Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર. તમે મર્યાદિત CSS સપોર્ટ સાથે બ્રાઉઝર વર્ઝનનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છો. શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટેડ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા ઇન્ટરનેટ એક્સપ્લોરરમાં સુસંગતતા મોડને અક્ષમ કરો). વધુમાં, ચાલુ સપોર્ટ સુનિશ્ચિત કરવા માટે, અમે શૈલીઓ અને JavaScript વિના સાઇટ બતાવીએ છીએ.
એકસાથે ત્રણ સ્લાઇડ્સનું કેરોયુઝલ દર્શાવે છે. એક સમયે ત્રણ સ્લાઇડ્સમાંથી આગળ વધવા માટે પહેલાના અને આગળના બટનોનો ઉપયોગ કરો, અથવા એક સમયે ત્રણ સ્લાઇડ્સમાંથી આગળ વધવા માટે અંતે સ્લાઇડર બટનોનો ઉપયોગ કરો.
મીઠા પાણીના વાતાવરણમાં, કાર્બન અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલનો ઝડપી કાટ વારંવાર જોવા મળે છે. અહીં નવ ગ્રેડના સ્ટીલનો ઉપયોગ કરીને 22 મહિનાનો તાજા પાણીની ટાંકી ડાઇવિંગ અભ્યાસ હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો. કાર્બન અને ક્રોમિયમ સ્ટીલ અને કાસ્ટ આયર્નમાં ઝડપી કાટ જોવા મળ્યો હતો, જ્યારે સ્ટેનલેસ સ્ટીલમાં 22 મહિના પછી પણ કોઈ દૃશ્યમાન કાટ જોવા મળ્યો ન હતો. માઇક્રોબાયલ સમુદાયના વિશ્લેષણમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે સામાન્ય કાટ દરમિયાન, કાટના પ્રારંભિક તબક્કામાં Fe(II)-ઓક્સિડાઇઝિંગ બેક્ટેરિયા, કાટ વિકાસના તબક્કે Fe(III)-ઘટાડનારા બેક્ટેરિયા અને ઉત્પાદન કાટના અંતિમ તબક્કામાં સલ્ફેટ-ઘટાડનારા બેક્ટેરિયા સમૃદ્ધ થયા હતા. તેનાથી વિપરીત, બેગિયાટોસીઆ બેક્ટેરિયા ખાસ કરીને સ્ટીલમાં અસંખ્ય હતા જેમાં 9% Cr સ્થાનિક કાટનો ભોગ બન્યો હતો. માઇક્રોબાયલ સમુદાયોની આ રચનાઓ પાણી અને તળિયાના કાંપના નમૂનાઓ કરતા પણ અલગ હતી. આમ, જેમ જેમ કાટ આગળ વધે છે, માઇક્રોબાયલ સમુદાય નાટકીય ફેરફારોમાંથી પસાર થાય છે, અને આયર્ન-આધારિત માઇક્રોબાયલ ઊર્જા ચયાપચય એક એવું વાતાવરણ બનાવે છે જે અન્ય સુક્ષ્મસજીવોને સમૃદ્ધ બનાવી શકે છે.
pH, તાપમાન અને આયન સાંદ્રતા જેવા વિવિધ ભૌતિક અને રાસાયણિક પર્યાવરણીય પરિબળોને કારણે ધાતુઓ બગડી શકે છે અને કાટ લાગી શકે છે. એસિડિક પરિસ્થિતિઓ, ઉચ્ચ તાપમાન અને ક્લોરાઇડ સાંદ્રતા ખાસ કરીને ધાતુઓના કાટને અસર કરે છે1,2,3. કુદરતી અને બિલ્ટ વાતાવરણમાં સૂક્ષ્મજીવો ઘણીવાર ધાતુઓના ઘસારો અને કાટને પ્રભાવિત કરે છે, જે વર્તન માઇક્રોબાયલ કાટ (MIC)4,5,6,7,8 માં વ્યક્ત થાય છે. MIC ઘણીવાર ઇન્ડોર પાઈપો અને સ્ટોરેજ ટાંકી જેવા વાતાવરણમાં, ધાતુની તિરાડોમાં અને માટીમાં જોવા મળે છે, જ્યાં તે અચાનક દેખાય છે અને ઝડપથી વિકાસ પામે છે. તેથી, MIC નું નિરીક્ષણ અને પ્રારંભિક શોધ ખૂબ જ મુશ્કેલ છે, તેથી MIC વિશ્લેષણ સામાન્ય રીતે કાટ પછી હાથ ધરવામાં આવે છે. અસંખ્ય MIC કેસ સ્ટડીઝ નોંધાયા છે જેમાં સલ્ફેટ-ઘટાડનારા બેક્ટેરિયા (SRB) વારંવાર કાટ ઉત્પાદનોમાં જોવા મળ્યા હતા9,10,11,12,13. જો કે, તે અસ્પષ્ટ રહે છે કે SRB કાટની શરૂઆત કરવામાં ફાળો આપે છે કે કેમ, કારણ કે તેમની શોધ કાટ પછીના વિશ્લેષણ પર આધારિત છે.
તાજેતરમાં, આયોડિન-ઓક્સિડાઇઝિંગ બેક્ટેરિયા21 ઉપરાંત, વિવિધ આયર્ન-ડિગ્રેડિંગ સુક્ષ્મસજીવો નોંધાયા છે, જેમ કે આયર્ન-ડિગ્રેડિંગ SRB14, મિથેનોજેન્સ15,16,17, નાઈટ્રેટ-રિડ્યુસિંગ બેક્ટેરિયા18, આયર્ન-ઓક્સિડાઇઝિંગ બેક્ટેરિયા19 અને એસીટોજેન્સ20. એનારોબિક અથવા માઇક્રોએરોબિક પ્રયોગશાળા પરિસ્થિતિઓમાં, તેમાંના મોટાભાગના શૂન્ય-વેલેન્ટ આયર્ન અને કાર્બન સ્ટીલને કાટ કરે છે. વધુમાં, તેમની કાટ પદ્ધતિઓ સૂચવે છે કે આયર્ન-કોરોસિવ મેથેનોજેન્સ અને SRBs અનુક્રમે એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર હાઇડ્રોજેનેઝ અને મલ્ટિહેમ સાયટોક્રોમ્સનો ઉપયોગ કરીને નલ-વેલેન્ટ આયર્નમાંથી ઇલેક્ટ્રોન એકત્રિત કરીને કાટને પ્રોત્સાહન આપે છે22,23. MIC ને બે પ્રકારમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે: (i) રાસાયણિક MIC (CMIC), જે માઇક્રોબાયલ રીતે ઉત્પાદિત પ્રજાતિઓ દ્વારા પરોક્ષ કાટ છે, અને (ii) ઇલેક્ટ્રિકલ MIC (EMIC), જે ધાતુના ઇલેક્ટ્રોન અવક્ષય દ્વારા સીધો કાટ છે24. એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફર (EET) દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવેલ EMIC ખૂબ જ રસપ્રદ છે કારણ કે EET ગુણધર્મો ધરાવતા સુક્ષ્મસજીવો બિન-EET સુક્ષ્મસજીવો કરતાં વધુ ઝડપથી કાટનું કારણ બને છે. જ્યારે એનારોબિક પરિસ્થિતિઓમાં CMIC નો દર-મર્યાદિત પ્રતિભાવ પ્રોટોન ઘટાડો (H+) દ્વારા H2 ઉત્પાદન છે, EMIC EET ચયાપચય દ્વારા આગળ વધે છે, જે H2 ઉત્પાદનથી સ્વતંત્ર છે. વિવિધ સુક્ષ્મસજીવોમાં EET ની પદ્ધતિ માઇક્રોબાયલ સેલ્યુલર ઇંધણ અને ઇલેક્ટ્રોબાયોસિન્થેસિસ 25,26,27,28,29 ના પ્રદર્શન સાથે સંબંધિત છે. કારણ કે આ કાટ લાગતા સુક્ષ્મસજીવોની સંસ્કૃતિની સ્થિતિ કુદરતી વાતાવરણમાં રહેલા સુક્ષ્મસજીવોથી અલગ છે, તે સ્પષ્ટ નથી કે આ અવલોકન કરાયેલ સુક્ષ્મસજીવો કાટ પ્રક્રિયાઓ વ્યવહારમાં કાટને પ્રતિબિંબિત કરે છે કે નહીં. તેથી, કુદરતી વાતાવરણમાં આ કાટ લાગતા સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા પ્રેરિત MIC પદ્ધતિનું અવલોકન કરવું મુશ્કેલ છે.
ડીએનએ સિક્વન્સિંગ ટેકનોલોજીના વિકાસથી કુદરતી અને કૃત્રિમ વાતાવરણમાં માઇક્રોબાયલ સમુદાયોની વિગતોનો અભ્યાસ સરળ બન્યો છે, ઉદાહરણ તરીકે, નવી પેઢીના સિક્વન્સર્સનો ઉપયોગ કરીને 16S rRNA જનીન ક્રમ પર આધારિત માઇક્રોબાયલ પ્રોફાઇલિંગનો ઉપયોગ માઇક્રોબાયલ ઇકોલોજીના ક્ષેત્રમાં કરવામાં આવ્યો છે30,31. ,32. માટી અને દરિયાઈ વાતાવરણમાં માઇક્રોબાયલ સમુદાયોની વિગતવાર માહિતી આપનારા અસંખ્ય MIC અભ્યાસો પ્રકાશિત થયા છે13,33,34,35,36. SRB ઉપરાંત, કાટના નમૂનાઓમાં Fe(II)-ઓક્સિડાઇઝિંગ (FeOB) અને નાઇટ્રિફાઇંગ બેક્ટેરિયામાં સંવર્ધન, દા.ત. FeOB, જેમ કે ગેલિઓનેલા spp. અને ડેક્લોરોમોનાસ spp., અને નાઇટ્રિફાઇંગ બેક્ટેરિયા, જેમ કે નાઇટ્રોસ્પીરા, કાર્બન અને કોપર-બેરિંગ સ્ટીલ્સમાં માટીના માધ્યમોમાં પણ નોંધાયા છે. spp., 33. તેવી જ રીતે, દરિયાઈ વાતાવરણમાં, કાર્બન સ્ટીલ 36 પર ઘણા અઠવાડિયા સુધી ઝેટાપ્રોટીઓબેક્ટેરિયા અને બીટાપ્રોટીઓબેક્ટેરિયા વર્ગોના આયર્ન-ઓક્સિડાઇઝિંગ બેક્ટેરિયાનું ઝડપી વસાહતીકરણ જોવા મળ્યું છે. આ માહિતી કાટ લાગવામાં આ સુક્ષ્મસજીવોના યોગદાનને દર્શાવે છે. જો કે, ઘણા અભ્યાસોમાં, સમયગાળો અને પ્રાયોગિક જૂથો મર્યાદિત છે, અને કાટ લાગવા દરમિયાન સુક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયોની ગતિશીલતા વિશે બહુ ઓછું જાણીતું છે.
અહીં, અમે કાર્બન સ્ટીલ, ક્રોમિયમ સ્ટીલ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અને કાસ્ટ આયર્નના MIC ની તપાસ એરોબિક તાજા પાણીના વાતાવરણમાં MIC ઘટનાઓના ઇતિહાસ સાથે નિમજ્જન અભ્યાસનો ઉપયોગ કરીને કરીએ છીએ. નમૂનાઓ 1, 3, 6, 14 અને 22 મહિનામાં લેવામાં આવ્યા હતા અને દરેક ધાતુ અને માઇક્રોબાયલ ઘટકના કાટ દરનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. અમારા પરિણામો કાટ દરમિયાન માઇક્રોબાયલ સમુદાયોની લાંબા ગાળાની ગતિશીલતામાં સમજ આપે છે.
કોષ્ટક 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, આ અભ્યાસમાં નવ ધાતુઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. દરેક સામગ્રીના દસ નમૂનાઓને તાજા પાણીના પૂલમાં ડૂબાડવામાં આવ્યા હતા. પ્રક્રિયા પાણીની ગુણવત્તા નીચે મુજબ છે: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, ટર્બિડિટી 1 ppm અને pH 7.4. નમૂના લેવાની સીડીના તળિયે ઓગળેલા ઓક્સિજન (DO) ની સાંદ્રતા આશરે 8.2 ppm હતી અને પાણીનું તાપમાન ઋતુ પ્રમાણે 9 થી 23°C સુધી હતું.
આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, ASTM A283, ASTM A109 સ્થિતિ #4/5, ASTM A179, અને ASTM A395 કાસ્ટ આયર્ન વાતાવરણમાં 1 મહિનાના નિમજ્જન પછી, કાર્બન સ્ટીલ સપાટી પર ભૂરા કાટના ઉત્પાદનો સામાન્ય કાટના સ્વરૂપમાં જોવા મળ્યા. સમય સાથે આ નમૂનાઓનું વજન ઘટતું ગયું (પૂરક કોષ્ટક 1) અને કાટ દર પ્રતિ વર્ષ 0.13–0.16 mm હતો (આકૃતિ 2). તેવી જ રીતે, ઓછી Cr સામગ્રી (1% અને 2.25%) ધરાવતા સ્ટીલમાં સામાન્ય કાટ જોવા મળ્યો છે જેનો કાટ દર લગભગ 0.13 mm/yr (આકૃતિ 1 અને 2) છે. તેનાથી વિપરીત, 9% Cr ધરાવતું સ્ટીલ સ્થાનિક કાટ દર્શાવે છે જે ગાસ્કેટ દ્વારા રચાયેલા ગાબડામાં થાય છે. આ નમૂનાનો કાટ દર લગભગ 0.02 mm/year છે, જે સામાન્ય કાટવાળા સ્ટીલ કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછો છે. તેનાથી વિપરીત, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પ્રકાર-304 અને -316 કોઈ દૃશ્યમાન કાટ દર્શાવતા નથી, અને અંદાજિત કાટ દર <0.001 mm y−1 છે. તેનાથી વિપરીત, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પ્રકાર-304 અને -316 કોઈ દૃશ્યમાન કાટ દર્શાવતા નથી, અને અંદાજિત પ્રવેગ દર <0.001 mm y−1 છે. Напротив, нержавеющие стали типов 304 и 316 не проявляют видимой коррозии, при этом расчетная скорость коррозиав,0016 mm/god. તેનાથી વિપરીત, પ્રકાર 304 અને 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ કોઈ દૃશ્યમાન કાટ બતાવતા નથી, જેનો અંદાજિત કાટ દર <0.001 મીમી/વર્ષ છે.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 મીમી y1.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 મીમી y1. Напротив, нержавеющие стали типа 304 и -316 не показали видимой коррозии с расчетной скоростью коррозии <0,001/гмодм. તેનાથી વિપરીત, પ્રકાર 304 અને -316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સમાં કોઈ દૃશ્યમાન કાટ જોવા મળ્યો નથી, જેનો ડિઝાઇન કાટ દર <0.001 મીમી/વર્ષ હતો.
ડિસ્કેલિંગ પહેલાં અને પછી દરેક નમૂનાની મેક્રોસ્કોપિક છબીઓ (ઊંચાઈ 50 મીમી × પહોળાઈ 20 મીમી) બતાવવામાં આવી છે. 1 મીટર, 1 મહિનો; 3 મીટર, 3 મહિના; 6 મીટર, 6 મહિના; 14 મીટર, 14 મહિના; 22 મીટર, 22 મહિના; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, સ્થિતિ 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, સ્ટીલ 1% Cr; 3C સ્ટીલ, 2.25% Cr સ્ટીલ; સ્ટીલ 9C, સ્ટીલ 9% Cr; S6, 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ; S8, પ્રકાર 304 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ.
વજન ઘટાડવા અને નિમજ્જન સમયનો ઉપયોગ કરીને કાટ દરની ગણતરી કરવામાં આવી હતી. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, સખત 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, સ્ટીલ 1% Cr, 3 C, સ્ટીલ 2.25% Cr, 9 C, સ્ટીલ 9% Cr, S6, પ્રકાર 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ; S8, પ્રકાર 304 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ.
આકૃતિ 1 માં એ પણ બતાવવામાં આવ્યું છે કે કાર્બન સ્ટીલ, ઓછા Cr સ્ટીલ અને કાસ્ટ આયર્નના કાટ ઉત્પાદનો 3 મહિના સુધી નિમજ્જન પછી વધુ વિકાસ પામે છે. 22 મહિના પછી એકંદર કાટ દર ધીમે ધીમે ઘટીને 0.07 ~ 0.08 mm/વર્ષ થયો (આકૃતિ 2). વધુમાં, 2.25% Cr સ્ટીલનો કાટ દર અન્ય કાટ લાગતા નમૂનાઓ કરતા થોડો ઓછો હતો, જે દર્શાવે છે કે Cr કાટને અટકાવી શકે છે. સામાન્ય કાટ ઉપરાંત, ASTM A179 અનુસાર, 22 મહિના પછી સ્થાનિક કાટ જોવા મળ્યો હતો જેની કાટ ઊંડાઈ લગભગ 700 µm હતી (આકૃતિ 3). કાટ લાગવાની ઊંડાઈ અને નિમજ્જન સમયનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરાયેલ સ્થાનિક કાટ દર 0.38 mm/વર્ષ છે, જે સામાન્ય કાટ કરતા લગભગ 5 ગણો ઝડપી છે. ASTM A395 એલોયનો કાટ દર ઓછો અંદાજી શકાય છે કારણ કે કાટ લાગતા ઉત્પાદનો 14 અથવા 22 મહિનાના પાણીમાં નિમજ્જન પછી સ્કેલને સંપૂર્ણપણે દૂર કરતા નથી. જો કે, તફાવત ન્યૂનતમ હોવો જોઈએ. વધુમાં, કાટ લાગતા ઓછા ક્રોમિયમ સ્ટીલમાં ઘણા નાના ખાડા જોવા મળ્યા હતા.
3D વ્યુઇંગ લેસર માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરીને મહત્તમ ઊંડાઈએ ASTM A179 અને 9% Cr સ્ટીલની સંપૂર્ણ છબી (સ્કેલ બાર: 10 મીમી) અને સ્થાનિક કાટ (સ્કેલ બાર: 500 µm). સંપૂર્ણ છબીમાં લાલ વર્તુળો માપેલ સ્થાનિક કાટ દર્શાવે છે. પાછળની બાજુથી 9% Cr સ્ટીલનું સંપૂર્ણ દૃશ્ય આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવ્યું છે.
આકૃતિ 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, 9% Cr વાળા સ્ટીલ માટે, 3-14 મહિનાની અંદર કોઈ કાટ જોવા મળ્યો ન હતો, અને કાટ દર વ્યવહારીક રીતે શૂન્ય હતો. જોકે, 22 મહિના પછી સ્થાનિક કાટ જોવા મળ્યો (આકૃતિ 3) જેમાં વજન ઘટાડાનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરીને 0.04 mm/વર્ષનો કાટ દર ગણવામાં આવ્યો. મહત્તમ સ્થાનિક કાટ ઊંડાઈ 1260 µm છે અને કાટ ઊંડાઈ અને નિમજ્જન સમય (22 મહિના) નો ઉપયોગ કરીને અંદાજિત સ્થાનિક કાટ દર 0.68 mm/વર્ષ છે. કારણ કે કાટ કયા બિંદુથી શરૂ થાય છે તે ચોક્કસ જાણીતું નથી, કાટ દર વધારે હોઈ શકે છે.
તેનાથી વિપરીત, 22 મહિના સુધી નિમજ્જન કર્યા પછી પણ સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પર કોઈ દૃશ્યમાન કાટ જોવા મળ્યો ન હતો. સ્કેલ દૂર કરતા પહેલા સપાટી પર થોડા ભૂરા કણો જોવા મળ્યા હોવા છતાં (આકૃતિ 1), તે નબળા રીતે જોડાયેલા હતા અને કાટ પેદાશો ન હતા. સ્કેલ દૂર કર્યા પછી ધાતુ સ્ટેનલેસ સ્ટીલની સપાટી પર ફરીથી દેખાય છે, તેથી કાટ દર વ્યવહારીક રીતે શૂન્ય છે.
ધાતુની સપાટી પર, પાણી અને કાંપમાં કાટ ઉત્પાદનો અને બાયોફિલ્મ્સમાં સમય જતાં માઇક્રોબાયલ સમુદાયોના તફાવતો અને ગતિશીલતાને સમજવા માટે એમ્પ્લીકોન સિક્વન્સિંગ કરવામાં આવ્યું છે. કુલ 4,160,012 રીડ પ્રાપ્ત થયા હતા, જેની રેન્જ 31,328 થી 124,183 રીડ હતી.
પાણીના સેવન અને તળાવોમાંથી લેવામાં આવેલા પાણીના નમૂનાઓના શેનોન સૂચકાંકો 5.47 થી 7.45 સુધીના હતા (આકૃતિ 4a). પુનઃપ્રાપ્ત નદીના પાણીનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક પાણી તરીકે થતો હોવાથી, સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાય ઋતુ પ્રમાણે બદલાઈ શકે છે. તેનાથી વિપરીત, તળિયાના કાંપના નમૂનાઓનો શેનોન સૂચકાંક લગભગ 9 હતો, જે પાણીના નમૂનાઓ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. તેવી જ રીતે, પાણીના નમૂનાઓમાં ગણતરી કરેલ Chao1 સૂચકાંકો ઓછા હતા અને કાંપના નમૂનાઓ કરતા ઓપરેશનલ ટેક્સોનોમિક યુનિટ્સ (OTUs) જોવા મળ્યા હતા (આકૃતિ 4b, c). આ તફાવતો આંકડાકીય રીતે મહત્વપૂર્ણ છે (ટુકી-ક્રેમર પરીક્ષણ; p-મૂલ્યો < 0.01, આકૃતિ 4d), જે દર્શાવે છે કે કાંપના નમૂનાઓમાં રહેલા સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો પાણીના નમૂનાઓ કરતાં વધુ જટિલ છે. આ તફાવતો આંકડાકીય રીતે મહત્વપૂર્ણ છે (ટુકી-ક્રેમર પરીક્ષણ; પી-મૂલ્યો < 0.01, આકૃતિ 4d), જે દર્શાવે છે કે કાંપના નમૂનાઓમાં રહેલા સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો પાણીના નમૂનાઓ કરતાં વધુ જટિલ છે. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, что микробоцобостически донных отложений более сложны, чем в образцах воды. આ તફાવતો આંકડાકીય રીતે મહત્વપૂર્ણ છે (ટુકી-ક્રેમર પરીક્ષણ; p મૂલ્યો <0.01, આકૃતિ 4d), જે દર્શાવે છે કે કાંપના નમૂનાઓમાં સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો પાણીના નમૂનાઓ કરતાં વધુ જટિલ છે.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 的 沉积物样中学 本中 的 群落更.... Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, рис. 4d), что позволяет предпыболяет предпыболяет сообщества в образцах донных отложений были более сложными, чем в образцах воды. આ તફાવતો આંકડાકીય રીતે મહત્વપૂર્ણ હતા (ટુકી-ક્રેમર પરીક્ષણ; પી-મૂલ્ય <0.01, આકૃતિ 4d), જે સૂચવે છે કે કાંપના નમૂનાઓમાં સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો પાણીના નમૂનાઓ કરતાં વધુ જટિલ હતા.ઓવરફ્લો બેસિનમાં પાણી સતત નવીકરણ થતું હોવાથી અને કાંપ યાંત્રિક ખલેલ વિના બેસિનના તળિયે સ્થાયી થતો હોવાથી, સૂક્ષ્મજીવાણુ વિવિધતામાં આ તફાવત બેસિનમાં ઇકોસિસ્ટમને પ્રતિબિંબિત કરે છે.
a શેનોન ઇન્ડેક્સ, b અવલોકન કરેલ ઓપરેશનલ ટેક્સોનોમિક યુનિટ (OTU), અને c Chao1 અપટેક ઇન્ડેક્સ (n=6) અને બેસિન (n=5) પાણી, કાંપ (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 ટેમ્પર #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) અને 9% (9 C: n = 5) Cr-સ્ટીલ્સ, તેમજ પ્રકાર 316 (S6: n = 5) અને -304 (S8: n = 5) સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સને બોક્સ-આકારના અને વ્હિસ્કર ચાર્ટ તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યા છે. d ANOVA અને Tukey-Kramer બહુવિધ તુલનાત્મક પરીક્ષણોનો ઉપયોગ કરીને મેળવેલા શેનોન અને Chao1 સૂચકાંકો માટે p-મૂલ્યો. લાલ પૃષ્ઠભૂમિ < 0.05 p-મૂલ્યો ધરાવતી જોડીઓ દર્શાવે છે. લાલ પૃષ્ઠભૂમિ p-મૂલ્યો < 0.05 સાથે જોડીઓ દર્શાવે છે. Красные фоны представляют пары со значениями p <0,05. લાલ પૃષ્ઠભૂમિ p-મૂલ્યો < 0.05 સાથે જોડીઓ દર્શાવે છે.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. લાલ પૃષ્ઠભૂમિ p-મૂલ્યો <0.05 સાથે જોડીઓ દર્શાવે છે.બોક્સની મધ્યમાં આવેલી રેખા, બોક્સની ઉપર અને નીચે, અને મૂછો અનુક્રમે મધ્ય, 25મા અને 75મા પર્સેન્ટાઇલ્સ, અને લઘુત્તમ અને મહત્તમ મૂલ્યોનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
કાર્બન સ્ટીલ, લો ક્રોમિયમ સ્ટીલ અને કાસ્ટ આયર્ન માટેના શેનોન સૂચકાંકો પાણીના નમૂનાઓ (આકૃતિ 4a) જેવા જ હતા. તેનાથી વિપરીત, સ્ટેનલેસ-સ્ટીલ નમૂનાઓના શેનોન સૂચકાંકો કાટ લાગતા સ્ટીલ્સ (p-મૂલ્યો < 0.05, આકૃતિ 4d) કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે અને કાંપ જેવા જ છે. તેનાથી વિપરીત, સ્ટેનલેસ-સ્ટીલ નમૂનાઓના શેનોન સૂચકાંકો કાટ લાગતા સ્ટીલ્સ (p-મૂલ્યો <0.05, આકૃતિ 4d) કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે અને કાંપ જેવા જ છે. Напротив, индексы Шеннона образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей (значеющей), p> અનાલોગિક ઇન્ડેક્સ તેનાથી વિપરીત, સ્ટેનલેસ સ્ટીલના નમૂનાઓના શેનોન સૂચકાંકો કાટવાળું સ્ટીલ (p-મૂલ્યો < 0.05, આકૃતિ 4d) કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે અને ડિપોઝિટ સૂચકાંકો જેવા જ છે.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，囉渎美4d Напротив, индекс Шеннона образцов из нержавеющей стали был значительно выше, чем у корродированной стали (<значеющей), p <0d. у отложений. તેનાથી વિપરીત, સ્ટેનલેસ સ્ટીલના નમૂનાઓનો શેનોન ઇન્ડેક્સ કાટ લાગેલા સ્ટીલ (p મૂલ્ય < 0.05, આકૃતિ 4d) કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે હતો, તેમજ ડિપોઝિટ પણ.તેનાથી વિપરીત, 9% Cr સાથે સ્ટીલ્સ માટે શેનોન ઇન્ડેક્સ 6.95 થી 9.65 સુધીનો હતો. આ મૂલ્યો 1 અને 3 મહિનામાં બિન-કાટગ્રસ્ત નમૂનાઓમાં 6, 14 અને 22 મહિનામાં કાટગ્રસ્ત નમૂનાઓ કરતાં ઘણા વધારે હતા (આકૃતિ 4a). વધુમાં, 9% Cr સ્ટીલ્સના Chao1 સૂચકાંકો અને અવલોકન કરાયેલ OTUs કાટ લાગતા અને પાણીના નમૂનાઓ કરતા વધારે છે અને બિન-કાટ લાગતા અને કાંપવાળા નમૂનાઓ કરતા ઓછા છે (આકૃતિ 4b, c), અને તફાવતો આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર છે (p-મૂલ્યો < 0.01, આકૃતિ 4d). વધુમાં, 9% Cr સ્ટીલ્સના Chao1 સૂચકાંકો અને અવલોકન કરાયેલ OTUs કાટ લાગતા અને પાણીના નમૂનાઓ કરતા વધારે છે અને બિન-કાટ લાગતા અને કાંપવાળા નમૂનાઓ કરતા ઓછા છે (આકૃતિ 4b, c), અને તફાવતો આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર છે (p-મૂલ્યો < 0.01, આકૃતિ 4d).વધુમાં, 9% Cr ધરાવતા સ્ટીલ્સના Chao1 અને અવલોકન કરાયેલ OTU કાટ લાગતા અને જલીય નમૂનાઓ કરતા વધારે અને બિન-કાટ લાગતા અને કાંપવાળા નમૂનાઓ કરતા ઓછા છે (આકૃતિ 4b, c), અને તફાવતો આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર છે.(p-значения <0,01, рис. 4d). (p-મૂલ્યો <0.01, આકૃતિ 4d).此外，9% Cr 钢的 Chao1 指数和观察到的OTU - 0.01, 4d).此外, 9% સીઆર 钢 ચાઓ1 （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 图 图 图 , 4 , ડી , 4 Кроме того, индекс Chao1 и наблюдаемые OTU STALLI с содержанием 9 % Cr были выше, чем у корродированных и водных , воднымые OTU STALI некорродированных и осадочных образцов (RIS. 4b,c), а разница была статистически значимой (p- значение < 0,01, ris.4). વધુમાં, 9% Cr સ્ટીલનો Chao1 ઇન્ડેક્સ અને અવલોકન કરાયેલ OTU કાટ લાગતા અને જલીય નમૂનાઓ કરતા વધારે અને કાટ લાગતા અને કાંપ વગરના નમૂનાઓ કરતા ઓછો હતો (આકૃતિ 4b,c), અને તફાવત આંકડાકીય રીતે નોંધપાત્ર હતો (p-મૂલ્ય < 0.01, આકૃતિ 4d).આ પરિણામો દર્શાવે છે કે કાટ ન લાગેલી ધાતુઓ પરના બાયોફિલ્મ્સ કરતાં કાટ ઉત્પાદનોમાં માઇક્રોબાયલ વિવિધતા ઓછી છે.
આકૃતિ 5a માં, બધા નમૂનાઓ માટે યુનિફ્રેક અનવેઇટેડ ડિસ્ટન્સ પર આધારિત પ્રિન્સિપલ કોઓર્ડિનેટ એનાલિસિસ (PCoA) પ્લોટ બતાવવામાં આવ્યો છે, જેમાં ત્રણ મુખ્ય ક્લસ્ટર જોવા મળ્યા છે. પાણીના નમૂનાઓમાં સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો અન્ય સમુદાયો કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ હતા. કાંપમાં રહેલા સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયોમાં સ્ટેનલેસ સ્ટીલ સમુદાયોનો પણ સમાવેશ થતો હતો, જ્યારે તેઓ કાટના નમૂનાઓમાં વ્યાપક હતા. તેનાથી વિપરીત, 9% Cr સાથે સ્ટીલનો નકશો બિન-કાટવાળા અને કાટવાળા ક્લસ્ટરોમાં વિભાજિત થયેલ છે. પરિણામે, ધાતુની સપાટીઓ અને કાટ ઉત્પાદનો પરના સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો પાણીમાં રહેલા સમુદાયો કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે.
બધા નમૂનાઓ (a), પાણી (b) અને ધાતુઓ (c) માં વજન વગરના UniFrac અંતર પર આધારિત મુખ્ય સંકલન વિશ્લેષણ (PCoA) પ્લોટ. વર્તુળો દરેક ક્લસ્ટરને પ્રકાશિત કરે છે. શ્રેણીમાં નમૂના સમયગાળાને જોડતી રેખાઓ દ્વારા પ્રક્ષેપણ દર્શાવવામાં આવે છે. 1 મીટર, 1 મહિનો; 3 મીટર, 3 મહિના; 6 મીટર, 6 મહિના; 14 મીટર, 14 મહિના; 22 મીટર, 22 મહિના; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, સ્થિતિ 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, સ્ટીલ 1% Cr; 3C સ્ટીલ, 2.25% Cr સ્ટીલ; સ્ટીલ 9C, સ્ટીલ 9% Cr; S6, 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ; S8, પ્રકાર 304 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ.
જ્યારે કાલક્રમિક ક્રમમાં ગોઠવાયેલા હતા, ત્યારે પાણીના નમૂનાઓના PCoA પ્લોટ ગોળાકાર ગોઠવણીમાં હતા (આકૃતિ 5b). આ ચક્ર સંક્રમણ મોસમી ફેરફારોને પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે.
વધુમાં, ધાતુના નમૂનાઓના PCoA પ્લોટ પર ફક્ત બે ક્લસ્ટર (કાટવાળું અને બિન-કાટવાળું) જોવા મળ્યા હતા, જ્યાં (9% ક્રોમિયમ સ્ટીલના અપવાદ સિવાય) 1 થી 22 મહિના સુધી માઇક્રોબાયલ સમુદાયમાં પરિવર્તન પણ જોવા મળ્યું હતું (આકૃતિ 5c). વધુમાં, કાટવાળું નમૂનાઓમાં સંક્રમણો બિન-કાટવાળું નમૂનાઓ કરતા વધારે હોવાથી, માઇક્રોબાયલ સમુદાયોમાં ફેરફારો અને કાટ પ્રગતિ વચ્ચે સહસંબંધ હતો. 9% Cr ધરાવતા સ્ટીલ નમૂનાઓમાં, બે પ્રકારના માઇક્રોબાયલ સમુદાયો જાહેર થયા હતા: 1 અને 6 મહિનાના બિંદુઓ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલની નજીક સ્થિત, અને અન્ય (3, 14 અને 22 મહિના), કાટવાળું સ્ટીલની નજીકના બિંદુઓ પર સ્થિત. 1 મહિના અને 6 મહિનામાં DNA નિષ્કર્ષણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા કૂપન્સ કાટવાળા ન હતા, જ્યારે 3, 14 અને 22 મહિનામાં કૂપન્સ કાટવાળા હતા (પૂરક આકૃતિ 1). તેથી, કાટ લાગતા નમૂનાઓમાં રહેલા સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો પાણી, કાંપ અને બિન-કાટ લાગતા નમૂનાઓમાં રહેલા સમુદાયોથી અલગ હતા અને કાટ લાગતા બદલાતા રહ્યા.
પાણીના નમૂનાઓમાં જોવા મળતા મુખ્ય પ્રકારના માઇક્રોબાયલ સમુદાયો પ્રોટીઓબેક્ટેરિયા (30.1–73.5%), બેક્ટેરોઇડેટ્સ (6.3–48.6%), પ્લાન્ટોમીસેટોટા (0.4–19.6%) અને એક્ટિનોબેક્ટેરિયા (0–17.7%) હતા, તેમની સંબંધિત વિપુલતા નમૂનાથી નમૂનામાં બદલાતી હતી (આકૃતિ 6), ઉદાહરણ તરીકે, તળાવના પાણીમાં બેક્ટેરોઇડેટ્સનું સંબંધિત વિપુલતા અમૂર્ત પાણી કરતાં વધુ હતું. આ તફાવત ઓવરફ્લો ટાંકીમાં પાણીના રહેઠાણના સમય દ્વારા પ્રભાવિત થઈ શકે છે. આ પ્રકારો તળિયાના કાંપના નમૂનાઓમાં પણ જોવા મળ્યા હતા, પરંતુ તેમની સંબંધિત વિપુલતા પાણીના નમૂનાઓ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ હતી. વધુમાં, એસિડોબેક્ટેરિયોટા (8.7–13.0%), ક્લોરોફ્લેક્સી (8.1–10.2%), નાઇટ્રોસ્પીરોટા (4.2–4.4%) અને ડેસલ્ફોબેક્ટેરોટા (1.5–4.4%) % ની સંબંધિત સામગ્રી પાણીના નમૂનાઓ કરતાં વધુ હતી. લગભગ બધી જ ડેસલ્ફોબેક્ટેરોટા પ્રજાતિઓ SRB37 હોવાથી, કાંપમાં વાતાવરણ એનારોબિક હોવું જોઈએ. જોકે ડેસલ્ફોબેક્ટેરોટા કાટને અસર કરી શકે છે, જોખમ અત્યંત ઓછું હોવું જોઈએ કારણ કે પૂલના પાણીમાં તેમની સંબંધિત વિપુલતા <0.04% છે. જોકે ડેસલ્ફોબેક્ટેરોટા કાટને અસર કરી શકે છે, જોખમ અત્યંત ઓછું હોવું જોઈએ કારણ કે પૂલના પાણીમાં તેમની સંબંધિત વિપુલતા <0.04% છે. Хотя Desulfobacterota, возможно, влияют на коррозию, риск должен быть чрезвычайно низким, поскольку их относительное собадельное совдельное составляет <0,04%. જોકે ડેસલ્ફોબેક્ટેરોટા કાટ પર અસર કરી શકે છે, તેમ છતાં જોખમ અત્યંત ઓછું હોવું જોઈએ કારણ કે પૂલના પાણીમાં તેમની સંબંધિત વિપુલતા <0.04% છે.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丰品0%. <0.04%. Хотя тип Desulfobacillus может влиять на коррозию, риск должен быть крайне низким, поскольку их относительное содеваржен. составляет <0,04%. જોકે ડેસલ્ફોબેસિલસ પ્રકાર કાટને પ્રભાવિત કરી શકે છે, તેમ છતાં જોખમ અત્યંત ઓછું હોવું જોઈએ કારણ કે પૂલના પાણીમાં તેમની સંબંધિત વિપુલતા <0.04% છે.
RW અને Air અનુક્રમે પાણીના સેવન અને બેસિનમાંથી પાણીના નમૂનાઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. સેડિમેન્ટ-C, -E, -W એ બેસિનના તળિયાના કેન્દ્રમાંથી, તેમજ પૂર્વ અને પશ્ચિમ બાજુઓમાંથી લેવામાં આવેલા કાંપના નમૂના છે. 1 મીટર, 1 મહિનો; 3 મીટર, 3 મહિના; 6 મીટર, 6 મહિના; 14 મીટર, 14 મહિના; 22 મીટર, 22 મહિના; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, સ્થિતિ 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, સ્ટીલ 1% Cr; 3C સ્ટીલ, 2.25% Cr સ્ટીલ; સ્ટીલ 9C, સ્ટીલ 9% Cr; S6, 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ; S8, પ્રકાર 304 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ.
જીનસ સ્તરે, ટ્રાઇકોમોનાડેસી પરિવારના અવર્ગીકૃત બેક્ટેરિયા, તેમજ નિયોસ્ફિન્ગોસિન, સ્યુડોમોનાસ અને ફ્લેવોબેક્ટેરિયમનું પ્રમાણ (6-19%) બધા ઋતુઓમાં થોડું વધારે જોવા મળ્યું. નાના મુખ્ય ઘટકો તરીકે, તેમના શેર બદલાય છે (આકૃતિ 1). . 7a અને b). ઉપનદીઓમાં, ફ્લેવોબેક્ટેરિયમ, સ્યુડોવિબ્રિઓ અને રોડોફેરોબેક્ટરની સંબંધિત વિપુલતા ફક્ત શિયાળામાં જ વધુ હતી. તેવી જ રીતે, બેસિનના શિયાળાના પાણીમાં સ્યુડોવિબ્રિઓ અને ફ્લેવોબેક્ટેરિયમની ઉચ્ચ સામગ્રી જોવા મળી હતી. આમ, પાણીના નમૂનાઓમાં સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો ઋતુના આધારે બદલાતા હતા, પરંતુ અભ્યાસ સમયગાળા દરમિયાન તેમાં ભારે ફેરફારો થયા ન હતા.
a ઇન્ટેક વોટર, b સ્વિમિંગ પુલનું પાણી, c ASTM A283, d ASTM A109 તાપમાન #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, અને i 9% Cr સ્ટીલ, j પ્રકાર-316 અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ K-304.
બધા નમૂનાઓમાં પ્રોટીઓબેક્ટેરિયા મુખ્ય ઘટકો હતા, પરંતુ કાટ લાગતા નમૂનાઓમાં તેમની સંબંધિત વિપુલતામાં ઘટાડો થયો (આકૃતિ 6). ASTM A179, ASTM A109 ટેમ્પ નં. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 અને 1% અને 2.25% Cr નમૂનાઓમાં, પ્રોટીઓબેક્ટેરિયાની સંબંધિત વિપુલતા 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8% થી ઘટીને 83.8% અનુક્રમે 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% અને 31.3% થઈ ગઈ. તેનાથી વિપરીત, કાટ વધવાની સાથે ડેસલ્ફોબેક્ટેરોટાની સંબંધિત વિપુલતા ધીમે ધીમે <0.1% થી 12.5–45.9% સુધી વધે છે. તેનાથી વિપરીત, કાટ વધવાની સાથે ડેસલ્ફોબેક્ટેરોટાની સંબંધિત વિપુલતા ધીમે ધીમે <0.1% થી 12.5–45.9% સુધી વધે છે. Напротив, относительное содержание Desulfobacterota постепенно увеличивается с <0,1% до 12,5–45,9% по мере развития. તેનાથી વિપરીત, કાટ વધતાં ડેસલ્ફોબેક્ટેરોટાની સંબંધિત વિપુલતા ધીમે ધીમે <0.1% થી 12.5–45.9% સુધી વધે છે.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% по мере развития коррозития. તેનાથી વિપરીત, કાટ વધતાં ડેસલ્ફોબેસિલસની સંબંધિત વિપુલતા ધીમે ધીમે <0.1% થી વધીને 12.5–45.9% થઈ ગઈ.આમ, જેમ જેમ કાટ વધતો ગયો, તેમ તેમ પ્રોટીઓબેક્ટેરાઇરાને ડેસલ્ફોબેક્ટેરોટાએ બદલ્યું.
તેનાથી વિપરીત, કાટ વગરના સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પરના બાયોફિલ્મ્સમાં વિવિધ બેક્ટેરિયાનું પ્રમાણ સમાન હતું. પ્રોટીઓબેક્ટેરિયા (29.4–34.1%), પ્લાન્ટોમીસેટોટા (11.7–18.8%), નાઇટ્રોસ્પિરોટા (2.9–20.9%), એસિડોબેક્ટેરિઓટા (8.6–18.8%), બેક્ટેરોઇડોટા (3.1–9.2%) અને ક્લોરોફ્લેક્સિ (2.1–8.8%). એવું જાણવા મળ્યું કે સ્ટેનલેસ સ્ટીલના નમૂનાઓમાં નાઇટ્રોસ્પિરોટાનું પ્રમાણ ધીમે ધીમે વધ્યું (આકૃતિ 6). આ ગુણોત્તર કાંપના નમૂનાઓમાં સમાન છે, જે આકૃતિ 5a માં બતાવેલ PCoA પ્લોટને અનુરૂપ છે.
9% Cr ધરાવતા સ્ટીલના નમૂનાઓમાં, બે પ્રકારના માઇક્રોબાયલ સમુદાયો જોવા મળ્યા: 1-મહિના અને 6-મહિનાના માઇક્રોબાયલ સમુદાયો તળિયાના કાંપના નમૂનાઓમાં સમાન હતા, જ્યારે કાટ નમૂનાઓ 3, 14 અને 22 માં પ્રોટીઓબેક્ટેરિયાનું પ્રમાણ નોંધપાત્ર રીતે વધ્યું. મહિનાઓ વધુમાં, 9% Cr સ્ટીલના નમૂનાઓમાં આ બે માઇક્રોબાયલ સમુદાયો આકૃતિ 5c માં બતાવેલ PCoA પ્લોટમાં વિભાજિત ક્લસ્ટરોને અનુરૂપ હતા.
જીનસ સ્તરે, 2000 થી વધુ OTUs જેમાં બિન-સોંપાયેલ બેક્ટેરિયા અને આર્ચીઆ હતા તે જોવા મળ્યા. જીનસ સ્તરે, 2000 થી વધુ OTUs જેમાં બિન-સોંપાયેલ બેક્ટેરિયા અને આર્ચીઆ હતા તે જોવા મળ્યા.જીનસ સ્તરે, 2000 થી વધુ OTUs જોવા મળ્યા છે જેમાં અજાણ્યા બેક્ટેરિયા અને આર્ચીઆ છે.જીનસ સ્તરે, 2000 થી વધુ OTUs જોવા મળ્યા છે જેમાં અનિશ્ચિત બેક્ટેરિયા અને આર્કિઆ હોય છે. તેમાંથી, અમે દરેક નમૂનામાં ઉચ્ચ વસ્તી ધરાવતા 10 OTUs પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું. આ ASTM A179 માં 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% અને 21.8-45.1% ને આવરી લે છે. , ASTM A109 ટેમ્પ નં. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, 1%, 2.25% અને 9% Cr સ્ટીલ્સ અને પ્રકાર 316 અને -304 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ્સ.
ASTM A179, ASTM A109 ટેમ્પ નં. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 જેવા કાટના નમૂનાઓમાં Fe(II) ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો ધરાવતા ડિક્લોરિનેટેડ મોનોલિથ્સનું પ્રમાણ પ્રમાણમાં ઊંચું જોવા મળ્યું છે અને 1% અને 2.25% Cr. કાટના પ્રારંભિક તબક્કા (1 મહિનો અને 3 મહિના, આકૃતિ 7c-h) ધરાવતા સ્ટીલ્સ જોવા મળ્યા છે. સમય જતાં ડેક્લોરોમોનાસનું પ્રમાણ ઘટ્યું, જે પ્રોટીઓબેક્ટેરિયામાં ઘટાડાને અનુરૂપ હતું (આકૃતિ 6). વધુમાં, બિન-કાટગ્રસ્ત નમૂનાઓ પરના બાયોફિલ્મ્સમાં ડેક્લોરોમોનાસનું પ્રમાણ <1% છે. વધુમાં, બિન-કાટગ્રસ્ત નમૂનાઓ પરના બાયોફિલ્મ્સમાં ડેક્લોરોમોનાસનું પ્રમાણ <1% છે. Кроме того, доля Dechloromonas в биопленках на некорродированных образцах составляет <1%. વધુમાં, કાટ ન લાગેલા નમૂનાઓ પર બાયોફિલ્મ્સમાં ડેક્લોરોમોનાસનું પ્રમાણ <1% છે.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%. વધુમાં, કાટ ન લાગેલા નમૂનાઓના બાયોફિલ્મમાં ડેક્લોરોમોનાસનું પ્રમાણ <1% હતું.તેથી, કાટ પેદાશોમાં, ડેક્લોરોમોનાસ કાટના પ્રારંભિક તબક્કામાં નોંધપાત્ર રીતે સમૃદ્ધ થાય છે.
તેનાથી વિપરીત, ASTM A179, ASTM A109 ટેમ્પર્ડ #4/5, ASTM A179, ASTM A395 અને 1% અને 2.25% Cr વાળા સ્ટીલ્સમાં, SRB Desulfovibrio પ્રજાતિઓનું પ્રમાણ આખરે 14 અને 22 મહિના પછી વધ્યું (આકૃતિ 7c–h). કાટના પ્રારંભિક તબક્કામાં, પાણીના નમૂનાઓમાં (આકૃતિ 7a, b) અને બિન-કાટગ્રસ્ત બાયોફિલ્મ્સમાં (આકૃતિ 7j, j) Desulfovibrion ખૂબ ઓછું હતું અથવા શોધાયું ન હતું. આ ભારપૂર્વક સૂચવે છે કે Desulfovibrio રચાયેલા કાટ ઉત્પાદનોના વાતાવરણને પસંદ કરે છે, જોકે તેઓ કાટના પ્રારંભિક તબક્કામાં કાટને અસર કરતા નથી.
Fe(III)-ઘટાડનારા બેક્ટેરિયા (RRB), જેમ કે જીઓબેક્ટર અને જીઓથ્રિક્સ, કાટના મધ્યમ તબક્કા (6 અને 14 મહિના) માં કાટ ઉત્પાદનોમાં જોવા મળ્યા હતા, પરંતુ કાટના અંતમાં (22 મહિના) તબક્કાનું પ્રમાણ તેમનામાં વધારે છે. પ્રમાણમાં ઓછું (આકૃતિ 7c, eh). Fe(II) ઓક્સિડેશન ગુણધર્મો ધરાવતા જીનસ સાઇડરોક્સાઇડન્સે સમાન વર્તન દર્શાવ્યું હતું (આકૃતિ 7f), તેથી કાટ લાગેલા નમૂનાઓમાં FeOB, IRB અને SRB નું પ્રમાણ ફક્ત વધારે હતું. આ ભારપૂર્વક સૂચવે છે કે આ માઇક્રોબાયલ સમુદાયોમાં ફેરફારો કાટ પ્રગતિ સાથે સંકળાયેલા છે.
૩, ૧૪ અને ૨૨ મહિના પછી ૯% Cr કાટ લાગતા સ્ટીલમાં, બેગિયાટોએસીઆ પરિવારના સભ્યોનું પ્રમાણ (૮.૫–૧૯.૬%) વધુ જોવા મળ્યું, જે સલ્ફર ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરી શકે છે, અને સાઇડરોક્સિડન્સ (૮.૪–૧૩.૭%) જોવા મળ્યા (આકૃતિ ૧). ૭i) વધુમાં, થિયોમોનાસ, એક સલ્ફર ઓક્સિડાઇઝિંગ બેક્ટેરિયમ (SOB), ૩ અને ૧૪ મહિનામાં વધુ સંખ્યામાં (૩.૪% અને ૮.૮%) જોવા મળ્યું. તેનાથી વિપરીત, નાઈટ્રેટ ઘટાડતા બેક્ટેરિયા નાઇટ્રોસ્પીરા (૧૨.૯%) ૬ મહિના જૂના કાટ ન લાગેલા નમૂનાઓમાં જોવા મળ્યા. ડૂબકી લગાવ્યા પછી સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પર બાયોફિલ્મ્સમાં પણ નાઇટ્રોસ્પીરાનું પ્રમાણ વધ્યું (આકૃતિ ૭j,k). આમ, ૧ અને ૬ મહિના જૂના કાટ ન લાગેલા ૯% Cr સ્ટીલના માઇક્રોબાયલ સમુદાયો સ્ટેનલેસ સ્ટીલ બાયોફિલ્મ્સ જેવા જ હતા. વધુમાં, 3, 14 અને 22 મહિનામાં કાટ લાગતા 9% Cr સ્ટીલના માઇક્રોબાયલ સમુદાયો કાર્બન અને ઓછા ક્રોમિયમ સ્ટીલ્સ અને કાસ્ટ આયર્નના કાટ ઉત્પાદનોથી અલગ હતા.
દરિયાઈ પાણીમાં કરતાં મીઠા પાણીમાં કાટનો વિકાસ સામાન્ય રીતે ધીમો હોય છે કારણ કે ક્લોરાઇડ આયનોની સાંદ્રતા ધાતુના કાટને અસર કરે છે. જો કે, કેટલાક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મીઠા પાણીના વાતાવરણમાં કાટ લાગી શકે છે38,39. વધુમાં, શરૂઆતમાં MIC પર શંકા હતી કારણ કે આ અભ્યાસમાં ઉપયોગમાં લેવાતા તાજા પાણીના પૂલમાં અગાઉ કાટ લાગેલ સામગ્રી જોવા મળી હતી. લાંબા ગાળાના નિમજ્જન અભ્યાસોમાં, કાટના વિવિધ સ્વરૂપો, ત્રણ પ્રકારના માઇક્રોબાયલ સમુદાયો અને કાટ ઉત્પાદનોમાં માઇક્રોબાયલ સમુદાયોમાં ફેરફાર જોવા મળ્યો હતો.
આ અભ્યાસમાં ઉપયોગમાં લેવાતું તાજા પાણીનું માધ્યમ નદીમાંથી લેવામાં આવેલા ટેકનિકલ પાણી માટે એક બંધ ટાંકી છે જે પ્રમાણમાં સ્થિર રાસાયણિક રચના અને 9 થી 23 °C સુધીના પાણીના તાપમાનમાં મોસમી ફેરફાર સાથે જોડાયેલું છે. તેથી, પાણીના નમૂનાઓમાં સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયોમાં મોસમી વધઘટ તાપમાનમાં ફેરફાર સાથે સંકળાયેલ હોઈ શકે છે. વધુમાં, પૂલના પાણીમાં સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાય ઇનપુટ પાણીમાં રહેલા પાણી કરતા કંઈક અલગ હતો (આકૃતિ 5b). પૂલમાં પાણી ઓવરફ્લોને કારણે સતત બદલાઈ રહ્યું છે. પરિણામે, બેસિનની સપાટી અને તળિયે મધ્યવર્તી ઊંડાણો પર પણ DO ~8.2 ppm પર રહ્યું. તેનાથી વિપરીત, કાંપનું વાતાવરણ એનારોબિક હોવું જોઈએ, કારણ કે તે જળાશયના તળિયે સ્થિર થાય છે અને રહે છે, અને તેમાં રહેલા સૂક્ષ્મજીવાણુ વનસ્પતિ (જેમ કે CRP) પણ પાણીમાં રહેલા સૂક્ષ્મજીવાણુ વનસ્પતિથી અલગ હોવા જોઈએ (આકૃતિ 6). પૂલમાં કૂપન્સ કાંપથી વધુ દૂર હોવાથી, એરોબિક પરિસ્થિતિઓમાં નિમજ્જન અભ્યાસ દરમિયાન તેઓ ફક્ત તાજા પાણીના સંપર્કમાં આવ્યા હતા.
સામાન્ય કાટ કાર્બન સ્ટીલ, લો ક્રોમિયમ સ્ટીલ અને કાસ્ટ આયર્નમાં તાજા પાણીની પરિસ્થિતિઓમાં થાય છે (આકૃતિ 1) કારણ કે આ સામગ્રી કાટ પ્રતિરોધક નથી. જોકે, અજૈવિક તાજા પાણીની પરિસ્થિતિઓમાં કાટ દર (0.13 mm yr-1) અગાઉના અભ્યાસો કરતાં વધુ હતો40 (0.04 mm yr-1) અને સુક્ષ્મસજીવોની હાજરીમાં કાટ દર (0.02–0.76 mm yr-1) સાથે તુલનાત્મક હતો 1) તાજા પાણીની પરિસ્થિતિઓ જેવી જ40,41,42. આ ઝડપી કાટ દર MIC ની લાક્ષણિકતા છે.
વધુમાં, 22 મહિનાના નિમજ્જન પછી, કાટ ઉત્પાદનો હેઠળ ઘણી ધાતુઓમાં સ્થાનિક કાટ જોવા મળ્યો (આકૃતિ 3). ખાસ કરીને, ASTM A179 માં જોવા મળેલો સ્થાનિક કાટ દર સામાન્ય કાટ કરતા લગભગ પાંચ ગણો ઝડપી છે. કાટનું આ અસામાન્ય સ્વરૂપ અને ઝડપી કાટ દર એક જ પદાર્થ પર થતા કાટમાં પણ જોવા મળ્યો છે. આમ, આ અભ્યાસમાં કરવામાં આવેલ નિમજ્જન વ્યવહારમાં કાટને પ્રતિબિંબિત કરે છે.
અભ્યાસ કરાયેલ ધાતુઓમાં, 9% Cr સ્ટીલ સૌથી વધુ ગંભીર કાટનું પ્રદર્શન કરતું હતું, જેની કાટ ઊંડાઈ 1.2 મીમીથી વધુ હતી, જે ઝડપી કાટ અને કાટના અસામાન્ય સ્વરૂપને કારણે MIC હોવાની શક્યતા છે. અભ્યાસ કરાયેલ ધાતુઓમાં, 9% Cr સ્ટીલ સૌથી વધુ ગંભીર કાટનું પ્રદર્શન કરતું હતું, જેની કાટ ઊંડાઈ 1.2 મીમીથી વધુ હતી, જે ઝડપી કાટ અને કાટના અસામાન્ય સ્વરૂપને કારણે MIC હોવાની શક્યતા છે. Среди исследованных металлов сталь с 9% Cr из-за ускоренной коррозии и аномальной формы коррозии. તપાસવામાં આવેલી ધાતુઓમાં, 9% Cr વાળા સ્ટીલમાં 1.2 મીમીથી વધુ કાટ ઊંડાઈ સાથે સૌથી ગંભીર કાટ જોવા મળ્યો, જે કદાચ ઝડપી કાટ અને અસામાન્ય પ્રકારના કાટને કારણે MIC છે.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% કરોડ Среди исследованных металлов наиболее сильно корродировала сталь с 9% Cr, с глубиной коррозии >1,2 мм, скорее всего, - скорее всего,- аномальных форм коррозии. અભ્યાસ કરાયેલ ધાતુઓમાં, 9% Cr વાળું સ્ટીલ સૌથી વધુ ગંભીર રીતે કાટ પામ્યું હતું, જેની કાટ ઊંડાઈ 1.2 મીમીથી વધુ હતી, જે કાટના ઝડપી અને અસામાન્ય સ્વરૂપોને કારણે MIC હોવાની શક્યતા વધારે છે.9% Cr સ્ટીલનો ઉપયોગ ઉચ્ચ તાપમાનના ઉપયોગ માટે થતો હોવાથી, તેના કાટ લાગવાના વર્તનનો અગાઉ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે43,44 પરંતુ આ ધાતુ માટે અગાઉ કોઈ MIC નોંધવામાં આવ્યો નથી. હાઇપરથર્મોફાઇલ્સ સિવાય અસંખ્ય સુક્ષ્મસજીવો ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણ (>100 °C) માં નિષ્ક્રિય હોવાથી, આવા કિસ્સાઓમાં 9% Cr સ્ટીલમાં MIC ને અવગણી શકાય છે. હાઇપરથર્મોફાઇલ્સ સિવાય અસંખ્ય સુક્ષ્મસજીવો ઊંચા તાપમાનવાળા વાતાવરણ (>100 °C) માં નિષ્ક્રિય હોવાથી, આવા કિસ્સાઓમાં 9% Cr સ્ટીલમાં MIC ને અવગણી શકાય છે. Поскольку многие микроорганизмы, за исключением гипертермофилов, неактивны в высокотемпературной среде (>%9° Сваст, 10%), Cr в таких случаях можно не учитывать. હાઇપરથર્મોફાઇલ્સ સિવાય ઘણા સુક્ષ્મસજીવો ઊંચા તાપમાનવાળા વાતાવરણ (>100°C) માં નિષ્ક્રિય હોવાથી, આવા કિસ્સાઓમાં સ્ટીલમાં 9% Cr વાળા MIC ને અવગણી શકાય છે.由于除超嗜热菌外，许多微生物在高温环境(>100 °C)钢中的MIC. ૯% કરોડ તાપમાન (>૧૦૦ °સે) Поскольку многие микроорганизмы, кроме гипертермофилов, не проявляют активности в высоко°Котемпературных (Средах>Средах) с 9% Cr в данном случае можно не учитывать. હાઇપરથર્મોફાઇલ્સ સિવાય ઘણા સુક્ષ્મસજીવો ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણ (>100 °C) માં સક્રિય થતા નથી, તેથી આ કિસ્સામાં સ્ટીલમાં 9% Cr વાળા MIC ને અવગણી શકાય છે.જોકે, જ્યારે મધ્યમ તાપમાનવાળા વાતાવરણમાં 9% કરોડ સ્ટીલનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે MIC ઘટાડવા માટે વિવિધ પગલાં લેવા જોઈએ.
વિવિધ સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો અને તેમના ફેરફારો કાટ વગરના પદાર્થોના થાપણોમાં અને પાણીની તુલનામાં બાયોફિલ્મ્સમાં કાટ ઉત્પાદનોમાં જોવા મળ્યા, ઉપરાંત ઝડપી કાટ (આકૃતિ 5-7), જે ભારપૂર્વક સૂચવે છે કે આ કાટ એક માઇક્રોફોન છે. રામિરેઝ અને અન્યો.૧૩ દરિયાઈ સૂક્ષ્મજીવાણુ ઇકોસિસ્ટમમાં 6 મહિનાથી વધુ સમય માટે 3-પગલાંના સંક્રમણ (FeOB => SRB/IRB = > SOB) નો અહેવાલ આપે છે, જેમાં ગૌણ સમૃદ્ધ SRB દ્વારા ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ આખરે SOB ના સંવર્ધનમાં ફાળો આપી શકે છે. રામિરેઝ અને અન્ય 13 દરિયાઈ માઇક્રોબાયલ ઇકોસિસ્ટમમાં 6 મહિનાથી વધુ સમય માટે 3-પગલાંના સંક્રમણ (FeOB => SRB/IRB => SOB) નો અહેવાલ આપે છે, જ્યારે ગૌણ સમૃદ્ધ SRB દ્વારા ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ આખરે SOB ના સંવર્ધનમાં ફાળો આપી શકે છે. Ramirez et al.13 сообщают о трехэтапном переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) образующийся при вторичном обогащении SRB, может, наконец, способствовать обогащению SOB. રામિરેઝ અને અન્યો.13 6 મહિનાના સમયગાળા દરમિયાન દરિયાઈ માઇક્રોબાયલ ઇકોસિસ્ટમમાં ત્રણ-તબક્કાના સંક્રમણ (FeOB => SRB/IRB => SOB) નો અહેવાલ આપે છે, જ્યાં SRB ગૌણ સંવર્ધનમાંથી ઉત્પન્ન થયેલ હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ આખરે SOB સંવર્ધનમાં ફાળો આપી શકે છે. રામીરેઝ 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 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.રેમિરેઝ 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 句变变句આ 硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集. Ramirez et al.13 сообщили о трехступенчатом переходе (FeOB => SRB/IRB => SOB) сероводород, образующийся в результате вторичного обогащения SRB, может в конечном итоге способствовать обогащения. રામિરેઝ એટ અલ.13 એ 6 મહિનાના સમયગાળા દરમિયાન દરિયાઈ માઇક્રોબાયલ ઇકોસિસ્ટમમાં ત્રણ-પગલાંના સંક્રમણ (FeOB => SRB/IRB => SOB) નો અહેવાલ આપ્યો હતો, જેમાં SRB ગૌણ સંવર્ધનમાંથી ઉત્પન્ન થયેલ હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ આખરે SOB સંવર્ધનમાં ફાળો આપી શકે છે.મેકબેથ અને એમર્સન36 એ FeOB માં પ્રાથમિક સંવર્ધનનો અહેવાલ આપ્યો. તેવી જ રીતે, આ અભ્યાસમાં પ્રારંભિક કાટ તબક્કા દરમિયાન FeOB નું સંવર્ધન જોવા મળ્યું છે, પરંતુ 22 મહિના દરમિયાન કાર્બન અને 1% અને 2.25% Cr સ્ટીલ્સ અને કાસ્ટ આયર્નમાં જોવા મળતા કાટની પ્રગતિ સાથે માઇક્રોબાયલ ફેરફારો FeOB => IRB = > SRB (આકૃતિઓ 7 અને 8) છે. તેવી જ રીતે, આ અભ્યાસમાં પ્રારંભિક કાટ તબક્કા દરમિયાન FeOB નું સંવર્ધન જોવા મળ્યું છે, પરંતુ 22 મહિના દરમિયાન કાર્બન અને 1% અને 2.25% Cr સ્ટીલ્સ અને કાસ્ટ આયર્નમાં જોવા મળતા કાટની પ્રગતિ સાથે માઇક્રોબાયલ ફેરફારો FeOB => IRB => SRB (આકૃતિઓ 7 અને 8) છે. Точно так же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB на ранней стадии коррозии, но микробные изменения по микробные изменения по коррозии, наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, представляют => собриб> અને 8). તેવી જ રીતે, આ અભ્યાસમાં કાટના પ્રારંભિક તબક્કામાં FeOB માં સંવર્ધન જોવા મળ્યું છે, પરંતુ કાટ વધવાની સાથે સૂક્ષ્મજીવાણુઓમાં થતા ફેરફારો, કાર્બન અને 1% અને 2.25% Cr સ્ટીલ્સ અને કાસ્ટ આયર્નમાં 22 મહિના દરમિયાન જોવા મળે છે, તે FeOB => IRB => SRB (આકૃતિઓ 7 અને 8) છે.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% કરોડ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 1% 和 2.25% 腿離 2.25%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 микробиологичение, но микробиологичение наблюдаемые в углеродистых и 1% и 2,25% Cr сталях и чугуне в течение 22 месяцев, были FeOB => IRB => SRB (рис. 78). તેવી જ રીતે, આ અભ્યાસમાં કાટના પ્રારંભિક તબક્કામાં FeOB સંવર્ધન જોવા મળ્યું હતું, પરંતુ 22 મહિનામાં કાર્બન અને 1% અને 2.25% Cr સ્ટીલ્સ અને કાસ્ટ આયર્નમાં જોવા મળેલા સૂક્ષ્મજૈવિક ફેરફારો FeOB => IRB => SRB (આકૃતિ 7 અને 8) હતા.સલ્ફેટ આયનની સાંદ્રતા વધુ હોવાથી, SRB દરિયાઈ પાણીના વાતાવરણમાં સરળતાથી એકઠા થઈ શકે છે, પરંતુ સલ્ફેટ આયનની સાંદ્રતા ઓછી હોવાથી મીઠા પાણીના વાતાવરણમાં તેમનું સંવર્ધન વિલંબિત થાય છે. દરિયાઈ પાણીમાં SRB સંવર્ધન વારંવાર નોંધાયું છે10,12,45.
a કાટ લાગવાના પ્રારંભિક તબક્કામાં Fe(II)-આધારિત ઊર્જા ચયાપચય આયર્ન ઓક્સાઇડ (લાલ [ડેક્લોરોમોનાસ sp.] અને લીલા [સાઇડરેક્સીડાન્સ sp.] કોષો) અને Fe(III) ઘટાડતા બેક્ટેરિયા (ગ્રે કોષો [જિયોથ્રિક્સ sp. અને જિયોબેક્ટર sp.]) દ્વારા કાર્બનિક કાર્બન અને નાઇટ્રોજન, પછી એનારોબિક સલ્ફેટ-ઘટાડતા બેક્ટેરિયા (SRP) અને હેટરોટ્રોફિક સુક્ષ્મસજીવો સંચિત કાર્બનિક પદાર્થોનો ઉપયોગ કરીને કાટ લાગવાના પરિપક્વ તબક્કાને સમૃદ્ધ બનાવે છે. b કાટ-પ્રતિરોધક ધાતુઓ પર માઇક્રોબાયલ સમુદાયોમાં ફેરફાર. વાયોલેટ, વાદળી, પીળા અને સફેદ કોષો અનુક્રમે કોમાનોડાસી, નાઇટ્રોસ્પીરા sp., બેગિયાટોએસીઆ અને અન્ય પરિવારોના બેક્ટેરિયાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયમાં થતા ફેરફારો અને શક્ય SRB સંવર્ધનના સંદર્ભમાં, કાટના પ્રારંભિક તબક્કામાં FeOB મહત્વપૂર્ણ છે, અને ડેક્લોરોમોનાસ Fe(II) ઓક્સિડેશનમાંથી તેમની વૃદ્ધિ ઊર્જા મેળવી શકે છે. સૂક્ષ્મજીવાણુઓ ટ્રેસ તત્વો ધરાવતા માધ્યમોમાં ટકી શકે છે, પરંતુ તેઓ ઝડપથી વૃદ્ધિ પામશે નહીં. જો કે, આ અભ્યાસમાં ઉપયોગમાં લેવાતો પ્લન્જ પૂલ એક ઓવરફ્લો બેસિન છે, જેનો પ્રવાહ 20 m3/h છે, જે સતત અકાર્બનિક આયનો ધરાવતા ટ્રેસ તત્વો પૂરા પાડે છે. કાટના પ્રારંભિક તબક્કામાં, કાર્બન સ્ટીલ અને કાસ્ટ આયર્નમાંથી ફેરસ આયનો મુક્ત થાય છે, અને FeOBs (જેમ કે ડેક્લોરોમોનાસ) તેનો ઉર્જા સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરે છે. કોષ વૃદ્ધિ માટે જરૂરી કાર્બન, ફોસ્ફેટ અને નાઇટ્રોજનની માત્રા કાર્બનિક અને અકાર્બનિક પદાર્થોના સ્વરૂપમાં પ્રક્રિયા પાણીમાં હાજર હોવી જોઈએ. તેથી, આ મીઠા પાણીના વાતાવરણમાં, FeOB શરૂઆતમાં કાર્બન સ્ટીલ અને કાસ્ટ આયર્ન જેવી ધાતુની સપાટી પર સમૃદ્ધ થાય છે. ત્યારબાદ, IRBs ઉર્જા સ્ત્રોતો અને ટર્મિનલ ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારનારા તરીકે કાર્બનિક પદાર્થો અને આયર્ન ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ કરી શકે છે અને તેનો ઉપયોગ કરી શકે છે. પરિપક્વ કાટ ઉત્પાદનોમાં, FeOB અને IRB ના ચયાપચયને કારણે નાઇટ્રોજનથી સમૃદ્ધ એનારોબિક પરિસ્થિતિઓનું નિર્માણ થવું જોઈએ. તેથી, SRB ઝડપથી વિકાસ કરી શકે છે અને FeOB અને IRB ને બદલી શકે છે (આકૃતિ 8a).
તાજેતરમાં, ટાંગ અને અન્ય લોકોએ લોખંડમાંથી સૂક્ષ્મજીવાણુઓમાં સીધા ઇલેક્ટ્રોન ટ્રાન્સફરને કારણે તાજા પાણીના વાતાવરણમાં જીઓબેક્ટર ફેરોરેડ્યુસેન્સ દ્વારા સ્ટેનલેસ સ્ટીલના કાટની જાણ કરી હતી. EMIC ને ધ્યાનમાં લેતા, EET ગુણધર્મો ધરાવતા સુક્ષ્મજીવાણુઓનું યોગદાન મહત્વપૂર્ણ છે. આ અભ્યાસમાં કાટ ઉત્પાદનોમાં SRB, FeOB અને IRB મુખ્ય સૂક્ષ્મજીવાણુ પ્રજાતિઓ છે, જેમાં EET લાક્ષણિકતાઓ હોવી જોઈએ. તેથી, આ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ રીતે સક્રિય સુક્ષ્મજીવાણુઓ EET દ્વારા કાટમાં ફાળો આપી શકે છે, અને કાટ ઉત્પાદનોની રચના થતાં વિવિધ આયનીય પ્રજાતિઓના પ્રભાવ હેઠળ તેમના સમુદાયની રચના બદલાય છે. તેનાથી વિપરીત, 9% Cr સાથે સ્ટીલમાં સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાય અન્ય સ્ટીલ્સથી અલગ હતો (આકૃતિ 8b). 14 મહિના પછી, FeOB સાથે સંવર્ધન ઉપરાંત, જેમ કે સાઇડરોક્સીડન્સ, SOB47બેગીઆટોએસીઆ અને થિયોમોનાસ પણ સમૃદ્ધ થયા (આકૃતિ 7i). આ ફેરફાર કાર્બન સ્ટીલ જેવા અન્ય કાટ પદાર્થો કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે, અને કાટ દરમિયાન ઓગળેલા ક્રોમિયમ-સમૃદ્ધ આયનોથી પ્રભાવિત થઈ શકે છે. નોંધનીય છે કે, થિયોમોનાસમાં માત્ર સલ્ફર ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો જ નથી, પરંતુ Fe(II) ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો, EET સિસ્ટમ અને ભારે ધાતુ સહિષ્ણુતા પણ છે48,49. Fe(II) ની ઓક્સિડેટીવ પ્રવૃત્તિ અને/અથવા ધાતુના ઇલેક્ટ્રોનના સીધા વપરાશને કારણે તેમને સમૃદ્ધ બનાવી શકાય છે. અગાઉના અભ્યાસમાં, ડિસ્કન્ટિન્યુસ બાયોફિલ્મ મોનિટરિંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને Cu પર બાયોફિલ્મ્સમાં બેગિયાટોએસીઆની પ્રમાણમાં ઊંચી વિપુલતા જોવા મળી હતી, જે સૂચવે છે કે આ બેક્ટેરિયા Cu અને Cr જેવી ઝેરી ધાતુઓ સામે પ્રતિરોધક હોઈ શકે છે. જો કે, આ વાતાવરણમાં વધવા માટે બેગિયાટોએસીઆને જરૂરી ઉર્જા સ્ત્રોત અજ્ઞાત છે.
આ અભ્યાસ મીઠા પાણીના વાતાવરણમાં કાટ દરમિયાન સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયોમાં થતા ફેરફારોનો અહેવાલ આપે છે. સમાન વાતાવરણમાં, સૂક્ષ્મજીવાણુ સમુદાયો ધાતુના પ્રકારમાં અલગ હતા. વધુમાં, અમારા પરિણામો કાટના પ્રારંભિક તબક્કામાં FeOB ના મહત્વની પુષ્ટિ કરે છે, કારણ કે આયર્ન આધારિત સૂક્ષ્મજીવાણુ ઊર્જા ચયાપચય SRB જેવા અન્ય સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા પસંદ કરાયેલ પોષક તત્વોથી ભરપૂર વાતાવરણની રચનાને પ્રોત્સાહન આપે છે. મીઠા પાણીના વાતાવરણમાં MIC ઘટાડવા માટે, FeOB અને IRB સંવર્ધન મર્યાદિત હોવું જોઈએ.
આ અભ્યાસમાં નવ ધાતુઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો અને તેને 50 × 20 × 1–5 mm (ASTM 395 સ્ટીલ માટે જાડાઈ અને 1%, 2.25% અને 9% Cr: 5 mm; ASTM A283 અને ASTM A179 માટે જાડાઈ: 3 mm) ના બ્લોકમાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવી હતી. mm; ASTM A109 ટેમ્પર 4/5 અને પ્રકાર 304 અને 316 સ્ટેનલેસ સ્ટીલ, જાડાઈ: 1mm), જેમાં બે 4mm છિદ્રો હતા. ક્રોમિયમ સ્ટીલ્સને સેન્ડપેપરથી પોલિશ કરવામાં આવ્યા હતા અને અન્ય ધાતુઓને ડૂબતા પહેલા 600 ગ્રિટ સેન્ડપેપરથી પોલિશ કરવામાં આવ્યા હતા. બધા નમૂનાઓને 99.5% ઇથેનોલથી સોનિકેટ કરવામાં આવ્યા હતા, સૂકવવામાં આવ્યા હતા અને તેનું વજન કરવામાં આવ્યું હતું. કાટ દર ગણતરી અને માઇક્રોબાયોમ વિશ્લેષણ માટે દરેક ધાતુના દસ નમૂનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. દરેક નમૂનાને PTFE સળિયા અને સ્પેસર્સ (φ 5 × 30 mm, પૂરક આકૃતિ 2) સાથે સીડીની ફેશનમાં ઠીક કરવામાં આવ્યો હતો.
આ પૂલનું કદ 1100 ઘન મીટર અને ઊંડાઈ લગભગ 4 મીટર છે. પાણીનો પ્રવાહ 20 m3 h-1 હતો, ઓવરફ્લો છોડવામાં આવ્યો હતો, અને પાણીની ગુણવત્તામાં ઋતુ પ્રમાણે વધઘટ થતી નહોતી (પૂરક આકૃતિ 3). નમૂનાની સીડી ટાંકીની મધ્યમાં લટકાવેલા 3 મીટર સ્ટીલ વાયર પર નીચે ઉતારવામાં આવી હતી. 1, 3, 6, 14 અને 22 મહિનામાં પૂલમાંથી સીડીના બે સેટ દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. વજન ઘટાડવા અને કાટ દરની ગણતરી કરવા માટે એક સીડીના નમૂનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, જ્યારે બીજી સીડીના નમૂનાઓનો ઉપયોગ માઇક્રોબાયોમ વિશ્લેષણ માટે કરવામાં આવ્યો હતો. ઓગળેલા ઓક્સિજન સેન્સર (InPro6860i, મેટલર ટોલેડો, કોલંબસ, ઓહિયો, યુએસએ) નો ઉપયોગ કરીને નિમજ્જન ટાંકીમાં ઓગળેલા ઓક્સિજનને સપાટી અને તળિયે, તેમજ મધ્યમાં માપવામાં આવ્યો હતો.
નમૂનાઓ પરના કાટ લાગવાના ઉત્પાદનો અને બાયોફિલ્મ્સને પ્લાસ્ટિક સ્ક્રેપરથી સ્ક્રેપ કરીને અથવા કોટન સ્વેબથી લૂછીને દૂર કરવામાં આવ્યા હતા, અને પછી અલ્ટ્રાસોનિક બાથનો ઉપયોગ કરીને 99.5% ઇથેનોલમાં સાફ કરવામાં આવ્યા હતા. ત્યારબાદ નમૂનાઓને ASTM G1-0351 અનુસાર ક્લાર્કના દ્રાવણમાં ડૂબાડવામાં આવ્યા હતા. સૂકવણી પૂર્ણ થયા પછી બધા નમૂનાઓનું વજન કરવામાં આવ્યું હતું. નીચેના સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને દરેક નમૂના માટે કાટ લાગવાનો દર (mm/yr) ની ગણતરી કરો:
જ્યાં K એક અચળ (8.76 × 104) છે, T એ એક્સપોઝર સમય (h) છે, A એ કુલ સપાટી ક્ષેત્રફળ (cm2) છે, W એ દળ નુકશાન (g) છે, D એ ઘનતા (g cm–3) છે.
નમૂનાઓનું વજન કર્યા પછી, 3D માપન લેસર માઇક્રોસ્કોપ (LEXT OLS4000, ઓલિમ્પસ, ટોક્યો, જાપાન) નો ઉપયોગ કરીને ઘણા નમૂનાઓની 3D છબીઓ મેળવવામાં આવી.