微生物腐蝕及利用磁場(chǎng)進(jìn)行防治
微生物腐蝕一直是腐蝕領(lǐng)域人們關(guān)注的交點(diǎn)，由于微生物種類多樣、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能夠廣泛存在于土壤和水體環(huán)境中，在占據(jù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈的石油化工和能源電力等領(lǐng)域造成了嚴(yán)重的危害。由于微生物腐蝕的發(fā)生是一個(gè)多菌種、長(zhǎng)期積累的結(jié)果，所以目前還沒(méi)有有效的防治手段，因而微生物腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失不斷增加，人們只能選擇某種影響最嚴(yán)重的菌種對(duì)其研究，其中在石油管道和工業(yè)生產(chǎn)中最常見(jiàn)的菌種：硫酸亞還原菌（SRB）成為了人們研究的重點(diǎn)。SRB能夠存在于無(wú)氧或者氧氣濃度很低的環(huán)境中，屬于一種兼型厭氧性細(xì)菌。它主要利用介質(zhì)中的碳源為能量來(lái)源，通過(guò)結(jié)合質(zhì)子氫和電子，與介質(zhì)中的硫酸鹽進(jìn)行氧化還原過(guò)程；通過(guò)釋放硫化氫和自身參與金屬基體的溶解，造成基體材料腐蝕失效，幾乎所有微生物造成的腐蝕損失都是來(lái)自于硫酸鹽還原菌。早在1924年，人們就發(fā)現(xiàn)SRB代謝活動(dòng)產(chǎn)生的H2S對(duì)地下的鋼鐵材料有很嚴(yán)重的腐蝕。直到1934年，英國(guó)劍橋生物學(xué)家Postgate對(duì)SRB進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，數(shù)據(jù)顯示因?yàn)镾RB造成的腐蝕問(wèn)題已經(jīng)極大地影響了人們的生產(chǎn)生活，對(duì)于如何防治SRB的危害成為一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。目前SRB的防治方法主要有化學(xué)殺菌，物理抑菌，陰極保護(hù)和使用抗菌涂層，以及微生物競(jìng)爭(zhēng)抑制等方法，這些方法中有的殺菌效率低，有的需要極大的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用成本或者產(chǎn)生附加的環(huán)境污染，迫切需要一種高效的、環(huán)保的微生物防治手段。
磁場(chǎng)對(duì)生物體的作用很早就被人們注意到，從最開(kāi)始的地磁場(chǎng)對(duì)于鳥(niǎo)類的遷徙，再到后來(lái)的魚(yú)類洄游現(xiàn)象，都成為人們研究磁場(chǎng)對(duì)生物體生命活動(dòng)影響的有力依據(jù)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)存在于鳥(niǎo)類大腦中的磁鐵礦，能夠利用磁場(chǎng)變化為鳥(niǎo)類指明方向。日本研究學(xué)者村山發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)下血紅球細(xì)胞會(huì)垂直于磁感線方向排列，隨之開(kāi)啟了人們研究磁場(chǎng)對(duì)人體內(nèi)生命活動(dòng)影響的新篇章。人們?cè)谘芯看鸥芯�對(duì)于血液內(nèi)血紅細(xì)胞影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3+離子在其中扮演著重要角色，從而人們認(rèn)為生物體內(nèi)含有的磁性金屬離子能夠成為磁場(chǎng)作用的受體。隨著研究的不斷深入人們發(fā)現(xiàn)即使生物體內(nèi)不存在磁性離子，磁場(chǎng)也能夠影響生物體內(nèi)的生命活動(dòng)，可能原因是磁場(chǎng)影響了生物體內(nèi)離子的運(yùn)動(dòng)，從而影響了與電荷運(yùn)動(dòng)相關(guān)的生命活動(dòng)。盧貝克等通過(guò)研究低頻磁場(chǎng)對(duì)于大腸桿菌的影響，發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)能夠有效的殺死大腸桿菌；張小云等進(jìn)一步的研究了磁場(chǎng)對(duì)細(xì)胞分裂的影響，通過(guò)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)作用時(shí)間，得出了強(qiáng)磁場(chǎng)、持續(xù)作用時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)越劇烈的細(xì)胞生物體抑制效果越明顯，隨后人們研究發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)對(duì)于殺滅微生物具有很好的效果，可能是因?yàn)槲⑸锛?xì)胞在磁場(chǎng)下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致其中磁通量變化并激起感應(yīng)電流，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大，磁場(chǎng)抑制生物效應(yīng)效果越明顯。磁場(chǎng)對(duì)生物體影響機(jī)理可以總結(jié)為：生物體內(nèi)大多數(shù)參與生命活動(dòng)的分子和原子都具有極性或者磁性，磁場(chǎng)的引入必然會(huì)引起其狀態(tài)的改變；磁場(chǎng)強(qiáng)度和頻率的變化會(huì)極大地引起微生物體內(nèi)離子與蛋白質(zhì)化學(xué)鍵的結(jié)合狀態(tài)，從而可能影響細(xì)胞代謝活動(dòng)而使微生物失活。
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2014年11月03日
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