海洋环境中微生物附着的电化学特征及检测与控制方法研究

来源 :中国科学院研究生院(海洋研究所) | 被引量 : 24次 | 上传用户:wyzhen
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解决微生物腐蚀和生物污损的有效方法之一是控制微生物膜的附着和生长,首先需要通过生物或是电化学技术来检测微生物膜的生长情况,找到一定的响应和规律。本文利用电化学方法和荧光显微技术对六种金属材料微生物附着的电化学特征进行了研究。其中主要研究了钝性金属开路电位正移与其表面微生物附着的相关性,根据两者之间的相关性,研究了环境因素对钝性金属表面微生物附着状态的影响和几种微生物附着控制方法的有效性。本文主要得到了以下结论:1. 在六种海洋环境常用材料:20#低碳钢,铝,铜,钛,1Cr18Ni9Ti不锈钢和高钼钢中,微生物的附着活动对不锈钢和高钼钢这类钝化型金属的电化学状态影响最大,尤其是其开路电位的正移。因此选用钝化型不锈钢来进行微生物附着活性的深入研究。2.天然海水中钝性金属开路电位的正移与其表面微生物附着的数量之间存在着对应关系。实验证实天然海水中钝性金属开路电位的正移是由于微生物膜附着引起阳极钝化电流的减小造成的。3.黄铜电极在天然海水中的腐蚀电位长期保持稳定,且具有良好的防污性能,可以作为参比电极,与对微生物附着敏感的钝性金属电极构成组合电极用于检测和监测微生物附着程度。4.利用电位正移与附着微生物活性之间的关系,发现一定范围内海水温度升高能够加快微生物膜的形成。少量pH值的变化对微生物膜的形成影响不大。海水盐度的增加和减少都会降低微生物的活性,对微生物膜的附着起到一定的阻碍作用。广谱营养盐的加入并没有显著提高天然海水中微生物的数量和生长速度。5. 长期使用杀菌剂能够有效的控制微生物膜的附着,但是它不能去除已经形成的微生物膜。机械擦除能够迅速有效的除掉微生物膜,但一天左右就会有微生物膜重新形成,必须定期清除。超声振动30min时,表面细菌清除率可以达到80%左右,但控制时间较短。6.阴极极化能够增加金属表面pH值,降低微生物附着能力,使金属表面微<WP=6>生物难以持续附着,但不能杀灭微生物膜外部微生物;阴极极化后电位在无菌状态维持的时间较长,这说明阴极极化对微生物膜附着的控制效果最好。7.利用钝性金属开路电位的变化不仅可以快速现场检测环境因素对微生物附着活性的影响,还可以评价不同微生物附着控制方法的效果。
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