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微生物腐蚀简介_微生物腐蚀个人资料_微生物腐蚀微博

2016-11-26 14:53:22 科学百科 阅读 3 次

概述/微生物腐蚀 编辑

 参与或促进金属腐蚀过程的微生物。1910年,R.H.盖恩斯发现微生物腐蚀。1934年,荷兰学者C.A.H.vonW.屈尔等提出硫酸盐还原菌参与金属腐蚀中阴极氢去极化的理论之后,人们对微生物腐蚀开始重视起来。
  腐蚀微生物主要是在自然界中参与硫、铁元素循环的菌类,包括好氧菌和厌氧菌。好氧菌有硫杆菌属,如氧化硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌和排硫硫杆菌等。它们分布于含硫的酸性矿水、土壤及海洋淤泥中,通过氧化元素硫和还原性硫化物,最终产生硫酸而腐蚀金属、混凝土构件等。铁细菌能氧化水中亚铁成高铁氧化物沉积于菌体外鞘或周围粘液层中,在金属表面形成黄褐色的结瘤。结瘤内氧进入困难而导致氧浓差电池腐蚀。常见的危害菌有嘉利翁氏菌属、纤发菌属、泉发菌属和鞘铁菌属等。此外,一些产生粘液的细菌(如假单孢菌属中的细菌)、真菌以及某些藻类和原生动物,都可引起金属腐蚀。厌氧菌主要是硫酸盐还原菌,广泛分布于pH6~9的土壤、淡水、海水、淤泥中。在金属腐蚀中出现最多的是脱硫弧菌,它将自然界中存在的硫酸盐还原成硫化物。微生物腐蚀常给地下管线、海底电缆、工业注水系统等工业设施带来严重危害,造成经济上的损失。
  通常是在土壤和水介质中采用耐菌破坏的有机护层(煤焦油沥青、环氧树脂漆、塑料薄膜等)或无机护层(镀锌、铬、水泥等)以及阴极保护(包括牺牲阳极或外加电源法)等措施,以防止微生物腐蚀。在密闭系统中(如金属油、气贮罐、飞机油箱、工业循环冷却装置等),采用氧化型或非氧化型杀菌剂杀灭或抑制腐蚀微生物的增殖,达到控制腐蚀的目的。

类别/微生物腐蚀 编辑

 1.参与金属腐蚀的微生物种类

虽然有关金属腐蚀的微生物种类很多,但是其中比较重要的是直接参与自然界硫、铁和氮循环的微生物。参与硫循环的有硫氧化细菌和硫酸盐还原菌;参与铁循环的有铁氧化细菌和铁细菌;参与氮循环的主要有硝化细菌和反硝化细菌等。这些细菌按其生长发育中对氧的要求,又可分为好氧腐蚀菌和厌氧腐蚀菌两类。

(l)铁细菌

该类菌形态多样(有杆状、球状、丝状等),分布广泛,在富含铁的水中尤为普遍。铁细菌能把水中溶解的亚铁氧化成高铁形式,沉积于菌体鞘内或菌体周围,并从中取得能量同化CO2进行自养生活。铁细菌常在水管内壁附着生长,形成结瘤,所以它们不仅能造成机械堵塞,而且还能形成氧差电池腐蚀管道,并出现“红水”恶化水质。铁细菌常见的种类有纤发菌属(Leptothrix)和铁细菌属(Crenothrix)中的一些类群。

(2)硫氧化菌

这类菌能氧化元素硫、硫代硫酸盐和亚硫酸盐等,产生代谢产物硫酸。硫氧化菌在酸性土壤及含黄铁矿的矿区中,能使土壤或矿水变酸导致腐蚀。如美国俄亥俄地区1922年这种酸矿水排出量就相当于300万t硫酸,对河上钢铁建筑、水闸、桥墩、水坝、排污管、自来水管等造成了严重腐蚀。这类菌常见的有硫杆菌属(Thiobacillus)中的排硫硫杆菌(T.thloparus)、氧化亚铁硫杆菌(T.ferrooxidans)、氧化硫硫杆菌(T.thiooxidans)。

(3)硫酸盐还原菌

这类菌是引起金属腐蚀的主要微生物。硫酸盐还原菌属厌氧菌,能还原硫酸盐为硫化物,它们利用有机物为给氢体,在还原硫酸盐的过程中获得能量。该类菌最常见的是脱硫弧菌(Desulfovibrio desulfurcans)。

(4)硝化细菌和反硝化细菌

硝化细菌,如亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化杆菌属(Nitrobacter)等能把氨氧化成亚硝酸,再进一步氧化成硝酸,同时获取能量供自身生活。反硝化细菌,如脱氨假单胞菌(Pseudomonas denitrificans)、施氏假单胞菌(Pseudomonasstutzeri)、紫色色杆菌(Cpromobacterium vio-laceum)等,在通气不良的环境中,能把硝酸还原成亚硝酸。因此这类菌能在环境中积累一定量的硝酸和亚硝酸,从而对金属造成腐蚀。

另外有人研究发现一种霉菌──树脂枝孢霉(Cladosporium resinae)能使铝合金在短期内腐蚀。

2.控制微生物腐蚀的主要措施

由于微生物腐蚀涉及的金属构件种类多,所处的环境及腐蚀的菌类又不尽相同,因此在防护工作中,必须根据具体情况采取一种或几种措施配合使用。归纳起来防止微生物对金属腐蚀的措施主要有以下几种:

(1)限制营养源

因为细菌生长需要营养,所以限制金属构件周围的微生物生长的营养物是降低腐蚀危害的一个重要方法。例如尽量控制环境中有机物、铵盐、磷、铁、亚铁、硫及硫酸盐等就会大大降低微生物的增长。

(2)控制微生物生长的环境条件

微生物生长繁殖都需要一个适宜的环境条件,所以适当地改变环境条件也是减少微生物金属腐蚀的一个重要措施。例如提高pH值到9以上,温度50℃以上就会强烈抑制菌类生长。再如在湿润粘土地带加强排水,回填砂砾于埋管线周围,以改善通气条件,即可减少硫酸还原菌产生的厌氧腐蚀。

(3)采用化学杀菌剂和抑菌剂

主要是将杀菌剂和抑菌剂用于密闭或半密闭的系统中或掺合于涂料和护层中。杀菌剂要求高效、低毒、广谱、价廉、原料来源方便等。采用这种方法应注意把杀菌剂、防腐剂、去垢剂三者结合起来使用。

(4)物理、生物控制方法

物理法主要是采用紫外线、超声波等物理手段来杀灭腐蚀微生物的方法;生物法主要是采用生物防治和遗传工程改变危害菌的附着力来达到控制目的的方法。例如日本研制开发的利用能吞食海水中腐蚀微生物的噬菌体清除金属管件表面的有害微生物,以达防止微生物腐蚀的方法,效果就较好,而且该法利用的是病毒,它们能有选择地杀死附着微生物,而不会象其它方法那样影响其他生物。

另外在金属材料外加防护层等,也可控制微生物对金属的腐蚀。

自生物学通报,1996年2期