Fe2+對碳鋼硫酸鹽還原菌腐蝕行為的影響

汪 崧， 李曉剛， 黃一中， 杜翠薇

(1. 北京科技大學 材料研究院腐蝕與防護中心，北京100083;2. 牛津大學 材料學院，英國牛津OXI3PH)

由于微生物活動造成的金屬降解被稱為微生物腐蝕(MIC)［1］，微生物腐蝕取決于細菌、金屬與生物膜之間的交互作用［2］。硫酸鹽還原菌(SRB)是參與厭氧微生物腐蝕的主要菌種，SRB 是一類能夠通過硫酸鹽呼吸獲取能量的原核微生物功能類群，它以氫為直接電子供體，將硫酸鹽還原為硫化物［3］。由SRB 引起的鐵及其合金的厭氧微生物腐蝕給工業生產造成很多問題，涉及范圍包括核電站［4，5］，石油工業［6］，海洋結構［7］，船舶［8］等。

SRB 腐蝕的影響因素主要包括介質的pH 值，溶解氧濃度，Cl－濃度，Fe2+濃度等。由于生物膜會阻礙反應物及產物的擴散過程，當表面有生物膜時，鐵的溶解會導致金屬與生物膜的界面處Fe2+濃度高于周邊環境。已有研究結果顯示，Fe2+會在生物膜中富集［9］，使細菌數量顯著增加［10］，生物膜中的鐵離子被認為具有催化劑功能［1］。隨Fe2+濃度從10ml/L 增加到60ml/L，陰極電流和陽極電流急劇增加，同時極化電阻則急劇降低［3］。已有的工作主要采用電化學阻抗、極化曲線等測試界面電化學行為，采用掃描電鏡、能譜等獲取表面形貌及成分，對SRB 腐蝕進行過程、金屬生物膜界面和生物膜內部結構的研究未見報道。

為了更好的了解SRB 的腐蝕行為，本工作跟蹤觀察了碳鋼在沒有Fe2+離子的培養基和有Fe2+離子的培養基中的SRB 腐蝕過程，對碳鋼在兩種介質中的腐蝕行為、腐蝕產物、金屬生物膜界面及生物膜內部結構進行了對比分析?！?br>