南昌地区大气环境腐蚀金属材料的研究

在大气环境中金属材料往往受到自然和酸沉降的影响而遭受腐蚀，本文通过暴露试验，采用重量法评定，并利用腐蚀速率定量表示腐蚀的程度，探明了金属材料在南昌地区大气环境中的腐蚀现象和规律。     

码头钢结构的微生物腐蚀及其防护

以码头为对象,阐述了码头的常见结构形式和钢结构在码头建设中的应用现状,分析了港口码头的微生物腐蚀研究现状、典型的腐蚀微生物种类和微生物代谢对金属材料的影响,论述了码头的微生物腐蚀防控方法。由于微生物腐蚀的破坏性强、发生隐蔽,确定和监测微生物腐蚀的发生是目前的一大技术难题,文中评述了现有的微生物腐蚀监检测技术,并展望了微生物腐蚀检测技术的发展方向。     

生物膜对日常生产、生活的影响与作用

自然环境中生物膜随处可见。生物膜在污水处理以及河流水质净化等方面具有保护水环境的积极作用。然而,生物膜也存在着相当的负面影响,这些负面影响不仅危及到人们的日常生活和健康,而且还会腐蚀管道和船体等金属材料。本文总结和分析生物膜在环境中对人类生产、生活的利弊,目的是使人们了解和认识生物膜的正反两方面影响,以推动对生物膜利用或抑制等方面的研究。     

316L不锈钢在海洋深水环境中的局部腐蚀规律

目的研究316L不锈钢在海洋深水环境中的局部腐蚀规律。方法利用自行设计的实验装置在南海170 m水深位置开展316L不锈钢腐蚀模拟实验,并通过电化学测试方法与扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段进行分析。结果浸泡7天时,316L不锈钢表面发生局部腐蚀,但微生物吸附会形成保护性的微生物膜,引起其自腐蚀及击穿电位正移,耐点蚀性能会升高。随着浸泡时间的延长,溶解氧含量逐渐降低,试样表面吸附的微生物膜性质发生变化,导致钝化膜在微生物与Cl-的作用下破裂,自腐蚀电位及击穿电位负移,耐点蚀性能下降。结论 316L不锈钢在海洋深水环境中的耐点蚀性能随着浸泡时间的延长,先降低而后增加。     

金属材料在天然河水中的腐蚀电位研究

目的弄清金属材料在天然河水中的腐蚀电位变化规律,获得它们的腐蚀电位序。方法利用自行研制的多通道电位自动采集装置,测试金属材料在武汉长江水中的腐蚀电位。结果获得了24种金属材料在天然河水中的腐蚀电位-时间曲线及腐蚀电位序图谱。结论金属材料在天然河水中初期腐蚀电位变化较快,同种类金属腐蚀电位变化规律基本相同,不同种类的金属材料腐蚀电位变化规律不同;金属材料在天然河水中的稳定腐蚀电位从低到高大致为镁阳极、纯锌、铝合金、铸铁、碳钢、低合金钢、铜合金和不锈钢。     

管线钢的海水微生物腐蚀

以海水环境中管线钢的微生物腐蚀(MIC)为中心,就国内外与其相关的报道进行综述分析,并提出建议。首先,分析了海水中导致管线钢腐蚀的主要微生物种类及其代谢过程的特点,得出海水中腐蚀微生物具有多样性特征,代谢途径受环境参数的影响。然后,分析了海水中微生物所致管线钢腐蚀机理的研究现状,得出管线钢MIC机理主要与细菌的代谢产物、代谢活动和生物膜的形成有关,突出不同环境下管线钢MIC的复杂性。再次,介绍了海水中管线钢MIC防治的研究现状,并分析了主要防护技术的优缺点。最后,提出对海水环境管线钢MIC研究工作的建议,包括建立海水管线钢腐蚀微生物种类数据库、大力研发绿色高效MIC控制技术、加强对海水管线钢MIC基础性研究工作的投入等。     

自然生物膜对水体中罗丹明B的净化与响应

以RhB(RhodamineB, 罗丹明B)为模型染料,研究了自然生物膜对RhB的去除,并分别使用Biolog和PLFA(磷脂脂肪酸)为技术手段和指标,探究RhB的存在对自然生物膜微生物群落结构和微生物碳源利用多样性的影响. 结果表明,第1天自然生物膜对水体中RhB的去除率为29.2%,之后几天的平均去除率降至3.9%左右;在测试期内RhB的总去除率达到68.6%. PLFA测定结果表明,RhB使自然生物膜中的PLFA总量减少了52.23%,其中细菌、真菌和放线菌的数量分别减少了75.81%、67.03%和100%. Biolog测定结果表明,低质量浓度的RhB降低了自然生物膜中微生物群落对碳源的利用能力,改变了生物膜微生物群落对31种碳源的利用情况,但RhB并没有对自然生物膜的微生物结构造成完全的破坏. 综上,自然生物膜作为一种自然水体中自生的微生物聚集体具有显著的生态学意义,其对低质量浓度的RhB具有一定的净化作用,但是RhB的存在也会对自然生物膜的结构和功能产生影响.      

典型舰船用金属材料腐蚀与防护研究进展

针对舰船用金属材料在复杂海洋环境下存在的腐蚀问题,概述了舰船用金属材料腐蚀与防护的相关研究进展。介绍了合金钢、铜合金、钛合金和铝合金这些典型舰船用金属材料的常用类型和使用场所,阐述了舰船用金属材料所处不同海洋区带内的腐蚀环境特征,以及点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、微生物腐蚀和应力腐蚀开裂等舰船用金属材料常发生的腐蚀类型。综述了目前对舰船用金属材料腐蚀防护采取的措施,重点关注了表面涂镀层和改性技术的研究进展。最后,提出了舰船用金属材料腐蚀防护未来的研究方向,需从加强腐蚀机理研究、建立腐蚀数据库和发展新型表面腐蚀防护技术3方面入手。     

生物膜对给水铸铁管腐蚀结垢的影响

采用XRD、XPS对给水铸铁管腐蚀结垢产物进行表征,结合水相中总铁浓度变化规律,研究了生物膜生长对给水铸铁管腐蚀结垢的影响.结果表明,0～7 d时生物膜存在条件下水相中总铁浓度更高,而15～30 d时无生物膜生长的对照组水相中总铁浓度更高.有生物膜生长时,锈垢的XRD图谱主峰为铁氧化物;无生物膜生长时,主峰为CaCO₃,次峰为铁氧化物,表明生物膜的存在会影响锈垢中晶体的生长及组成.7 d时有生物膜生长组锈垢中铁的质量分数更高,而15 d和30 d时对照组锈垢中铁的质量分数更高.有生物膜生长组锈垢中钙的质量分数始终低于对照组,可能是胞外多聚物吸附或微生物生长消耗钙离子所致.上述结果表明,生物膜发育7 d时会促进铸铁管的腐蚀,而发育15～30 d时会抑制铸铁管的腐蚀;存在生物膜生长会对铸铁管锈垢的形态和组成产生重要影响.生物膜对腐蚀的抑制作用为控制配水管网管道的腐蚀提供了一条新的途径.     

油气田微生物腐蚀与防护研究进展

结合笔者近年来所做的油气田微生物腐蚀领域的工作,以硫酸盐还原菌和铁氧化菌为代表性腐蚀性微生物,系统分析了油气田环境中微生物腐蚀机制及其影响因素。微生物腐蚀行为和机制与微生物的种类、材料、环境因素等密切相关,系统地统计和分析油气田腐蚀性微生物的种类和种群结构是微生物腐蚀研究基础。同时还探讨了缓蚀剂、杀菌剂及缓蚀杀菌剂在油田微生物腐蚀控制过程中存在的问题,最后针对油气田微生物腐蚀与防护研究现状,提出了一些思考和建议。     

环境pH对微生物生物膜吸附重金属的影响研究进展

重金属污染以其强毒性、富集性和持久性成为全球性的环境难题。在现有的重金属污染治理技术中,基于微生物生物膜的修复技术因其高效、低成本、可持续等优势,在预防、控制和修复重金属污染等方面被广泛应用,成为了新兴研究热点技术。为了进一步揭示微生物生物膜与重金属之间的内在关系。本文通过对最近二十年微生物生物膜吸附重金属等方面的文献进行系统整理和总结,详细阐述了微生物生物膜吸附重金属的吸附机理、吸附数学模型和pH对微生物生物膜的影响,特别对影响该技术的重要参数pH进行了系统阐述并总结了pH影响微生物生物膜修复技术的原理及规律,以期为未来研发和改进微生物生物膜去除重金属污染的生产应用工艺提出科学性的指导意见与建议。     

微生物与重金属相互作用过程与机制研究进展

重金属污染对土壤、地下水和农作物等会产生重大影响,并通过生物链危害人体健康.微生物在环境中广泛存在,在矿物分解、元素释放、迁移、沉淀和再富集过程中起着重要作用,进一步发掘对不同重金属具有耐受性的特异性菌株,探究其对重金属的解毒和耐受性的机制,可更好地为微生物用于环境修复工作提供理论依据.综述了微生物与环境中重金属的相互作用过程与机制以及微生物在修复重金属污染中的应用,结果表明:①微生物自身生长过程中产生的大量氨基酸、蛋白质和多肽等物质可与重金属鳌合,促进重金属的溶解和吸附过程.②重金属对微生物产生毒性影响,微生物通过氧化还原、生物矿化和甲基化等作用改变重金属元素的化学形态,降低重金属的毒性.③微生物对重金属的修复效果与重金属的存在形态有关,在实际应用中可先将重金属元素转化为易于被微生物吸附的形态,再利用特异性菌株进行生物修复.④根际微生物对植物吸收重金属起着重要的调控作用,但植物根系分泌物和微生物的新陈代谢产物对重金属形态及生物有效性的协同拮抗作用机制及其微观的界面过程尚未明晰,有待进一步研究.      

腐蚀产物性质对金属大气腐蚀过程影响的研究

首先简要阐述了金属大气腐蚀的机理及过程,介绍了大气腐蚀过程中腐蚀产物的种类。然后分别从腐蚀产物的物理性质、化学性质(电化学)等方面对金属大气腐蚀过程影响的研究进行了探讨,并着重总结了腐蚀产物光电性质对金属腐蚀的影响。最后对该研究方向进行了展望。     

复合电位电偶腐蚀控制技术

对复合电位电偶腐蚀控制技术的原理及技术特点进行介绍,阐述了该项发明的用途,并通过消除和减缓电偶腐蚀的两个应用实例,说明了其应用方法和应用效果。该技术是一项针对异种金属之间电偶腐蚀的防腐蚀新技术,其基本原理是通过在电偶阴极上连接复合阳极使其极化形成复合电位,降低电偶阴极的电位,从而减小或消除其与电偶阳极的电位差,来实现对电偶腐蚀的控制,解决了其他防腐蚀技术难以解决的因耐蚀金属材料应用引起的电偶腐蚀问题。该技术有别于阴极保护思路,针对电位差这一电偶腐蚀源进行腐蚀控制,丰富了电化学保护方法内容。实际应用结果表明,该技术不仅为异种金属之间电偶腐蚀控制提供了解决措施,也为材料电化学匹配提供了一种等电位平衡的设计思路。     

A3钢在富营养化淡水体中腐蚀电化学行为

由于富营养化会导致淡水水体环境发生重大改变,从而使金属在其中的腐蚀行为更加复杂。目前,国内外对金属在富营养化淡水水体中的腐蚀行为与规律的研究比较少。因此,开展这方面的研究工作具有非常重要的意义。文中将通过电化学方法研究A3钢在富营养化淡水环境中的腐蚀行为,并着重研究温度、pH值、含氧量等因素对A3钢电化学腐蚀行为的影响。     

富营养化淡水中黑色金属试样腐蚀加速的微生物学机制研究

目的探究黑色金属在污染淡水中后期腐蚀加速规律的生物学机制。方法采用高通量测序分析A3钢在富营养化水体和清洁水体中腐蚀产物内微生物的种群结构,并结合元素分析和XPS分析。结果获得了A3钢的腐蚀产物内微生物的门水平物种分布柱状图、OTU估计数统计表、OTU韦恩图、硫酸盐还原菌各属的相对丰度、微生物属水平热图等数据。结论在富营养化水体中,硫酸盐还原菌呈现更显著的水平,造成金属的硫化腐蚀更为严重,验证了黑色金属在富营养化污染淡水水体中后期腐蚀速率反转加速的现象。     

实际重力流排水管道中微生物群落对管道的腐蚀影响

通过在实际重力流排水管道中选取10个典型的腐蚀区域作为研究对象,通过对排水管道对应腐蚀区域的生物膜和水体进行采样,探究实际排水管道不同空间位置上微生物群落分布的差异性以及水质因素对微生物群落多样性分布影响.采用高通量测序方法反映腐蚀区域微生物群落的多样性.结果表明,在排水管道中10个典型腐蚀区域中的微生物群落分布结构基本相似,在门水平上主要是变形菌占绝对优势,其次是放线菌门,在纲水平上主要是a-变形菌纲,其次是β-变形菌纲两者相对含量之和占到43.56%,在属水平上的硫酸盐还原菌对管道具有严重的局部腐蚀,包含有Desulforhabdus,Desulfuromonas,Desulfobacter.RDA环境影响因子研究发现,在门水平上硫化氢、溶解氧与微生物群落存在一定的相关性,在纲水平上与微生物群落存在相关性的主要是铵根离子、pH值和COD.     

Biogeochemical cycling of metals impacting by microbial mobilization and immobilization

Microbial mobilization and immobilization processes can affect the bioavailability and mobility of metals thereby influencing their toxicity and can therefore be utilized to treat solid and liquid wastes contaminated by metals. However, the microbial mobilization and immobilization of metals depends on the microbial metabolism, the environment conditions. In this review, mobilization and immobilization of metals are discussed with regard to the presence and function of involved microorganisms and in relation to applications such as bioleaching. Furthermore, the biosorption process is evaluated as a possible approach for microbial immobilization of metal on the basis of four mechanisms:(1) physical adsorption,(2) ion exchange,(3) complexation, and(4) microprecipitation. In addition, sulfide precipitation by sulfate reducing bacteria was included as an example of an application of microbial immobilization. Based on the evaluation and recommendations in this paper, bioremediation strategies for metals can be improved thus increasing the opportunity for field applications.