海洋微生物胞外分泌物(EPS)对船用结构钢腐蚀行为的影响
2018-02-03张燊郭娜董耀华董丽华刘涛
张燊,郭娜,董耀华,董丽华,刘涛
海洋微生物胞外分泌物(EPS)对船用结构钢腐蚀行为的影响
张燊,郭娜,董耀华,董丽华,刘涛
(上海海事大学,上海 201306)
研究微生物活性与船用钢DH32腐蚀行为之间的关系,并通过胞外分泌物的提取,研究分泌物浓度对材料腐蚀性能的影响。通过傅里叶红外光谱(FT–IR)分析胞外分泌物的组成,通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分析金属离子的含量,并使用用原子力显微镜(AFM)观测去除腐蚀产物后的表面形貌。通过电化学阻抗谱的拟合分析,短期内,EPS通过阻碍溶解氧的扩散抑制腐蚀速度,EPS浓度越高,效果越好,即实验初期试样腐蚀的速度与EPS浓度成反比。随着时间的延长,EPS浓度低的溶液中,其EPS络合金属离子的能力很快达到饱和,所以尽管其络合行为能促进试样的阳极溶解,但影响作用有限,此时起到主要影响的还是EPS抑制溶解氧扩散。对于浓度高的EPS溶液,其过量的EPS会促进EPS的官能团与材料表面更多的Fe2+/Fe3+离子键合,使得沉积的EPS保护层变得疏松失去隔离溶解氧的作用,进而加速试样腐蚀。海洋微生物胞外分泌物对船用钢腐蚀行为的影响与胞外分泌物的结构与浓度有关,随着浓度升高,EPS从抑制腐蚀变为加速腐蚀。
胞外分泌物;微生物腐蚀;电化学阻抗;海水
海洋环境下,涉海材料腐蚀损失的20%与微生物腐蚀(microbially-influenced corrosion, MIC)直接相关,微生物腐蚀已被公认为是海工装备钢铁材料构件诸如船舶、石油平台、管线、码头等腐蚀破坏的重要形式[10-11]。海洋船用钢作为最常见的涉海材料之一,包括高强钢AH32,DH32和DH36等,其优异特性是强度高,但耐微生物腐蚀性能较差。由此可见,微生物腐蚀已成为了严重制约重大海洋工程技术和装备发展的技术瓶颈之一,其失效问题更是严重影响了海洋工程和装备的可靠性和使用寿命,是国内外海洋工程领域都亟待解决的问题。
微生物腐蚀是一个十分复杂的过程,其腐蚀除了具备一般海水腐蚀的电化学特征外,还存在一个独特的“活性动态”界面反应,所谓“活性”是指微生物的新陈代谢参与整个腐蚀过程,在腐蚀界面推进中,微生物的生长与消亡是一直存在的,并加速(或抑制)腐蚀速度;而“动态”除了反应金属腐蚀的动力学本质外,还指生物膜中生命活动的持续性和多变性。正是这种生命循环、能量循环和物质循环的多因素耦合,造成了微生物附着腐蚀独特的腐蚀机理和理论。
微生物能够分泌产生大量的高分子物质(多糖、蛋白质、脂质、核酸、腐殖质等),这些多种多样的化学和功能成分统称为胞外分泌物(extracellular polymeric substances, EPS)[1]。EPS是生物膜基质的主要成分,协调微生物细胞粘附到基体表面,同时也促进微生物细胞之间的团聚,在生物膜形成的不同阶段,EPS起到了至关重要的作用。EPS的主要成分高分子物质含有变化的亲水性区域和疏水性区域,可以促进细菌细胞粘附到多种基体表面[2]。EPS结合金属离子的能力能够形成具有氧化还原电位的复杂复合物,参与电子转移,从而影响微生物腐蚀[3]。EPS在金属基体表面能够修改腐蚀产物的形态和化学结构,从而使这些腐蚀产物更加具有腐蚀性[4]。
近年来多国研究者开始围绕EPS腐蚀机理开展了相关研究。Mollica等人[7]发现,微生物膜的形成,可以引起几种不同不锈钢的腐蚀电位正移,并认为微生物膜具有去极化作用,能使活化控制部分的极化电流密度增大,从而增加了不锈钢的点蚀发生趋势。Scotto等人[8]研究表明,不锈钢的腐蚀电位与膜内碳水化合物和蛋白质的量有关,在这两种物质增加的初期腐蚀电位的增加速度较快,而当达到一定量后不锈钢腐蚀电位增长逐渐缓慢。Beech等人表征了不同类型EPS在AISI 316表面的成膜特性,他们发现紧密附着型微生物产生的胞外分泌物能够加速腐蚀[5]。另外,EPS中的活性蛋白质(酶)在微生物腐蚀中起到的特殊作用也得到了研究者的重视[6]。
文中探究了微生物新陈代谢产物EPS对船用结构钢腐蚀的影响及作用机制,为微生物对材料的附着腐蚀研究提供了一个新的视角和启示。
1 试验
1.1 材料与试样
实验材料为船用结构钢DH32,其主要合金成分为:Fe 96.79%,C 0.056%,Mn 1.496%,Cu 0.198%,Al 0.0375%, Ni 0.662%, Cr 0.183%, Si 0.191%和P 0.0085%。试样尺寸为10 mm×10 mm×3 mm,将其任意10 mm×10 mm的一面选择为工作面,非工作面焊接导线,并用环氧树脂封装,工作面逐级打磨,抛光处理,丙酮超声除油,最后用乙醇冲洗、自然干燥待用。
1.2 平均腐蚀速率测定
本实验使用天然海水中碳钢附着腐蚀的优势菌种——需钠弧菌(Vibrio natriegens)为实验菌种。V. natriegens属于异养型、好盐性的海洋革兰氏阴性菌,为了分析需钠弧菌EPS 与DH32结构钢腐蚀之间的关系,通过失重法计算试样在V. natriegens一个生长周期内的平均腐蚀速率。实验中试样浸泡腐蚀采用两种处理:A组为100 mL有菌培养基(在100 mL无菌培养基培养中加入0.01 mL菌液(O.D.600 nm=1.0));B组为无菌培养基。试样定期取出,依照GB 5776—1986标准清除腐蚀产物,称量记录数据,每组实验做三个平行。平均腐蚀速率按照式(1)计算:
式中:=3.65 X 103;为试样腐蚀质量损失,g;为实验时间,d;为试样面积,cm2;为材料密度,g/cm2。
1.3 试样腐蚀实验
为研究EPS对船用钢腐蚀行为的影响,实验设置5个实验组:对照组C—天然无菌无添加海水,T1、T2、T3和T4——无菌海水中分别添加浓度为100,200,300,400 mg/L EPS的处理组。其中EPS采用冷冻离心,阳离子交换树脂,冷冻干燥的方法本实验所用的需钠弧菌菌液中获得。
将制备好的DH32试样完全悬挂浸没于上述不同处理组的海水中,分别在实验开始后的1,3,5,7,10 d后取出,进行电化学分析和表面分析。
收集试样表面腐蚀产物,按照Sun等人[9]方法提取EPS-金属络合物,并使用傅里叶红外光谱(FT–IR)分析官能团,用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)分析金属离子含量,最后使用原子力显微镜(AFM)观测去除腐蚀产物后的表面形貌。
2 实验结果与分析
2.1 细菌活性对材料腐蚀速率的影响
需钠弧菌的生长曲线和DH32试样在两组腐蚀介质中的平均腐蚀速率如图1所示。通过实验结果可以发现,在一个生长周期内,有菌处理组(A组)处于需钠弧菌生长延滞期(第1天)的平均腐蚀速率与无菌处理组(B组)相比十分接近。在细菌生长的指数期和稳定期(第1—4天),有菌处理组(A组)的试样开始加速腐蚀。在指数期和稳定期两个生长阶段内,需钠弧菌处于快速生长繁殖期,新陈代谢活动旺盛,细胞分泌较多的代谢产物和胞外分泌物EPS,对试样的腐蚀起到了显著的促进作用。有菌处理组(A组)在细菌衰亡期(第4—8天),不论与无菌处理组(B组)相比,还是与指数期和稳定期相比,试样腐蚀速率显著增大,并没有随着细菌的衰亡而减缓。这可能是因为细菌细胞在衰亡期分解代谢明显超过合成代谢,细胞破裂释放出很多代谢产物和胞内酶,促进了试样的腐蚀。另外在衰亡期,细菌细胞大量死亡,细菌生长代谢需要的O2消耗不断减少,到达试样表面的O2不断增多,促进阴极反应的发生,从而加速了试样的腐蚀。
图1 试样在微生物生长周期内的平均腐蚀速率
2.2 EPS对材料的腐蚀行为分析
从2.1节分析可知,微生物新陈代谢活动对材料的腐蚀有明显的影响,微生物新陈代谢活力越强,材料腐蚀越快,而微生物在新陈代谢的过程中又会分泌的大量的EPS,而且细菌活力越旺盛,EPS分泌越多,所以EPS是微生物附着腐蚀过程中不可忽视一个重要因素。
图2—6是浸泡于不同处理中的试样电化学阻抗谱图,图2是对照组,腐蚀介质为无菌海水,图3—6分别为T1,T2,T3和T4处理组。从对照组的能奎斯特图(图2a)可以看出,容抗弧的直径随时间变化逐渐变小,这种趋势与低频段的阻抗值一致(图2b),这说明试样在海水中腐蚀速率逐渐加快。从容抗弧逐渐变“瘪”的趋势来看,试样表面随时间形成的腐蚀层在局部区域内阻碍了电荷的转移,造成了“弥散效应”。同时从图2c可以进一步看出,试样浸泡在海水中不同时间后的阻抗谱都应对着1个时间常数,这一现象与试样在无菌培养基中观测到的现象一致,同时也说明试样表面的腐蚀产物不参与电极反应。
对于T1处理组而言,从能奎斯特图(图3a)可以看出,容抗弧的直径在第3天小幅变大,这说明EPS的存在,改变了试样在海水中的腐蚀行为。在接下来的7天内,容抗弧开始逐渐变小,其变化趋势与对照组相同。从图3c中可以看出,试样的阻抗谱对应着2个时间常数,其中高频段的时间常数与沉积在试样表面的EPS有关,这说明沉积在试样表面的EPS参与了电极反应,产生了吸附络合物等中间产物。
对于T2处理组(图4),试样的容抗弧(图4a)除第三天有明显变大外,其他不同浸泡时间特征变化不大,这说明相对于对照组和T1处理组而言,随着EPS浓度的变大,试样腐蚀速度逐渐稳定。同时从图4c中可以看出其阻抗谱也对应着2个时间常数,高频段的时间常数同样也与EPS有关。
对于T3和T4处理,试样在高浓度的EPS海水溶液中,不同浸泡时间的电化学阻抗谱特征变化十分显著(图5和图6),而且从两个处理的能奎斯特图(图5a和图6a)上看,其容抗弧的直径变化趋势基本一致,都是在先显著增大后大幅变小。这说明随着EPS浓度进一步提高,试样在短期内的腐蚀受到抑制,但随着浸泡时间延长,高浓度的EPS加速了试样在海水中的腐蚀。
根据上述分析,不同处理中的试样,其电化学阻抗谱可以通过如图7所示的等效电路图来拟合。对照组的数据使用图7a所示电路图进行拟合,处理组数据使用图7b所示电路图进行拟合。其中,s为工作电极和参比电极之间的溶液阻抗;pf为电极表面膜阻抗;其值反应在电场作用下离子在电极表面膜迁移时所受到阻力的大小,与表面膜的致密性关系密切,ct为工作电极的电荷转移电阻;1为电极表面膜下双电层的常相位元件;2为电极表面膜的常相位元件,大小与膜层的介电性质有关。拟合的电化学参数见表1。
图2 试样浸泡在无菌海水暴露不同时间后的阻抗谱
图3 试样浸泡在EPS浓度为100 mg/L的海水介质中暴露不同时间后的阻抗谱
图4 试样浸泡在EPS浓度为200 mg/L的海水介质中暴露不同时间后的阻抗谱
图5 试样浸泡在EPS浓度为300 mg/L的海水介质中暴露不同时间后的阻抗谱
图6 试样浸泡在EPS浓度为400 mg/L的海水介质中暴露不同时间后的阻抗谱
图7 等效电路
从表1中可以看出,对于对照组而言,试样ct的值随着浸泡天数增加逐渐减小。对于另外4个处理组而言,在实验初期,它们的ct和pf的值逐渐增大,并在第3天达到最大值,2均大于0.8,并且EPS浓度越高的处理,对应的ct的值越大;然而在随后的7天内,4个处理组的ct、pf和2却随着暴露时间的延长而降低,尤其是T3和T4两个处理,其ct下降尤为明显,分别从969.47 Ω和1038.88 Ω降至473.9 Ω和384.95 Ω。此外,值得注意的是,在这后续的7天时间内,尽管所有处理的ct值逐渐降低,但T2对应的ct值从第5天开始就一直高于其他处理。在暴露10 d后,它们的ct大小顺序依次为T2> T1>对照组> T3> T4。
表1 试样在不同处理中暴露不同时间后的阻抗谱拟合参数
续表 1
以上结果表明,在试验的10 d内,浸泡于不添加EPS的海水腐蚀介质中的DH32试样,其表面没有形成保护膜或钝化膜,其腐蚀速率随时间推移逐渐增大。对于浸泡于添加EPS的海水溶液的各处理而言,其腐蚀行为分为两个阶段。第一个阶段是在实验的前三天,试样的腐蚀得到了抑制,腐蚀速度逐渐降低,而且EPS浓度越大的处理,抑制试样腐蚀的效果越明显。这可能是由于缓慢沉积的EPS在试样表面形成了一层保护膜,阻碍了溶解氧的扩散,抑制了阴极的吸氧还原反应,因此导致这段时间内试样的腐蚀速度变慢。第二阶段是在实验的后7天,这段时间里这些试样的腐蚀速度开始加快,腐蚀速度与海水中的EPS浓度不再呈线性关系,对于EPS质量浓度≤200 mg/L的两个处理(T1和T2),其抑制腐蚀的效果与对照相比,仍然是与海水中EPS浓度成正比,但对于浸泡在EPS质量浓度>300 mg/L的两个处理(T3和T4),其抑制腐蚀的效果却与EPS的浓度成反比。不仅如此,长期来看,过量的EPS对试样的腐蚀有极大的促进作用,EPS浓度越大,试样腐蚀速度越大。这可能是由于随着暴露时间变长,EPS的官能团与金属离子发生络合,促进阳极溶解,使得原本均质的EPS保护层逐渐变为疏松的吸附层,导致界面腐蚀面积增大,从而加速了腐蚀速度。同时这也说明,在腐蚀的第一阶段试样以阴极吸氧反应为主,在第二个阶段以阳极溶解反应为主。
2.3 EPS对材料的腐蚀机理分析
红外光谱表征聚合物官能团的有效手段之一,综合谱带形状、吸收峰位置、谱带强度及相关峰的存在,可以从谱图中反映出各种官能团的存在与否。图8是EPS的红外光谱,可以看出,在3436,1638,1384,1075,959 cm-1处能检测到较强的吸收峰,在2924,2854,1400,1147 cm-1处能检测到相对较弱的吸收峰。代表核酸C=O基团的吸收峰在1250 cm-1处并没有出现[21]。这说明细胞破碎率很小,EPS没有受到细胞内物质的污染。3436 cm-1处的吸收峰是由糖类的—OH键或者蛋白质中的N—H的伸缩振动引起的。2924,2854 cm-1处的吸收峰与C—H键伸缩振动有关。1638 cm-1处的吸收峰是蛋白质中的C=O伸缩振动或酰胺Ⅰ带的NH变角振动引起的[22]。1400 cm-1处的吸收峰与羧酸官能团有关[23],这说明EPS呈酸性。1384 cm-1处的吸收峰可能为蛋白质中C—N伸缩振动。代表多糖的C—O—C和C—OH键的吸收峰分别在1147 cm-1处和1075 cm-1处出现。959 cm-1处的吸收峰可能是羧酸中的C—OH键面外弯曲振动。由此可见,EPS中含有具有还原性羟基和羰基,及其其他带负电荷的羧基、酰胺基等基团,这些基团能与金属离子相互作用从而对金属离子具有较强的亲和性[24]。
图8 试样表面生物膜FTIR图
EPS的主要成分是蛋白和多糖,而蛋白和多糖的一个重要特征就是可以和金属离子形成络合物,这主要是蛋白质和多糖等其他碳水化合物含有大量带有负电荷的官能团,如羧基、磷酸基、硫酸基、氨酸基等。不同种类微生物膜中的EPS对不同金属离子的络合是不一样的,金属离子和EPS络合后其氧化还原电位会发生显著变化。当环境中有合适的电子受体时(如氧气或硝酸根离子),这些络合后的金属离子成为传递电子的载体,直接将金属的电子传递给氧或硝酸根离子,从而加速了金属的腐蚀。
实验中为了确定EPS的官能团对材料腐蚀的贡献,将浸泡在T4处理中3 d和10 d的试样分别取出,并提取材料表面腐蚀产物中的EPS-金属络合物做傅里叶红外光谱分析,原始提取的EPS作为对照,结果如图9所示。
图9 FT-IR光谱
与原始提取的EPS(图9a)相比,浸泡在T4处理中3天(图9b)和10天(图9c)的试样表面所提取EPS-金属络合物的FT-IR光谱在3443 cm-1、1640 cm-1和1401 cm-1峰位上发生了明显的偏移,1132 cm-1峰位几乎消失。吸收峰位的偏移或消失说明相应的官能团确实参与了吸附过程,即其孤对电子确实与材料表面的金属离子发生了键合作用,使得此处的官能团发生了分子之间的价键重排或者新的化学键的形成等结构上的改变。在这些吸收峰所对应的官能团见表2,由此可见,EPS中的C=O、—COOH、C—N、—OH和C—O—C与材料表面的金属离子发生了络合。
表2 EPS的FT-IR光谱吸收峰对应的官能团
尽管从上述分析可以判断,EPS的诸多官能团确实能与金属离子络合,但试样长时间浸泡在高浓度的EPS海水溶液中,腐蚀加速的原因是否与EPS浓度及EPS官能团络合Fe3+/Fe2+离子等因素有关,还需要通过检测EPS-金属络合物中Fe元素含量来进一步探讨。
表3为试样表面EPS-金属络合物中Fe元素的含量。从表3中可以看出,前三天内,尽管所有处理的Fe元素含量都有所增长,但EPS浓度越小的处理,Fe元素含量越大。从第3天开始,EPS质量浓度小于200 mg/L的两个处理(T1和T2)的EPS-金属络合物中Fe元素含量基本稳定,似乎已经达到了饱和,但对于EPS质量浓度大于300 mg/L的两个处理(T3和T4),其提取的EPS-金属络合物中Fe元素的含量却在不断增多,并且这段时间内,EPS浓度越大的处理,Fe元素含量越多。
表3 EPS-金属络合物中Fe元素含量
结合上述EIS和FT-IR光谱分析的结论可以判断,短期内,试样的腐蚀速度因EPS的存在,阻碍了溶解氧的扩散,抑制了试样的腐蚀速度,并且EPS浓度越高,抑制效果越好,即实验初期试样腐蚀的速度与EPS浓度成反比。随着时间延长,EPS浓度低的处理,其EPS络合金属离子的能力很快达到饱和,所以尽管其络合行为能促进试样的阳极溶解,但影响作用有限,此时起到主要影响的还是EPS抑制溶解氧扩散。对于浓度高的EPS处理,其过量的EPS会促进EPS的官能团与材料表面更多的Fe2+/Fe3+离子键合,使得沉积的EPS保护层变得疏松失去隔离溶解氧的作用,进而加速试样腐蚀。
2.4 材料表面腐蚀微观形貌分析
图10分别展示了浸泡3 d和10 d后试样表面的AFM形貌,图11是各试样对应的粗糙度。可以发现,第3天时,材料表面的粗糙度与海水中EPS浓度成反比,这说明吸附在试样表面的EPS能在一定程度上抑制试样的腐蚀,这一结果与EIS的分析结论一致。第10天时,可以观察到所有试样表面腐蚀严重,其粗糙度的大小顺序与第3天时的顺序相比有所变化。尽管相对于对照样来说,浸泡在T1和T2处理中的试样,在第10天时的粗糙度仍然低于对照样,而且EPS浓度越大的处理(T2)粗糙度越小,但是浸泡在T3和T4处理中的试样,其粗糙度却在10天时高于对照样,并且EPS浓度越大的处理(T4)粗糙度越大。这一现象再次说明,在一定浓度下,EPS可以抑制试样的腐蚀,但过量的EPS长远来看,不仅削弱了其抑制效果,而且会加速试样的腐蚀速度。因此,上述结果证实,细菌的新陈代谢产物EPS能影响材料在海水中腐蚀的速度,它的影响作用与时间和EPS浓度有关。
图10 不同浸泡时间后试样表面的AFM图
(a, b 为对照样, c, d为 T1,e, f为T2,g, h为T3,i, j为T4;a, c, e, g, i为3天,b, d, f, h, j为10天,)
图11 浸泡3天和10天后试样表面粗糙度
3 结论
文中从微生物新陈代谢的角度,通过失重法、电化学、FT-IR和AFM等方法分析了船用结构钢的微生物腐蚀机理,其结论如下所述。
1)需钠弧菌的新陈代谢活性能影响材料腐蚀的速度,活性越大,材料腐蚀越快,但腐蚀速度的变化滞后于细菌活性的变化。
2)微生物新陈代谢重要产物EPS的分子链长短分布均匀,比较集中,其主要成分为蛋白质和多糖,而且蛋白质含量明显多于多糖。
3)EPS能通过两个方面影响试样的腐蚀行为:在试样表面形成保护层阻碍溶解氧的扩散从而抑制材料腐蚀;通过EPS中C=O,—COOH,C—N,—OH和C—O—C等官能团与材料表面的金属离子发生络合,促进阳极溶解加速材料腐蚀。
4)在富含不同浓度的EPS的海水溶液中,试样的腐蚀分为两个阶段,第一个阶段是在实验的前三天,因EPS在试样表面的沉积,一定程度上阻碍了溶解氧的扩散,使得试样的阴极反应得到了抑制,腐蚀速度逐渐降低,而且EPS浓度越大的处理,抑制试样腐蚀的效果越明显;第二个阶段是在实验的后7天,这段时间里,浸泡于EPS质量浓度≤200 mg/L的试样,由于吸附在试样表面的EPS络合金属离子能力已达饱和,这在一定程度上仍旧起到了阻止溶解氧扩散的作用,抑制了试样腐蚀,EPS浓度越高的处理,腐蚀速度越慢。对于浸泡在EPS质量浓度大于300 mg/L的溶液中的两个处理,由于过量的EPS官能团与大量的金属离子发生络合,从而促进阳极溶解的速度,造成腐蚀产物大量聚集,使表面原本的EPS保护层变得疏松,进而导致试样加速腐蚀,并且EPS浓度越大,试样腐蚀越严重。
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Influences of Marine Microorganisms Mucilage Secretion (EPS) on Corrosion Behavior of Marine Structure Steels
ZHANG ShenGUO NaDONG Yao-huaDONG Li-huaLIU Tao
(Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China)
To explore the relationship between bacterial activity and corrosion behavior of hull steel and research influences of concentration of extracellular polymeric substances (EPS) on corrosion.Fourier transform infrared spectroscopy (FT–IR) and ICP-OES such as inductive coupling were used to analyze composition of EPS and content of iron ion. The morphology of corrosion products was analyzed by atomic force microscope (AFM).The fitting analysis of electrochemical impendence showed that EPS inhibited corrosion by hindering scattering of dissolved oxygen, the greater the concentration, the better the effect. That is to say, the corrosion speed of specimen in the initial state was inversely proportional to the EPS concentration. Therefore, although its complexation effect could promote anodic dissolution of the specimen, its effect was limited. It was the mainly the EPS which inhibited scattering of dissolved oxygen. For EPS solution of high concentration, excessive EPS could promote more bonding between functional group of EPS and Fe2+/Fe3+on material surface, as a result, the EPS protective film might become loose and be unable to separate the dissolved oxygen and thus accelerate corrosion of specimen.Effects of EPS on corrosion of hull steel is relevant to structure and concentration of EPS. EPS changes from inhibiting corrosion to accelerating corrosion with the increase of concentration.
extracellular polymeric substances; microbially-influenced corrosion; electrochemical impendence; seawater
10.7643/ issn.1672-9242.2018.01.018
TJ04;Q939
A
1672-9242(2018)01-0086-10
2017-09-10;
2017-10-03
国家自然科学基金(51609133);上海市自然科学基金(14ZR1419800);上海市科学技术委员会科研计划项目(15dz1207102)
张燊(1993—),男,上海人,硕士研究生,主要研究方向为海洋运输工程与防护。
郭娜(1983—),女,山东人,博士,高级工程师,主要研究方向为海洋材料腐蚀与防护。