CORROSION 2019期間，來自俄亥俄大學(xué)的顧亭月教授在CSCP Seminar分會場上和大家分享了通過因果關(guān)系研究解讀微生物驅(qū)動腐蝕的內(nèi)在機制，這個報告引起了與會人員的強烈反響。在不同的環(huán)境中，不同種類的微生物能在材料上附著繁殖，其生命活動會引起或加劇材料的腐蝕。根據(jù)種類及功能的不同，腐蝕微生物可以分為硫酸鹽還原菌、硫氧化菌、產(chǎn)酸菌、鐵氧化細菌、鐵還原細菌、硝酸鹽還原菌以及產(chǎn)粘液細菌等。微生物腐蝕幾乎能使所有現(xiàn)用的材料受到嚴(yán)重影響，破壞材料的結(jié)構(gòu)與性能，在建筑、運輸管道、工業(yè)環(huán)境（石油化工等）以及海洋環(huán)境中造成巨大的安全隱患和財產(chǎn)損失。今天小編就和大家一起來了解微生物腐蝕的相關(guān)情況與防治辦法。
神秘的微生物令人敬畏，它無時無刻不吸引著人類對它進行探知、利用和對抗。同時，微生物也成了人類的朋友，從我們一出生，體內(nèi)就有無數(shù)的微生物，它們是我們身體中非常復(fù)雜的一部分，它們時刻與我們互動，而我們對它們卻知之甚少。
亦敵亦友的“神秘力量”
作為地球上最古老的生物，微生物在自然界分布極廣。無論是人跡罕至的南北極還是環(huán)境苛刻的沙漠；無論是神秘的外太空還是深邃的海底世界，都有它們的足跡。人們利用微生物來生產(chǎn)抗菌素、抗生素等藥品，幫助人類對抗疾?。焕梦⑸飦砩a(chǎn)飲料，啤酒，肥料和殺蟲劑等產(chǎn)品以服務(wù)大眾，甚至可以生產(chǎn)出電池所需要的燃料解決能源短缺。那么是不是所有微生物都是對人類有益呢？答案是令人失望的。
微生物并沒有我們想象的那么友好，在服務(wù)人類的同時，它也“吃”掉了我們的GDP。
微生物正在“吃掉”人類的GDP
眾所周知，不是所有的微生物都對我們有益。當(dāng)微生物遇到鋼材時就會產(chǎn)生異樣的“電火花”，使得管道、橋梁和船舶等受到嚴(yán)重腐蝕——微生物腐蝕（MIC）。我們先看三個例子：
12000年，韓國石油天然氣公司一條X65輸油管道發(fā)生腐蝕失效。調(diào)查發(fā)現(xiàn)管道表面覆蓋著一層黑色沉淀物，滴加鹽酸后散發(fā)出臭雞蛋氣味，表明腐蝕產(chǎn)物中含有硫化物。證實了埋地管線剝離涂層下受到了土壤中硫酸鹽還原菌 （SRB）的腐蝕。硫酸鹽還原菌 （SRB）是一種廣泛存在于土壤、海水、地下管道以及油氣井等環(huán)境的厭氧細菌。大量研究表明SRB的存在加速了鋼的腐蝕。
2同年，我國某型艦艇船底在下水后不到2年內(nèi)船底就發(fā)生了多處的腐蝕穿孔。經(jīng)檢測艙內(nèi)積水部位單位體積內(nèi)SRB數(shù)量約是艙外海水的103-104倍，說明SRB在艦船的艙底水中大量存在。
32003年，新疆一條X52鋼輸油管道發(fā)生爆管泄露事件。該管道曾多次發(fā)生內(nèi)腐蝕穿孔泄漏事故，但令人不解的是均發(fā)生在管道沿線起伏管段。原來罪魁禍?zhǔn)拙褪?ldquo;微生物”！事故最終調(diào)查結(jié)果認為該管段起伏較大，原油流量較低，管道低洼處有微量游離水或積水聚積，從而為微生物生長提供了環(huán)境，使得硫酸鹽還原菌（SRB）大量繁殖導(dǎo)致管道局部腐蝕失效。
據(jù)了解，2013年美國的腐蝕成本已經(jīng)達到2.5萬億美元，約占GDP的3.4%。而其中由微生物腐蝕造成的損失約占20%?？梢姡⑸镆呀?jīng)在慢慢地吃掉我們的“GDP”。
微生物腐蝕該如何防治？
腐蝕是一種常見的自然現(xiàn)象。大多數(shù)的腐蝕都是物質(zhì)與環(huán)境相互作用的電化學(xué)過程。那么微生物是怎樣參與腐蝕過程的呢？
科學(xué)家研究表明微生物參與腐蝕過程，金屬表面會附著一層具有腐蝕能力的生物膜，在微生物體內(nèi)生物酶的作用下，細菌將硫酸鹽還原成硫離子，硫離子與腐蝕產(chǎn)生的鐵離子進一步反應(yīng)生成鐵硫化物（反應(yīng)1和2），從而參與并加速腐蝕過程。
SO42- + 8H → S2- + 4H2 （1）
Fe2+ + S2- → FeS （2）
目前科學(xué)家對于微生物腐蝕的機理也有了初步認識，并提出了多種措施防治微生物腐蝕。例如：
01表面技術(shù)
涂層作為一道屏障可以使金屬表面光滑以減少微生物附著。目前研發(fā)抗生物污染的有機涂層，已經(jīng)廣泛地用于埋地管線、建筑物外墻、海洋結(jié)構(gòu)材料的防護。
02電化學(xué)保護
陰極保護可以使金屬腐蝕過程的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發(fā)生。因此可以采用更低的陰極保護電位來控制微生物引起的鋼鐵厭氧腐蝕，同時陰極保護與有機涂層聯(lián)合使用也有效地彌補了有機涂層會發(fā)生降解的缺欠。
03生物抑制劑
目前采用殺菌劑注入工業(yè)水系統(tǒng)中，也可以作為防治細菌腐蝕的方法。
04實時監(jiān)測
大多數(shù)的腐蝕都可以通過早期監(jiān)測來采取控制措施從而減緩腐蝕，避免事故發(fā)生。因此對腐蝕過程中微生物的生長，數(shù)量，生物膜的厚度等進行監(jiān)測，也有助于我們采取控制措施。
通過上述案例，我們看到微生物不容小覷的力量，只有了解微生物腐蝕，控制微生物腐蝕和利用微生物腐蝕，這樣才能為工業(yè)裝備保駕護航。而微生物腐蝕的復(fù)雜性注定控制腐蝕是長期斗爭的過程，關(guān)于微生物腐蝕，國內(nèi)外科學(xué)家們一直在行動，齊心協(xié)力和貢獻才智，讓我們與微生物腐蝕宣戰(zhàn)，抗?fàn)幍降祝?/span>
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