金属腐蚀是全球性的问题,制约着如建筑、水处理、航运、石油化工、海洋工业等众多行业的发展。微生物防腐（MICI）是微生物直接或者间接作用引起的缓蚀,与传统的防腐蚀方法相比,MICI是一种预防腐蚀的新兴方法。由于微生物的多样性和它们代谢过程受到环境因素影响导致的复杂性,MICI目前仍面临着实际应用方面的挑战,目前国内外对于MICI的研究仍处于起步阶段。硫酸盐还原菌（SRB）是一种广泛存在于土壤、海水、地下管道以及油气井等环境的厌氧细菌,SRB的存在加速了钢的腐蚀。本文探究了 SRB在土壤中的分布规律,通过富集培养,从土壤中分离得到一株具有抗SRB腐蚀的脱氮硫杆菌（TDN）,应用电化学测试、失重实验、形貌与成分分析等技术研究了在水相及土壤中X70钢在TDN及SRB存在下的腐蚀及缓蚀行为,并利用代谢产物及酶学探究对缓蚀机理做了初步研究。主要结论如下:（1）利用稀释培养计数（MPN）法对采样点土壤样品中的SRB丰度进行了测定,研究了 SRB丰度与季节、土壤深度及环境因子之间的相关性。研究发现SRB丰度与季节、土壤深度之间存在显著相关性（P＜0.05）。表土及底土中土壤含水量和pH与SRB丰度之间存在显著相关性（Spearman,p＜0.05）。表土中有机质含量及总氮含量与SRB丰度之间均表现为相关性显著,底土中相关性不显著（p＞0.05）。利用ANOVA及Spearman分析发现,表土和底土中的K+、Ca2+、Mg2+、SO42-、NO3-及盐度和SRB丰度相关性显著,碳酸根和SRB丰度相关性不显著。利用冗余分析（RDA）对SRB与土壤主要理化因子之间的关系进行分析,结果与Spearman的计算结果一致。（2）从北京土壤中分离纯化得到一株SRB和一株TDN,研究了其生长特性。两种均属于杆菌,革兰氏阴性菌。TDN为短杆状,白色透明菌落,能使Giltay培养基变色且有气体生成,证明该菌具有反硝化能力。16SrDNA测序结果验证了其菌种属性。TDN的生长条件与SRB相似,最适培养温度为30℃左右,约7d菌种生长达到稳定期,可共存于同一生长环境中。共培养结果推测TDN可以有效抑制SRB的生长。利用正交实验优化TDN的培养基配方,最佳组合为:初始pH为7.0,2.0 g·L-1硝酸钾、10 g·L-1酒石酸钾钠、0.5 g·L-1碳酸氢钠。在这四种因素中,硝酸钾对TDN生长的影响最大。（3）通过失重法、电化学实验、形貌及成分分析等技术研究发现TDN可在较宽的条件下减缓SRB对X70钢的腐蚀作用。失重结果显示TDN可以在20～40℃,pH6～8,投菌量超过1:1环境中,对SRB引起的X70钢腐蚀有抑制效果。电化学结果显示SRB促进了 X70钢的腐蚀,在TDN+SRB混合菌的环境中X70钢腐蚀受到抑制。对3、6、9个月水及土壤环境中X70钢的埋片情况进行探究,单独接种SRB体系中的X70钢表面产生较厚的腐蚀产物层,EDS结果显示主要成分是铁的氧化物和硫化物。混合菌的表层覆盖一层含有较多C、O等有机物的生物膜,硫含量低,X70钢表面腐蚀较轻,未出现点蚀现象,结果证明长期埋片TDN对SRB引起的X70钢腐蚀也有抑制效果。（4）利用SEM、EDS、XPS及离子色谱等手段,对腐蚀过程及腐蚀产物进行观察分析。SEM观察和腐蚀产物EDS分析结果表明TDN的加入减弱了SRB的阴极去极化反应,同时TDN将SRB代谢生成的硫化物转变成为SO42-减轻了硫化物对X70钢的腐蚀。通过SEM和EDS对腐蚀表面及腐蚀产物分析发现,在TDN+SRB的环境中随着浸泡时间延长,X70钢的腐蚀产物中S元素及微量元素的含量比单纯接种SRB的环境中减少。混合菌在试样表面形成均匀的不含S元素生物膜,对X70钢起到较好的防护作用。在培养周期内pH、H2S、SO42-和NO3-浓度的变化趋势反映出,TDN在厌氧条件下以NO3-为电子接受体,可以将SRB代谢生成的具有腐蚀性的硫化物转变成了 SO42-。腐蚀产物的XPS分析表明,在TDN+SRB混合菌的溶液中X70钢腐蚀产物主要是Fe的氧化物和氢氧化物等,而接种SRB的腐蚀产物主要有Fe的硫化物、氧化物和氢氧化物等。（5）利用腐蚀速率、塔菲尔极化曲线及交流阻抗谱测定发现TDN胞内酶对SRB腐蚀X70钢有抑制作用,同时检测到了 TDN胞内酶中存在抑制SRB的活性酶。富集收集得到具有酶活性的TDN胞内胞外粗酶液,利用Bradford法和Folin-酚试剂法测定了粗酶液的蛋白酶浓度和酶活力。腐蚀速率测定结果显示在无TDN酶的SRB体系中,腐蚀速率为0.0257 mm·a-1,在添加TDN胞内酶的SRB体系中腐蚀速率为0.0098mm·a-1,添加TDN胞外酶的SRB体系中腐蚀速率为0.0283mm·a-1。电化学塔菲尔极化曲线及交流阻抗谱测定TDN胞内酶胞外酶对SRB的抑制作用,均发现TDN胞外酶没有抑制SRB对X70钢的腐蚀,但TDN胞内酶对SRB腐蚀X70钢的行为有抑制作用。LCMS检测发现TDN胞内酶中存在抑制SRB的活性酶,检测出TDN胞内酶51种蛋白质,其中磷酸盐结合蛋白和甘油醛-3-磷酸脱氢酶有抑制SRB蛋白（酶）活性表达的作用。