海洋污损生物群落对牺牲阳极阴极保护影响的机理研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41006054
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
19.0万
负责人：
张杰
依托单位：
中国科学院海洋研究所
学科分类：
D0611.海洋工程与环境效应
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
马士德；袁雪婵；刘建国；刘彬；赵伟；
关键词：
污损生物群落牺牲阳极阴极保护污损失效

项目摘要

海洋腐蚀区别于其他一般电解质溶液腐蚀的显著特点就是其具有极高的生物活性。调查发现：南海海域中浸泡一年的平台，其水下钢结构和牺牲阳极表面均被生物污损，多年后形成稳定的污损生物群落，并最终会导致牺牲阳极的污损失效。而目前关于平台牺牲阳极污损失效方面的研究，国内外尚未见到他人相关报道。本项目拟选择海上运行多年的平台，在污损腐蚀、阴极保护情况调查的基础上，结合腐蚀电化学手段和污损模拟试验，研究污损生物群落对牺牲阳极阴极保护的影响，探明牺牲阳极污损失效的机理，为海洋钢结构阴极保护设计提供污损生物学方面的依据，并对污损生物学学科中的平台污损内容进行充实.此项内容的研究对我国海洋资源开发也具有十分重要的科学意义和实际应用价值。

结项摘要

海洋腐蚀区别于其他一般电解质溶液腐蚀的显著特点就是其具有极高的生物活性。海洋构筑物在海水中一段时间，其表面会形成由不同种类污损生物组成的“污损生物群落”，它们的附着将直接影响到海洋工程的安全运行。由于污损生物群落的动态变化特征和不可预测性，其对海洋构筑物的影响研究必须引起足够重视。在海洋环境中，污损生物对构筑物的影响是分阶段进行的。首先，各种细菌很快附着于构筑物表面，形成微生物膜，然后海藻以及宏观生物幼虫附着在生物膜上进行生长，最后大型污损生物附着，最终形成污损生物群落。.我们通过在实海周期性的挂样，研究了污损生物的演变过程。观察试样在海水浸泡不同周期：从细菌等微生物，到各种藻类，最后到大型的牡蛎藤壶等的演化过程，得出生物群落形成的基本规律。.在实验室内，我们选择了硫酸盐还原菌(SRB)、海藻希瓦氏菌、舟型藻、双眉藻，进行纯化培养、分离鉴定。研究其在表面生成的生物膜对Zn、Zn-Al-Cd、Al-Zn-In-Sn和Al-Zn-In-Mg-Ti四种常用牺牲阳极的影响，初步解析了微生物附着影响阳极腐蚀的机理。我们发现，在天然海水环境、海藻希瓦氏菌环境中，阳极表面生成的生物膜隔离了腐蚀性介质与阳极材料的接触，在一定程度上抑制了阳极的腐蚀溶解；而在硫酸盐还原菌环境，阳极材料的腐蚀行为却被明显加速，且两种Al阳极表面都出现了点蚀；在双眉藻和舟型藻等海藻环境中，初期阳极表面由于藻类的附着，腐蚀受到一定程度的抑制，但由于藻类的代谢产生了氧气，造成在部分区域氧的浓度偏高，形成局部腐蚀，加速了阳极的腐蚀溶解。在模拟大型污损生物附着过程，初期也是阳极的腐蚀溶解受到抑制，后期有发生局部腐蚀的趋势。.本基金的研究结果可为海洋钢结构阴极保护设计提供污损生物学方面的依据，并对阴极保护与污损生物相互作用的研究内容进行充实。对我国海洋资源开发也具有十分重要的科学意义和实际应用价值。