海洋微生物腐蚀的研究进展

介绍了国内外海洋微生物腐蚀研究的最新进展,讨论了海洋中影响金属腐蚀的几类微生物,评述了微生物腐蚀研究中涉及的微生物的培养,测量方法以及表面分析手段;简介了不锈钢,铜和铜合金,镍合金的微生物腐蚀的特征和最新研究进展,并展望了微生物腐蚀研究的发展趋势。     

海洋用金属材料的微生物腐蚀研究进展

虽然海洋环境下所使用的金属材料的机械性能和耐蚀性能都较好,但近年来关于海洋工程材料腐蚀失效的报道却越来越多。以海洋环境下金属材料的腐蚀为背景,重点介绍了近年来逐渐引起人们重视的金属材料微生物腐蚀的研究进展。一些经典的腐蚀理论虽然能够解释一些微生物腐蚀现象,但是目前微生物腐蚀逐渐成为很多工业环境下普遍存在的严重问题,这些机理的片面性也就逐渐暴露出来。随着研究的深入,人们对微生物腐蚀机理的认识更加全面、深入。研究者逐步提出了基于生物能量学和生物电化学的微生物腐蚀理论,该理论引入了微生物胞外电子传递过程,解释了微生物为什么和如何腐蚀金属材料,并获得了学术界的普遍认可。为了解决传统抗微生物腐蚀方法的诸多不足,开发新型抗菌材料、研发环保型杀菌剂和杀菌剂增效剂将会为微生物腐蚀防治提供新思路。     

芽孢杆菌属微生物腐蚀研究进展

研究发现金属腐蚀部位存在芽孢杆菌属微生物,其中有些种形成的微生物膜被认为可能是一种潜在的抑制微生物腐蚀的有效方法。本文拟对国内外有关芽孢杆菌属微生物腐蚀的研究现状进行综述,探讨芽孢杆菌属生物膜在金属腐蚀中的作用,分析芽孢杆菌属微生物腐蚀的研究趋势。     

海洋微生物腐蚀的电化学研究方法

海洋微生物引起的腐蚀对海洋结构物造成了日益严重的危害,其特征是微生物附着于金属表面并形成聚合物膜－－生物膜,该生物膜改变了膜内的环境条件,并伴有微生物对电化学反应的催化过程,因此加速了金属的腐蚀。本文介绍了监测腐蚀电位,氧化还原电位、极化电阻、强极化技术,电化学阻抗谱、,电化学噪声、电化学表面成象,双区电池等方法在微生物腐蚀研究中的应用,指出了这些方法的使用条件和优缺点,为了保持微生物本身物活性,     

海洋环境下金属材料微生物腐蚀研究进展

海洋环境下的微生物易附着在金属材料表面形成生物膜,进而导致金属材料表面的微生物腐蚀(MIC)。分析了海洋环境下常见的易导致腐蚀的微生物种类及其特征,如硫酸盐还原菌(SRB)、铁氧化细菌(IOB)、产酸菌(APB)与产粘液菌(SPB)等,归纳了船舶与海洋平台涉及的微生物腐蚀及其与材料摩擦磨损的协同作用。在此基础上,重点综述了近年来碳钢、不锈钢与铜合金在海洋环境下的微生物腐蚀研究进展,包括溶解氧(DO)浓度、胞外聚合物(EPS)、生物膜微观形态等因素对碳钢MIC的影响,不锈钢在MIC过程中钝化膜与Cr元素化合物形态与含量变化,微生物抵抗Cu离子毒性机制以及铜合金在MIC过程中出现的脱合金成分腐蚀。对比了碳钢、不锈钢与铜合金表面在MIC中由生物膜、腐蚀产物与钝化膜形成的复合表面层结构差异。并从阴极去极化理论与微生物电化学腐蚀理论的角度解释了MIC,总结了两种理论间的关联性与局限性,指出了一些亟待解决的问题。     

硫酸盐还原菌微生物腐蚀研究进展

本文简单介绍了硫酸盐还原菌(SRB)引起的微生物腐蚀(MIC)的各种机理、环境因素引起的SRB的生长与变异及SRB腐蚀防控措施的研究进展。     

建筑行业微生物腐蚀与防护研究进展

综述了导致混凝土材料和金属材料微生物腐蚀的研究现状,分别阐述了其微生物腐蚀的机理,包括混凝土生物硫酸腐蚀机制、金属微生物腐蚀的经典腐蚀机制和细胞外电子转移机制.概述了现有的建筑行业混凝土和金属材料微生物腐蚀及混凝土改性、制备保护涂层材料、添加杀菌剂等防护方法的研究进展,为后续建筑材料微生物腐蚀机制和防护技术的深入研究提...     

海洋中石油烃类降解与微生物腐蚀关系研究

在工程实践中,国家重要的海洋工程设施（如海底输油管线和船舶燃料系统等）发生的腐蚀破坏案例常常涉及到油水环境,并与微生物腐蚀作用密切相关,而了解海洋含油环境中石油烃类的生物转换机制是了解微生物腐蚀的关键。阐述了海洋环境中降解石油烃类的主要微生物及其降解机制,其在有氧和无氧条件下呈现不同的特点。微生物降解石油烃类过程中非常重要的一步即为接受电子,该过程将生物无法直接利用的化学能转换成可直接利用的能量形式,即腺苷三磷酸（ATP）。有氧条件下的烃类降解以氧气作为最终电子受体,而在缺氧条件下可利用硝酸盐、铁离子、硫酸盐等作为电子受体。海洋环境中的石油烃类会促进腐蚀性硫化物的生成,因此油水环境下的微生物腐蚀机理以硫化物的腐蚀破坏为主。此外,烃类降解过程产生的琥珀酸等酸性中间代谢物也会加剧腐蚀的发生。但目前关于海洋油水环境中微生物群落作为一个整体展现出的功能性及其对钢铁设施的破坏机理,仍然缺乏系统性的研究,而基于高通量测序的微生物组学研究技术将成为有效解决这些问题的手段之一。     

海洋大气环境下镁合金腐蚀行为研究进展

本文综合研究了海洋大气环境下镁合金腐蚀行为的研究进展,比较分析了各种因素对腐蚀行为的影响,对当前研究进展进行总结并对未来研究方向进行展望。在海洋大气环境下,表面薄电解质溶液膜的包覆是镁合金发生电化学腐蚀的主要原因,且多发生局部腐蚀。相比于内陆大气环境,海洋大气中含有较多无机盐气溶胶颗粒,导致点蚀成为主要的局部腐蚀形式。相对湿度的升高会导致薄电解质膜厚度增加,进而加速整体腐蚀速率。随气温上升,镁合金的大气腐蚀速率线性增加,而空气中的CO₂可以抑制NaCl对镁合金的侵蚀。该领域未来需更多关注具体使役环境下合金的腐蚀机理,以及各种环境因素对腐蚀行为的协同作用机制,以指导海洋用镁合金材料的设计和制备。     

海洋环境中油气管道的微生物腐蚀研究进展

海上油气集输管道的腐蚀能够导致严重的环境风险和经济损失，其中微生物腐蚀一直以来被认为是造成该问题的主要因素之一。针对海洋环境油气管网中腐蚀性微生物的来源进行了分类，包括油藏内源性微生物、外注海水以及微生物采油（MEOR）引入的外源性微生物。分析了海底油藏储层中流体化学物质特性，确认其富含甲烷、硫化物、挥发性脂肪酸等，并依据内源微生物代谢及产物特征进行了分类，包括硫酸盐还原菌（SRB）、产甲烷菌、发酵菌以及铁还原菌（IRB）。同时，通过举例分析某油田采出水中微生物群落丰度特征，阐明了外源微生物长期受到油田开采环境胁迫后微生物群落的变化规律。在此基础上，进一步针对海上油气集输管网内涉及的微生物代谢产物理论、电活性微生物腐蚀理论以及腐蚀性微生物之间的协同与拮抗作用进行了全面的归纳总结。最后，对目前以纯培养或模式菌株混合培养为主要方式的微生物腐蚀研究中存在的问题进行了讨论，并对基于生物技术的新型防腐手段进行了展望。     

磁场作用下的微生物腐蚀研究进展

磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的,磁场力包括洛伦兹力和安培力.概述了磁场对微生物和金属腐蚀过程的影响,包括对单一细菌和混菌体系、电化学控制和浓差极化控制的电化学过程的影响.归纳了磁场作用于微生物金属腐蚀的防控方法,包括微生物竞争手段、缓蚀杀菌剂的应用以及存在的不足等问题.在此基础上,重点综述了近年...     

金属表面混合微生物腐蚀及分析方法研究进展

微生物腐蚀研究一直都是金属腐蚀领域关注的热点,微生物种类的不同,对金属材料的腐蚀影响也不尽相同。实际环境中,微生物的复杂性导致单一微生物的腐蚀机理并不能完全解释实际的腐蚀现象,因此混合微生物体系研究成为微生物腐蚀领域新的研究方向。在基于单种微生物对金属的腐蚀行为及其腐蚀机理的研究基础上,综述了两种微生物的混合体系在金属表面对其腐蚀的影响。归纳总结了混合微生物的构成,重点综述了含有SRB、IOB和其他典型微生物的混合体系的作用过程,分析了混合体系中,不同微生物的相互作用(如协同、竞争作用等)对金属腐蚀影响。梳理了目前混合微生物体系研究的实验环境,并针对混合微生物体系在金属表面腐蚀微观的研究,介绍了几种技术,以期能更加直观地显示混合体系中微生物间的作用机制。最后对研究两种微生物混合体系下的金属腐蚀问题提出了建议和发展方向。     

阴极极化对微生物腐蚀的影响研究进展

海洋环境中的微生物腐蚀一直是人们关注的焦点,研究表明阴极极化可以起到抑制微生物腐蚀的效果,但对于抑制机理尚不明确;同时,生物膜的形成、存在状态对腐蚀有很大的影响,但是大部分的研究表明阴极极化可以有效抑制微生物附着,但对已经形成的生物膜却没有很好的抑制效果。阴极极化电位的选择也是一个不容忽视的问题,由于环境的复杂、微生物的多样性等,阴极极化电位的选择存在很大的差别。     

铝合金在海洋微生物SRB作用下的腐蚀行为

采用电子扫描电镜(SEM)观察铝合金表面附着的细菌显微形貌,利用分光光度法和微生物平板计数法研究SRB细菌的生长规律,运用电化学工作站测试6063铝合金在海洋微生物SRB作用下的开路电位、阳极极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)的变化规律,采用间歇式培养细菌方式进行自然腐蚀,研究铝合金的腐蚀率和微生物腐蚀后的形貌特征。结果表明:与无菌介质条件相比,海洋微生物在SRB作用下的铝合金开路电位负移,钝化性能变差,使得铝合金腐蚀率变大,腐蚀形式以点蚀为主;铝合金表面附着的海洋微生物以球状细菌为主;在海洋微生物SRB作用下,铝合金的交流阻抗模值减小,降低了铝合金的极化电阻和表面膜的电阻,从而加速了铝合金的腐蚀进程。     

钢铁海洋大气腐蚀试验方法的研究进展

综述了海洋大气环境的特征,对大气腐蚀室内和户外试验方法进行了比较与分析;同时指出现有的钢铁海洋大气腐蚀研究方法的优缺点及海洋大气腐蚀模拟试验方法的发展方向.     

硫酸盐还原菌腐蚀的微生物防治研究进展

综述了硫酸盐还原菌腐蚀领域的微生物防治措施的研 究进展，并对微生物菌种的选择、防治机理以及应用等方面进行了探讨.     

用于工业系统腐蚀微生物的杀菌剂研究进展

工业水环境中微生物引起的腐蚀一直是造成工程材料失效的重要原因之一,杀菌剂作为一种简单高效的杀灭微生物的方法,在工业微生物腐蚀防控领域中发挥着重要作用.针对近年来硫酸盐还原菌和藻类引起的管线钢微生物腐蚀行为以及霉菌引起的铝合金材料的腐蚀行为,结合相应工业系统杀菌剂的研究和应用情况,综述了用于防控微生物腐蚀的多种杀菌剂的应用优势及其研究进展,总结了杀菌剂在工业系统应用所面临的问题和未来发展趋势.其中,季铵盐和季鏻盐作为油田系统中常用的阳离子杀菌剂,能够在低浓度下有效杀灭硫酸盐还原菌,并抑制微生物腐蚀.胍盐类杀菌剂以其稳定性和广谱性在工业系统中应用广泛.杂环类杀菌剂种类繁多,部分杂环类杀菌剂不仅具有抗细菌和真菌的效果,还具有一定的缓蚀作用.有机溴类物质则是一种逐步兴起的污水处理杀菌剂.此外,多种杀菌剂的复配使用也是一种经济有效的提升杀菌效果的方法.目前,通过改性、合成等方法将尽可能多的抗菌基团集中到一种杀菌剂或某种基底材料上,逐渐成为开发新型抗菌物质的趋势.     

微生物与腐蚀

1 前言 在各种工业生产中所使用的金属设备,不管是在地上的或是深埋于地下的,都会遭受到各种形式的腐蚀。对于地下管道的腐蚀,以往常归纳统称为“土壤腐蚀”。然而,经深入研究才知其真正的祸首往往是“微生物”,是微生物活动带来的后果、已经证实,引起腐蚀的主要细菌有铁细菌(需氧)和硫酸盐还原细菌(厌氧),土壤中铁和钢的腐蚀主要是后者所致。需氧和厌氧微生物两者都存在着腐蚀过程,而对这种过程尚需进行深入研究了解。     

CO2海洋封存系统管道腐蚀特性研究进展

碳捕集与封存(CCS)技术是减少CO_2排放的重要举措。将海洋作为CO_2的封存场所可以永久封存大量的CO_2,具有广阔的发展前景。液态CO_2运输和复杂的海洋环境是CO_2海洋封存系统的主要特点,液态CO_2中杂质气体组分以及高含盐的外部海洋环境会对CO_2运输管道和其他设施造成严重的内腐蚀与外腐蚀问题。本文介绍了CO_2海洋封存的原理和方式,着重分析了海洋封存系统中影响CO_2运输管道内部腐蚀和外部腐蚀的主要因素,并列举了一些防腐措施。最后,对CO_2海洋封存系统腐蚀问题研究进行了展望。     

微生物生物膜下的钢铁材料腐蚀研究进展

综述了近年来有关SRB引起的钢铁腐蚀研究进展,分析了SRB生物膜的形成机制,介绍了传统SRB腐蚀机理、生物催化硫酸盐还原阴极反应腐蚀机理,以及SRB诱导生物矿化作用形成的沉淀垢膜下的碳钢腐蚀研究现状,着重介绍了生物能量学和生物电化学在推动SRB导致的微生物腐蚀机理研究中的重要作用,并在此基础上介绍了目前最新的对生物膜下SRB的控制技术和方法,为SRB腐蚀及控制提供参考。