od složení ve vzorcích vody a dna sedimentů. S postupující korozí tedy mikrobiální společenstvo prochází dramatickými změnami a na železe závislý energetický metabolismus mikrobů vytváří prostředí, které může obohatit další mikroorganismy.
Kovy se mohou zhoršovat a korodovat v důsledku různých fyzikálních a chemických faktorů prostředí, jako je pH, teplota a koncentrace iontů. Kyselé podmínky, vysoké teploty a koncentrace chloridů ovlivňují korozi kovů zejména1,2,3. Mikroorganismy v přírodním i zastavěném prostředí často ovlivňují opotřebení a korozi kovů, což se projevuje mikrobiální korozí (MIC)4,5,6,7,8. MIC se často nachází v prostředích, jako jsou vnitřní potrubí a skladovací nádrže, v kovových štěrbinách a v půdě, kde se objevuje náhle a rychle se rozvíjí. Monitorování a včasná detekce MIC je proto velmi obtížná, takže analýza MIC se obvykle provádí po korozi. Byla hlášena řada případových studií MIC, ve kterých byly v produktech koroze často nalezeny sulfátredukující bakterie (SRB)9,10,11,12,13. Zůstává však nejasné, zda SRB přispívají k iniciaci koroze, protože jejich detekce je založena na postkorozní analýze.
V poslední době byly kromě bakterií oxidujících jód21 hlášeny i různé mikroorganismy degradující železo, jako například SRB degradující železo14, methanogeny15,16,17, bakterie redukující dusičnany18, bakterie oxidující železo19 a acetogeny20. Za anaerobních nebo mikroaerobních laboratorních podmínek většina z nich koroduje železo s nulovou mocninou a uhlíkovou ocel. Jejich korozní mechanismy navíc naznačují, že methanogeny a SRB korozivní železo podporují korozi tím, že odebírají elektrony z železa s nulovou mocninou pomocí extracelulárních hydrogenáz a multihemových cytochromů22,23. MIC se dělí na dva typy: (i) chemická MIC (CMIC), což je nepřímá koroze mikrobiálně produkovanými druhy, a (ii) elektrická MIC (EMIC), což je přímá koroze v důsledku vyčerpání elektronů z kovu24. EMIC usnadněná extracelulárním přenosem elektronů (EET) je velmi zajímavá, protože mikroorganismy s vlastnostmi EET způsobují rychlejší korozi než mikroorganismy, které EET nemají. Zatímco limitující reakcí CMIC za anaerobních podmínek je produkce H2 prostřednictvím redukce protonu (H+), EMIC probíhá prostřednictvím metabolismu EET, který je nezávislý na produkci H2. Mechanismus EET u různých mikroorganismů souvisí s výkonem mikrobiálního buněčného paliva a elektrobiosyntézou25,26,27,28,29. Protože se kultivační podmínky těchto korozivních mikroorganismů liší od podmínek v přirozeném prostředí, není jasné, zda tyto pozorované procesy mikrobiální koroze odrážejí korozi v praxi. Proto je obtížné pozorovat mechanismus MIC indukovaný těmito korozivními mikroorganismy v přirozeném prostředí.
Vývoj technologie sekvenování DNA usnadnil studium detailů mikrobiálních společenstev v přírodním i umělém prostředí, například mikrobiální profilování založené na sekvenci genu 16S rRNA s využitím sekvenátorů nové generace se používá v oblasti mikrobiální ekologie30,31,32. Byla publikována řada studií MIC, které podrobně popisují mikrobiální společenstva v půdním a mořském prostředí13,33,34,35,36. Kromě SRB bylo také hlášeno obohacení vzorců koroze o Fe(II)-oxidující (FeOB) a nitrifikační bakterie, např. FeOB, jako jsou Gallionella spp. a Dechloromonas spp., a nitrifikační bakterie, jako je Nitrospira spp., v uhlíkových a měděných ocelích v půdním médiu33. Podobně v mořském prostředí byla po několik týdnů na uhlíkové oceli pozorována rychlá kolonizace bakterií oxidujících železo patřících do tříd Zetaproteobacteria a Betaproteobacteria36. Tato data naznačují příspěvek těchto mikroorganismů ke korozi. V mnoha studiích je však doba trvání a experimentální skupiny omezené a o dynamice mikrobiálních společenstev během koroze je známo jen málo.
V této studii zkoumáme minimální inhibiční hodnoty (MIC) uhlíkové oceli, chromové oceli, nerezové oceli a litiny pomocí imerzních studií v aerobním sladkovodním prostředí s historií událostí MIC. Vzorky byly odebrány po 1, 3, 6, 14 a 22 měsících a byla studována rychlost koroze každého kovu a mikrobiální složky. Naše výsledky poskytují vhled do dlouhodobé dynamiky mikrobiálních společenstev během koroze.
Jak je uvedeno v tabulce 1, v této studii bylo použito devět kovů. Deset vzorků od každého materiálu bylo ponořeno do bazénu se sladkou vodou. Kvalita procesní vody je následující: 30 ppm Cl⁻, 20 mS m⁻¹, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, zákal 1 ppm a pH 7,4. Koncentrace rozpuštěného kyslíku (DO) ve spodní části odběrového žebříčku byla přibližně 8,2 ppm a teplota vody se sezónně pohybovala od 9 do 23 °C.
Jak je znázorněno na obrázku 1, po 1 měsíci ponoření do prostředí z litiny dle ASTM A283, ASTM A109 Condition #4/5, ASTM A179 a ASTM A395 byly na povrchu uhlíkové oceli pozorovány hnědé produkty koroze ve formě generalizované koroze. Úbytek hmotnosti těchto vzorků se s časem zvyšoval (doplňková tabulka 1) a rychlost koroze byla 0,13–0,16 mm za rok (obr. 2). Obdobně byla pozorována všeobecná koroze u ocelí s nízkým obsahem Cr (1 % a 2,25 %) s rychlostí koroze přibližně 0,13 mm/rok (obrázky 1 a 2). Naproti tomu ocel s 9 % Cr vykazuje lokalizovanou korozi, která se vyskytuje v mezerách tvořených těsněními. Rychlost koroze tohoto vzorku je přibližně 0,02 mm/rok, což je výrazně méně než u oceli s všeobecnou korozí. Naproti tomu nerezové oceli typu 304 a 316 nevykazují žádnou viditelnou korozi s odhadovanou rychlostí koroze <0,001 mm/y. Naproti tomu nerezové oceli typu 304 a 316 nevykazují žádnou viditelnou korozi s odhadovaným zrychlením <0,001 mm y⁻¹. Напротив, нержавеющие стали типов 304 a 316 не проявляют видимой коррозити, пориэне скорость коррозии составляет <0,001 мм/год. Naproti tomu nerezové oceli typu 304 a 316 nevykazují žádnou viditelnou korozi s odhadovanou rychlostí koroze <0,001 mm/rok.相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速率もy-101 mm<0,001 mm相比之下，304 和-316 型不锈钢没有显示出可见的腐蚀，估计腐蚀速率もy-101 mm<0,001 mm Напротив, нержавеющие стали типа 304 a -316 не показали видимой коррозиист с рассчекорой коррозии <0,001 мм/год. Naproti tomu nerezové oceli typu 304 a -316 nevykazovaly žádnou viditelnou korozi s návrhovou rychlostí koroze <0,001 mm/rok.
Zobrazeny jsou makroskopické snímky každého vzorku (výška 50 mm × šířka 20 mm) před a po odokujíní. 1 metr, 1 měsíc; 3 metry, 3 měsíce; 6 metrů, 6 měsíců; 14 metrů, 14 měsíců; 22 metrů, 22 měsíců; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, stav 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, ocel 1 % Cr; 3C ocel, ocel 2,25 % Cr; ocel 9C, ocel 9 % Cr; S6, nerezová ocel 316; S8, nerezová ocel typ 304.
Rychlost koroze byla vypočtena s použitím úbytku hmotnosti a doby ponoření. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, kalené 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, ocel 1 % Cr, 3 C, ocel 2,25 % Cr, 9 C, ocel 9 % Cr, S6, nerezová ocel typu 316; S8, nerezová ocel typu 304.
Na obr. 1 je také patrné, že produkty koroze uhlíkové oceli, nízkochromové oceli a litiny se po 3měsíčním ponoření dále vyvíjejí. Celková rychlost koroze se po 22 měsících postupně snížila na 0,07 ~ 0,08 mm/rok (obrázek 2). Kromě toho byla rychlost koroze oceli s 2,25% chromem mírně nižší než u jiných zkorodovaných vzorků, což naznačuje, že chrom může korozi inhibovat. Kromě obecné koroze byla podle normy ASTM A179 po 22 měsících pozorována lokalizovaná koroze s hloubkou koroze přibližně 700 µm (obr. 3). Lokální rychlost koroze, vypočtená s použitím hloubky koroze a doby ponoření, je 0,38 mm/rok, což je asi 5krát rychlejší než běžná koroze. Rychlost koroze slitiny ASTM A395 lze podcenit, protože produkty koroze po 14 nebo 22 měsících ponoření do vody zcela neodstraní okujovací kámen. Rozdíl by však měl být minimální. Kromě toho bylo v zkorodované nízkochromové oceli pozorováno mnoho malých důlků.
Celý snímek (měřítko: 10 mm) a lokalizovaná koroze (měřítko: 500 µm) oceli ASTM A179 a 9% chromu v maximální hloubce pořízená 3D laserovým mikroskopem. Červené kruhy na celém snímku označují naměřenou lokalizovanou korozi. Celý pohled na 9% chromovou ocel z rubové strany je znázorněn na obrázku 1.
Jak je znázorněno na obr. 2, u oceli s 9 % Cr nebyla během 3–14 měsíců pozorována žádná koroze a rychlost koroze byla prakticky nulová. Lokalizovaná koroze však byla pozorována po 22 měsících (obrázek 3) s rychlostí koroze 0,04 mm/rok vypočítanou pomocí úbytku hmotnosti. Maximální hloubka lokalizované koroze je 1260 µm a lokalizovaná rychlost koroze odhadnutá pomocí hloubky koroze a doby ponoření (22 měsíců) je 0,68 mm/rok. Protože přesný bod, kdy koroze začíná, není znám, může být rychlost koroze vyšší.
Naproti tomu na nerezové oceli nebyla pozorována žádná viditelná koroze ani po 22 měsících ponoření. Přestože bylo na povrchu před odstraněním okuží pozorováno několik hnědých částic (obr. 1), byly slabě přichyceny a nejednalo se o produkty koroze. Vzhledem k tomu, že se kov po odstranění okuží na povrchu nerezové oceli znovu objeví, je míra koroze prakticky nulová.
Bylo provedeno sekvenování amplikonů s cílem pochopit rozdíly a dynamiku mikrobiálních společenstev v čase v korozních produktech a biofilmech na kovových površích, ve vodě a sedimentech. Celkem bylo přijato 4 160 012 přečtení v rozsahu od 31 328 do 124 183 přečtení.
Shannonův index vzorků vody odebraných z vodovodních kohoutů a rybníků se pohyboval v rozmezí od 5,47 do 7,45 (obr. 4a). Vzhledem k tomu, že rekultivovaná říční voda se používá jako průmyslová voda, může se mikrobiální společenstvo sezónně měnit. Naproti tomu Shannonův index vzorků dnových sedimentů byl přibližně 9, což je výrazně více než u vzorků vody. Podobně měly vzorky vody nižší vypočítané indexy Chao1 a pozorované operační taxonomické jednotky (OTU) než vzorky sedimentů (obr. 4b, c). Tyto rozdíly jsou statisticky významné (Tukey-Kramerův test; p-hodnoty < 0,01, obr. 4d), což naznačuje, že mikrobiální společenstva ve vzorcích sedimentů jsou složitější než ve vzorcích vody. Tyto rozdíly jsou statisticky významné (Tukey-Kramerův test; p-hodnoty ​​< 0,01, obr. 4d), což naznačuje, že mikrobiální společenstva ve vzorcích sedimentů jsou složitější než ve vzorcích vody. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рисакатония), рисатон 4d то, что микробные сообщества в образцах донных отложений более сложны, чедщества в образцах Tyto rozdíly jsou statisticky významné (Tukey-Kramerův test; hodnoty p ​​<0,01, obr. 4d), což naznačuje, že mikrobiální společenstva ve vzorcích sedimentů jsou složitější než ve vzorcích vody.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曀复这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 < 0,01 ， 图 4d中 中 的 群落更。。。。。。。。。. Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение), <0,01, CR позволяет предположить, что микробные сообщества в образцах донных отложений сложными, чем в образцах воды. Tyto rozdíly byly statisticky významné (Tukey-Kramerův test; p-hodnota <0,01, obr. 4d), což naznačuje, že mikrobiální společenstva ve vzorcích sedimentů byla složitější než ve vzorcích vody.Vzhledem k tomu, že voda v přepadové nádrži se neustále obnovuje a sedimenty se usazují na dně nádrže bez mechanického narušení, měl by tento rozdíl v mikrobiální rozmanitosti odrážet ekosystém v nádrži.
a Shannonův index, b Pozorovaná operační taxonomická jednotka (OTU) a c Index absorpce Chao1 (n=6) a pánev (n=5) Voda, sediment (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 Temper #4/5 (SP: n=5), ASTM A179 (B: n=5), ASTM A395 (FC: n=5), 1 % (1 C: n=5), 2,25 % (3 C: n = 5) a 9 % (9 C: n = 5) Cr-ocelí, stejně jako nerezové oceli typu 316 (S6: n = 5) a -304 (S8: n = 5) jsou zobrazeny jako krabicové a whiskerové grafy. d Hodnoty p pro Shannonovy a Chao1 indexy získané pomocí ANOVA a Tukey-Kramerových testů vícenásobného srovnání. Červené pozadí představuje páry s p-hodnotami < 0,05. Červené pozadí představuje páry s p-hodnotami ​​< 0,05. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. Červené pozadí představuje páry s p-hodnotami ​​< 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. Červené pozadí představuje páry s p-hodnotami ​​<0,05.Čára uprostřed rámečku, horní a dolní část rámečku a vousy představují medián, 25. a 75. percentil a minimální a maximální hodnoty.
Shannonovy indexy pro uhlíkovou ocel, nízkochromovou ocel a litinu byly podobné indexům pro vzorky vody (obr. 4a). Naproti tomu Shannonovy indexy vzorků nerezové oceli jsou výrazně vyšší než indexy korodovaných ocelí (p-hodnoty < 0,05, obr. 4d) a podobné indexům sedimentů. Naproti tomu Shannonovy indexy vzorků nerezové oceli jsou výrazně vyšší než indexy korodovaných ocelí (p-hodnoty ​​< 0,05, obr. 4d) a podobné indexům sedimentů. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выде, ченырхурум сталей (значения p <0,05, рис. 4d), a аналогичны индексам отложений. Naproti tomu Shannonovy indexy vzorků z nerezové oceli jsou výrazně vyšší než u korodovaných ocelí (hodnoty p < 0,05, obr. 4d) a jsou podobné indexům usazenin.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4d），与沉积物〸 Напротив, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чельно выше корродированной стали (значение p <0,05, рис. 4d), как и у отложений. Naproti tomu Shannonův index vzorků z nerezové oceli byl výrazně vyšší než u korodované oceli (hodnota p < 0,05, obr. 4d), stejně jako nános.Naproti tomu Shannonův index pro oceli s 9 % Cr se pohyboval v rozmezí od 6,95 do 9,65. Tyto hodnoty byly mnohem vyšší u nezkorodovaných vzorků po 1 a 3 měsících než u zkorodovaných vzorků po 6, 14 a 22 měsících (obr. 4a). Indexy Chao1 a pozorované OTU u ocelí s 9% chromem jsou navíc vyšší než u korodovaných vzorků a vzorků s vodou a nižší než u nekorodovaných vzorků a vzorků se sedimenty (obr. 4b, c) a rozdíly jsou statisticky významné (p-hodnoty < 0,01, obr. 4d). Indexy Chao1 a pozorované OTU u ocelí s 9% chromem jsou navíc vyšší než u korodovaných vzorků a vzorků s vodou a nižší než u nekorodovaných vzorků a vzorků se sedimenty (obr. 4b, c) a rozdíly jsou statisticky významné (p-hodnoty < 0,01, obr. 4d).Kromě toho jsou hodnoty Chao1 a pozorovaná OTU u ocelí s 9 % Cr vyšší než u korodovaných a vodných vzorků a nižší než u nekorodovaných a sedimentárních vzorků (obr. 4b, c) a rozdíly jsou statisticky významné.(p-значения <0,01, рис. 4d). (p-hodnoty ​​<0,01, obr. 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），差异具有统计学意义（p值< 0,01, 图4 d.此外 ， 9 % CR 钢 Chao1 指数 和 观察 的 的 rtu 高于 腐蚀 样品 水样 ， 低咚堷 腐耀嚠沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0,01 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图 图，，，， 4d). Кроме того, индекс Chao1 a наблюдаемые OTU стали с содержанием 9 % Cr были выше, чермованом у водных образцов, и ниже, чем у некорродированных и осадочных образцов (рис. 4b,cн), рис. 4b,cн статистически значимой (p- значение < 0,01, рис. 4г). Index Chao1 a pozorovaná OTU oceli 9 % Cr byly navíc vyšší než u korodovaných a vodných vzorků a nižší než u nekorodovaných a sedimentárních vzorků (obr. 4b,c) a rozdíl byl statisticky významný (p-hodnota < 0,01, obr. 4d).Tyto výsledky naznačují, že mikrobiální diverzita v korozních produktech je nižší než v biofilmech na nezkorodovaných kovech.
Na obr. 5a je znázorněn graf hlavní souřadnicové analýzy (PCoA) založený na nevážené vzdálenosti UniFrac pro všechny vzorky, se třemi hlavními pozorovanými shluky. Mikrobiální společenstva ve vzorcích vody se významně lišila od ostatních společenstev. Mikrobiální společenstva v sedimentech zahrnovala také společenstva nerezové oceli, zatímco v korozních vzorcích byla rozšířena. Naproti tomu mapa oceli s 9 % Cr je rozdělena na nekorodované a korodované shluky. V důsledku toho se mikrobiální společenstva na kovových površích a korozních produktech významně liší od společenstev ve vodě.
Graf analýzy hlavních souřadnic (PCoA) založený na nevážených vzdálenostech UniFrac ve všech vzorcích (a), vody (b) a kovů (c). Kruhy zvýrazňují jednotlivé shluky. Trajektorie jsou znázorněny čarami spojujícími období odběru vzorků v sérii. 1 metr, 1 měsíc; 3 metry, 3 měsíce; 6 metrů, 6 měsíců; 14 metrů, 14 měsíců; 22 metrů, 22 měsíců; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, stav 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, ocel 1% Cr; 3C ocel, ocel 2,25% Cr; ocel 9C, ocel 9% Cr; S6, nerezová ocel 316; S8, nerezová ocel typ 304.
Při chronologickém uspořádání byly grafy PCoA vzorků vody uspořádány kruhově (obr. 5b). Tento cyklický přechod může odrážet sezónní změny.
Kromě toho byly na grafech PCoA kovových vzorků pozorovány pouze dva shluky (korodované a nekorodované), kde (s výjimkou 9% chromové oceli) byl také pozorován posun mikrobiální komunity od 1 do 22 měsíců (obr. 5c). Kromě toho, protože přechody v korodovaných vzorcích byly větší než v nekorodovaných vzorcích, existovala korelace mezi změnami v mikrobiálních komunitách a postupem koroze. U ocelových vzorků s 9% Cr byly zjištěny dva typy mikrobiálních komunit: body v 1 a 6 měsících, umístěné v blízkosti nerezové oceli, a další (3, 14 a 22 měsíců), umístěné v bodech blízko korodované oceli. 1 měsíc a vzorky použité pro extrakci DNA v 6 měsících nebyly korodované, zatímco vzorky v 3, 14 a 22 měsících korodované ano (doplňkový obrázek 1). Mikrobiální komunity v korodovaných vzorcích se proto lišily od těch ve vodě, sedimentu a nekorodovaných vzorcích a měnily se s postupem koroze.
Hlavní typy mikrobiálních společenstev pozorovaných ve vzorcích vody byly Proteobacteria (30,1–73,5 %), Bacteroidetes (6,3–48,6 %), Planctomycetota (0,4–19,6 %) a Actinobacteria (0–17,7 %), jejich relativní početnost se lišila vzorek od vzorku (obr. 6), například relativní početnost Bacteroidetes ve vodě rybníka byla vyšší než v čisté vodě. Tento rozdíl může být ovlivněn dobou zdržení vody v přepadové nádrži. Tyto typy byly také pozorovány ve vzorcích dna sedimentu, ale jejich relativní početnost se významně lišila od počtu ve vzorcích vody. Kromě toho byl relativní obsah Acidobacteriota (8,7–13,0 %), Chloroflexi (8,1–10,2 %), Nitrospirota (4,2–4,4 %) a Desulfobacterota (1,5–4,4 %) vyšší než ve vzorcích vody. Vzhledem k tomu, že téměř všechny druhy Desulfobacterota jsou SRB37, musí být prostředí v sedimentu anaerobní. Ačkoli Desulfobacterota mohou ovlivňovat korozi, riziko by mělo být extrémně nízké, protože jejich relativní zastoupení ve vodě bazénu je <0,04 %. Ačkoli Desulfobacterota mohou ovlivňovat korozi, riziko by mělo být extrémně nízké, protože jejich relativní zastoupení ve vodě bazénu je <0,04 %. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низикиЅно низикиЅно низикиЅно низикиЅно низикиЅно низикиЅно низикиЅно низикиома коррозию относительное содержание воде бассейна составляет <0,04 %. Ačkoli Desulfobacterota může mít vliv na korozi, riziko by mělo být extrémně nízké, protože jejich relativní hojnost v bazénové vodě je <0,04 %.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水在池水在池水中的怛帴席4%一炛帯0 <0,04 %. Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскол относительное содержание воде бассейна составляет <0,04 %. Přestože typ Desulfobacillus může ovlivnit korozi, riziko by mělo být extrémně nízké, protože jejich relativní hojnost v bazénové vodě je <0,04 %.
RW a Air představují vzorky vody z příjmu vody a z nádrže. Sediment-C, -E, -W jsou vzorky sedimentů odebrané ze středu dna nádrže a také z východní a západní strany. 1 metr, 1 měsíc; 3 metry, 3 měsíce; 6 metrů, 6 měsíců; 14 metrů, 14 měsíců; 22 metrů, 22 měsíců; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, stav 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, ocel 1% Cr; 3C ocel, ocel 2,25% Cr; ocel 9C, ocel 9% Cr; S6, nerezová ocel 316; S8, nerezová ocel typ 304.
Na úrovni rodů byl ve všech ročních obdobích pozorován mírně vyšší podíl (6–19 %) neklasifikovaných bakterií patřících do čeledi Trichomonadaceae, stejně jako Neosphingosine, Pseudomonas a Flavobacterium. Jejich podíly, jakožto minoritních hlavních složek, se liší (obr. 1). . 7a a b). V přítocích byla relativní abundance Flavobacterium, Pseudovibrio a Rhodoferrobacterium vyšší pouze v zimě. Obdobně byl v zimní vodě povodí pozorován vyšší obsah Pseudovibrio a Flavobacterium. Mikrobiální společenstva ve vzorcích vody se tedy lišila v závislosti na ročním období, ale během sledovaného období neprošla drastickými změnami.
a Přívod vody, b Voda z plaveckého bazénu, c ASTM A283, d ASTM A109 teplota č. 4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1 % Cr, h 2,25 % Cr a i 9 % Cr ocel, j typ 316 a nerezová ocel K-304.
Proteobakterie byly hlavní složkou všech vzorků, ale jejich relativní početnost v korodovaných vzorcích se s postupující korozí snižovala (obr. 6). Ve vzorcích ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 a 1 % a 2,25 % Cr se relativní početnost proteobakterií snížila z 89,1 %, 85,9 %, 89,6 %, 79,5 %, 84,8 %, 83,8 % na 43,3 %, 52,2 %, 50,0 %, 41,9 %, 33,8 % a 31,3 %. Naproti tomu relativní početnost Desulfobacterota se s postupující korozí postupně zvyšuje z <0,1 % na 12,5–45,9 %. Naproti tomu relativní početnost Desulfobacterota se s postupující korozí postupně zvyšuje z <0,1 % na 12,5–45,9 %. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1 % z 12,5–45,9 % коррозии. Naproti tomu relativní početnost Desulfobacterot postupně roste z <0,1 % na 12,5–45,9 % s postupující korozí.相反，随着腐蚀的进展，脱硫杆菌的相对丰度从<0,1 % 逐渐增加到12,5–45,9 %。相反，随着腐蚀的进展，脱硫杆菌的相对丰度从<0,1 % Напротив, относительная численность Desulfobacillus постепенно увеличивалась с <0,1 % до 12,5–45, 9%, 9% развития коррозии. Naproti tomu relativní početnost Desulfobacillus se s postupující korozí postupně zvyšovala z <0,1 % na 12,5–45,9 %.S postupující korozí byla tedy Proteobacteria nahrazena Desulfobacterotou.
Naproti tomu biofilmy na nekorodované nerezové oceli obsahovaly stejné podíly různých bakterií. Proteobacteria (29,4–34,1 %), Planctomycetota (11,7–18,8 %), Nitrospirota (2,9–20,9 %), Acidobacteriota (8,6–18,8 %), Bacteroidota (3,1–9,2 %) a Chloroflexi (2,1–8,8 %). Bylo zjištěno, že podíl Nitrospirota ve vzorcích nerezové oceli se postupně zvyšoval (obr. 6). Tyto poměry jsou podobné poměrům ve vzorcích sedimentů, což odpovídá grafu PCoA znázorněnému na obr. 5a.
Ve vzorcích oceli s obsahem 9 % Cr byly pozorovány dva typy mikrobiálních společenstev: mikrobiální společenstva stará 1 měsíc a 6 měsíců byla podobná společenstvům ve vzorcích dnových sedimentů, zatímco podíl proteobakterií ve vzorcích koroze 3, 14 a 22 se významně zvýšil. Tyto dvě mikrobiální společenstva ve vzorcích oceli s obsahem 9 % Cr navíc odpovídala rozděleným shlukům v grafu PCoA znázorněném na obr. 5c.
Na úrovni rodu bylo pozorováno >2000 OTU obsahujících nepřiřazené bakterie a archea. Na úrovni rodu bylo pozorováno >2000 OTU obsahujících nepřiřazené bakterie a archea.Na úrovni rodu bylo pozorováno přes 2000 OTU obsahujících neidentifikované bakterie a archea.Na úrovni rodu bylo pozorováno přes 2000 OTU obsahujících nespecifikované bakterie a archea. Z nich jsme se zaměřili na 10 OTU s vysokou populací v každém vzorku. To pokrývá 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 % a 21,8–45,1 % v ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1 %, 2,25 % a 9 % chromových ocelí a nerezových ocelí typu 316 a -304.
Relativně vysoký obsah dechlorovaných monolitů s oxidačními vlastnostmi Fe(II) byl pozorován v korozních vzorcích, jako jsou ASTM A179, ASTM A109 Temp No. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 a oceli s 1 % a 2,25 % Cr. rané stádium koroze (1 měsíc a 3 měsíce, obr. 7c-h). Podíl Dechloromonas se v průběhu času snižoval, což odpovídalo poklesu Proteobacteria (obr. 6). Kromě toho je podíl Dechloromonas v biofilmech na nezkorodovaných vzorcích <1 %. Kromě toho je podíl Dechloromonas v biofilmech na nezkorodovaných vzorcích <1 %. Кроме того, доля Dechloromonas v биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. Kromě toho je podíl Dechloromonas v biofilmech na nekorodovaných vzorcích <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 v биопленке некорродированных образцов была <1%. Kromě toho byl podíl Dechloromonas v biofilmu nekorodovaných vzorků <1 %.Proto je mezi produkty koroze Dechloromonas v rané fázi koroze významně obohacen.
Naproti tomu u ocelí ASTM A179, ASTM A109 popuštěných #4/5, ASTM A179, ASTM A395 a ocelí s 1 % a 2,25 % Cr se podíl druhů SRB Desulfovibrio konečně zvýšil po 14 a 22 měsících (obr. 7c–h). Desulfovibrion byl velmi nízký nebo nebyl detekován v raných stádiích koroze, ve vzorcích vody (obr. 7a, b) a v nezkorodovaných biofilmech (obr. 7j, j). To silně naznačuje, že Desulfovibrio preferuje prostředí vytvořených korozních produktů, ačkoli ty v raných stádiích koroze neovlivňují.
Fe(III)-redukující bakterie (RRB), jako jsou Geobacter a Geothrix, byly nalezeny v korozních produktech ve středních stádiích koroze (6 a 14 měsíců), ale podíl pozdních (22 měsíců) stádií koroze je u nich vyšší. Relativně nízký (obr. 7c, eh). Rod Sideroxydans s vlastnostmi oxidace Fe(II) vykazoval podobné chování (obr. 7f), takže podíl FeOB, IRB a SRB byl vyšší pouze v korodovaných vzorcích. To silně naznačuje, že změny v těchto mikrobiálních společenstvech jsou spojeny s postupem koroze.
V oceli s 9% Cr zkorodované po 3, 14 a 22 měsících byl pozorován vyšší podíl členů čeledi Beggiatoacea (8,5–19,6 %), kteří mohou vykazovat vlastnosti oxidující síru, a byly pozorovány sideroxidany (8,4–13,7 %) (obr. 1). 7i) Kromě toho byla Thiomonas, bakterie oxidující síru (SOB), nalezena ve vyšším počtu (3,4 % a 8,8 %) po 3 a 14 měsících. Naproti tomu bakterie redukující dusičnany Nitrospira (12,9 %) byly pozorovány v 6 měsíců starých nekorodovaných vzorcích. Zvýšený podíl Nitrospira byl pozorován také v biofilmech na nerezové oceli po ponoření (obr. 7j,k). Mikrobiální společenstva 1 a 6 měsíců starých nekorodovaných ocelí s 9% Cr byla tedy podobná společenstvům v biofilmech nerezové oceli. Kromě toho se mikrobiální společenstva oceli s 9% chromem zkorodované po 3, 14 a 22 měsících lišila od korozních produktů uhlíkových a nízkochromových ocelí a litiny.
Vývoj koroze je ve sladké vodě obvykle pomalejší než v mořské vodě, protože koncentrace chloridových iontů ovlivňuje korozi kovu. Některé nerezové oceli však mohou ve sladkovodním prostředí korodovat38,39. Kromě toho se zpočátku předpokládalo MIC, protože zkorodovaný materiál byl dříve pozorován v bazénu se sladkou vodou použitém v této studii. V dlouhodobých imerzních studiích byly pozorovány různé formy koroze, tři typy mikrobiálních společenstev a změna mikrobiálních společenstev v produktech koroze.
Sladkovodní médium použité v této studii je uzavřená nádrž na technickou vodu odebíranou z řeky s relativně stabilním chemickým složením a sezónní změnou teploty vody v rozmezí od 9 do 23 °C. Sezónní výkyvy mikrobiálních společenstev ve vzorcích vody proto mohou být spojeny se změnami teploty. Mikrobiální společenstvo ve vodě v bazénu se navíc poněkud lišilo od společenstva ve vstupní vodě (obr. 5b). Voda v bazénu se neustále doplňuje v důsledku přepadu. V důsledku toho zůstal rozpuštěný kyslík (DO) na hodnotě ~8,2 ppm i v mezihloubkách mezi povrchem nádrže a dnem. Naopak prostředí sedimentu by mělo být anaerobní, protože se usazuje a zůstává na dně nádrže, a mikrobiální flóra v něm (například CRP) by se měla také lišit od mikrobiální flóry ve vodě (obr. 6). Vzhledem k tomu, že vzorky v bazénu byly dále od sedimentů, byly během imerzních studií za aerobních podmínek vystaveny pouze sladké vodě.
K obecné korozi dochází u uhlíkové oceli, nízkochromové oceli a litiny ve sladkovodním prostředí (obrázek 1), protože tyto materiály nejsou odolné vůči korozi. Rychlost koroze (0,13 mm rok-1) za abiotických sladkovodních podmínek však byla vyšší než v předchozích studiích40 (0,04 mm rok-1) a byla srovnatelná s rychlostí koroze (0,02–0,76 mm rok-1) za přítomnosti mikroorganismů1) Podobně jako ve sladkovodních podmínkách40,41,42. Tato zrychlená rychlost koroze je charakteristická pro MIC.
Kromě toho byla po 22 měsících ponoření pozorována lokalizovaná koroze u několika kovů pod produkty koroze (obr. 3). Zejména lokalizovaná rychlost koroze pozorovaná v normě ASTM A179 je přibližně pětkrát rychlejší než běžná koroze. Tato neobvyklá forma koroze a zrychlená rychlost koroze byla pozorována i u koroze vyskytující se na stejném objektu. Ponoření provedené v této studii tedy odráží korozi v praxi.
Mezi studovanými kovy vykazovala ocel s 9% chromem nejzávažnější korozi s hloubkou koroze >1,2 mm, což je pravděpodobně MIC kvůli zrychlené korozi a abnormální formě koroze. Mezi studovanými kovy vykazovala ocel s 9% chromem nejzávažnější korozi s hloubkou koroze >1,2 mm, což je pravděpodobně MIC kvůli zrychlené korozi a abnormální formě koroze. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr показала наиболее сильную коррозию с зиогрую сионирулую 1,2 мм, что, вероятно, является МИК из-за ускоренной коррозики и аномальнорий форзирой Mezi zkoumanými kovy vykazovala ocel s 9 % Cr nejzávažnější korozi s hloubkou koroze >1,2 mm, což je pravděpodobně minimální inhibiční hodnota (MIC) v důsledku zrychlené koroze a abnormální formy koroze.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 глубириной, 2,2 ks скорее всего, МИК из-за ускоренных a аномальных форм коррозии. Mezi studovanými kovy korodovala nejhůře ocel s 9 % Cr, s hloubkou koroze >1,2 mm, s největší pravděpodobností v důsledku zrychlených a anomálních forem koroze.Protože se ocel s 9% chromem používá ve vysokoteplotních aplikacích, bylo její korozní chování studováno již dříve43,44, ale pro tento kov nebyla dosud hlášena žádná minimální inhibiční hodnota (MIC). Vzhledem k tomu, že řada mikroorganismů, s výjimkou hypertermofilů, je v prostředí s vysokou teplotou (>100 °C) neaktivní, lze v takových případech hodnotu MIC v 9% chromové oceli ignorovat. Vzhledem k tomu, že řada mikroorganismů, s výjimkou hypertermofilů, je v prostředí s vysokou teplotou (>100 °C) neaktivní, lze v takových případech minimální inhibiční hodnotu (MIC) v oceli s 9% chromem ignorovat. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивснороновеве среде (>100 °С), МИК в стали с 9% Cr v таких случаях можно не учитывать. Protože mnoho mikroorganismů, s výjimkou hypertermofilů, je v prostředí s vysokou teplotou (>100 °C) neaktivních, lze v takových případech hodnotu MIC v oceli s 9 % Cr zanedbat.由于除超嗜热菌外，许多微生物在高温环境(>100 °C)中不活跃，因此在这种情况下可以忽略9% Cr 钢中的MIC。 9% Cr (>100 °C) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активностивностивност высокотемпературных средах (>100 °С), МПК в стали с 9% Cr v данном случае можно не учи. Protože mnoho mikroorganismů, s výjimkou hypertermofilů, nevykazuje aktivitu ve vysokoteplotním prostředí (>100 °C), lze v tomto případě minimální inhibiční hodnotu (MIC) v oceli s 9 % Cr zanedbat.Pokud se však ocel s 9% chromem používá v prostředí se střední teplotou, je nutné přijmout různá opatření ke snížení MIC.
V usazeninách nezkorodovaného materiálu a v korozních produktech v biofilmech ve srovnání s vodou byly pozorovány různé mikrobiální společenstva a jejich změny, a to kromě zrychlené koroze (obr. 5-7), což silně naznačuje, že se jedná o korozi typu mikrofonu. Ramirez a kol.13 uvádějí třístupňový přechod (FeOB => SRB/IRB = > SOB) v mořském mikrobiálním ekosystému během 6 měsíců, přičemž sirovodík produkovaný sekundárně obohaceným SRB může nakonec přispět k obohacení SOB. Ramirez a kol.13 uvádějí třístupňový přechod (FeOB => SRB/IRB => SOB) v mořském mikrobiálním ekosystému během 6 měsíců, kdy sirovodík produkovaný sekundárně obohaceným SRB může nakonec přispět k obohacení SOB. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) v морской микробной есенкики 6 месяцев, когда сероводород, образующийся при вторичном обогащении SRB, моакенент, моакенент способствовать обогащению SOB. Ramirez a kol.13 uvádějí třístupňový přechod (FeOB => SRB/IRB => SOB) v mořském mikrobiálním ekosystému po dobu 6 měsíců, kdy sirovodík generovaný sekundárním obohacováním SRB může nakonec přispět k obohacení 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(FeB => SRB/IROB => 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 蘽 三 蘬 步转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ，桌席 盔硫化氢 可能 最终 有助于 vzlyk 的富集。 Ramirez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) в морской микробносе течение 6 месяцев, в котором сероводород, образующийся в результате вториябого вторичного может в конечном итоге способствовать обогащению SOB. Ramirez a kol.13 popsali třístupňový přechod (FeOB => SRB/IRB => SOB) v mořském mikrobiálním ekosystému v průběhu 6 měsíců, kdy sirovodík produkovaný sekundárním obohacováním SRB může nakonec přispět k obohacení SOB.McBeth a Emerson36 uvádějí primární obohacení v FeOB. Podobně je v této studii pozorováno obohacení FeOB během rané fáze koroze, ale mikrobiální změny pozorované s postupem koroze u uhlíkových ocelí a ocelí s 1% a 2,25% Cr a litiny po dobu 22 měsíců jsou FeOB => IRB = > SRB (obr. 7 a 8). Podobně je v této studii pozorováno obohacení FeOB během rané fáze koroze, ale mikrobiální změny pozorované s postupem koroze u uhlíkových ocelí a litiny s 1% a 2,25% Cr po dobu 22 měsíců jsou FeOB => IRB => SRB (obr. 7 a 8). Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии киороноронение изменения по мере прогрессирования коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2% Cr 2 чугуне в течение 22 месяцев, представляют собой FeOB => IRB = > SRB (рис. 7 a 8). Podobně je v této studii pozorováno obohacení FeOB v rané fázi koroze, ale mikrobiální změny s postupující korozí, pozorované u uhlíkových ocelí a litiny s obsahem 1 % a 2,25 % Cr po dobu 22 měsíců, jsou FeOB => IRB => SRB (obrázky 7 a 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 % 2,25 % Cr 钢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 「8同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 趶 蒌 和 Cr 2 % 2 % 忒22 个 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, этом исследовании наблюдалось обогащение FeOB на ранндования стрнаних микробиологические изменения, наблюдаемые в углеродистых и 1% a 2,25% Cr сталчеченугение 22 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 7 a 8). Podobně bylo v této studii pozorováno obohacení FeOB v raných stádiích koroze, ale mikrobiologické změny pozorované u uhlíkových a 1% a 2,25% Cr ocelí a litiny po dobu 22 měsíců byly FeOB => IRB => SRB (obr. 7 a 8).SRB se mohou snadno hromadit v mořské vodě kvůli vysokým koncentracím síranových iontů, ale jejich obohacení ve sladkovodním prostředí je zpožděno nízkými koncentracemi síranových iontů. Obohacení SRB v mořské vodě bylo často hlášeno10,12,45.
a Organický uhlík a dusík prostřednictvím Fe(II)-dependentního energetického metabolismu oxidem železa (červené [Dechloromonas sp.] a zelené [Sideroxydans sp.] buňky) a Fe(III) redukujícími bakteriemi (šedé buňky [Geothrix sp. a Geobacter sp.]) v rané fázi koroze, poté anaerobní sulfát redukující bakterie (SRP) a heterotrofní mikroorganismy obohacují zralé stádium koroze konzumací nahromaděné organické hmoty. b Změny v mikrobiálních společenstvech na korozivzdorných kovech. Fialové, modré, žluté a bílé buňky představují bakterie z čeledí Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea a dalších.
S ohledem na změny v mikrobiální komunitě a možné obohacení SRB je FeOB v rané fázi koroze klíčový a Dechloromonas mohou získávat energii pro růst z oxidace Fe(II). Mikroorganismy mohou přežít v médiích obsahujících stopové prvky, ale nebudou růst exponenciálně. Ponorná nádrž použitá v této studii je však přepadová nádrž s přítokem 20 m3/h, která nepřetržitě dodává stopové prvky obsahující anorganické ionty. V raných fázích koroze se železnaté ionty uvolňují z uhlíkové oceli a litiny a FeOB (jako je Dechloromonas) je využívají jako zdroj energie. Stopové množství uhlíku, fosfátu a dusíku potřebné pro růst buněk musí být přítomno v procesní vodě ve formě organických a anorganických látek. Proto je v tomto sladkovodním prostředí FeOB zpočátku obohaceno na kovových površích, jako je uhlíková ocel a litina. Následně mohou IRB růst a využívat organickou hmotu a oxidy železa jako zdroje energie a terminální akceptory elektronů. Ve zralých produktech koroze by měly být v důsledku metabolismu FeOB a IRB vytvořeny anaerobní podmínky obohacené dusíkem. SRB proto může rychle růst a nahradit FeOB a IRB (obr. 8a).
Nedávno Tang a kol. popsali korozi nerezové oceli bakterií Geobacter ferroreducens ve sladkovodním prostředí v důsledku přímého přenosu elektronů ze železa na mikroby46. Vzhledem k EMIC je příspěvek mikroorganismů s vlastnostmi EET kritický. SRB, FeOB a IRB jsou v této studii hlavními mikrobiálními druhy v korozních produktech, které by měly mít vlastnosti EET. Tyto elektrochemicky aktivní mikroorganismy proto mohou přispívat ke korozi prostřednictvím EET a složení jejich společenstva se mění pod vlivem různých iontových druhů s tvorbou korozních produktů. Naopak mikrobiální společenstvo v oceli s 9 % Cr se lišilo od jiných ocelí (obr. 8b). Po 14 měsících byly kromě obohacení FeOB obohaceny také Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea a Thiomonas (obr. 7i). Tato změna se výrazně liší od změny u jiných korozivních materiálů, jako je uhlíková ocel, a může být ovlivněna ionty bohatými na chrom rozpuštěnými během koroze. Je pozoruhodné, že Thiomonas má nejen oxidační vlastnosti pro síru, ale také oxidační vlastnosti pro Fe(II), systém EET a toleranci k těžkým kovům48,49. Mohou být obohaceny díky oxidační aktivitě Fe(II) a/nebo přímé spotřebě elektronů kovu. V předchozí studii byla pozorována relativně vysoká hojnost Beggiatoacea v biofilmech na Cu za použití systému diskontinuálního monitorování biofilmu, což naznačuje, že tyto bakterie mohou být rezistentní vůči toxickým kovům, jako je Cu a Cr. Zdroj energie, který Beggiatoacea potřebuje k růstu v tomto prostředí, však není znám.
Tato studie uvádí změny v mikrobiálních společenstvech během koroze ve sladkovodním prostředí. Ve stejném prostředí se mikrobiální společenstva lišila typem kovu. Naše výsledky navíc potvrzují význam FeOB v raných stádiích koroze, protože energetický metabolismus mikrobů závislý na železe podporuje tvorbu prostředí bohatého na živiny, které je preferováno jinými mikroorganismy, jako je SRB. Aby se snížila minimální inhibiční hodnota (MIC) ve sladkovodním prostředí, musí být obohacení FeOB a IRB omezeno.
V této studii bylo použito devět kovů a zpracováno do bloků o rozměrech 50 × 20 × 1–5 mm (tloušťka pro ocel ASTM 395 a 1 %, 2,25 % a 9 % Cr: 5 mm; tloušťka pro ASTM A283 a ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 a typ 304 a 316 Nerezová ocel, tloušťka: 1 mm) se dvěma otvory o průměru 4 mm. Chromové oceli byly před ponořením leštěny brusným papírem a ostatní kovy byly leštěny brusným papírem o zrnitosti 600. Všechny vzorky byly sonikovány 99,5% ethanolem, vysušeny a zváženy. Deset vzorků od každého kovu bylo použito pro výpočet rychlosti koroze a analýzu mikrobiomu. Každý vzorek byl upevněn žebříkovým způsobem pomocí PTFE tyčí a distančních podložek (φ 5 × 30 mm, doplňkový obr. 2).
Bazén má objem 1100 metrů krychlových a hloubku přibližně 4 metry. Přítok vody byl 20 m3 h-1, přepad byl vypuštěn a kvalita vody sezónně nekolísala (doplňkový obr. 3). Vzorkový žebřík se spouští na 3 m ocelové lano zavěšené uprostřed nádrže. Dvě sady žebříků byly z bazénu vyjmuty po 1, 3, 6, 14 a 22 měsících. Vzorky z jednoho žebříku byly použity k měření úbytku hmotnosti a výpočtu rychlosti koroze, zatímco vzorky z jiného žebříku byly použity k analýze mikrobiomu. Rozpuštěný kyslík v imerzní nádrži byl měřen v blízkosti hladiny a dna, stejně jako uprostřed, pomocí senzoru rozpuštěného kyslíku (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, USA).
Korozní produkty a biofilmy na vzorcích byly odstraněny seškrábáním plastovou škrabkou nebo otřením vatovým tamponem a poté vyčištěny v 99,5% ethanolu za použití ultrazvukové lázně. Vzorky byly poté ponořeny do Clarkova roztoku v souladu s normou ASTM G1-0351. Všechny vzorky byly po dokončení sušení zváženy. Vypočítejte rychlost koroze (mm/rok) pro každý vzorek pomocí následujícího vzorce:
kde K je konstanta (8,76 × 104), T je doba expozice (h), A je celková plocha povrchu (cm2), W je ztráta hmotnosti (g), D je hustota (g cm–3).
Po zvážení vzorků byly pomocí 3D měřicího laserového mikroskopu (LEXT OLS4000, Olympus, Tokio, Japonsko) pořízeny 3D snímky několika vzorků.