海上光伏关键结构的腐蚀与防护综述

2026-11-04 15:32:47 作者：海洋环境微生物腐蚀来源：海洋环境微生物腐蚀分享至：

材料几乎所有非生物表面都容易被细菌、藻类和真菌定植，进而参与材料的劣化过程。生物腐蚀与微生物诱导腐蚀（MIC）均指微生物细胞及其代谢产物（例如胞外聚合物EPS）与非生物表面之间的相互作用。因此，人工制品的生物污损和生物劣化会带来经济与环境方面的影响，需要使用者应对或消除该问题。尽管微生物诱导腐蚀通常应用于金属材料，但不断研发的新型材料也常常受到腐蚀作用，使材料内部发生一系列化学反应与传质过程。

论述了传统材料与新型材料在生物腐蚀和生物污损方面的近期研究，展示目前对于诱发生物腐蚀与生物污损的微生物-材料相互作用的认识，包括生物膜、厌氧与好氧环境、微生物侵蚀以及微生物所发挥的各类作用。此外，本文介绍了用于表征和识别材料表面微生物诱导腐蚀的最新分析技术，包括管道内窥镜、热成像、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、光学显微镜与落射荧光显微镜、电化学阻抗谱、质谱以及化学计量学。

1. 多种因素会影响普通腐蚀与生物腐蚀，本文阐述了生物腐蚀过程中微生物生物膜的形成机制。

2. 示意图展示好氧细菌、厌氧硫酸盐还原菌等多种微生物参与304L不锈钢生物腐蚀的作用机制。

3. 推测的生化途径示意图，展示好氧与厌氧条件下六价铬的酶促还原过程；上图为好氧条件、下图为厌氧条件下六价铬酶促还原机制。

4. 采用内窥镜图像展示：(左)氧化铁，(右)洁净表面。b 典型的氧化锰内窥镜图像。若氧化锰被去除或被铁置换，则赋值为1。黄色区域代表非生物过程中氧化铁置换氧化锰（在线彩图）。

5. A 扫描电镜照片展示钢材基体表面：(a)去除生物膜与腐蚀产物前，(b)去除生物膜与腐蚀产物后。基体在含芽孢杆菌的模拟盐水中培养90天，随后清除表面生物膜与腐蚀产物。B 原子力显微镜图像展示钢板浸泡于人工盐水90天后的表面形貌：(a)去除生物膜前，(b)去除生物膜后，可见去除生物膜后的钢样品出现明显点蚀。

6. 荧光显微图像展示芽孢杆菌在钢材表面的生物膜形成过程，培养时间分别为a-1 1天、a-2 1周、a-3 1个月；b-1 1天、b-2 1周、b-3 1个月为侧视图。截面显微图像显示钢材基体表面所形成生物膜的厚度。

Dang, Y.T.H., Power, A., Cozzolino, D. et al. Analytical Characterisation of Material Corrosion by Biofilms. J Bio Tribo Corros 8, 50 (2022). https://doi.org/10.1007/s40735-022-00648-2

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