在广袤无垠的海洋世界里，一些微小的海洋微生物，正悄无声息地对庞大的海洋设施发起“攻击”，造成了严重的海洋腐蚀现象。除海水本身碱性环境外，罪魁祸首是谁，至今仍是困扰科学界的一大难题。

近日，来自中国科学院海洋研究所等科研机构的科学家在国际期刊《自然评论微生物学》上发表了一篇重要综述，指出若能综合运用微生物组学与分离培养方法等一系列技术手段和工具，有望在海洋微生物腐蚀船舶及海洋设施的研究上取得突破。

源于“吃铁”细菌

作为引发海洋腐蚀的重要诱因之一，海洋微生物腐蚀很容易被人们忽视。但据中国工程院开展的全国腐蚀成本调查统计，微生物腐蚀在各类腐蚀损失中所占比例为20%左右。

这些微小的海洋微生物不仅能造成所附着材料的腐蚀和降解，还会进一步加剧海藻、藤壶、贻（yí）贝等黏附和聚集，引发生物污损现象。生物污损一旦发生，就会堵塞管道，增加船舶航行阻力、加大载荷重量，进而影响运行安全，甚至可能带来物种入侵等不良影响。

面对如此严峻的挑战，科研人员一直孜孜不倦地对海洋微生物腐蚀和生物污损问题进行深入探究。实际海洋环境中的微生物腐蚀，是由多种海洋微生物聚集所形成的复杂微生物群落引发的。

为深入研究这些微生物的腐蚀机制，科研人员从钢铁锈层的复杂微生物群落中筛选分离出一株典型的具有代表性硫酸盐还原菌，发现存活的硫酸盐还原菌能持续加速钢铁的腐蚀。硫酸盐还原菌属于电活性细菌，能够直接或间接从铁中获取电子，将铁作为自身生长代谢的能量来源，从而加速铁的腐蚀进程，是一种“吃铁”的细菌。

海洋腐蚀的规律

海洋腐蚀微生物群落，是海洋环境中对金属和其他材料产生腐蚀影响的微生物群体。这些微生物大多是以生物膜的形式附着在金属表面，而后通过自身的代谢活动来促进或抑制腐蚀过程。

海洋腐蚀微生物群落中不仅存在硫酸盐还原菌，还存在多种其他类型的细菌。比如，在极端严苛的环境中生存的古菌，也可对金属腐蚀产生重要影响；一些在含油等环境中生长的霉菌，能够降解大分子有机物，产生腐蚀性酸，进而促进腐蚀反应；部分藻类通过光合作用产生氧气，从而加速金属的氧化还原反应。

经过多年持续不断的研究，科研人员逐渐发现了微生物群落腐蚀钢铁材料的一些规律：微生物的代谢活动会产生酸性或碱性物质，改变金属表面的pH值，从而促进或抑制腐蚀；微生物在金属表面形成生物膜，阻碍氧气和电解质的接触，导致局部腐蚀；某些微生物能够直接或间接地传递电子，参与金属的氧化还原反应，加速腐蚀。

减少腐蚀的方法

为了尽可能减少重要海洋设施的腐蚀，科研人员针对海洋腐蚀微生物群落的防治也研究了一系列科学有效的方法。

比如，在金属表面涂覆特殊的防腐涂料，以此形成一层坚固的保护层，有效阻止微生物的附着和代谢活动；通过电化学方法如阴极保护，来减少金属的电化学腐蚀；利用某些微生物之间的竞争作用，抑制有害腐蚀微生物如硫酸盐还原菌的生长。

可以预见，随着科研人员对海洋腐蚀微生物群落的深入研究，相应的防治技术也必将更加绿色、高效、可持续。

（作者系中国科学院海洋研究所研究员）