海洋环境下杀鱼假交替单胞菌对金属腐蚀行为的影响

发布时间：2020-04-15 15:56

【摘要】：海洋是远未充分开发的资源宝库,高盐、高湿、波动、微生物活动等因素的存在使海洋环境具有极强的腐蚀性,通常使用于海洋工程建构的传统金属材料因其脆弱的耐蚀性常常无法满足抵御海水侵蚀要求。长期服役的海工设施遭到腐蚀后,带来的不仅是巨额的维护费用,甚至导致灾难后果的发生。除了常用的涂层、介质处理、电化学保护等方法外,本文尝试从微生物角度出发,通过探究中国东海富集菌种杀鱼假交替单胞菌对几类常见金属材料腐蚀行为的影响,来讨论利用微生物方法抑制材料腐蚀的可能性。论文采用电化学测试、表面分析、物质定性定量技术、生物学等方法研究了Q235A碳钢、C95400铝青铜、纯钛金属及处于外部载荷作用下的HRB400热轧带肋钢筋在含杀鱼假交替单胞菌人工海水中腐蚀行为的变化。结果显示:(1)杀鱼假交替单胞菌能极大提高Q235A碳钢在海水中的电化学阻抗值,且腐蚀电流、腐蚀速率均大幅下降,扫描图像显示碳钢表面有生物膜产生。外加发光杆菌后,杀鱼假交替单胞菌依然能保持高效的缓蚀效果;(2)C95400铝青铜由于能在海水中形成铝氧化膜所以自身具有良好的耐蚀性,但在有菌条件下其电荷转移电阻依然有很大程度的提高,生物膜与氧化膜形成的重叠结构大大加强了铝青铜的耐蚀性;(3)纯钛金属自身不受海水影响,但从电化学结果分析,纯钛的阻抗半径同样增大,且通过激光共聚焦图像可以观察到生物膜的三维结构与厚度信息;(4)HRB400热轧带肋钢筋的电化学阻抗值与极化曲线表明其耐蚀性得到强化,并且钢筋表面完全被生物膜与氧化物的混合膜层所覆盖不会出现无菌条件下垂直于拉应力方向的腐蚀痕迹;(5)细菌在实验室常用的广口瓶培养器中提高金属耐蚀性的能力要强于模拟海洋环境系统中。这是因为高流速、高含氧量的海水首先会加重金属基体的腐蚀,又会影响细菌的生命活动与生物膜的结构,使生物膜疏松不致密,无法阻隔金属基体与海水的直接接触,削弱细菌的缓蚀作用。而在广口瓶培养系统中细菌能快速进入对数生长期,细菌数量与胞外聚合物显著增多使得完整致密且均匀分布于金属表面的生物膜快速形成。更快成形且结构完好的保护层,阻止了基体进一步腐蚀,从而起到良好的缓蚀作用。红外光谱图还显示细菌会分泌只存在于广口瓶培养器中的酰胺类(金属蛋白酶)有效缓蚀物质,这也是导致广口瓶中金属耐蚀性提升幅度更大的另一原因。从以上结果可知杀鱼假交替单胞菌能显著抑制常见金属材料在海水中的腐蚀过程。
【图文】：

图 1-1 金属材料表面细菌生命活动导致产生的腐蚀电池示意图洋环境中形成的生物膜结构与分布不均匀，所以氧气氧气在多孔或密集堆积的腐蚀产物中不同的透过量，OB 的生命活动对氧气的消耗，造成金属表面不同区浓差电池，产生电位差，其中富氧区为阴极，缺氧区传递形成腐蚀电流，引起了严重的点蚀和裂隙腐蚀（H意的是，如果微生物消耗氧气的速率超过了氧气向膜理会发生改变，电化学过程可能停止。除此之外，成蚀性离子如 Cl-、Br-往阳极区扩散。物程中会分泌能与基体反应的物质或酸，如 H2S 溶于

成都理工大学硕士学位论文多，没有概括性的论述，但鉴于微生物缓蚀的低绿色缓蚀剂。化阴极硫酸盐还原料电池的发展，人们开始从生物能量学和生物电生物腐蚀中所担当的角色。Xu et al.（2014）athodic sulfate reduction）理论认为 SRB 腐蚀金属应，，细菌将铁作为电子供体交换得到的能量高于细菌是直接通过生物纳米线这种体外细胞器作为 1-3 所示，这有别于传统理论中认为的胞外传递膜下”这一全新看法颠覆了人们对于物理阴极的从细菌自身的能量交换着手分析其腐蚀金属的过领域指明新方向。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG172

【参考文献】

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本文编号：2628725