水环境下混合微生物对金属腐蚀的影响
2021-09-22李泓雨许萍
李泓雨,许萍
(北京建筑大学 水环境国家级实验教学示范中心 城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室,北京 100044)
有调查研究表明,每年微生物腐蚀带来的经济损失高达4万亿美元[1]。微生物腐蚀(Microbiologically influenced corrosion,MIC)是因微生物附着在金属表面引起金属材料表面理化性质的改变,进而引起金属材料的腐蚀行为。引起微生物腐蚀的主要微生物包括硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria,SRB)、硫氧化菌(Sulfure oxidizing bacteria,SOB)、铁氧化细菌(Iron oxidizing bacteria,IOB)、铁还原细菌(Iron reducing bacteria,IRB)和硝酸盐还原菌(Nitrate reducing bacteria,NRB)等。不同微生物因其具有的代谢机制不同,对金属造成的腐蚀影响也不同。
近年来,人们对典型微生物腐蚀机制做了大量研究,以硫酸盐还原菌(SRB)为例,陆续出现了阴极去极化理论、浓差电池理论、阳极区固定理论、直接电子转移理论等被广泛认可的理论。但是在自然环境中,微生物附着在金属表面主要是以微生物群落的形式存在,因此对复杂微生物群落的研究更贴近现实意义。然而微生物群落往往受到诸多环境因素的影响,导致微生物群落对金属的腐蚀行为是一个非常复杂的过程,对于混合微生物腐蚀机理的研究十分困难。微生物对金属的腐蚀是不同微生物共同作用的结果。多种微生物共同作用下会表现出与单菌种不同的腐蚀行为。如IOB更倾向于利用IRB产生的Fe2+而不是利用直接加入的Fe2+[2]。因此本文从微生物群落角度出发,讨论了不同环境因素对种群的影响,并探讨了多种微生物共同存在下通过协同和拮抗作用对金属腐蚀产生的影响。……
