鐵細菌腐蝕

鐵細菌腐蝕

鐵細菌腐蝕是指鐵細菌通過催化二價鐵氧化成三價鐵,從中獲取生命所需的能量,同時對鐵產生腐蝕的過程。鐵細菌腐蝕主要是由鐵細菌引起的,鐵細菌為絲狀的原核生物,不分枝。水中常見的鐵細菌有多孢泉發菌、赭色纖發菌和含鐵嘉利翁氏菌等。

釋義

鐵細菌腐蝕是指鐵細菌通過催化二價鐵氧化成三價鐵,從中獲取生命所需的能量,同時對鐵產生腐蝕的過程。

鐵細菌的種類及形態

鐵細菌是絲狀的原核生物,不分枝。水中常見的鐵細菌有多孢泉發菌、赭色纖發菌和含鐵嘉利翁氏菌等。

多孢泉發菌

特徵:多細胞共生、有鞘,不分枝,附著在堅固的基質上,頂端薄而無色,基部厚並被鐵所包圍。細胞有圓筒形的和球形的。可產生球形的分生孢子。

赭色纖發菌

特徵:有鞘,呈黃色或褐色,被氫氧化鐵所包圍。

含鐵嘉利翁氏菌

特徵:絞繩狀,無鞘。當捲曲的環被附著的鐵所包圍時,其絲狀體就好象一串念珠。

鐵細菌腐蝕機理

鐵細菌腐蝕機理主要是因為鐵細菌的好氧性,所以鐵細菌離不開氧的作用。鐵細菌具有產生鐵氫氧化物沉積物的能力,其大多數由亞鐵離子氧化到Fe3+離子產生能量,而後成為Fe(OH)3沉澱,多種造型鐵細菌促使已氧化亞鐵離子的沉澱。研究認為,鐵細菌主要以鏽蝕垢形式參與,在很短時間內產生大量鐵氧化物沉積。Fe的生物性氧化率大大高於非生物性的。鐵細菌的腐蝕通過縫隙腐蝕機理而發生,氧化鐵細菌的作用在於高濃度氧區和金屬表面分成的小陽極點(在緻密的鐵氫氧化物和生成物下面)以及大範圍陰極區。如鐵細菌在水管內壁形成氧濃差電池,發生的反應為:

2Fe→2Fe +4e (陽極過程)

O+2HO+4e →4OH (陰極過程)

2Fe +4OH →2Fe(OH)(腐蝕產物)

4Fe(OH)+O+2HO→2Fe(OH)(腐蝕產物)

總反應式:4Fe+6HO+3O→2Fe(OH)

腐蝕特徵

在鐵腐蝕部位通常有一個個很小的半球形鼓包,成分為包裹著鐵細菌的Fe(OH)。鐵細菌由於分離純化困難,形態、生理等方面的研究進展緩慢,有待進一步的研究。

鐵細菌腐蝕的處理方法

包括沖洗,消毒,改造、清刷管路等。

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