微生物腐蝕(Microbiological Induced Corrosion,MIC)是指金屬或非金屬表面因微生物的生命活動(dòng)而受到的腐蝕破壞。海洋中的微生物接觸到金屬表面,分泌出胞外多糖(Exopolysaccharides)與金屬表面粘附的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物,甚至直接與金屬基體發(fā)生反應(yīng),進(jìn)一步形成胞外聚合物( Extracellular PolymericSubstances,EPS),細(xì)菌與EPS 一起附著于金屬表面,形成生物膜。浸沒在海水中的金屬材料在數(shù)小時(shí)內(nèi)就會(huì)覆蓋一層生物膜,這層膜由各種細(xì)菌和微藻類以及它們的代謝產(chǎn)物組成,是發(fā)生微生物腐蝕的先決條件。生物膜內(nèi)部的pH 值、溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)、離子濃度與有機(jī)物含量等都與海水中有很大差異。金屬材料與生物膜直接接觸,微生物的代謝活動(dòng)控制著金屬表面電化學(xué)反應(yīng)的類型與速率。 海洋中的微生物種類繁多,具有腐蝕能力的海洋細(xì)菌大多是鐵、硫等元素循環(huán)過(guò)程的參與者,并改變金屬表面的陰、陽(yáng)極反應(yīng)過(guò)程。根據(jù)細(xì)菌種類和代謝特點(diǎn),可以將海洋中主要的腐蝕性細(xì)菌分為硫酸鹽還原菌(Sulfate-reducing bacteria,SRB)、鐵氧化細(xì)菌(Iron-oxidizing Bacteria,IOB)、鐵還原細(xì)菌(IronreducingBacteria,IRB)、產(chǎn)酸菌(Acid-producingBacteria,APB)與產(chǎn)粘液菌(Slime-producing Bacteria,SPB)等,其中SRB 被認(rèn)為是主要的腐蝕菌種,由它引起的金屬材料腐蝕損失更是達(dá)到了微生物腐蝕損失的50%以上。 SRB 是在厭氧過(guò)程中占據(jù)主導(dǎo)地位的腐蝕菌種,有文獻(xiàn)報(bào)道SRB 在非嚴(yán)格厭氧的環(huán)境下也可存活,所以SRB 也被認(rèn)為是一種兼性厭氧菌[7]。最常見的SRB 包括脫硫弧菌屬(Desulfovibrio sp.)與脫硫腸狀菌屬(Desulfotomaculum sp.),由于SRB 的作用,硫酸根離子被還原為S2-,進(jìn)而在鐵基金屬表面留下典型的腐蝕產(chǎn)物FexS。SRB 是異養(yǎng)菌,可直接從金屬基體獲得電子以維持自身生命活動(dòng)。IOB 能將亞鐵離子(Fe2+)氧化為鐵離子(Fe3+),并生成Fe(OH)3 沉淀,在金屬表面產(chǎn)生氧濃差電池,引起局部腐蝕。IRB與IOB 相反,它將Fe3+還原為Fe2+,并進(jìn)一步破壞金屬表面的鈍化膜以造成腐蝕[8]。SPB 通常是好氧的異養(yǎng)菌,常見的有假單胞菌(Pseudomonadaceae)與芽孢桿菌(Bacillaceae),其中Pseudomonadaceae 可以利用烴類作為能量來(lái)源,新陳代謝產(chǎn)生有機(jī)酸,并因此影響金屬的腐蝕過(guò)程,生長(zhǎng)旺盛時(shí)分泌大量的EPS并引起管路腐蝕、堵塞等問(wèn)題。
基于以上原因,微生物指標(biāo)的的檢測(cè)與控制也是防止因微生物腐蝕引發(fā)事故的關(guān)鍵環(huán)節(jié),北京華興提供的硫酸鹽還原菌測(cè)試瓶(SRB),鐵細(xì)菌測(cè)試瓶(FB),腐生菌測(cè)試瓶(TGB),產(chǎn)乙酸鹽菌測(cè)試瓶(APB),產(chǎn)表面活性劑菌測(cè)試瓶(SPB)可以檢測(cè)腐蝕細(xì)菌的數(shù)量,并為殺菌劑的殺菌效果提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
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