1、前言

    微生物腐蝕（MIC） 是指微生物生命活動參與下發(fā)生的腐蝕過程。凡是同水、土壤或潤濕空氣接觸的設(shè)施，都可能遭遇微生物腐蝕。發(fā)電廠冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)，石油開采、儲存和輸運(yùn)系統(tǒng)、污水處理管道，飲用水管道，飛機(jī)燃油儲存罐，造紙廠設(shè)備，金屬切削液中都有不同程度的微生物侵染及其造成的腐蝕。

    據(jù)統(tǒng)計(jì)，金屬和建筑材料中 20% 的腐蝕破壞，油井中 75% 以上的腐蝕以及埋地管道和線纜中 50% 的故障都來自微生物腐蝕 （ 主要是硫酸鹽還原菌 SRB過程 ） ， 美國、中國每年因微生物腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失多達(dá)百億， 幾乎所有的常用材料都會產(chǎn)生微生物腐蝕，工業(yè)生產(chǎn)中各種機(jī)械設(shè)備的腐蝕尤為嚴(yán)重 。 因此， 研究微生物的生長特性、腐蝕的機(jī)理，以及材料微生物腐蝕的防治措施具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

    2、作用機(jī)理

    一，好氧菌腐蝕

    1.鐵細(xì)菌：

    在中性有機(jī)物和可溶性鐵鹽的水、土壤， 尤其在金屬銹層中極易存在， 它能把Fe2+ 轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+ ，形成銹層和銹瘤，產(chǎn)生的三價(jià)鐵還可以把低價(jià)硫離子氧化成硫酸，加劇金屬的腐蝕。

    2.硫氧化菌：

    硫細(xì)菌能將硫及硫化物氧化成硫酸。在酸性土壤及含黃鐵礦的礦區(qū)土壤中，由于這種菌形成了大量的酸性礦水，使礦山機(jī)械設(shè)備發(fā)生劇烈的腐蝕。硫氧化菌屬于氧化硫桿菌，在冷卻水中出現(xiàn)的有氧化硫硫桿菌、排硫桿菌、氧化鐵硫桿菌。

    二，厭氧菌腐蝕

    硫酸鹽還原菌：

    （ Su lfate Reducing Bacteria, SRB） 是一種厭氧菌， 廣泛存在于土壤、海水、河水、地下管道以及油氣井等缺氧環(huán)境中。 它能利用金屬表面的有機(jī)物作為碳源， 并利用細(xì)菌生物膜內(nèi)的氫， 將硫酸鹽還原成硫化氫， 從還原反應(yīng)中獲得生存的能量。 最適宜的 pH 值為 6~ 7. 2, 下限和上限值分別為 5和 8. 6 , 最適宜的溫度為 25~ 30℃。

    機(jī)理：

    1.陰極去極化作用：在沒有氧氣的情況下，陰極發(fā)生的反應(yīng)為生產(chǎn)氫氣，但是由于放出氫氣的活化電位太高，腐蝕電池本身難以供給，導(dǎo)致陰極被一層原子態(tài)的氫覆蓋，從而終止腐蝕，硫酸鹽還原菌的作用就是去除這一層氫原子，使腐蝕繼續(xù)下去。

    2.濃差電池：由于銹層的覆蓋，銹層下的金屬表面相對于暴露在空氣中的表面不能與溶解氧相接觸，從而變成了陽極遭到腐蝕。硫酸鹽還原菌的生長促進(jìn)了這一腐蝕環(huán)境，加劇腐蝕。

    3.沉積物下的酸腐蝕：微生物腐蝕的最終產(chǎn)物往往是有機(jī)酸，常見為醋酸，在銹層下酸濃度不斷升高，直接對材料造成腐蝕。在含氧條件下，并且易與周圍形成大陰極，小陽極的腐蝕環(huán)境，即造成孔蝕。

    3、微生物腐蝕的防護(hù)

    1.殺菌或抑菌：

    根據(jù)微生物的種類，特點(diǎn)和生存環(huán)境選擇針對性的殺菌劑，要求殺菌劑有高效，低毒，穩(wěn)定，自身無腐蝕性。有些殺菌劑在殺菌的同時(shí)也會帶來其他副作用，如盡管氯是廣泛應(yīng)用的一種強(qiáng)氧化性殺菌劑，但是氯也會帶來腐蝕和不同程度地破壞冷卻水中的某些有機(jī)阻垢劑或緩蝕劑。

    2.破壞微生物生長環(huán)境：

    如盡量控制環(huán)境中的有機(jī)物（碳水化合物、烴類、腐蝕質(zhì)、藻類）、銨鹽、磷、鐵、亞鐵、硫及硫酸鹽等可極大的降低微生物增長，改變微生物生存環(huán)境的溫度、濕度、PH值、含鹽量、含氧量等可以降低微生物的危害，例如控制PH值在5.5～9范圍以外，溫度50℃以上能強(qiáng)烈抑制菌類生長，切斷硫源能阻止硫桿菌的破壞。濕潤粘土地帶加強(qiáng)排水或回填砂礫于埋管線周圍有利于改善空氣條件，可減少硫酸還原菌產(chǎn)生的厭氧腐蝕。

    3.電化學(xué)保護(hù)：

    將電位控制在使陰極表面附近呈堿性環(huán)境就可以有效抑制微生物的活動，如采用-0.95V（相當(dāng)于Cu/CuSO4參比電極）以下的電位對鋼鐵構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)。該方法與覆蓋層方法聯(lián)合使用效果更好。

    4.生物控制：微生物不全是有害的，現(xiàn)在也有利用微生物及技術(shù)進(jìn)行防腐的研究，生物控制主要使采用生物防治、遺傳工程和基因工程等方法改變危害菌的附著力，生存環(huán)境或新陳代謝過程及產(chǎn)物來達(dá)到防護(hù)的目的。譬如，日本研制開發(fā)的利用能吞食海水中腐蝕微生物的噬菌體清除金屬管件表面的有害微生物來防止微生物腐蝕的效果就很好，而且這些細(xì)菌能選擇性的殺死附著的有害微生物，而不會像其他方法那樣影響其他生物。

    5.使用防腐涂層：

    采用鍍層或涂層等覆蓋層將金屬與腐蝕環(huán)境隔開，而且，覆蓋層使金屬表面光滑以減少微生物附著，覆蓋層中還可能含有某些殺菌的物質(zhì)，如金屬表面電鍍鉻、鍍鋅、襯水泥、涂環(huán)氧樹脂、瀝青、聚乙烯等防腐措施。

    PS材料作為一種適用于金屬表面的防腐材料對于微生物腐蝕有很好的預(yù)防作用，PS材料的表面能很低，具有自清潔的功能，可以有效的阻止附著物在其表面附著，通過物理隔絕的方式杜絕污染物與被保護(hù)表面接觸。

    除此之外，PS材料還具有以下特點(diǎn)：

    1.PS材料以物理隔絕的方式隔絕了電解液與金屬的接觸從而阻止電化學(xué)腐蝕發(fā)生。

    2.PS材料具有耐絕大多數(shù)化學(xué)藥品的優(yōu)異防腐性能。

    3.PS材料對金屬基材有很好的附著力。

    4.PS材料施工便捷，一層涂布，易修復(fù)，工期短。

    5.PS材料可以在工作溫度（-40-120℃）內(nèi)耐受長期的高低溫變化。