海洋油-水环境下钢铁设施表面腐蚀微生物膜群落特征及其加速的腐蚀破坏机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41576080
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0602.海洋化学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Marine underwater facilities, such as wharf steel piles, offshore and deep-sea oil production facilities, undersea oil pipelines, ship ballast water tanks as well as similar crude oil storage tanks, and so on, are important public and infrastructure industry facilities of our country. Their corrosion damage could result in enormous economic cost. So, it is significant to carry on the researches on the key corrosion processes and mechanisms. Localized corrosion, even pitting corrosion and corrosion cracking often occur on these facilities. Corrosive microorganisms is generally considered as one of the critical factors of corrosion damage. On account of the facilities serving environment or possible oil-spilled pollution, corrosion of these facilities actually occur in the oil-water or oil-mud-interstitial water environment. The petroleum microorganism would affect even change the community characteristic of the corrosion biofilm, and then influence the corrosion mechanism. In this project, we suggested to carry the research on the petroleum corrosion biofilm community characteristic and their effect on the accelerated corrosion mechanism of steel facilities under oil-water environment. Microbial community ecology, typical corrosion bacteria strain culture and the biofilm biochemical micro-environment are carried out and the related technique and method will be established. Localized corrosion process influenced by key corrosion bacteria will be researched to clarify the corrosion damage mechanism influenced by the bacteria and microbial corrosion mechanism in the oil-water environment is clarified. These researches would provide significant scientific basis for the microbial corrosion damage analysis, identification and monitoring technique for marine facilities as well as the corrosion protection technologies development.
海洋水下设施诸如港湾码头钢桩、近海和深远海采油设施、海底输油输水管线、船舶压载水舱及类似的原油储罐设施等,是国家重要公共和基础工业设施。一旦发生腐蚀破坏,会造成巨大损失。研究其关键腐蚀破坏过程与机理具有重要意义。这些设施常常发生局部腐蚀、甚至发生穿孔和断裂,腐蚀微生物已被公认为关键的腐蚀破坏因素之一。由于设施运行环境或溢油污染等,腐蚀实际是常发生在油-水或油-泥-间隙水环境下,其中的石油微生物会影响甚至改变腐蚀微生物膜群落特征,并进而影响腐蚀破坏机理。本项目提出研究钢铁设施油-水环境下其表面石油腐蚀生物膜群落特征及其影响的加速腐蚀破坏机理,将开展微生物群落生态、典型腐蚀微生物筛选及生物膜生化微环境等研究,建立相关技术和方法,开展关键腐蚀微生物局部腐蚀破坏过程研究,弄清油-水环境下微生物腐蚀破坏机理,有望为海洋工程设施微生物腐蚀破坏的分析、鉴定与检监测技术及腐蚀防护技术发展提供重要科学依据。

结项摘要

在真实海洋环境中,金属材料的微生物腐蚀常常发生在油水环境中。石油降解过程中参与的微生物及其代谢产物会影响甚至改变金属表面的腐蚀微生物膜群落及其生化微环境,并进而影响金属设施的腐蚀破坏行为和机理。因此本项目首先研究了无油污污染的实海中金属表面腐蚀微生物群落组成及其可能的腐蚀机理。研究发现,在实海环境中不同金属材料表面的腐蚀微生物群落和腐蚀机理不同:硫酸盐还原菌(SRB)是碳钢表面主要的腐蚀微生物,且从外锈层至内锈层分布着不同属的SRB;产甲烷古菌与SRB共存于锈层中共同影响金属腐蚀;铜合金表面主要形成以耐铜毒性的兼性厌氧菌为主的微生物群落,低丰度的SRB和硫酸盐还原反应关键编码基因dsr说明铜合金的微生物腐蚀并非由SRB及其产生的硫化物引发。与无油海水相比,添加原油促进了金属腐蚀速率,不仅使海水浮游微生物转变成以石油降解微生物如Alcanivorax为主的群落结构,也改变了金属表面附着微生物的结构组成:产酸菌首先在金属表面占优势,而后SRB多样性和丰度开始增多,这也表明海水中添加原油时,前期主要是产酸菌引发微生物腐蚀,而后当碳源浓度降低时SRB成为主要的腐蚀微生物。为进一步研究典型微生物的腐蚀机理,我们利用传统的微生物分离技术在好氧、厌氧以及兼性厌氧条件下对实海腐蚀产物的腐蚀微生物进行分离纯化,共分离培养了42株可能的腐蚀菌株,对其中部分菌株局部腐蚀机理以及胞外电子传递机制进行研究:发现类Bacillus sp.具有和SRB相似的腐蚀行为特点,加速碳钢的腐蚀并引发孔蚀;胞外电子传递介导物质吩嗪促进铜绿假单胞菌向平衡电位电极的电子转移,从而促进了该腐蚀微生物在厌氧条件下生长。本项目建立了以高通量测序手段为主,发现在实际海洋油水环境中的指标腐蚀微生物的检测方法,且有助于对营养物质添加下海水微生物腐蚀机理形成更深入全面的认识,对微生物腐蚀控制和检测技术也具有重要的借鉴意义。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Interaction between sulfate-reducing bacteria and aluminum alloys—Corrosion mechanisms of 5052 and Al-Zn-In-Cd aluminum alloys
硫酸盐还原菌与铝合金的相互作用——5052和Al-Zn-In-Cd铝合金的腐蚀机理
  • DOI:
    10.1016/j.jmst.2019.07.009
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Materials Science & Technology
  • 影响因子:
    10.9
  • 作者:
    Fang Guan;Jizhou Duan;Xiaofan Zhai;Nan Wang;Jie Zhang;Dongzhu Lu;Baorong Hou
  • 通讯作者:
    Baorong Hou
Metagenomic resolution of functional diversity in copper surface-associated marine biofilms
铜表面相关海洋生物膜功能多样性的宏基因组解析
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2019.02863
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Frontiers in Microbiology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Yimeng Zhang;Yan Ma;Ruiyong Zhang;Binbin Zhang;Xiaofan Zhai;Wangqiang Li;Liting Xu;Qiantong Jiang;Jizhou Duan;Baorong Hou
  • 通讯作者:
    Baorong Hou
Corrosion Behavior of Q235 Carbon Steel in Presence of H2S Producing Bacillus sp and a Consortium of Microbes Isolated from Inner Rust Layer
Q235碳钢在产硫化氢芽孢杆菌和内锈层微生物群存在下的腐蚀行为
  • DOI:
    10.20964/2017.03.55
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    International Journal of Electrochemical Science
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    Zhang Meixia;Liu Haixia;Karn Santosh Kr;Duan Jizhou;Guan Fang;Zhai Xiaofan;Zhao Shengjun;Li Ke;Hou Baorong
  • 通讯作者:
    Hou Baorong
Phenazine enables the anaerobic respiration of Pseudomonas aeruginosa via electron transfer with a polarised graphite electrode
吩嗪通过极化石墨电极的电子转移实现铜绿假单胞菌的无氧呼吸
  • DOI:
    10.1016/j.ibiod.2018.11.002
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    International Biodeterioration & Biodegradation
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Guan Fang;Yuan Xuechan;Duan Jizhou;Zhai Xiaofan;Hou Baorong
  • 通讯作者:
    Hou Baorong
Bacillus sp Acting as Dual Role for Corrosion Induction and Corrosion Inhibition with Carbon Steel (CS)
芽孢杆菌对碳钢 (CS) 具有诱导腐蚀和抑制腐蚀的双重作用
  • DOI:
    10.3389/fmicb.2017.02038
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Frontiers in Microbiology
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Karn SK;Fang G;Duan J
  • 通讯作者:
    Duan J

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

铁还原细菌生物膜对316L不锈钢腐蚀行为的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国腐蚀与防护学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜向前;段继周;张杰;栾鑫;翟晓凡;侯保荣
  • 通讯作者:
    侯保荣
硫酸盐还原菌对海泥中Q235钢的腐
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    材料研究学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵晓栋;吴 鹏;姜 江;段继周
  • 通讯作者:
    段继周
天然海水中微生物膜对碳钢腐蚀行为的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    海洋科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵伟;苏璐璐;段继周;姜江;侯保荣;ZHAO Wei1;2;SU Lu-lu1;3;DUAN Ji-zhou1;JIANG Jiang3;2.Graduate School of the Chinese Academy of Scienc;3.Faculty of Materials;Sh;ong University;Jinan 2
  • 通讯作者:
    Jinan 2
碳钢在不同类型海底沉积物中的腐蚀行为
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    腐蚀科学与防护技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    段继周;黄彦良
  • 通讯作者:
    黄彦良
Effect of Sulfate-reducing Bacteria on Corrosion Behavior of Mild Steel in Sea Mud
硫酸盐还原菌对低碳钢在海泥中腐蚀行为的影响
  • DOI:
    10.1108/acmm-01-2017-1748
  • 发表时间:
    2009-10-10
  • 期刊:
    Anti-corrosion Methods and Materials
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    赵晓栋;段继周;侯保荣;武素茹
  • 通讯作者:
    武素茹

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

段继周的其他基金

海水环境钢铁锈层生物膜内优势腐蚀微生物培养、生长代谢特征及其内在腐蚀机制研究
  • 批准号:
    42076044
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
海洋好氧生物膜在不锈钢导体表面的微污损过程及其腐蚀抑制机理研究
  • 批准号:
    40976046
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    47.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
海洋电活性生物膜的筛选及其在生物防腐和生物能源中应用的基础研究
  • 批准号:
    40676048
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
厌氧细菌作用下的铁氧化物到铁硫化物的转化过程及其对海洋用钢腐蚀的影响
  • 批准号:
    40406022
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码