2结果与讨论


2.1菌种鉴定


图1(a)为刚注入细菌液时SRB测试瓶内溶液的颜色;图1(b)为培养7 d后SRB测试瓶内溶液的颜色。由图1可见：经过7 d培养，5个测试瓶内溶液全部变为黑色，呈现了阳性反应，SRB测试瓶里内含经过化学限定的培养基，SRB可以在测试瓶内生长，产生的H2S与测试瓶内Fe2+反应呈现阳性，试验结果表明从胜利油田污水提取的菌种为硫酸盐还原菌，菌种在自配的API-RP38培养基内可以生长。

由图2可见：SRB为杆状，无鞭毛，长度约为1～5μm，宽度约为0.5μm，细菌扫描形貌结果与伯杰细菌鉴定手册描述结果一致。由图2还可见：大多数细菌选择合适的地方一起团簇在试表面，细菌代谢产生的胞外聚酯物会使水溶液中的不溶物沉积，在细菌表面吸附形成囊包，细菌的团簇使微生物腐蚀阳极区固定，这就解释了微生物腐蚀多以点蚀为主。



2.2表面形貌


2.2.1 API-RP38培养基


由图3可见：在含SRB的API-RP38培养基中，试样表面形成了凸凹不平的腐蚀产物膜，还有大的囊包形成，试样发生了严重的腐蚀;去除腐蚀产物膜可以看到试样表面出现密密麻麻的点蚀。SRB以菌落形式吸附在试样表面，SRB代谢产生黏液物质,黏液物质与FeS共同形成一层生物膜局部覆盖在试样表面，生物膜下的SRB处于一个局部的利好的环境，利于SRB繁殖、生长，SRB代谢产生的S2-继续与Fe2+作用生成FeS，并逐渐聚集成较大的颗粒附着在试样表面，FeS附着在基体表面形成阴极与Fe基体形成局部电偶腐蚀电池，阴极析氢反应在FeS表面进行，而SRB的作用在于不断提供H2S以维持FeS的电化学活性。其次在生物膜内SRB代谢产生的一些其他具有腐蚀性的产物会促进局部腐蚀，这就导致试样生物膜下生成大量点蚀坑。且在较厚腐蚀产物膜保护下，SRB可以生长，不受外界高浓度H2S的影响，这就导致SRB一直保持活性，加速试样腐蚀，直至点蚀穿孔。




在不含SRB的API-RP38培养基中，随着腐蚀的进行，试样表面形成了一层均匀的腐蚀产物膜，去除腐蚀产物后，未发现点蚀坑，说明在不含SRB条件下，试样主要发生均匀腐蚀。


2.2.2含油田污水培养基


由图4可见：在含SRB的含油污水培养基中，试样表面形成了较厚的腐蚀产物膜，去除腐蚀产物后可见试样表面发生了严重的局部腐蚀。一方面,在高含SRB的油污水培养基中，SRB优先在试样表面局部富集，随着腐蚀产物的增多，腐蚀产物和细菌代谢产物在试样表面局部形成较厚的生物膜，生物膜对细菌起保护作用，细菌借助生物膜的保护抵挡高矿化度对细胞渗透压的影响，这些受到保护的细菌不易受到外界环境的影响。另一方面,SRB大量吸附于膜层内，受保护的SRB通过产生的代谢产物S2-、H2S起到阴极去极化作用加速碳钢的阳极溶解，同时保持活性的SRB会使腐蚀一直进行，造成严重的局部腐蚀。




在不含SRB的含油污水培养基中，试样腐蚀均匀，去除腐蚀产物后,试样表面未发现点蚀坑，即试样主要发生均匀腐蚀。


2.3浸泡试验后SRB检测


由图5和6可见：在高含硫化氢和高矿化度的溶液中，SRB不能正常生长；在较厚腐蚀产物膜下，SRB可以正常的生长。这解释了SRB腐蚀会发生在很多不适合SRB生长的条件下,虽然现场污水中SRB含量很低，管材表面SRB生长繁殖受到抑制，但垢中的SRB借助细菌胞外高聚合物和沉积垢及腐蚀产物形成的局部小环境得以生存，进而造成严重的局部腐蚀。



2.4腐蚀速率


由图7可见：试样在含SRB溶液中的腐蚀速率远高于在不含SRB溶液中的，SRB的存在对金属腐蚀起到阴极去极化作用，见式(1)～(6)。


SRB通过氢去极化加速碳钢的阳极溶解,加速试样腐蚀。同时生物膜下SRB的代谢产物中浓度较高的Fe2+对低碳钢厌氧腐蚀有促进作用,这使得在SRB存在条件下,试样腐蚀速率增大。试样在含油污水培养基中的腐蚀速率低于在API-RP38培养基中的，这可能是因为SRB在高矿化度溶液中的活性有所下降,造成腐蚀速率有所减小。