【摘 要】
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本文采用失重腐蚀、pH测试、电化学测试以及表面分析等方法分别研究了枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis,BS）和氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans,T.f）两种微生物在不同水环境中对QT500-7球墨铸铁的腐蚀行为;利用失重腐蚀、pH测试以及Fe2+的滴定研究了三种消杀工艺对T.f—球墨铸铁腐蚀体系的影响,主要研究结果如下:（1）枯草芽孢杆菌（BS）在L
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本文采用失重腐蚀、pH测试、电化学测试以及表面分析等方法分别研究了枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis,BS）和氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans,T.f）两种微生物在不同水环境中对QT500-7球墨铸铁的腐蚀行为;利用失重腐蚀、pH测试以及Fe2+的滴定研究了三种消杀工艺对T.f—球墨铸铁腐蚀体系的影响,主要研究结果如下:（1）枯草芽孢杆菌（BS）在LB培养基条件下的生长周期大致为6天;pH随BS的生长先下降后上升,铸铁在BS体系中失重腐蚀速率与无菌体系相比最多降低了2倍。阻抗谱和腐蚀电流密度的测定结果表明,BS的存在降低了铸铁的腐蚀速度并改变了阳极反应过程。试样表面粗糙度Ra随时间增加而逐渐增大,铸铁在BS体系中表面腐蚀更严重,无菌体系中试样表面的平整度较好;随着时间延长,铸铁基体表面覆盖的生物膜层完整度和膜层中的C、O元素含量逐渐上升,Fe元素含量逐渐下降。铸铁浸泡在无菌体系和BS体系中腐蚀产物都主要以Fe的氧化物为主,其中Fe3O4的占比最大,且BS体系中Fe3O4比例高于无菌体系。（2）氧化亚铁硫杆菌（T.f）在9K培养基条件下的生长周期大致为10天;铸铁在T.f体系中的pH和腐蚀速率均高于无菌体系,两体系腐蚀速率最多相差1倍;T.f体系电荷转移电阻Rct约为无菌体系的50%左右,表明T.f的存在促进了铸铁腐蚀;铸铁在T.f体系中表面腐蚀更为严重,腐蚀坑更多更大;无菌体系中的面粗糙度Ra随时间增加而增大,在T.f体系中先减小后增大,无菌体系中试样表面更平整;随着时间延长,铸铁基体被T.f的代谢物和腐蚀产物形成的混合膜层覆盖,膜层中C元素含量逐渐上升,Fe元素含量逐渐下降;腐蚀产物的物相分析结果表明,铸铁在两体系中表面的主要腐蚀产物成分均为黄钾铁矾。与无菌体系相比,铸铁浸泡在T.f体系中表面腐蚀产物中Fe3O4的占比有所上升,且Fe S含量更高,这与T.f生长代谢过程中对S的主动利用有关。（3）紫外线照射、投加次氯酸钠和十二烷基硫酸钠三种消杀方式对溶液中的T.f都有灭杀效果,在24 h内灭杀效果最为显著;灭杀处理后,铸铁的腐蚀速率下降至空白对照组50%～85%。相较于紫外线照射灭菌,试剂投放灭菌的作用时间更持久;次氯酸钠的灭杀效果随投放浓度的增加而明显增强,当水体中次氯酸钠的浓度为8 mg/L时灭杀效果最好;综合对比三种工艺的消杀成本和延缓铸铁腐蚀的效果,8 mg/L的次氯酸钠消杀工艺更具实用价值。
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