海洋環(huán)境中鈍性金屬表面微生物附著的控制方法研究——電化學(xué)法和超聲波法.pdf

1、眾所周知，在海洋環(huán)境中使用的設(shè)備和材料由于各種微生物和海洋生物附著和增殖造成生物污損和微生物腐蝕會顯著減低設(shè)備和材料的使用性能和壽命，從而造成巨大的損失。解決微生物腐蝕和生物污損的有效方法之一就是控制微生物膜的附著和生長。殺菌劑一直是廣泛使用的有效的控制方法，因為微生物膜的結(jié)構(gòu)特點，殺菌劑通常不能發(fā)揮很大的作用。即使殺死了微生物，微生物膜仍然存在于材料表面，仍然會引起腐蝕。另外由于受到越來越嚴(yán)格的環(huán)境保護要求的限制，不可能長期使用，因此

2、發(fā)展新型更有效的符合環(huán)保要求的微生物生長的控制技術(shù)勢在必行。 本文在本實驗室研究的基礎(chǔ)上，將熒光顯微鏡技術(shù)與電化學(xué)技術(shù)相結(jié)合，利用天然海水中鈍性金屬電化學(xué)性質(zhì)(開路電位正移)與其表面微生物附著之間的相關(guān)性，對幾種控制微生物附著的方法(主要是超聲振蕩和陰極極化)進行了研究。旨在找到一種能夠長期控制海洋環(huán)境中鈍性金屬表面微生物附著的方法。主要工作和結(jié)論如下： 1．利用天然海水中鈍性金屬開路電位正移與其表面附著微生物活性之

3、間的相關(guān)性，首次提出一種簡單可靠，行之有效的評價控制鈍性金屬表面微生物附著效果的方法，即通過判斷恢復(fù)時間的長短來評價控制方法的效果，恢復(fù)時間越長控制效果越好。并通過機械擦除及陰極極化實驗科學(xué)定義了鈍性金屬開路電位的恢復(fù)時間。 2．當(dāng)極化電位在(-600mV-800mV)范圍內(nèi)，通過判斷恢復(fù)時間的長短分別提出對于高鉬不銹鋼和1Crl8Ni9Ti不銹鋼兩種鈍性金屬較適宜的陰極極化控制條件，分別是-800mV下極化6小時和-800m

4、V下極化2小時。 3．超聲波振蕩對控制鈍性金屬電極表面微生物的附著具有一定的效果。在一定超聲頻率范圍(30kHz～40kHz)內(nèi)，提出利用超聲波振蕩控制鈍性金屬電極表面微生物的附著的較適宜條件即在35 kHz下超聲振蕩30min為宜，此時表面細(xì)菌清除率可以達(dá)到75％左右，基本能達(dá)到快速清除大部分附著微生物的要求。 4．超聲波振蕩能夠使微生物膜外部的微生物脫落，但長期使用要消耗大量的能量；陰極極化能夠有效殺滅靠近金屬

5、表面的微生物，并且長期使用無需消耗太多能量。由此將兩種方法結(jié)合使用，發(fā)現(xiàn)其控制效果明顯比單獨使用超聲振蕩與陰極極化控制的效果要好。在實驗室條件下周期性連續(xù)地對有膜鈍性金屬電極施加超聲振蕩與陰極極化能夠使電極表面長期處于一種無膜狀態(tài)，從而達(dá)到長期控制海洋環(huán)境中鈍性金屬表面微生物附著的目的。 5．綜合比較幾種常用的控制微生物附著的方法(殺菌劑，機械擦除，超聲振蕩，陰極極化，陰極極化與超聲振蕩聯(lián)合)，發(fā)現(xiàn)其中陰極極化與超聲振蕩聯(lián)合的