不锈钢因其优异的力学性能和耐腐蚀性能被广泛应用于各种环境中,然而生物被膜能够引起不锈钢表面严重的点蚀。在自然界中,微生物影响的腐蚀常常由多物种生物被膜引起。考虑到微生物腐蚀对经济建设和基础设施的严重破坏,且微生物菌群间的腐蚀机制研究尚未完善。本文就微生物菌群和单独存在的希瓦氏菌和地衣芽孢杆菌对316L不锈钢的微生物腐蚀行为展开了系统的研究,了解这两种菌株在微生物腐蚀过程中的作用,以及这两种菌株之间通过电子载体建立的内部联系,旨在为胞外电子传递微生物腐蚀机制提供新的见解,并最终为从根本上防治金属材料的微生物腐蚀提供理论指导。希瓦氏菌是一种能够分泌具有氧化还原活性电子载体的电活性微生物,地衣芽孢杆菌已被证实为一种能够导致强烈腐蚀的硝酸盐还原菌。目前,没有关于能分泌电子载体菌株和硝酸盐还原菌株组成的菌群所引起微生物腐蚀的相关报道。基于对胞外电子转移微生物腐蚀的理解,可以合理推测在两种菌株共生的环境下,能够分泌核黄素的希瓦氏菌能够提高具有腐蚀性的地衣芽孢杆菌的电子传递效率,加快从金属基体表面获得电子,从而引起更严重的微生物腐蚀。在希瓦氏菌和地衣芽孢杆菌单独培养的体系下,希瓦氏菌和地衣芽孢杆菌能在试样表面分别形成3.3 μm和3.8 μm的最大点蚀深度,诱发局部腐蚀产生。通过对微生物体系中pH值的测定,能够确定由微生物代谢引起的酸腐蚀影响可以被忽略。在热力学上,希瓦氏菌和地衣芽孢杆菌能够通过铁的氧化和硝酸盐的还原相结合,引起微生物腐蚀的发生。向地衣芽孢杆菌体系中添加外源核黄素能够发现,外源核黄素能够加速地衣芽孢杆菌的腐蚀速率,且核黄素本身对316L不锈钢的腐蚀没有影响,从而验证了地衣芽孢杆菌能够利用核黄素加速氧化还原反应的电子传递效率,从而加速腐蚀进程。核黄素是多种微生物用于胞外电子传递过程中的电子载体,本次工作通过对含有希瓦氏菌溶液中的核黄素浓度进行检测,能够在希瓦氏菌体系和混菌体系下检测到多于20 ppm的核黄素。从电化学测试和点蚀坑深度得知,在希瓦氏菌和地衣芽孢杆菌共同存在下316L不锈钢的腐蚀被明显加速。X射线光电子能谱结果进一步解释了混合生物被膜下导致更严重的微生物腐蚀发生的原因。由希瓦氏菌分泌的核黄素被证实能够被地衣芽孢杆菌利用,提高整个菌群的电子传递效率,从而协同构建互养的微生物菌群。因此,本工作从胞外电子传递的角度为研究混合生物被膜下的微生物腐蚀提供新的理解,并证实了胞外电子传递是微生物腐蚀过程的限速步骤。