细菌胞外聚合物在Q235钢微生物腐蚀过程中的作用

admin · 发表于 2022-9-14 09:36:55

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本文选取假单胞菌和铁细菌为对象，分别分离提取两种细菌的胞外聚合物，建立特殊假单胞菌EPS体系和铁细菌EPS体系，采用微生物学、电化学和表面分析等方法对比研究了Q235钢在特殊EPS体系和常规单菌、混菌体系中的腐蚀行为，研究胞外聚合物在微生物腐蚀过程中的作用。微生物生长规律研究结果表明，铁细菌在接入培养基后经历了3天左右的迟缓期，在4-5d时进入对数生长阶段，11d左右达到最大值，稳定生长2到3d后进入衰亡期。而假单胞菌几乎接种后就进入了对数增长期，在第8d细菌数量达到稳定生长阶段， 15d左右细菌进入衰亡期。扫描电镜图显示假单胞菌生物膜和铁细菌生物膜表面均分布有裂纹，混菌生物膜则更均匀致密。傅立叶红外光谱测试结果表明不同生物膜成分基本相似，只是在吸收峰的强度上有所差别，这与膜层的致密度有关。常规体系中21d腐蚀产物形貌扫描电镜图显示假单胞菌腐蚀产物膜有严重的坑洞，铁细菌腐蚀产物膜有明显裂纹，而混合菌体系中试样表面腐蚀产物均匀致密，起到了一定的腐蚀抑制作用。腐蚀失重数据显示，混菌体系中的腐蚀速率远小于单菌体系，两种菌协同作用对金属材料腐蚀起到了抑制作用。极化曲线结果表明，浸泡14d后，混菌体系中电极具有更正的自腐蚀电位以及更小的腐蚀电流密度，说明混菌中Q235钢腐蚀受到了抑制。交流阻抗结果证实了微生物腐蚀的过程以及上述抑制效应。EPS表面性能测试结果显示，两种细菌EPS均能降低液体表面张力，且表面均呈电负性。EPS电化学测试结果显示，假单胞菌EPS的加入使Q235钢耐腐蚀性增强。特殊体系中腐蚀失重结果发现，EPS对腐蚀的影响主要发生在浸泡初期，此时特殊体系中腐蚀速率明显较常规体系更低，腐蚀失重小。电化学测试结果与腐蚀失重结果一致，说明初期EPS能较快吸附于金属表面，有效阻止腐蚀性离子的扩散，显著减缓腐蚀程度，但随着浸泡时间延长，EPS对腐蚀过程的影响逐渐减小，金属的腐蚀行为逐渐转化为常规体系中的类型，主要受到表面形成的腐蚀产物膜的完整性和均匀性的影响。

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