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掃描電鏡在微生物腐蝕研究中的應(yīng)用
近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類對海洋的探索和需求不斷深入。而船舶是海上運輸?shù)闹饕ぞ?，由于海上環(huán)境的復(fù)雜性，對船舶所用鋼材的結(jié)構(gòu)性能及耐腐蝕性的要求極高，不但要耐大氣腐蝕、耐海水腐蝕，還要耐微生物腐蝕（microbially influenced corrosion，MIC）[1,2]。
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????? 1891年Garrett提出微生物腐蝕后，Gaines于1910年從埋設(shè)地下管線的腐蝕產(chǎn)物中提取出鐵嘉氏桿菌，指出了細菌參與管道腐蝕的證據(jù)[3]?。荷蘭學(xué)者Von Wlzoge K ü hr自1922年開始，做了大量關(guān)于硫酸鹽還原菌SRB的研究工作，并于1934年提出了著名的陰極去極化理論，自此，科技界才開始關(guān)注微生物作用下的腐蝕。
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????? 腐蝕微生物主要是在自然界中參與硫、鐵元素循環(huán)的菌類，包括好氧菌和厭氧菌。好氧菌有硫桿菌屬，如氧化硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌和排硫桿菌等。它們分布于含硫的酸性礦水、土壤及海洋淤泥中，通過氧化元素硫和還原性硫化物，產(chǎn)生硫酸而腐蝕金屬、混凝土構(gòu)件等。厭氧菌主要是硫酸鹽還原菌（SRB），廣泛分布于pH6～9的土壤、淡水、海水、淤泥中。微生物腐蝕常給地下管線、海底電纜、工業(yè)注水系統(tǒng)等工業(yè)設(shè)施帶來嚴重危害，造成經(jīng)濟上的損失。
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圖1?管線鋼的微生物腐蝕
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????? 微生物腐蝕都是電化學(xué)過程，要對所得的電化學(xué)數(shù)據(jù)和腐蝕機制作出合理的解釋，必須借助于表面分析技術(shù)。在微生物腐蝕的研究中，常用的表面分析技術(shù)有：環(huán)境掃描電鏡（ESEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜（EDS）、俄歇電子能譜（AES）、X射線光電子能譜（XPS）等。本文對微生物腐蝕的樣品制備及檢測進行了簡要介紹。
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圖2 微生物樣品的制備方法
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????? 掃描電鏡可以觀察生物樣品的種類繁多，特異性很大，制備的方法不可能完全相同，對于含水較多的樣品通?？刹捎萌缟戏椒?。
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????? 本文所用到的樣品制樣過程如下：
1、鋼鐵樣品在含有SRB的培養(yǎng)基中培養(yǎng)數(shù)日；
2、浸入含有緩蝕劑的酸洗溶液中去除樣品觀察表面的腐蝕產(chǎn)物及雜質(zhì)；
3、在2%的戊二醛溶液中浸泡1h；
4、分別用25%、50%、75%、100%的乙醇溶液進行脫水，脫水時間各15min；
5、樣品在空氣中干燥。
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圖3掃描電鏡下的硫酸鹽還原菌（SRB）
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????? 離子濺射儀鍍膜后放入賽默飛場發(fā)射掃描電子顯微鏡Apreo 2S內(nèi)進行檢測。如圖3所示，在SEM下可清晰觀察到SRB在樣品表面的附著狀態(tài)，研究人員往往可通過SRB的附著數(shù)量、附著位置及附近的腐蝕情況等進一步研究。
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注：SEM/EDS?由于在高真空下進行測試?,需要對試樣進行固定、脫水和噴導(dǎo)電涂層，試樣制備過程較復(fù)雜，會破壞生物膜的結(jié)構(gòu)，因此，SEM形成的圖象具有一定的誤差，在分析實驗結(jié)果時應(yīng)考慮到這一點。
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參考文獻
1. 安聞迅. 船用鋼海水腐蝕與檢測研究。
2. 陳鴻海. 金屬腐蝕學(xué)。
3. 凌云, 陳志剛. 材料的微生物腐蝕研究與進展。
