Faleminderit që vizituat Nature.com. Po përdorni një version të shfletuesit me mbështetje të kufizuar CSS. Për përvojën më të mirë, ju rekomandojmë të përdorni një shfletues të përditësuar (ose të çaktivizoni Modalitetin e Përputhshmërisë në Internet Explorer). Përveç kësaj, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne e shfaqim faqen pa stile dhe JavaScript.
Shfaq një karusel me tre diapozitiva njëherësh. Përdorni butonat "Më parë" dhe "Më pas" për të lëvizur midis tre diapozitivave njëherësh, ose përdorni butonat e rrëshqitësit në fund për të lëvizur midis tre diapozitivave njëherësh.
Në mjediset me ujëra të ëmbla, shpesh vërehet korrozioni i përshpejtuar i çelikëve të karbonit dhe çelikëve inox. Një studim 22-mujor i zhytjes në rezervuarët e ujit të ëmbël u krye këtu duke përdorur nëntë klasa çeliku. Korozioni i përshpejtuar u vu re në çelikët e karbonit dhe kromit dhe në gizën e derdhur, ndërsa në çelikun inox nuk u vu re korrozion i dukshëm edhe pas 22 muajsh. Një analizë e komunitetit mikrobik tregoi se gjatë korrozionit të përgjithshëm, bakteret oksiduese të Fe(II) u pasuruan në fazën e hershme të korrozionit, bakteret reduktuese të Fe(III) në fazën e zhvillimit të korrozionit dhe bakteret reduktuese të sulfatit në fazën përfundimtare të korrozionit të produktit. Përkundrazi, bakteret Beggiatocaea ishin veçanërisht të shumta në çelik me 9% Cr të nënshtruar korrozionit të lokalizuar. Këto përbërje të komuniteteve mikrobike gjithashtu ndryshonin nga ato në mostrat e ujit dhe të sedimenteve të poshtme. Kështu, ndërsa korrozioni përparon, komuniteti mikrobik pëson ndryshime dramatike dhe metabolizmi i energjisë mikrobike i varur nga hekuri krijon një mjedis që mund të pasurojë mikroorganizma të tjerë.
Metalet mund të përkeqësohen dhe të korrodohen për shkak të faktorëve të ndryshëm fizikë dhe kimikë mjedisorë, siç janë pH, temperatura dhe përqendrimi i joneve. Kushtet acidike, temperaturat e larta dhe përqendrimet e klorureve ndikojnë veçanërisht në korrozionin e metaleve1,2,3. Mikroorganizmat në mjediset natyrore dhe të ndërtuara shpesh ndikojnë në konsumimin dhe korrozionin e metaleve, një sjellje e shprehur në korrozionin mikrobik (MIC)4,5,6,7,8. MIC shpesh gjendet në mjedise të tilla si tubat e brendshëm dhe rezervuarët e magazinimit, në çarjet metalike dhe në tokë, ku shfaqet papritmas dhe zhvillohet me shpejtësi. Prandaj, monitorimi dhe zbulimi i hershëm i MIC-ve është shumë i vështirë, kështu që analiza e MIC zakonisht kryhet pas korrozionit. Janë raportuar studime të shumta rastesh të MIC-ve në të cilat bakteret që reduktojnë sulfatet (SRB) u gjetën shpesh në produktet e korrozionit9,10,11,12,13. Megjithatë, mbetet e paqartë nëse SRB-të kontribuojnë në fillimin e korrozionit, pasi zbulimi i tyre bazohet në analizën pas korrozionit.
Kohët e fundit, përveç baktereve që oksidojnë jodin21, janë raportuar mikroorganizma të ndryshëm që zbërthejnë hekurin, siç janë SRB14 që zbërthejnë hekurin, metanogjenët15,16,17, bakteret që reduktojnë nitratin18, bakteret që oksidojnë hekurin19 dhe acetogjenët20. Nën kushte laboratorike anaerobe ose mikroaerobe, shumica e tyre korrodojnë hekurin dhe çelikun me vlerë zero. Përveç kësaj, mekanizmat e tyre të korrozionit sugjerojnë që metanogjenët dhe SRB-të që korrodojnë hekurin nxisin korrozionin duke mbledhur elektrone nga hekuri me vlerë zero duke përdorur hidrogjenaza jashtëqelizore dhe citokrome multiheme, përkatësisht22,23. MIC-të ndahen në dy lloje: (i) MIC kimike (CMIC), e cila është korrozion indirekt nga speciet e prodhuara mikrobikisht, dhe (ii) MIC elektrike (EMIC), e cila është korrozion i drejtpërdrejtë nga pakësimi i elektroneve të metalit24. EMIC i lehtësuar nga transferimi jashtëqelizor i elektroneve (EET) është me interes të madh sepse mikroorganizmat me veti EET shkaktojnë korrozion më të shpejtë sesa mikroorganizmat jo-EET. Ndërsa përgjigja kufizuese e shpejtësisë së CMIC në kushte anaerobe është prodhimi i H2 nëpërmjet reduktimit të protoneve (H+), EMIC vazhdon nëpërmjet metabolizmit të EET, i cili është i pavarur nga prodhimi i H2. Mekanizmi i EET në mikroorganizma të ndryshëm lidhet me performancën e karburantit qelizor mikrobik dhe elektrobiosintezës25,26,27,28,29. Meqenëse kushtet e kultivimit për këta mikroorganizma korrozivë ndryshojnë nga ato në mjedisin natyror, nuk është e qartë nëse këto procese të vëzhguara të korrozionit mikrobik pasqyrojnë korrozionin në praktikë. Prandaj, është e vështirë të vëzhgohet mekanizmi i MIC i shkaktuar nga këta mikroorganizma korrozivë në mjedisin natyror.
Zhvillimi i teknologjisë së sekuencimit të ADN-së ka lehtësuar studimin e detajeve të komuniteteve mikrobike në mjedise natyrore dhe artificiale, për shembull, profilizimi mikrobik bazuar në sekuencën e gjenit 16S rRNA duke përdorur sekuencues të gjeneratës së re është përdorur në fushën e ekologjisë mikrobike30,31.,32. Janë botuar studime të shumta MIC që kanë detajuar komunitetet mikrobike në mjediset tokësore dhe detare13,33,34,35,36. Përveç SRB, është raportuar edhe pasurimi me baktere oksiduese të Fe(II) (FeOB) dhe nitrifikuese në mostrat e korrozionit, p.sh. FeOB, të tilla si Gallionella spp. dhe Dechloromonas spp., dhe baktere nitrifikuese, të tilla si Nitrospira, spp., në çelikët që përmbajnë karbon dhe bakër në mjediset tokësore33. Në mënyrë të ngjashme, në mjedisin detar, kolonizimi i shpejtë i baktereve oksiduese të hekurit që i përkasin klasave Zetaproteobacteria dhe Betaproteobacteria është vërejtur për disa javë në çelikun e karbonit36. Këto të dhëna tregojnë kontributin e këtyre mikroorganizmave në korrozion. Megjithatë, në shumë studime, kohëzgjatja dhe grupet eksperimentale janë të kufizuara, dhe pak dihet rreth dinamikës së komuniteteve mikrobike gjatë korrozionit.
Këtu, ne hetojmë MIC-të e çelikut të karbonit, çelikut të kromit, çelikut inox dhe hekurit të derdhur duke përdorur studime zhytjeje në një mjedis aerob të ujërave të ëmbla me një histori të ngjarjeve MIC. Mostrat u morën në 1, 3, 6, 14 dhe 22 muaj dhe u studiua shkalla e korrozionit të secilit metal dhe përbërës mikrobik. Rezultatet tona ofrojnë një pasqyrë të dinamikës afatgjatë të komuniteteve mikrobike gjatë korrozionit.
Siç tregohet në Tabelën 1, në këtë studim u përdorën nëntë metale. Dhjetë mostra të secilit material u zhytën në një pellg me ujë të freskët. Cilësia e ujit të procesit është si më poshtë: 30 ppm Cl-, 20 mS m-1, 20 ppm Ca2+, 20 ppm SiO2, turbullira 1 ppm dhe pH 7.4. Përqendrimi i oksigjenit të tretur (DO) në fund të shkallës së marrjes së mostrave ishte afërsisht 8.2 ppm dhe temperatura e ujit varionte nga 9 deri në 23°C sipas stinës.
Siç tregohet në Figurën 1, pas 1 muaji zhytjeje në mjedise prej gize ASTM A283, ASTM A109 Kushti #4/5, ASTM A179 dhe ASTM A395, produkte korrozioni ngjyrë kafe u vunë re në sipërfaqen e çelikut të karbonit në formën e korrozionit të përgjithësuar. Humbja e peshës së këtyre mostrave u rrit me kalimin e kohës (Tabela Plotësuese 1) dhe shkalla e korrozionit ishte 0.13-0.16 mm në vit (Fig. 2). Në mënyrë të ngjashme, korrozioni i përgjithshëm është vërejtur në çelikët me përmbajtje të ulët Cr (1% dhe 2.25%) me një shkallë korrozioni prej rreth 0.13 mm/vit (Figurat 1 dhe 2). Në të kundërt, çeliku me 9% Cr shfaq korrozion të lokalizuar që ndodh në boshllëqet e formuara nga guarnicionet. Shkalla e korrozionit të kësaj mostre është rreth 0.02 mm/vit, që është dukshëm më e ulët se ajo e çelikut me korrozion të përgjithshëm. Në të kundërt, çelikët inox të tipit 304 dhe -316 nuk shfaqin korrozion të dukshëm, me shkallë të vlerësuara të korrozionit prej <0.001 mm y−1. Në të kundërt, çelikët inox të tipit 304 dhe -316 nuk shfaqin korrozion të dukshëm, me shkallë përshpejtimi të vlerësuara prej <0.001 mm y−1. Напротив, нержавеющие стали типови 304 dhe 316 nuk janë të njohura për të parëmoy korrosionet, при этом расчетная скорость коррозии составляет <0,001 мм/год. Në të kundërt, çelikët inox të tipit 304 dhe 316 nuk tregojnë korrozion të dukshëm, me një shkallë të vlerësuar korrozioni prej <0.001 mm/vit.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<0,01 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<0,01 mm Напротив, нержавеющие стали типа 304 и -316 nuk mund të shihet me korrozioni me расчетной скоростью коррозии <0,001 мм/год. Në të kundërt, çelikët inox të tipit 304 dhe -316 nuk treguan korrozion të dukshëm me një shkallë korrozioni të projektuar prej <0.001 mm/vit.
Tregohen imazhe makroskopike të secilës mostër (lartësia 50 mm × gjerësia 20 mm) para dhe pas heqjes së gëlqeres. 1 metër, 1 muaj; 3 metra, 3 muaj; 6 metra, 6 muaj; 14 metra, 14 muaj; 22 metra, 22 muaj; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, gjendja 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, çelik 1% Cr; çelik 3C, çelik 2.25% Cr; çelik 9C, çelik 9% Cr; S6, çelik inox 316; S8, çelik inox i tipit 304.
Shkalla e korrozionit u llogarit duke përdorur humbjen e peshës dhe kohën e zhytjes. S, ASTM A283, SP, ASTM A109, i ngurtësuar 4/5, FC, ASTM A395, B, ASTM A179, 1C, çelik 1% Cr, 3 C, çelik 2.25% Cr, 9 C, çelik 9% Cr, S6, çelik inox i tipit 316; S8, çelik inox i tipit 304.
Në fig. 1 tregohet gjithashtu se produktet e korrozionit të çelikut të karbonit, çelikut me përmbajtje të ulët të kromuar dhe gizës zhvillohen më tej pas zhytjes për 3 muaj. Shkalla e përgjithshme e korrozionit u ul gradualisht në 0.07 ~ 0.08 mm/vit pas 22 muajsh (Figura 2). Përveç kësaj, shkalla e korrozionit të çelikut me përmbajtje të ulët të kromuar ishte pak më e ulët se e mostrave të tjera të korrozionuara, duke treguar se kromuar mund të pengojë korrozionin. Përveç korrozionit të përgjithshëm, sipas ASTM A179, korrozioni i lokalizuar u vu re pas 22 muajsh me një thellësi korrozioni prej rreth 700 µm (Fig. 3). Shkalla e korrozionit lokal, e llogaritur duke përdorur thellësinë e korrozionit dhe kohën e zhytjes, është 0.38 mm/vit, që është rreth 5 herë më e shpejtë se korrozioni i përgjithshëm. Shkalla e korrozionit të lidhjes ASTM A395 mund të nënvlerësohet pasi produktet e korrozionit nuk e heqin plotësisht gëlqeren pas 14 ose 22 muajsh zhytjeje në ujë. Megjithatë, ndryshimi duhet të jetë minimal. Përveç kësaj, shumë gropa të vogla u vunë re në çelikun me përmbajtje të ulët të kromit të korrozionuar.
Imazh i plotë (shtrirja e shkallës: 10 mm) dhe korrozioni i lokalizuar (shtrirja e shkallës: 500 µm) i çelikut ASTM A179 dhe çelikut 9% Cr në thellësinë maksimale duke përdorur një mikroskop lazer me shikim 3D. Rrathët e kuq në imazhin e plotë tregojnë korrozionin e lokalizuar të matur. Një pamje e plotë e çelikut 9% Cr nga ana e pasme tregohet në Figurën 1.
Siç tregohet në fig. 2, për çelikun me 9% Cr, nuk u vu re korrozion brenda 3-14 muajve, dhe shkalla e korrozionit ishte praktikisht zero. Megjithatë, korrozioni i lokalizuar u vu re pas 22 muajsh (Figura 3) me një shkallë korrozioni prej 0.04 mm/vit të llogaritur duke përdorur humbjen e peshës. Thellësia maksimale e korrozionit të lokalizuar është 1260 µm dhe shkalla e korrozionit të lokalizuar e vlerësuar duke përdorur thellësinë e korrozionit dhe kohën e zhytjes (22 muaj) është 0.68 mm/vit. Meqenëse pika e saktë në të cilën fillon korrozioni nuk dihet, shkalla e korrozionit mund të jetë më e lartë.
Në të kundërt, nuk u vu re korrozion i dukshëm në çelik inox edhe pas 22 muajsh zhytjeje. Edhe pse disa grimca kafe u vunë re në sipërfaqe para heqjes së gëlqeres (Fig. 1), ato ishin të lidhura dobët dhe nuk ishin produkte korrozioni. Meqenëse metali rishfaqet në sipërfaqen e çelikut inox pasi hiqet gëlqerja, shkalla e korrozionit është praktikisht zero.
Sekuencimi i amplikonit është kryer për të kuptuar ndryshimet dhe dinamikën e komuniteteve mikrobike me kalimin e kohës në produktet e korrozionit dhe biofilmet në sipërfaqet metalike, në ujë dhe sedimente. U morën gjithsej 4,160,012 lexime, me një interval prej 31,328 deri në 124,183 lexime.
Indekset Shannon të mostrave të ujit të marra nga pusetat dhe pellgjet varionin nga 5.47 në 7.45 (Fig. 4a). Meqenëse uji i rikuperuar i lumit përdoret si ujë industrial, komuniteti mikrobik mund të ndryshojë sipas stinëve. Në të kundërt, indeksi Shannon i mostrave të sedimenteve të poshtme ishte rreth 9, që është dukshëm më i lartë se ai i mostrave të ujit. Në mënyrë të ngjashme, mostrat e ujit kishin indekse të llogaritura Chao1 dhe njësi taksonomike operative (OTU) më të ulëta sesa mostrat e sedimenteve (Fig. 4b, c). Këto ndryshime janë statistikisht të rëndësishme (testi Tukey-Kramer; vlerat p < 0.01, Fig. 4d), duke treguar se komunitetet mikrobike në mostrat e sedimenteve janë më komplekse sesa ato në mostrat e ujit. Këto ndryshime janë statistikisht të rëndësishme (testi Tukey-Kramer; vlerat p < 0.01, Fig. 4d), duke treguar se komunitetet mikrobike në mostrat e sedimenteve janë më komplekse sesa ato në mostrat e ujit. Эти различия статистически значимы (критерий Тьюки-Крамера; значения p <0,01, рис. 4d), что указывает на то, что микробные сообщества в образцах донных отложений более сломыхны, Këto ndryshime janë statistikisht të rëndësishme (testi Tukey-Kramer; vlerat p <0.01, Fig. 4d), duke treguar se komunitetet mikrobike në mostrat e sedimenteve janë më komplekse sesa në mostrat e ujit.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天这些 差异 具有 统计学 （tukey-kramer 检验 ； p 值 <0,01 ， 图 4d） 表明 沉积笉举渷中 中 的 群落更……….. Эти различия были статистически значимыми (критерий Тьюки-Крамера; p-значение <0,01, ris. 4d), что позволяет предположить, что микробные сообщества во образцах донных болеми, чесложных отлемий, были воды. Këto ndryshime ishin statistikisht të rëndësishme (testi Tukey-Kramer; vlera p <0.01, Fig. 4d), duke sugjeruar që komunitetet mikrobike në mostrat e sedimenteve ishin më komplekse sesa në mostrat e ujit.Meqenëse uji në pellgun e tejmbushjes ripërtërihet vazhdimisht dhe sedimentet vendosen në fund të pellgut pa shqetësime mekanike, ky ndryshim në diversitetin mikrobik duhet të pasqyrojë ekosistemin në pellg.
a Indeksi Shannon, b Njësia taksonomike operative e vëzhguar (OTU), dhe c Indeksi i thithjes Chao1 (n=6) dhe pellgu (n=5) Uji, sedimenti (n=3), ASTM A283 (S: n=5), ASTM A109 Temperatura #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) dhe 9% (9 C: n = 5) Çeliqet Cr, si dhe çelikët inox të tipit 316 (S6: n = 5) dhe -304 (S8: n = 5) tregohen si grafikë në formë kutie dhe mustaqe. d Vlerat p për indekset Shannon dhe Chao1 të marra duke përdorur testet krahasuese të shumëfishta ANOVA dhe Tukey-Kramer. Sfondet e kuqe përfaqësojnë çifte me vlera p < 0.05. Sfondet e kuqe përfaqësojnë çifte me vlera p < 0.05. Krasnыe fonы prezantoj parы me значајни p <0,05. Sfondet e kuqe përfaqësojnë çifte me vlera p < 0.05.红色背景代表p 值< 0,05 的对.红色背景代表p 值< 0,05 的对. Krasnыe fonы prezantoj parы me p-значениями <0,05. Sfondet e kuqe përfaqësojnë çifte me vlera p <0.05.Vija në mes të kutisë, pjesa e sipërme dhe e poshtme e kutisë, dhe mustaqet përfaqësojnë përkatësisht medianën, percentilet e 25-të dhe të 75-të, si dhe vlerat minimale dhe maksimale.
Indekset Shannon për çelikun me karbon, çelikun me përmbajtje të ulët kromi dhe gizën ishin të ngjashme me ato për mostrat e ujit (Fig. 4a). Në të kundërt, indekset Shannon të mostrave të çelikut inox janë dukshëm më të larta se ato të çeliqeve të korroduara (vlerat p < 0.05, Fig. 4d) dhe të ngjashme me ato të sedimenteve. Në të kundërt, indekset Shannon të mostrave të çelikut inox janë dukshëm më të larta se ato të çeliqeve të korroduara (vlerat p < 0.05, Fig. 4d) dhe të ngjashme me ato të sedimenteve. Напротив, Indeksы Shennona образцов из нержавеющей стали значительно выше, чем у корродированных сталей (domethënia p <0,05, рис. 4d), dhe analoge indeksimi отпозиција. Në të kundërt, indekset Shannon të mostrave të çelikut inox janë dukshëm më të larta se ato të çeliqeve të korroduara (vlerat p < 0.05, Fig. 4d) dhe janë të ngjashme me indekset e depozitimit.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, чем у корродированной стали (значение p <0,05, рис. 4d), как и у отложений. Në të kundërt, indeksi Shannon i mostrave të çelikut inox ishte dukshëm më i lartë se ai i çelikut të korroduar (vlera p < 0.05, Fig. 4d), ashtu si edhe depozita.Në të kundërt, indeksi Shannon për çelikët me 9% Cr varionte nga 6.95 në 9.65. Këto vlera ishin shumë më të larta në mostrat jo të korroduara në 1 dhe 3 muaj sesa në mostrat e korroduara në 6, 14 dhe 22 muaj (Fig. 4a). Për më tepër, indekset Chao1 dhe OTU-të e vëzhguara të çeliqeve 9% Cr janë më të larta se ato të mostrave të korroduara dhe të ujit dhe më të ulëta se ato të mostrave jo të korroduara dhe të sedimenteve (Fig. 4b, c), dhe ndryshimet janë statistikisht të rëndësishme (vlerat p < 0.01, Fig. 4d). Për më tepër, indekset Chao1 dhe OTU-të e vëzhguara të çeliqeve 9% Cr janë më të larta se ato të mostrave të korroduara dhe të ujit dhe më të ulëta se ato të mostrave jo të korroduara dhe të sedimenteve (Fig. 4b, c), dhe ndryshimet janë statistikisht të rëndësishme (vlerat p < 0.01, Fig. 4d).Përveç kësaj, Chao1 dhe OTU e vëzhguar e çeliqeve me 9% Cr janë më të larta se ato të mostrave të korroduara dhe ujore dhe më të ulëta se ato të mostrave jo të korroduara dhe sedimentare (Fig. 4b, c), dhe ndryshimet janë statistikisht të rëndësishme.(p-значения <0,01, рис. 4d). (vlerat p <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），差异具有统计学意义（p值< 0,01, deri në 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 腐察沉积物 （图 图 4b ， c） 差异 统计学 意义 （p 值 <0,01 图 图 图 图 图 图 弌 图, , , , 4d). Кроме того, indeks Chao1 dhe naблюдаемые OTU стали со содержанием 9 % Cr были повеќе, чем у корродированных и водных образцов, и ниже, чем у некорродированных статии и осадочных артисий 4b,c. (p- значение < 0,01, ris. 4g). Përveç kësaj, indeksi Chao1 dhe OTU e vëzhguar e çelikut 9% Cr ishin më të larta se ato të mostrave të korroduara dhe ujore dhe më të ulëta se ato të mostrave të pakoroduara dhe sedimentare (Fig. 4b,c), dhe ndryshimi ishte statistikisht i rëndësishëm (vlera p < 0.01, Fig. 4d).Këto rezultate tregojnë se diversiteti mikrobik në produktet e korrozionit është më i ulët se në biofilmat në metalet e pakoroduara.
Në fig. 5a tregohet një grafik i Analizës Kryesore të Koordinatave (PCoA) bazuar në distancën e papeshuar të UniFrac për të gjitha mostrat, me tre grupe kryesore të vëzhguara. Komunitetet mikrobike në mostrat e ujit ishin dukshëm të ndryshme nga komunitetet e tjera. Komunitetet mikrobike në sedimente përfshinin gjithashtu komunitete çeliku inox, ndërsa ato ishin të përhapura në mostrat e korrozionit. Në të kundërt, harta e çelikut me 9% Cr është e ndarë në grupe jo të korrozionuara dhe të korrozionuara. Si pasojë, komunitetet mikrobike në sipërfaqet metalike dhe produktet e korrozionit janë dukshëm të ndryshme nga ato në ujë.
Grafiku i analizës së koordinatave kryesore (PCoA) bazuar në distancat e papeshuara UniFrac në të gjitha mostrat (a), ujin (b) dhe metalet (c). Rrathët nxjerrin në pah secilin grumbull. Trajektoret përfaqësohen nga vija që lidhin periudhat e marrjes së mostrave në seri. 1 metër, 1 muaj; 3 metra, 3 muaj; 6 metra, 6 muaj; 14 metra, 14 muaj; 22 metra, 22 muaj; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, gjendja 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, çelik 1% Cr; çelik 3C, çelik 2.25% Cr; çelik 9C, çelik 9% Cr; S6, çelik inox 316; S8, çelik inox i tipit 304.
Kur u renditën në rend kronologjik, grafikët PCoA të mostrave të ujit ishin në një rregullim rrethor (Fig. 5b). Ky tranzicion ciklik mund të pasqyrojë ndryshimet sezonale.
Përveç kësaj, vetëm dy grupe (të korroduara dhe jo të korroduara) u vunë re në grafikët PCoA të mostrave metalike, ku (me përjashtim të çelikut me 9% krom) u vu re edhe një zhvendosje e komunitetit mikrobik nga 1 në 22 muaj (Fig. 5c). Përveç kësaj, meqenëse tranzicionet në mostrat e korroduara ishin më të mëdha se në mostrat jo të korroduara, kishte një korrelacion midis ndryshimeve në komunitetet mikrobike dhe përparimit të korrozionit. Në mostrat e çelikut me 9% Cr, u zbuluan dy lloje komunitetesh mikrobike: pika në 1 dhe 6 muaj, të vendosura pranë çelikut inox, dhe të tjera (3, 14 dhe 22 muaj), të vendosura në pika afër çelikut të korroduar. 1 muaj dhe kuponët e përdorur për nxjerrjen e ADN-së në 6 muaj nuk ishin të korroduar, ndërsa kuponët në 3, 14 dhe 22 muaj ishin të korroduar (Figura Plotësuese 1). Prandaj, komunitetet mikrobike në mostrat e korroduara ndryshonin nga ato në mostrat e ujit, sedimentit dhe jo të korroduara dhe ndryshuan ndërsa korrozioni përparonte.
Llojet kryesore të bashkësive mikrobike të vëzhguara në mostrat e ujit ishin Proteobacteria (30.1–73.5%), Bacteroidetes (6.3–48.6%), Planctomycetota (0.4–19.6%) dhe Actinobacteria (0–17.7%), bollëku i tyre relativ ndryshonte nga mostra në mostër (Fig. 6), për shembull, bollëku relativ i Bacteroidetes në ujin e pellgut ishte më i lartë se në ujin abstrakt. Ky ndryshim mund të ndikohet nga koha e qëndrimit të ujit në rezervuarin e tejmbushjes. Këto lloje u vunë re edhe në mostrat e sedimenteve të poshtme, por bollëku i tyre relativ ndryshonte ndjeshëm nga ai në mostrat e ujit. Përveç kësaj, përmbajtja relative e Acidobacteriota (8.7–13.0%), Chloroflexi (8.1–10.2%), Nitrospirota (4.2–4.4%) dhe Desulfobacteriota (1.5–4.4%) %) ishte më e lartë se në mostrat e ujit. Meqenëse pothuajse të gjitha speciet Desulfobacteriota janë SRB37, mjedisi në sediment duhet të jetë anaerob. Edhe pse Desulfobacterota mund të ndikojë në korrozion, rreziku duhet të jetë jashtëzakonisht i ulët sepse sasia e tyre relative në ujin e pishinës është <0.04%. Edhe pse Desulfobacterota mund të ndikojë në korrozion, rreziku duhet të jetë jashtëzakonisht i ulët sepse sasia e tyre relative në ujin e pishinës është <0.04%. Hotya Desulfobacterota, mund të jetë, mund të jetë në koroziyu, rreziku duhet të jetë shumë i ulët, mund të jetë më pak se 0,04%. Edhe pse Desulfobacterota mund të ketë një efekt në korrozion, rreziku duhet të jetë jashtëzakonisht i ulët pasi bollëku i tyre relativ në ujin e pishinave është <0.04%.尽管脱硫杆菌门可能影响腐蚀，但风险应该极低，因为它们在池水中们在池水中繄%40. <0.04%. Lloji i Desulfobacillus mund të jetë i dëmshëm, rreziku duhet të jetë i ulët, mund të jetë më i ulët se përmbajtja e tyre në bazën e ujit është <0,04%. Edhe pse lloji Desulfobacillus mund të ndikojë në korrozion, rreziku duhet të jetë jashtëzakonisht i ulët pasi bollëku i tyre relativ në ujin e pishinës është <0.04%.
RW dhe Air përfaqësojnë mostrat e ujit nga marrja e ujit dhe pellgu, përkatësisht. Sediment-C, -E, -W janë mostrat e sedimentit të marra nga qendra e fundit të pellgut, si dhe nga anët lindore dhe perëndimore. 1 metër, 1 muaj; 3 metra, 3 muaj; 6 metra, 6 muaj; 14 metra, 14 muaj; 22 metra, 22 muaj; S, ASTM A283; SP, ASTM A109, gjendja 4/5; FC, ASTM A395; B, ASTM A179; 1C, çelik 1% Cr; çelik 3C, çelik 2.25% Cr; çelik 9C, çelik 9% Cr; S6, çelik inox 316; S8, çelik inox i tipit 304.
Në nivelin e gjinisë, një përqindje pak më e lartë (6–19%) e baktereve të paklasifikuara që i përkasin familjes Trichomonadaceae, si dhe Neosphingosine, Pseudomonas dhe Flavobacterium, u vu re në të gjitha stinët. Si përbërës kryesorë të vegjël, përqindjet e tyre ndryshojnë (Fig. 1). . 7a dhe b). Në degët e lumenjve, bollëku relativ i Flavobacterium, Pseudovibrio dhe Rhodoferrobacter ishte më i lartë vetëm në dimër. Në mënyrë të ngjashme, një përmbajtje më e lartë e Pseudovibrio dhe Flavobacterium u vu re në ujin e dimrit të pellgut. Kështu, komunitetet mikrobike në mostrat e ujit ndryshonin në varësi të stinës, por nuk pësuan ndryshime drastike gjatë periudhës së studimit.
a Ujë hyrës, b Ujë pishine, c ASTM A283, d ASTM A109 temperatura #4/5, e ASTM A179, f ASTM A395, g 1% Cr, h 2.25% Cr, dhe i 9% çelik Cr, j Tipi-316 dhe çelik inox K-304.
Proteobakteret ishin përbërësit kryesorë në të gjitha mostrat, por bollëku i tyre relativ në mostrat e korroduara u ul me përparimin e korrozionit (Fig. 6). Në mostrat ASTM A179, ASTM A109 Temp Nr. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 dhe 1% dhe 2.25% Cr, bollëku relativ i proteobaktereve u ul nga 89.1%, 85.9%, 89.6%, 79.5%, 84.8%., 83.8% janë 43.3%, 52.2%, 50.0%, 41.9%, 33.8% dhe 31.3% përkatësisht. Në të kundërt, bollëku relativ i Desulfobacterota rritet gradualisht nga <0.1% në 12.5–45.9% me përparimin e korrozionit. Në të kundërt, bollëku relativ i Desulfobacterota rritet gradualisht nga <0.1% në 12.5–45.9% me përparimin e korrozionit. Përgjigjja, относительное содержание Desulfobacterota postepenno zvogëlohet me <0,1% deri në 12,5–45,9% më pak të zmadhuar korozimet. Në të kundërt, bollëku relativ i Desulfobacterota rritet gradualisht nga <0.1% në 12.5–45.9% ndërsa korrozioni përparon.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% Përgjigjja, относительная численность Desulfobacillus postepenno uvelichivalasь me <0,1% deri në 12,5–45,9% me pak zvogëlim të korozive. Në të kundërt, bollëku relativ i Desulfobacillus u rrit gradualisht nga <0.1% në 12.5–45.9% ndërsa korrozioni përparonte.Kështu, ndërsa korrozioni përparonte, Proteobactereira u zëvendësua nga Desulfobacterota.
Në të kundërt, biofilmet në çelik inox të pakoroduar përmbanin të njëjtat përmasa të baktereve të ndryshme. Proteobakteret (29.4–34.1%), Planctomycetota (11.7–18.8%), Nitrospirota (2.9–20.9%), Acidobacteriota (8.6–18.8%), Bacteroidota (3.1–9.2%) dhe Chloroflexi (2.1–8.8%). U zbulua se përmasa e Nitrospirota në mostrat e çelikut inox u rrit gradualisht (Fig. 6). Këto raporte janë të ngjashme me ato në mostrat e sedimenteve, të cilat korrespondojnë me grafikun PCoA të treguar në Fig. 5a.
Në mostrat e çelikut që përmbanin 9% Cr, u vunë re dy lloje bashkësish mikrobike: bashkësitë mikrobike 1-mujore dhe 6-mujore ishin të ngjashme me ato në mostrat e sedimenteve të poshtme, ndërsa përqindja e proteobaktereve në mostrat e korrozionit 3, 14 dhe 22 u rrit ndjeshëm. Përveç kësaj, këto dy bashkësi mikrobike në mostrat e çelikut 9% Cr korrespondonin me grupe të ndara në grafikun PCoA të treguar në Fig. 5c.
Në nivelin e gjinisë, u vunë re >2000 OTU që përmbanin baktere dhe arkea të papërcaktuara. Në nivelin e gjinisë, u vunë re >2000 OTU që përmbanin baktere dhe arkea të papërcaktuara.Në nivelin e gjinisë, janë vërejtur mbi 2000 OTU që përmbajnë baktere dhe arkea të paidentifikuara.Në nivelin e gjinisë, janë vërejtur mbi 2000 OTU që përmbajnë baktere dhe arkea të paspecifikuara. Midis tyre, ne u përqendruam në 10 OTU me një popullatë të lartë në secilën mostër. Kjo mbulon 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% dhe 21.8-45.1% në ASTM A179, ASTM A109 Temp Nr. 4/5, ASTM A179, ASTM A395, çelikë Cr 1%, 2.25% dhe 9% dhe çelikë inox të tipit 316 dhe -304.
Një përmbajtje relativisht e lartë e monoliteve të deklorinuara me veti oksiduese të Fe(II) është vërejtur në mostrat e korrozionit si ASTM A179, ASTM A109 Temp Nr. 4/5, ASTM A179, ASTM A395 dhe çelikët me 1% dhe 2.25% Cr. fazë e hershme e korrozionit (1 muaj dhe 3 muaj, Fig. 7c-h). Përqindja e Dechloromonas u ul me kalimin e kohës, gjë që korrespondonte me uljen e Proteobacteria (Fig. 6). Për më tepër, përqindjet e Dechloromonas në biofilmat e mostrave të pa korroduara janë <1%. Për më tepër, përqindjet e Dechloromonas në biofilmat e mostrave të pa korroduara janë <1%. Кроме того, доля Dechloromonas во биоленках на некорродированных образцах составляет <1%. Përveç kësaj, përqindja e Dechloromonas në biofilma në mostrat e pakoroduara është <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 во биопленке некорродированных образцов была <1%. Përveç kësaj, përqindja e Dechloromonas në biofilmin e mostrave të pakoroduara ishte <1%.Prandaj, midis produkteve të korrozionit, Dechloromonas pasurohet ndjeshëm në një fazë të hershme të korrozionit.
Në të kundërt, në ASTM A179, ASTM A109 të temperuar #4/5, ASTM A179, ASTM A395 dhe çelikët me 1% dhe 2.25% Cr, përqindja e specieve SRB Desulfovibrio u rrit më në fund pas 14 dhe 22 muajsh (Fig. 7c–h). Desulfofibrioni ishte shumë i ulët ose nuk u zbulua në fazat e hershme të korrozionit, në mostrat e ujit (Fig. 7a, b) dhe në biofilmat jo të korroduar (Fig. 7j, j). Kjo sugjeron fuqimisht se Desulfovibrio preferon mjedisin e produkteve të formuara të korrozionit, megjithëse ato nuk ndikojnë në korrozion në fazat e hershme të korrozionit.
Bakteret reduktuese të Fe(III) (RRB), të tilla si Geobacter dhe Geothrix, u gjetën në produktet e korrozionit në fazat e mesme të korrozionit (6 dhe 14 muaj), por përqindja e fazave të vona (22 muaj) të korrozionit është më e lartë në to, relativisht e ulët (Fig. 7c, eh). Gjinia Sideroxydans me vetitë e oksidimit të Fe(II) tregoi një sjellje të ngjashme (Fig. 7f), kështu që përqindja e FeOB, IRB dhe SRB ishte më e lartë vetëm në mostrat e korroduara. Kjo sugjeron fuqimisht se ndryshimet në këto bashkësi mikrobike shoqërohen me përparimin e korrozionit.
Në çelikun me 9% Cr të korroduar pas 3, 14 dhe 22 muajsh, u vu re një përqindje më e lartë e anëtarëve të familjes Beggiatoacea (8.5–19.6%), të cilët mund të shfaqin veti oksiduese të squfurit, dhe u vunë re sideroksidanë (8.4–13.7%) (Fig. 1). ). 7i) Përveç kësaj, Thiomonas, një bakter oksidues i squfurit (SOB), u gjet në numër më të lartë (3.4% dhe 8.8%) në 3 dhe 14 muaj. Në të kundërt, bakteret reduktuese të nitratit Nitrospira (12.9%) u vunë re në mostrat 6-mujore të pakoroduara. Një përqindje më e lartë e Nitrospira u vu re gjithashtu në biofilmat në çelik inox pas zhytjes (Fig. 7j,k). Kështu, komunitetet mikrobike të çelikëve 1 dhe 6-mujorë të pakoroduar me 9% Cr ishin të ngjashme me ato në biofilmat e çelikut inox. Për më tepër, bashkësitë mikrobike të çelikut me 9% krom të korroduara në 3, 14 dhe 22 muaj ndryshonin nga produktet e korrozionit të çeliqeve me karbon dhe me pak krom, si dhe të gizës.
Zhvillimi i korrozionit është zakonisht më i ngadaltë në ujërat e ëmbla sesa në ujin e detit, sepse përqendrimi i joneve të klorurit ndikon në korrozionin e metalit. Megjithatë, disa çelik inox mund të korrodohen në mjedise me ujëra të ëmbla38,39. Përveç kësaj, fillimisht u dyshua për MIC pasi materiali i korroduar ishte vërejtur më parë në pellgun e ujit të ëmbël të përdorur në këtë studim. Në studimet afatgjata të zhytjes, u vunë re forma të ndryshme të korrozionit, tre lloje të komuniteteve mikrobike dhe një ndryshim në komunitetet mikrobike në produktet e korrozionit.
Mjedisi i ujërave të ëmbla i përdorur në këtë studim është një rezervuar i mbyllur për ujë teknik të marrë nga një lumë me një përbërje kimike relativisht të qëndrueshme dhe një ndryshim sezonal në temperaturën e ujit që varion nga 9 në 23 °C. Prandaj, luhatjet sezonale në komunitetet mikrobike në mostrat e ujit mund të shoqërohen me ndryshime në temperaturë. Përveç kësaj, komuniteti mikrobik në ujin e pishinës ishte disi i ndryshëm nga ai në ujin hyrës (Fig. 5b). Uji në pishinë zëvendësohet vazhdimisht për shkak të tejmbushjes. Si pasojë, DO mbeti në ~8.2 ppm edhe në thellësi të ndërmjetme midis sipërfaqes së pellgut dhe fundit. Përkundrazi, mjedisi i sedimentit duhet të jetë anaerob, pasi ai vendoset dhe mbetet në fund të rezervuarit, dhe flora mikrobike në të (si CRP) duhet të ndryshojë gjithashtu nga flora mikrobike në ujë (Fig. 6). Meqenëse kuponët në pishinë ishin më larg sedimenteve, ato u ekspozuan ndaj ujit të ëmbël vetëm gjatë studimeve të zhytjes në kushte aerobe.
Korozioni i përgjithshëm ndodh në çelikun e karbonit, çelikun me pak krom dhe gizën në mjedise me ujë të ëmbël (Figura 1) sepse këto materiale nuk janë rezistente ndaj korrozionit. Megjithatë, shkalla e korrozionit (0.13 mm yr-1) në kushte abiotike të ujërave të ëmbla ishte më e lartë se në studimet e mëparshme40 (0.04 mm yr-1) dhe ishte e krahasueshme me shkallën e korrozionit (0.02–0.76 mm yr-1) në prani të mikroorganizmave1) Ngjashëm me kushtet e ujërave të ëmbla40,41,42. Kjo shkallë e përshpejtuar e korrozionit është një karakteristikë e MIC.
Përveç kësaj, pas 22 muajsh zhytjeje, u vu re korrozion i lokalizuar në disa metale nën produktet e korrozionit (Fig. 3). Në veçanti, shkalla e korrozionit të lokalizuar e vërejtur në ASTM A179 është rreth pesë herë më e shpejtë se korrozioni i përgjithshëm. Kjo formë e pazakontë e korrozionit dhe shkalla e përshpejtuar e korrozionit janë vërejtur edhe në korrozionin që ndodh në të njëjtin objekt. Kështu, zhytja e kryer në këtë studim pasqyron korrozionin në praktikë.
Midis metaleve të studiuara, çeliku me 9% Cr shfaqi korrozionin më të rëndë, me një thellësi korrozioni prej >1.2 mm, që ka të ngjarë të jetë MIC për shkak të korrozionit të përshpejtuar dhe formës anormale të korrozionit. Midis metaleve të studiuara, çeliku me 9% Cr shfaqi korrozionin më të rëndë, me një thellësi korrozioni prej >1.2 mm, që ka të ngjarë të jetë MIC për shkak të korrozionit të përshpejtuar dhe formës anormale të korrozionit. Mesi исследованных металлов сталь со 9% Cr показала наиболее сильную коррозию со глубиной коррозии> 1,2 mm, что, вероятно, является МИК из-за ускоренной коррозии и аномальной. Ndër metalet e ekzaminuara, çeliku me 9% Cr tregoi korrozionin më të rëndë me një thellësi korrozioni >1.2 mm, që është ndoshta MIC për shkak të korrozionit të përshpejtuar dhe një forme anormale të korrozionit.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 со 9% Cr, me glubinoiy korrosione >1,2 mm, скорее всего, МИК из-за ускоренных и anomalьnыh format korrosione. Midis metaleve të studiuara, çeliku me 9% Cr pësoi korrodimin më të rëndë, me një thellësi korrozioni prej >1.2 mm, me shumë mundësi MIC për shkak të formave të përshpejtuara dhe anomale të korrozionit.Meqenëse çeliku me 9% Cr përdoret në aplikime në temperatura të larta, sjellja e tij ndaj korrozionit është studiuar më parë43,44, por asnjë MIC nuk është raportuar më parë për këtë metal. Meqenëse shumë mikroorganizma, përveç hipertermofileve, janë joaktivë në një mjedis me temperaturë të lartë (>100 °C), MIC në çelikun 9% Cr mund të injorohet në raste të tilla. Meqenëse shumë mikroorganizma, përveç hipertermofileve, janë joaktivë në një mjedis me temperaturë të lartë (>100 °C), MIC në çelikun me 9% Cr mund të injorohet në raste të tilla. Поскольку многие микроорганизми, за исключением гипертермофилов, невнимателенны высокотемпературной среде (> 100 °С), MIK në stali me 9% Cr në këto pika që nuk mund të mësohen. Meqenëse shumë mikroorganizma, me përjashtim të hipertermofileve, janë joaktivë në një mjedis me temperaturë të lartë (>100°C), MIC në çelik me 9% Cr mund të injorohet në raste të tilla.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 颃(>100 °C) Поскольку многу микроорганизми, кроме гипертермофилов, nuk kryejnë aktivitete në mesataren e temperaturave (>100 °C), MPK në 9% Cr në përcaktimin e të dhënave që nuk mund të mësohet. Meqenëse shumë mikroorganizma, përveç hipertermofileve, nuk tregojnë aktivitet në mjedise me temperaturë të lartë (>100 °C), MIC në çelik me 9% Cr mund të injorohet në këtë rast.Megjithatë, kur çeliku me 9% Cr përdoret në një mjedis me temperaturë mesatare, duhet të merren masa të ndryshme për të zvogëluar MIC.
Komunitete të ndryshme mikrobike dhe ndryshimet e tyre u vunë re në depozitat e materialit të pakoroduar dhe në produktet e korrozionit në biofilma krahasuar me ujin, përveç korrozionit të përshpejtuar (Fig. 5-7), duke sugjeruar fuqimisht se ky korrozion është një mikrofon. Ramirez et al.13 raportojnë një tranzicion me 3 hapa (FeOB => SRB/IRB = > SOB) në një ekosistem mikrobik detar për më shumë se 6 muaj, ku sulfidi i hidrogjenit i prodhuar nga SRB i pasuruar dytësisht mund të kontribuojë përfundimisht në pasurimin e SOB. Ramirez et al.13 raportojnë një tranzicion me 3 hapa (FeOB => SRB/IRB => SOB) në një ekosistem mikrobik detar për më shumë se 6 muaj, kur sulfidi i hidrogjenit i prodhuar nga SRB i pasuruar dytësisht mund të kontribuojë më në fund në pasurimin e SOB. Ramirez et al.13 soobщayut о trehэtapnom perehode (FeOB => SRB/IRB => SOB) në морской микробной экосистеме в течение 6 месяцев, когда сероводород, образующийся на втор, mundet. способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 raportojnë një tranzicion me tre faza (FeOB => SRB/IRB => SOB) në ekosistemin mikrobik detar gjatë një periudhe prej 6 muajsh, ku sulfidi i hidrogjenit i gjeneruar nga pasurimi sekondar i SRB mund të kontribuojë më në fund në pasurimin e SOB. Ramirez 等人13 报告了一个超过6 个月的海洋微生物生态系统中的三步转变(FeOB/>B =>S 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 超过转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 转变 r srb/IRB) ， 其中s硫化氢 可能 最终 有助于 sob 的富集。 Ramirez dhe të tjerë. përfundimisht итоге способствовать обогащению SOB. Ramirez et al.13 raportuan një tranzicion me tre hapa (FeOB => SRB/IRB => SOB) në ekosistemin mikrobik detar gjatë një periudhe prej 6 muajsh, në të cilën sulfidi i hidrogjenit i prodhuar nga pasurimi sekondar i SRB mund të kontribuojë përfundimisht në pasurimin e SOB.McBeth dhe Emerson36 raportuan pasurimin primar në FeOB. Në mënyrë të ngjashme, në këtë studim vërehet pasurimi i FeOB gjatë fazës së hershme të korrozionit, por ndryshimet mikrobike me përparimin e korrozionit të vërejtura në çelikët me karbon dhe 1% dhe 2.25% Cr dhe gizën gjatë 22 muajve janë FeOB => IRB = > SRB (Fig. 7 dhe 8). Në mënyrë të ngjashme, në këtë studim vërehet pasurimi i FeOB gjatë fazës së hershme të korrozionit, por ndryshimet mikrobike me përparimin e korrozionit të vërejtura në çelikët me karbon dhe 1% dhe 2.25% Cr dhe gizën gjatë 22 muajve janë FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 dhe 8). Точно же в этом исследовании наблюдается обогащение FeOB në ranney stadii korrosione, por mikrobnыe ndryshime по мере прогрессирования коррозии, naблюдаемые во углеродистых и 1% dhe 2,25% në 2,25% Cr месяцев, представляют собой FeOB => IRB = > SRB (ris. 7 и 8). Në mënyrë të ngjashme, në këtë studim vërehet pasurimi në FeOB në një fazë të hershme të korrozionit, por ndryshimet mikrobike ndërsa korrozioni përparon, të vërejtura në çelikët me karbon dhe 1% dhe 2.25% Cr dhe gizën gjatë 22 muajve, janë FeOB => IRB => SRB (Figurat 7 dhe 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% 西2,25% 襇 钊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 和同样 ， 在 本 研究 中 观察 早期 腐蚀 阶段 feob 的 富集 ， 但 碳 和 和 2.2% 和 1% 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） Analogichnыm образом, в этом исследовании наблюдалось обогащение FeOB në rannih stadyyah korrosione, но микробиологические изменения, наблюдаемые во углеродих и 1% dhe 2,25% Cr në një vend tjetër были FeOB => IRB => SRB (ris. 7 и 8). Në mënyrë të ngjashme, në këtë studim u vu re pasurimi me FeOB në fazat e hershme të korrozionit, por ndryshimet mikrobiologjike të vërejtura në çelikët me karbon dhe 1% dhe 2.25% Cr dhe gizën gjatë 22 muajve ishin FeOB => IRB => SRB (Fig. 7 dhe 8).SRB-të mund të grumbullohen lehtësisht në mjedise me ujë deti për shkak të përqendrimeve të larta të joneve sulfate, por pasurimi i tyre në mjedise me ujë të ëmbël vonohet nga përqendrimet e ulëta të joneve sulfate. Pasurimi i SRB-ve në ujin e detit është raportuar shpesh10,12,45.
a Karboni organik dhe azoti nëpërmjet metabolizmit të energjisë që varet nga Fe(II) oksidi i hekurit (qelizat e kuqe [Dechloromonas sp.] dhe të gjelbra [Sideroxydans sp.]) dhe bakteret reduktuese të Fe(III) (qelizat gri [Geothrix sp. dhe Geobacter sp.]) në një fazë të hershme të korrozionit, pastaj bakteret anaerobe reduktuese të sulfatit (SRP) dhe mikroorganizmat heterotrofë pasurojnë fazën e pjekur të korrozionit duke konsumuar lëndën organike të akumuluar. b Ndryshimet në komunitetet mikrobike në metalet rezistente ndaj korrozionit. Qelizat vjollcë, blu, të verdha dhe të bardha përfaqësojnë baktere nga familjet Comamonadaceae, Nitrospira sp., Beggiatoacea dhe të tjera, përkatësisht.
Lidhur me ndryshimet në komunitetin mikrobik dhe pasurimin e mundshëm të SRB-së, FeOB është kritik në fazën e hershme të korrozionit, dhe Dechloromonas mund ta marrë energjinë e rritjes nga oksidimi i Fe(II). Mikroorganizmat mund të mbijetojnë në mjedise që përmbajnë elementë gjurmë, por ato nuk do të rriten në mënyrë eksponenciale. Megjithatë, pellgu i zhytjes i përdorur në këtë studim është një pellg mbingarkese, me një hyrje prej 20 m3/orë, i cili furnizon vazhdimisht elementë gjurmë që përmbajnë jone inorganike. Në fazat e hershme të korrozionit, jonet ferroze lirohen nga çeliku i karbonit dhe giza, dhe FeOB-të (si Dechloromonas) i përdorin ato si burim energjie. Sasitë gjurmë të karbonit, fosfatit dhe azotit të kërkuara për rritjen e qelizave duhet të jenë të pranishme në ujin e procesit në formën e substancave organike dhe inorganike. Prandaj, në këtë mjedis të ujërave të ëmbla, FeOB fillimisht pasurohet në sipërfaqe metalike si çeliku i karbonit dhe giza. Më pas, IRB-të mund të rriten dhe të përdorin lëndë organike dhe okside hekuri si burime energjie dhe pranues elektronesh terminale, përkatësisht. Në produktet e pjekura të korrozionit, kushtet anaerobe të pasuruara me azot duhet të krijohen për shkak të metabolizmit të FeOB dhe IRB. Prandaj, SRB mund të rritet me shpejtësi dhe të zëvendësojë FeOB dhe IRB (Fig. 8a).
Kohët e fundit, Tang et al. raportuan korrozionin e çelikut inox nga Geobacter ferroreducens në mjedise me ujë të ëmbël për shkak të transferimit të drejtpërdrejtë të elektroneve nga hekuri te mikrobet46. Duke marrë parasysh EMIC, kontributi i mikroorganizmave me veti EET është kritik. SRB, FeOB dhe IRB janë speciet kryesore mikrobike në produktet e korrozionit në këtë studim, të cilat duhet të kenë karakteristika EET. Prandaj, këta mikroorganizma elektrokimikisht aktivë mund të kontribuojnë në korrozion përmes EET, dhe përbërja e komunitetit të tyre ndryshon nën ndikimin e specieve të ndryshme jonike ndërsa formohen produkte korrozioni. Përkundrazi, komuniteti mikrobik në çelik me 9% Cr ndryshonte nga çelikët e tjerë (Fig. 8b). Pas 14 muajsh, përveç pasurimit me FeOB, të tilla si Sideroxydans, SOB47Beggiatoacea dhe Thiomonas u pasuruan gjithashtu (Fig. 7i). Ky ndryshim është dukshëm i ndryshëm nga ai i materialeve të tjera korrozive, siç është çeliku i karbonit, dhe mund të ndikohet nga jonet e pasura me krom të tretura gjatë korrozionit. Veçanërisht, Thiomonas nuk ka vetëm veti oksiduese të squfurit, por edhe veti oksiduese të Fe(II), një sistem EET dhe tolerancë ndaj metaleve të rënda48,49. Ato mund të pasurohen për shkak të aktivitetit oksidues të Fe(II) dhe/ose konsumit të drejtpërdrejtë të elektroneve metalike. Në një studim të mëparshëm, një bollëk relativisht i lartë i Beggiatoacea u vu re në biofilma në Cu duke përdorur një sistem monitorimi të ndërprerë të biofilmit, duke sugjeruar që këto baktere mund të jenë rezistente ndaj metaleve toksike si Cu dhe Cr. Megjithatë, burimi i energjisë i nevojshëm nga Beggiatoacea për t'u rritur në këtë mjedis është i panjohur.
Ky studim raporton ndryshime në komunitetet mikrobike gjatë korrozionit në mjediset e ujërave të ëmbla. Në të njëjtin mjedis, komunitetet mikrobike ndryshonin në llojin e metalit. Përveç kësaj, rezultatet tona konfirmojnë rëndësinë e FeOB në fazat e hershme të korrozionit, pasi metabolizmi i energjisë mikrobike i varur nga hekuri nxit formimin e një mjedisi të pasur me lëndë ushqyese të favorizuar nga mikroorganizma të tjerë si SRB. Për të zvogëluar MIC në mjediset e ujërave të ëmbla, pasurimi i FeOB dhe IRB duhet të jetë i kufizuar.
Në këtë studim u përdorën nëntë metale dhe u përpunuan në blloqe prej 50 × 20 × 1–5 mm (trashësia për çelik ASTM 395 dhe 1%, 2.25% dhe 9% Cr: 5 mm; trashësia për ASTM A283 dhe ASTM A179: 3 mm). mm; ASTM A109 Temper 4/5 dhe çelik inox i tipit 304 dhe 316, trashësia: 1 mm), me dy vrima 4 mm. Çeliqet e kromit u lëmuan me letër zmerile dhe metalet e tjera u lëmuan me letër zmerile 600 grit para zhytjes. Të gjitha mostrat u trajtuan me ultratinguj me 99.5% etanol, u thanë dhe u peshuan. Dhjetë mostra të secilit metal u përdorën për llogaritjen e shkallës së korrozionit dhe analizën e mikrobiomës. Çdo mostër u fiksua në formë shkalle me shufra dhe distancues PTFE (φ 5 × 30 mm, Fig. Plotësuese 2).
Pishina ka një vëllim prej 1100 metrash kub dhe një thellësi prej rreth 4 metrash. Hyrja e ujit ishte 20 m3 h-1, tejmbushja u lirua dhe cilësia e ujit nuk luhati sipas stinëve (Fig. 3 plotësuese). Shkalla e mostrës ulet mbi një tel çeliku 3 m të varur në mes të rezervuarit. Dy grupe shkallësh u hoqën nga pishina në 1, 3, 6, 14 dhe 22 muaj. Mostrat nga një shkallë u përdorën për të matur humbjen e peshës dhe për të llogaritur shkallët e korrozionit, ndërsa mostrat nga një shkallë tjetër u përdorën për analizën e mikrobiomës. Oksigjeni i tretur në rezervuarin e zhytjes u mat pranë sipërfaqes dhe fundit, si dhe në mes, duke përdorur një sensor oksigjeni të tretur (InPro6860i, Mettler Toledo, Columbus, Ohio, SHBA).
Produktet e korrozionit dhe biofilmet në mostra u hoqën duke i kruar me një kruajtëse plastike ose duke i fshirë me një shtupë pambuku dhe më pas u pastruan në 99.5% etanol duke përdorur një banjë ultrasonike. Mostrat më pas u zhytën në tretësirën e Clark-ut në përputhje me ASTM G1-0351. Të gjitha mostrat u peshuan pasi u tha. Llogaritni shkallën e korrozionit (mm/vit) për secilën mostër duke përdorur formulën e mëposhtme:
ku K është një konstante (8.76 × 104), T është koha e ekspozimit (h), A është sipërfaqja totale (cm2), W është humbja e masës (g), D është dendësia (g cm–3).
Pas peshimit të mostrave, u morën imazhe 3D të disa mostrave duke përdorur një mikroskop lazer matës 3D (LEXT OLS4000, Olympus, Tokio, Japoni).