呂人豪老師回顧中科院微生物所“微生物腐蝕及其控制”研究時談到，微生物腐蝕及其控制發展的歷程是和國家經濟建設發展密切聯系的。最初由于二次世界大戰在東南亞戰場出現軍用電器、通訊、光學儀器長霉危害，在1955年由中國、前蘇聯、前東德、波蘭、捷克、匈牙利等六國合作成立第一機械部上海熱帶電器試驗站，“中科院微生物所先后在方心芳、區嘉煒先生領導下派齊祖同和我參加站中組建霉腐課題，主要從事分離鑒定電工器材上的霉菌并進行材料耐霉及殺霉藥劑合成篩選。”這是中國對微生物腐蝕研究的開端。

 

 

       現在已經85歲高齡的呂老師在其工作期間參與過的微生物防腐蝕項目非常之多，甚至可以編成厚厚地教材，本期“燭光記憶”欄目，就讓我們跟隨呂老師的腳步，走一遍中國微生物腐蝕研究之路。

 

    本刊記者| 溫　蕊
 

全家福

 

    山區孩子完成大學夢

 

       1930 年，呂人豪老師出生于浙江東陽的一個偏僻的小山村，村落周圍群山環繞， 只有10 多戶人家，呂老師的祖父輩開始生活在這里。雖然家里比較窮，但大家讀書都很用功，呂老師有個伯伯就以第一名的成績考入省立師范學校，“我很羨慕伯伯可以離開這山高田少，一天見不到多少陽光的小山坳，出去生活，外面的世界很大， 我想去看看。”呂老師說，在戰亂的年代求學不易，比較幸運的是，因為在山區里， 日本兵對東陽山區的干擾比較少，并且東陽傳統重教，抗戰也沒停止辦學，1944 年在山區里辦了個中學，這個中學便利了山區的人。

 

       呂老師的高中時代在東陽中學度過， 是浙江10 所名校之一，出過嚴濟慈、嚴陸光、潘建偉等10 位院士。1950 年高中畢業后，呂老師面臨著工作或繼續求學的選擇，“本來我讀大學的希望是很小的，因為窮啊。可是正好趕上解放，國家需要人才， 上大學給獎學金，我就考上了山東大學生物系”。

 

       談起為什么想學醫，呂老師說，“農村的醫療條件非常落后，在我7 歲時，父輩三兄弟生了3 個男孩卻都因出痘病逝。大家庭中一下沒了3 個孩子，對于家人的打擊非常大。”這也讓呂老師產生做個醫生的愿望。

 

       上世紀50 年代初，呂老師參加分區高考，被華東區先錄取發榜注冊，呂老師按通知進山東大學生物系，讀生物系可轉醫學。注冊后，他又接到華北區發榜消息，被錄取在北京大學醫學院，可是已經無法成行。雖未能如愿，但不后悔。山東大學有知名的童弟周、曾呈奎院士，微生物學家王祖農教授， 生物樓都是美式配備非常先進，還可選修醫學課程。大二時曾參與由蘇聯提出并由中山大學、浙江大學、金陵大學、山東大學、北京大學生物和土木系師生共400 多人參加的華南農墾局，建立橡膠林場的勘察工作并得到了廣州市長兼華南農墾局長葉劍英元帥的召見，聽取了葉元帥的講話。

 

       四年的大學雖因經濟原因未回過一次家，但生活學習愉快而充實。1954 年畢業后， 呂老師被分配到中國科學院菌種保藏委員會（微生物研究所的前身）從事腐蝕微生物學的科研工作。

 

    TIPS 什么是微生物腐蝕？

 

        廣義說，凡是由微生物生長代謝導致金屬非金屬材料和其制品破壞行為及其控制都屬微生物腐蝕學研究范圍，學科意義直到上世紀30 年代荷蘭學者提出硫酸鹽還原菌（SRB）參與金屬陰極去極化理論后才得到重視。微生物的腐蝕涉及石油、化工、建筑、電力、鋼鐵、機械、造船、航空、通訊、核能等多種民用和國防工業。據歐美等國調查，總腐蝕損失占國家總產值（GDP） 的2-4.2%，而生物腐蝕占總腐蝕的10- 20%。保守估計，總腐蝕率按3% 估算， 2006 年我國總產值3.93 萬億元為例，每年生物腐蝕損失達117-235 億元，還不計因腐蝕造成停產、物料流失、產品質量下降、環境污染及災難事故等所造成的損失， 足見研究微生物腐蝕與控制對國家經濟建設的重要意義。

 

    大氣環境微生物腐蝕防護

 

      霉菌最易在濕潤大氣下滋生，讓材料和制品受到霉菌分解破壞。二次世界大戰東南亞戰場，美軍因通訊設備受亞熱帶氣候下霉菌侵蝕造成斷路，訊息中斷導致整團部隊受到傷害，也促使微生物研究所于1955 年開始建立霉腐微生物科研組。呂老師在上海試驗站參加南方電器材料上生長霉菌的分離、鑒定、材料耐霉試驗，及有關殺菌劑合成和篩選等研究，直到1956 年底準備出國學習離站回微生物所。霉腐研究沒有停止，在與齊祖同、林應銳、鐘耀明等積極參與下對霉菌腐蝕檢別、分類、殺菌劑合成上做了大量工作，發表有關論文7 篇。其中“優良的油漆防霉劑CM32”獲工業產品二等獎；軍用光學儀器防霉研究獲1978 年中國科學院重大科技成果獎。

 

       1957 年，呂老師得到留學德國的機會， 為此他學習了一年德語。上世紀50 年代出國審查是很嚴格的，共40 多人經單位初審上報，最后只去了12 個人。呂老師與其他出國留學人員深知在當時國內正經歷熱火朝天生產大躍進，緊接著是經濟困難時期， 大家感到自己身負黨和人民期望的沉重， 爭分奪秒努力學習， 通過在德國Ernst- Mortz-Arndt 大學微生物所完成高分子聚合物（PVC，PVA）分子量和微生物降解關系的研究，發表論文兩篇。并短期到德國其他研究所參觀學習。為期三年留學經歷讓呂老師的專業知識更加豐富扎實。

 

    一生致力于微生物腐蝕研究

 

       隨著我國石油化工及海洋開發的發展， 對防治腐蝕研究提出更高的要求，到上世紀60 年代初霉腐組擴大成三個課題組。霉腐課題小組主要從事大氣環境下電工器材等霉菌侵蝕的防止，由齊祖同負責；殺霉藥劑合成組由林應銳負責；微生物腐蝕和控制課題組研究土壤、水環境中材料及其構件的腐蝕由呂老師負責，從此全面收集國際文獻，擴大主要腐蝕菌研究，修改菌分析規程，加強國際學術交流、招收研究生，為部門培訓生物、腐蝕防護人才。主動接收全國性協作項目或國家重點工程的生物腐蝕研究項目。到1978 年該組命名為微生物腐蝕和控制研究中心課題組。由于文革的干擾，其他課題組因人員變動已不再以組形式存在。

 

       在呂老師的記憶中，援助毛里塔尼亞供水工程腐蝕調查，是一件非常令研究組驕傲的成果。

 

       地處西非的毛里塔尼亞西瀕大西洋， 沙漠地帶為主，水奇缺。他們的水是海水淡化，很貴，前蘇聯支援毛里塔尼亞，我國援助的供水工程供應整個首都努瓦克肖特的生活和工業用水，是法國、前蘇聯激烈競爭的工程，其意義在非洲僅次于坦桑鐵路。工程1975 年完工交毛里塔尼亞使用后，不到一年即出現地下井泵斷軸、涌沙、紅水事故，嚴重影響安全穩定持久供水。中央對此十分重視，國務院有關部委曾于1975 年組成工作組赴毛里塔尼亞調查，未取得明確結果。同年12 月又由國家計委地質總局直接領導，國家建委、外經部部長方毅積極支持委派中國科學院微生物所呂老師進行現場考察、采樣分析。通過腐蝕部位、形態、程度、產物、環境因素等調查， 腐蝕微生物類型、數量、分布、生態因子、水化學組成測定，腐蝕產物光譜、物相、X- 光衍射等熱化學組成和電子探針分析，最后確定井泵泵軸腐蝕破壞除水質、井斜機械因素外，主要是單孢鐵細菌和普通脫硫孤菌引起和催化的電化腐蝕過程所致。并針對性提出防護措施，其中包括1. 更換井泵主要部件-轉動軸、揚水管、濾網采用耐蝕不銹鋼代替。2. 采用防腐涂層或水泥加固井壁、平行輸水管水泥襯里。3. 井水用氯消毒殺菌處理。4. 新打井，重質量防止井斜。采取了以上措施后，運轉到1998 年，20 多年來再未出現問題，按時撤回專家組。這一成果不僅避免了經濟上帶來的重大損失，更重要的是爭取了援外工程的聲譽，起到一定作用。

 

       像毛里塔尼亞這樣的腐蝕調查項目， 呂老師做得非常多，像青島市給水管道的結垢原因和防治措施研究、長江三峽水電站工程上游（宜昌- 重慶）的腐蝕微生物調查、金屬材料及艦艇在海水中的微生物腐蝕調查等等。
 

 1989年在西德某實驗室

 

    工業水系統中微生物腐蝕和控制

 

       伴隨上世紀70 年代開始，我國采油、石油煉制、化工化肥、電力、冶金工業快速發展，工業循環冷卻水系統微生物污損腐蝕問題大量出現，損失慘重。一個大型石油煉制及進口大化工化肥廠停產一天損失可達數百萬。為此呂老師在企業配合下深入開墾主要污損腐蝕微生物類型、水質熱換器腐蝕特征等調查，篩選殺菌滅藻藥劑，配合其他水穩劑經過小試、中試和生產性試驗提出控制方案，在東方紅煉油廠協作下，采用高效、低毒經濟的季胺鹽（LDBC）殺菌滅藻劑，以高、低劑量結合沖擊瞬間投加工藝獲得成功。1980 年由化工部主持召開鑒定會及全國推廣應用會。該成果在上世紀80 年代末已在十大煉油廠、五大化肥廠、十三家化工廠及五大油田推廣應用。

 

       熱電廠除鹽水系統中微生物污損危害研究在北京熱電廠協作下調查污損菌組成、分布、消長規律，篩選出速效去污損、無殘毒不受高pH 及含氣等干擾的殺菌劑二氧化氯代替氯氣殺菌，首先國內建立二氧化氯生產裝置，經一系列試驗，獲得殺菌率比氯提高90-99%，有效控制除鹽水系統微生物危害。

 

       呂老師做了許多類似以上控制工業循環冷卻水系統微生物污損腐蝕的項目， 如北京有機化工廠等。

 

    土壤環境中微生物腐蝕和控制

 

       土壤環境中材料構件的微生物腐蝕研究自上世紀六十年代初就從國家建立全國土壤腐蝕試驗網站開始啟動，雖文革期間曾受干擾，這十年間曾進行的工作有大慶、克拉瑪依油田輸油管道微生物腐蝕調查，在存在微生物腐蝕的土壤中陰極保護作用的研究，地下鐵道用抗菌防水層研究。1982 年后全國土壤腐蝕網站又開始恢復，列為科委重點科研項目，呂老師負責的微生物腐蝕研究中心課題組依據國內外經驗修改了網站腐蝕微生物分析規程，對代表全國十多種土壤的14 個埋藏點試驗期長達近30 年， 金屬非金屬試件進行了六種腐蝕菌數量分布、腐蝕產物、試件腐蝕特征的分析、觀察，結合土壤物化情況作出埋件的菌腐蝕性判斷，14 個試驗站中存在微生物腐蝕占78%，總結出以腐蝕菌量分布比值，結合腐蝕產物，腐蝕形貌特征來診斷構件微生物腐蝕性新診斷方法，比之國際傳統采用的腐蝕菌（SRB）存在、腐蝕產物、腐蝕形貌判斷方法更科學。此外，我國試件種類所積累腐蝕菌類型也比國際以往試驗豐富，因此微生物所發現的隨季節變化在土壤中產生的由SRB 和SOB 交替腐蝕也未見報導。
 

 

   
上世紀90年代在三峽水電站收集腐蝕數據

     除自身帶課題做研究，呂老師還參與培養基層腐蝕防護人員，從上世紀70 年代至90 年代，20 多年的時間，呂老師參加了在北京、南京、廣州、大慶、蘭州、青島等地開辦的培訓班，培養數以千計生物腐蝕防護技術人員，他們為我國大型企業建立起生物腐蝕防護檢測、控制科研小組和研究室，填補了大型企業生物污損腐蝕危害檢測和控制的空白。