Бактериальная анаэробная коррозия

Бактериальная анаэробная коррозия – это бактериально-индуцированное металлов окисление . Коррозия металлов обычно изменяет форму металла, придавая ему более стабильную форму. Таким образом, бактериальная анаэробная коррозия обычно возникает в условиях, благоприятных для коррозии подлежащей основы . Во влажных бескислородных условиях коррозия металлов происходит в результате окислительно-восстановительной реакции. Эта окислительно-восстановительная реакция генерирует молекулярный водород из локальных ионов водорода. И наоборот, анаэробная коррозия возникает спонтанно. Анаэробная коррозия в основном возникает на металлических основаниях , но может также возникать на бетоне.

Подробности

Бактериальная анаэробная коррозия обычно поражает металлические поверхности , но может возникнуть и в бетоне. ^[1] Коррозия бетонных сред приводит к значительным потерям в промышленных условиях. ^[2] При рассмотрении коррозии бетона имеется значительная документация о структурной деградации бетонной инфраструктуры сточных вод, где сточные воды собираются или очищаются. ^[2] Аналогично, биопленки играют важную роль в бактериальной анаэробной коррозии металлов в канализационных трубах. ^[1]

Бактериальная анаэробная коррозия характеризуется общей коррозией поверхностей, а также другой формой коррозии, известной как точечная коррозия . ^[1] Как при общей, так и при питтинговой коррозии процесс разрушения происходит в водных условиях. Бактерии имеют тенденцию образовывать биопленки в качестве основного средства разъедания металлов, причем в разных условиях доминируют разные бактерии. ^[1] В городских сточных водах Desulfovibrio desulfuricans является основным фактором коррозии.

Химия

Неблагородный металл , такой как железо (Fe), переходит в водный раствор в виде положительно заряженного катиона Fe. ²⁺. Поскольку металл окисляется в анаэробных условиях протонами воды, H ⁺ ионы восстанавливаются с образованием молекулярного H ₂ . Это можно записать следующим образом в кислых и нейтральных условиях соответственно:

Fe + 2 Н ⁺ → Фе ²⁺ + Ч ₂

Fe + 2 H ₂ O → Fe(OH) ₂ + H ₂

Обычно на металле образуется тонкая пленка молекулярного водорода. Сульфатвосстанавливающие бактерии окисляют молекулярный водород с образованием ионов сероводорода (HS ⁻) и вода:

4 Н ₂ + ТАК ₄²⁻ → ХС ⁻ + 3 Н ₂ О + ОН ⁻

Ионы железа частично выпадают в осадок с образованием сульфида железа (II) . Другая реакция происходит между железом и водой с образованием гидроксида железа .

Фе ²⁺ + ГС ⁻ → FeS + H ⁺

3 Фе ²⁺ + 6 H ₂ O → 3 Fe(OH) ₂ + 6 H ⁺

Чистое уравнение приходит к:

4 Fe + SO ₄²⁻ + Ч ⁺ + 3 H ₂ O → FeS + 3 Fe(OH) ₂ + OH ⁻

эта форма коррозии, вызываемая сульфатредуцирующими бактериями Таким образом, , может быть гораздо более вредной, чем анаэробная коррозия .

Биопленки и бактериальная анаэробная коррозия

Существует различное влияние на местную коррозию, наблюдаемое в биопленках, образованных различными микробными сообществами. Например, при выделении образца биопленки из трубы в течение первой недели роста коррозия трубы ускорилась, однако к концу месяца та же биопленка стала выполнять функцию защитного слоя для трубы. ^[4] Различия в коррозии в аналогичных средах можно объяснить местными бактериальными сообществами. ^[5] Биопленки также способствуют коррозии, изменяя электрохимические процессы на границе раздела подложки.

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Лото, Калифорния (2017). «Микробиологическая коррозия: механизм, контроль и воздействие - обзор». Международный журнал передовых производственных технологий . 92 (9–12): 4241–4252. дои : 10.1007/s00170-017-0494-8 . S2CID 114187011 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Хаус, Митчелл; Вайс, В. (2014). «Обзор микробиологической коррозии и комментарии к процедурам испытаний» . Международная конференция по долговечности бетонных конструкций : 94–103. дои : 10.5703/1288284315388 . ISBN 9781626710184 .
^ Сабатер, Сержи; Тимонер, Ксиска; Боррего, Карлес; Акунья, Висенс (2016). «Реакция потоковых биопленок на прерывистость потока: от клеток к экосистемам» . Границы в науке об окружающей среде . 4 : 14. дои : 10.3389/fenvs.2016.00014 . hdl : 10256/16946 . ISSN 2296-665X .
^ Цзинь, Хунтао; Гуань, Юньтао (2014). «Взаимная регуляция внеклеточных полимерных веществ и ионов железа при биокоррозии чугунных труб» . Биоресурсные технологии . 169 : 387–394. doi : 10.1016/j.biortech.2014.06.059 . ISSN 0960-8524 . ПМИД 25069092 .
^ Ли, Инчао; Сюй, Дэйк; Чен, Чанфэн; Ли, Сяоган; Цзя, Ру; Чжан, Давэй; Сэнд, Вольфганг; Ван, Фухуэй; Гу, Тинъюэ (2018). «Анаэробные механизмы коррозии под микробиологическим влиянием, интерпретированные с помощью биоэнергетики и биоэлектрохимии: обзор» . Журнал материаловедения и технологий . 34 (10): 1713–1718. дои : 10.1016/j.jmst.2018.02.023 . ISSN 1005-0302 . S2CID 139700002 . Архивировано из оригинала 07 августа 2022 г. Проверено 2 октября 2021 г.

[Loto-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Лото, Калифорния (2017). «Микробиологическая коррозия: механизм, контроль и воздействие - обзор». Международный журнал передовых производственных технологий . 92 (9–12): 4241–4252. дои : 10.1007/s00170-017-0494-8 . S2CID 114187011 .

[Weiss-2] Перейти обратно: ^а ^б Хаус, Митчелл; Вайс, В. (2014). «Обзор микробиологической коррозии и комментарии к процедурам испытаний» . Международная конференция по долговечности бетонных конструкций : 94–103. дои : 10.5703/1288284315388 . ISBN 9781626710184 .

[3] Сабатер, Сержи; Тимонер, Ксиска; Боррего, Карлес; Акунья, Висенс (2016). «Реакция потоковых биопленок на прерывистость потока: от клеток к экосистемам» . Границы в науке об окружающей среде . 4 : 14. дои : 10.3389/fenvs.2016.00014 . hdl : 10256/16946 . ISSN 2296-665X .

[4] Цзинь, Хунтао; Гуань, Юньтао (2014). «Взаимная регуляция внеклеточных полимерных веществ и ионов железа при биокоррозии чугунных труб» . Биоресурсные технологии . 169 : 387–394. doi : 10.1016/j.biortech.2014.06.059 . ISSN 0960-8524 . ПМИД 25069092 .

[Yietal2018-5] Ли, Инчао; Сюй, Дэйк; Чен, Чанфэн; Ли, Сяоган; Цзя, Ру; Чжан, Давэй; Сэнд, Вольфганг; Ван, Фухуэй; Гу, Тинъюэ (2018). «Анаэробные механизмы коррозии под микробиологическим влиянием, интерпретированные с помощью биоэнергетики и биоэлектрохимии: обзор» . Журнал материаловедения и технологий . 34 (10): 1713–1718. дои : 10.1016/j.jmst.2018.02.023 . ISSN 1005-0302 . S2CID 139700002 . Архивировано из оригинала 07 августа 2022 г. Проверено 2 октября 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]