海洋厌氧微生物膜影响的碳钢腐蚀机理与过程

来源 :中国海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a351200
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钢铁在海水中的腐蚀是一个涉及化学、物理、生物等多种因素的复杂电化学过程,自von Wolzogcn Kuhr等首次报道后,微生物被逐渐发现是影响钢铁海水腐蚀的重要因素之一。能引起材料腐蚀和降解的微生物包括好氧和厌氧细菌,厌氧细菌中硫酸盐还原菌(SRB)被认为是与金属腐蚀相关的主要的细菌,深入研究SRB对碳钢海水腐蚀的影响及作用机制,对全面认识微生物影响的腐蚀规律有重要意义;并能为建立合理有效的防治微生物腐蚀的系统方法提供科学依据。 本文首先使用液体培养基,富集培养得到以SRB为主的厌氧细菌,初步的生物学分析发现可能同时共生铁还原细菌,然后在富集培养的基础上再使用固体培养基对其进行分离纯化培养得到SRB,分别基于该富集和纯化的细菌,研究其对金属腐蚀的影响。 主要从四方面进行研究,探讨厌氧微生物影响的碳钢的腐蚀机理及腐蚀过程。首先,使用电化学方法及表面分析技术研究富集培养的细菌对碳钢腐蚀的影响。结果表明,在富集培养的细菌中,碳钢腐蚀过程经历了先抑制后加速的过程:在接种细菌后的前三天,腐蚀速度与空白相比降低,可以归结为铁还原细菌作用下的铁的磷酸化物的出现,第四天之后,腐蚀速度增加,原因是硫酸盐还原菌迅速繁殖产生大量的H<,2>S加速了腐蚀。 使用交流阻抗技术分别研究了碳钢在纯化培养的SRB中、滤去SRB菌体的所有代谢产物中的腐蚀行为。结果表明滤去细菌菌体的代谢产物对碳钢腐蚀起到加速作用,但与纯化培养的SRB(包括SRB本身和所有的代谢产物)相比,对碳钢加速腐蚀的作用较小。说明除了代谢产物对碳钢的腐蚀,SRB细胞本身也参与了阴极去极化而加速了碳钢腐蚀,SRB的氢化酶消耗了阴极反应产生的氢而导致氢析出的加速;另外可能存在细菌细胞与铁的直接的电子传递过程。这是厌氧生物膜催化的腐蚀机理。 分别使用无机试剂硫化氢、硫化物、有机试剂半胱氨酸模拟存在活性硫酸盐还原菌体系中的生物源硫化物因素,使用交流阻抗技术、极化曲线等手段分析了碳钢在这些模拟体系中的电化学行为。结果表明:含有活性SRB的体系,其代谢产物中无机硫化物,尤其是腐蚀性的生物源H<,2>S对碳钢的腐蚀起到主要的作用,另外H<,2>S与铁反应生成FeS后,铁硫化物降低了析氢过电位,从而加速了氢的阴极去极化过程,碳钢腐蚀被加速。半胱氨酸对体系的影响远不如SRB本身和其代谢产物的影响,这可能跟其生物活性有关,有待提取具有生物活性的半胱氨酸进行实验。使用交流阻抗技术、场发射扫描电镜和电子能谱等手段,研究了表面先存在锈层的碳钢在富集的厌氧细菌作用下的生化矿化过程的发生,及该过程对基体碳钢的腐蚀的影响。结果表明:实海环境中,在厌氧生物膜作用下的碳钢内锈层中大量存在一种认为是绿锈的片状物,并发现细菌附着在铁氧化物表面,这是厌氧微生物影响钢铁腐蚀和参与生物矿化的直接证据:实验室条件下,厌氧细菌参与的腐蚀过程中观察到针状的铁氧化物到球状和片状铁硫化物的转变,同时可能存在铁还原细菌,并参与了这个生物矿化过程。表面已经存在铁氧化物锈层的碳钢,接种SRB菌液后,由于细菌的代谢产物(主要是硫化氢)与致密的铁氧化物发生反应,生成疏松的铁硫化物,最初使碳钢的腐蚀加速,随着细菌的生长,细菌代谢产生的胞外聚合物渗透到内层腐蚀产物上并粘连在一起,形成致密的保护层,腐蚀得到抑制;同时,细菌引起的生物矿化作用生成的绿锈,也是腐蚀受到抑制的一个原因。另外,铁还原细菌可能与腐蚀抑制相关。
其他文献
戏剧是“一个民族开化的民族生活的产物”,“哪个民族有戏剧,就标志着这个民族走向成熟……”(黑格尔语)戏剧艺术作为体现民族精神追求的一种文化行为,戏剧工作者有责任自觉地、有
参考Wattier等(2000)的方法从坛紫菜叶状体中提取基因组DNA,并用CTAB/NaCl加以纯化,得到质量较高的DNA。经紫外分光光度计检测其OD260/OD280比值为1.89~1.95;琼脂糖凝胶电泳检测
字弈樵,一九六七年生于陕西吴堡。自幼习画,广涉精研,近年略有所得。现乐居京畿松吟草堂志艺。为中国美术家协会、中华诗词学会会员。代理:汕头市文辉轩文化艺术传播有限公司
物探局团委重视推荐优秀团员入党的工作,把它作为新形势下共青团发挥党的助手和后备军作用,增强团组织凝聚力和战斗力的一项重要工作来抓。6年来,团组织共推荐优秀团员1383名,其
伴随着社会转型,“现代性”这个词汇频频跃动在我们的日常生活中。当然,对“现代性”内涵的理解见仁见智。若援引西方学者说法,就民族国家历史实践而言,“现代性”涵盖了启蒙
近年来,我们党和国家在培养选拔优秀年轻干部工作中制订了一系列行之有效的政策和制度。各级党委和政府认真贯彻落实了“四化”方针和德才兼备的选拔标准,使大批优秀年轻干
一、共生图形概述共生图形一般是两个或者多个图形相结合,共享一个空间或者轮廓,通过相互依存、借用的方式融合为一个整体的、缺一不可的共同体,彼此共存、彼此依赖。因共生
最近,一类新型的凝集素tachylectin-related蛋白在从古老的海绵到脊椎动物硬骨鱼类的很多物种中被鉴定,并且研究发现其在生物的先天性免疫中发挥重要作用。但是,关于文昌鱼的类t
一种糖能兼用甘蔗品种日前在广西选育成功,并通过由该省科技厅组织的专家鉴定。该品种既能用于食糖生产又可作为生物质能源原料。据项目主持人、广西农科院院长李杨瑞介绍,此
比较法是数学教学中的重要方法之一,运用比较法教学能帮助学生更容易地理解数学理论,进而培养学生从实际问题中总结数学关系的能力.