近期，中国科学院海洋研究所张盾课题组在周期浸润环境下的微生物腐蚀机理研究中取得新的进展，相关成果发表在《Water Research》和《Corrosion Science》期刊上。
腐蚀是人们开发利用海洋所依赖的工程装备设施所不可回避的问题。作为海洋环境五个腐蚀区带之一的潮差区，其环境复杂多变，且处于该区带的短尺挂样的腐蚀速率远高于海水全浸区。微生物腐蚀是海洋环境中非常重要的腐蚀形式之一，目前相关研究多集中于海水全浸区，而潮差区也存在群落结构复杂的生物膜，进而也存在微生物腐蚀风险，但相关研究相对滞后。现有的基于海水全浸区的微生物腐蚀机制是否适用于潮差区，其局限性如何，是研究潮差区微生物腐蚀机制所必须回答的问题。
研究团队围绕潮差区的突出特点——海水周期浸润开展工作，借助电化学、材料学、生物学等学科的研究手段，研究了周期浸润对典型菌株（Pseudomonas aeruginosa、Halomonas titanicae）作用下EH40高强度钢和2205双相不锈钢腐蚀的影响。发现针对EH40钢，周期浸润分别使得Pseudomonas aeruginosa的腐蚀促进作用和Halomonas titanicae的腐蚀抑制作用增强。周期浸润提高了生物膜中Pseudomonas aeruginosa的胞内ATP水平、促进了可作为电子穿梭体的吩嗪类物质（绿脓菌素、吩嗪-1-甲酰胺）的分泌及相关基因（phzS、phzH、phzM）的表达，进而促进了细菌与钢之间的胞外电子传递、提高了细菌的腐蚀促进效率。周期浸润对Halomonas titanicae作用下EH40钢腐蚀抑制作用的强化与其提高生物膜中细菌的数量、细菌的有氧呼吸能力密切相关。与EH40钢发生全面腐蚀不同，2205双相不锈钢主要发生点蚀，周期浸润可改变点蚀的分布规律。全浸环境中，Pseudomonas aeruginosa使得2205双相不锈钢的点蚀主要集中于铁素体与奥氏体的相界、铁素体相中；而周期浸润环境下，点蚀的发生不具有相选择性，这与周期浸润促进介质中有机物在钢表面无规律的吸附密切相关。上述研究初步证实了周期浸润环境与海水全浸环境下的微生物腐蚀存在共性与特异性，为深入研究潮差区微生物腐蚀机理提供了基础。
海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室的博士研究生李策、祝李洋为论文的第一作者，吴佳佳副研究员和张盾研究员为通讯作者，研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。
论文信息：
[1] Ce Li, Jiajia Wu*, Dun Zhang*, Peng Wang, Liyang Zhu, Yaohua Gao, Wenkai Wang. Effects of Pseudomonas aeruginosa on EH40 steel corrosion in the simulated tidal zone. Water Research, 2023, 223, 119708.
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119708
[2] Ce Li, Jiajia Wu*, Dun Zhang*, Peng Wang, Zhihua Sun, Liyang Zhu, Yaohua Gao, Yi Wan, Zhiqing Yang, Yu Wang, Ee Li. Alternate immersion improves corrosion inhibition efficiency of Halomonas titanicae towards EH40 steel. Corrosion Science, 2022, 206, 110503.
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2022.110503
[3] Liyang Zhu, Jiajia Wu*, Dun Zhang*, Peng Wang, Ce Li, Yu Wang, Zhihua Sun. The difference in preferential corrosion of 2205 duplex stainless steel induced by Pseudomonas aeruginosa between full and alternate immersion. Corrosion Science, 2022, 208, 110614.
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.corsci.2022.110614
