微生物腐蚀研究方法中的表面分析技术

综述了当前微生物腐蚀（MIC）研究中应用的表面分析技术．这些技术包括：傅利叶红外光谱、扫描电镜、环境扫描电镜，原子力显微镜和扫描激光共聚焦显微镜．介绍了可对材料表面微生物进行观察的表面荧光显微镜在微生物腐蚀和微生物膜研究中的应用．总结了各种表面分析技术的特点和最新应用．一种在微生物腐蚀研究中使用的新型材料表征技术“飞行时间二次离子质谱分析”在文中也作了介绍．     

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,     

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。     

用原子力显微镜研究铜合金微生物的腐蚀行为

用原子力显微镜(AFM)研究了HSn70-1A、HSn70-1B和HSn70-1AB等3种铜合金在硫酸盐还原菌(SRB)菌液中的微生物腐蚀行为.结果表明,3种铜合金表面形成的生物膜形貌各不相同.HSn70-1AB合金表面生物膜的粗糙度大于其余两种合金,表明其生物膜最不均匀.去除生物膜后,3种样品的腐蚀形貌也小相同,粗糙度均有所增加,这是微生物腐蚀作用的结果.研究证实,AFM的定量分析能力是研究材料微生物腐蚀的重要手段.     

微生物腐蚀中生物膜的生成、作用与演变

自然界中,微生物常常附着在材料表面形成生物膜,影响金属表面的电化学过程,从而诱发微生物腐蚀。生物膜与微生物腐蚀的发生密切相关,其结构组成、成膜过程对金属的腐蚀反应类型与速率有着很大的影响。由于微生物活动的复杂性以及缺乏生物膜与金属界面之间交互作用的深刻认识,微生物腐蚀的发生和发展机制尚不清晰。基于此,从生物膜的角度阐述了金属微生物腐蚀的作用机制。介绍了易引起材料腐蚀的常见菌种,如硫酸盐还原菌、硫氧化菌、铁氧化菌、硝酸盐还原菌及其他腐蚀菌,并对它们的腐蚀机理进行了概述。综合论述了生物膜的特征、生成步骤,以及它是如何随时间和外部环境进行动态演变的。着重讨论了影响生物膜生成和发展的因素,包括材料因素以及环境因素,如温度、溶解氧、pH值、Cl~-、Fe~(2+)、水体流速、营养介质、磁场。最后,针对外界影响因素的复杂性,阐述了生物膜研究过程中存在的问题,同时对模拟生物环境过程中合理设计实验方案的重要性进行了展望。     

抗微生物腐蚀管材在SRB/CO2环境中膜特征及其腐蚀行为

目的 通过试验观察硫酸盐还原菌(SRB)/饱和CO₂对抗微生物腐蚀管材的腐蚀特征,探究SRB对CO₂腐蚀的影响。方法 通过细菌计数得到有、无饱和CO₂环境中浮游SRB的生长曲线。通过浸泡试验,获得SRB、饱和CO₂、SRB+饱和CO₂(3种不同环境)对腐蚀速率的影响。采用SEM、EDS及XRD对试样在3种不同环境中腐蚀后的表面形貌、腐蚀产物的成分及物相组成进行分析。通过腐蚀电化学测试,研究3种不同环境中对抗微生物腐蚀管材腐蚀的影响。结果 CO₂腐蚀和SRB腐蚀相互抑制,同时CO₂作为SRB生长的迟效碳源,为SRB的二次生长提供能量。整个腐蚀过程受CO₂腐蚀、细菌正常生长代谢形成生物膜、膜层易开裂和脱落等影响。浸泡15 d后,极化电阻呈现R₍p(SRB))>R(p_{SRB+饱和CO2})>R₍p(CO₂     

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。     

Fe^2＋对碳钢的微生物腐蚀作用的影响

硫酸盐还原菌（ＳＲＢ）对碳钢的腐蚀与其腐蚀产物ＦｅＳ膜的状态有关。实验表明,当介质中的Ｆｅ＾２离子浓度低于５０ｍｇ／Ｌ时,ＳＲＢ的存在对碳钢起保护作用,其腐蚀产物膜致密,阻碍了介质与铁的作用,而且生物膜（ｂｉｏｆｉｌｍ）＾［１］中的细菌数当于介质中的菌量;当介质中Ｆｅ＾２浓度高于５０ｍｇ／Ｌ时,ＳＢＲ的腐蚀产物膜厚且疏松,ＦｅＳ成为腐蚀微电池的阴极,对碳钢的腐蚀起促进作用,生物膜的存在影响了杀菌剂     

原子力显微镜在微生物腐蚀研究中的应用

利用原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)研究硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,SRB)、微生物膜和腐蚀前后铜合金材料BFe30-1-1的表面形貌,得到了高分辨率的表面形貌图,测得SRB的大小、点蚀坑的深度和直径,分析了腐蚀后BFe30-1-1的表面粗糙度参数.结合电化学参数说明,浸蚀14d的铜合金表面形成了不均匀的微生物膜,加速了试片表面的局部腐蚀.AFM作为一种具有纳米级分辨成像能力的工具,是观察材料的表面特征和腐蚀形貌及测量材料表面纳米粗糙度的理想仪器.     

海水中微生物膜的生长对金属腐蚀过程的影响

综述了微生物膜在微生物腐蚀（MIC）及生物污损过 程中的作用、微生物膜对金属腐蚀过程的影响、微生物膜的生长、检测和控制方法，着重讨 论了它对金属材料电化学行为的影响.     

微生物腐蚀与采出水的微生物防腐蚀—回顾与应用实例

针对油田采出水处理系统微生物腐蚀的特点,提出了以本源微生物群落中的假单胞菌、短芽孢杆菌和脱氮硫杆菌为主的微生物防腐蚀技术方案,讨论了微生物防腐蚀剂的室内评价结果与矿场应用情况,认为成本低、环境友好、持续时间长的微生物防腐蚀技术具有良好的应用前景。     

304不锈钢的微生物腐蚀行为研究

用自腐蚀电位、动电位扫描法研究了304不锈钢(304SS)微生物腐蚀的电化学行为,应用原子力显微镜(AFM)观察了硫酸盐还原菌(SRB)在304SS表面形成的微生物膜的形貌和304SS的腐蚀形貌.实验结果表明,硫酸盐还原茵参与了不锈钢的电化学腐蚀,加速了腐蚀速度,破坏了不锈钢的钝化层,诱导了不锈钢点蚀的发生.     

切削液中类产碱假单胞菌对铝合金腐蚀行为的影响

目的 从切削废液中分离出类产碱假单胞菌(Pseudomonas pseudoalcaligenes)菌株,研究该菌株对切削液的劣化,以及5754铝合金在含该菌株的切削液中的微生物腐蚀(MIC)行为.方法 采用平板划线法,从切削废液中分离提纯出单一菌株,并通过16S rDNA进行菌株测序.将类产碱假单胞菌接种至切削液中,...     

Some multidisciplinary techniques used in MIC studies

This paper presents a review of the application of microbiological methods, chemical analysis and surface analysis techniques in studying the microbially influenced corrosion (MIC) process of metals and their alloys. As a multidisciplinary research, some techniques used to study biofilm‐related problems are also discussed in this paper, as potential tools in this field.     

脱硫弧菌引起的铝的微生物腐蚀机理研究

目的揭示培养周期内脱硫弧菌(一种硫酸盐还原菌)引起的铝的微生物腐蚀机理。方法采用细胞计数、荧光显微镜、电子显微镜、X射线能谱仪以及电化学测试等技术,测试并分析铝在硫酸盐还原菌(SRB)培养基中的腐蚀行为和机理。结果培养初期,SRB没有引起铝的腐蚀速率加速。铝电极的线性极化电阻在SRB培养基中的值甚至高于无菌培养基。这是因为生物膜的累积阻碍了基体与溶液介质界面的电子传输。随着培养时间的延长,铝在SRB培养基中的腐蚀速率明显提高。培养7天时,铝电极在SRB培养基中的腐蚀电流比无菌培养基中高3个数量级。结论随着时间的延长,培养基中有机碳源等营养成分消耗过多,导致SRB无法从培养基中获得足够的营养源,进而转向从铝中获取自身呼吸作用所需的能量。同时,由于生物膜的覆盖导致膜下微环境的改变,局部酸性可能较大,进而加速了点蚀的形成。     

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。     

微生物抑制腐蚀机理及生物矿化机理研究进展

微生物既可以加速材料腐蚀,也可以在一定程度上减缓材料腐蚀,这与微生物膜有着密不可分的关系,微生物的抑制腐蚀作用正是微生物膜与腐蚀产物交互作用的结果。一般来说,这种抑制作用不仅仅是通过一类微生物或一种机制实现的。首先分类归纳了微生物膜抑制腐蚀的三种主要机理——微生物的呼吸作用消耗氧气,通过细菌分泌物抑制腐蚀,在材料表面形成保护层,并结合实例进行了分析论述。重点论述了生物矿化抑制腐蚀的机理,包括生物矿化的基础、生物矿化的过程、微生物在生物矿化中所起的作用,特别是EPS对于生物矿化的作用,着重分析了影响矿化产物膜结构与形态的关键影响因素,包括微生物种类、生物膜结构、海水环境等。另外,总结了近年来国内外利用生物矿化提高材料耐腐蚀性能的一些研究,对未来发展趋势做出了展望,并提出了三个亟待解决的问题。     

Effect of Host Media on Microbial Influenced Corrosion due to Desulfotomaculum nigrificans

This article reports about the tests carried to investigate microbial-induced corrosion on stainless steels due to sulfate-reducing bacteria sp. Desulfotomaculum nigrificans in different host media. Stainless steel 304L, 316L, and 2205 were selected for the test. Modified Baar’s media (BM), sodium chloride solution, and artificial sea water (SW) were used as test solutions in anaerobic conditions. Electrochemical polarization and immersion test were performed to estimate the extent of corrosion rate and pitting on stainless steels. SEM/EDS were used to study the details inside/outside pits formed on the corroded samples. Biofilm formed on corroded coupons was analyzed for its components by UV/Visible spectroscopy. Corrosion attack on the test samples was observed maximum in case of exposure to SW followed by NaCl solution, both having sulfide and chloride whereas stainless steel exposed to BM, having sulfide, showed minimum attack. Tendency of extracellular polymeric substances to bind metal ions is observed to be responsible for governing the extent of corrosion attack.