厌氧细菌作用下的铁氧化物到铁硫化物的转化过程研究是微生物腐蚀研究的重要课题,也是环境科学和生物地球化学研究关注的对象。本项目从微生物矿化和微生物腐蚀角度出发,考虑钢铁氧化物锈层的不同结构和成分,研究厌氧细菌特别是硫酸盐还原细菌及其代谢产物作用下的铁氧化物到铁硫化物的生物转化过程和生物矿化产物特征,研究这种转变过程对钢铁腐蚀的影响及其可能的机制,同时对实际海洋环境下的钢铁锈层进行锈层结构特征和微生物学相关性的验证性分析研究。该研究的开展对深入认识环境微生物与金属的相互作用具有重要价值,对钢铁的厌氧微生物腐蚀及其可能的防护措施具有重要理论和实践意义;同时,对环境科学和生物地球化学具有潜在的重要科学价值和意义。
环境中微生物与金属及金属氧化物的相互作用已成为微生物腐蚀的重要研究内容之一。使用微生物培养技术、分子生物学技术对锈层中微生物群落结构进行了分析,表明硫酸盐还原细菌和铁还原细菌生存在锈层中,其中,硫酸盐还原细菌(Desulfovibrio dechloracetivorans)具有有机氯降解的生物修复功能。对锈层的形成和转化过程进行了观察和实验研究,发现绿锈是锈层的关键成分之一。提出钢铁锈层的生成与转变过程是一种微生物影响下的生物矿化过程。研究了两种厌氧细菌对钢铁腐蚀的影响,硫酸盐还原细菌具有腐蚀加速作用,而硫酸盐和铁还原细菌的共存时则对碳钢腐蚀起到抑制作用。这一研究结果可以为抑制SRB腐蚀提供新的思路及理论基础,对海工构筑物的安全运行具有重要的理论指导意义。同时,本项目提出了一个新的科学问题,即零价铁及其腐蚀产物可能在生物修复中具有重要应用,值得进一步深入研究。