（2）真菌

真菌廣泛存在于生態(tài)系統(tǒng)中，生命力非常頑強(qiáng)，可長(zhǎng)時(shí)間在不同的環(huán)境中生存，具有很強(qiáng)的生物相互作用能力，易適應(yīng)外界不良的環(huán)境。真菌能夠很好的附著在金屬材料表面，并形成一層生物膜如圖2所示，而生物膜的形成直接影響了金屬材料電化學(xué)腐蝕過(guò)程。

真菌通常會(huì)釋放一些有機(jī)酸，如草酸和檸檬酸等強(qiáng)金屬螯合劑，同時(shí)代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸可以顯著降低環(huán)境的pH，進(jìn)而導(dǎo)致陰極反應(yīng)加速，從而促進(jìn)金屬腐蝕。酸蝕機(jī)制常用來(lái)解釋真菌導(dǎo)致的MIC，但研究表明某些真菌（如霉菌）可以通過(guò)直接或間接的方式從金屬材料獲取電子進(jìn)而促進(jìn)金屬腐蝕。

（3）古菌

除了細(xì)菌和真菌，古菌也是微生物群落的重要組成部分。古菌在地球上的分布非常廣泛，大多分布在極端環(huán)境中，如酸性或堿性土壤、深海、極地地區(qū)或嚴(yán)格的厭氧環(huán)境。在這些環(huán)境中，普通細(xì)菌很難生存，古菌占主導(dǎo)地位。

古菌可分為多種不同的類(lèi)型，包括產(chǎn)甲烷古菌、嗜熱古菌、嗜鹽古菌、嗜酸古菌和氨氧化古菌等。產(chǎn)甲烷古菌是一種產(chǎn)生甲烷的厭氧、化學(xué)自養(yǎng)或化學(xué)異養(yǎng)的古菌之一，通常存在于濕地、海洋沉積物、厭氧廢水處理、溫泉和海底熱液噴口等缺氧環(huán)境中。嗜熱古菌Thermophilic archaea主要生活在60~80°C之間，但也有一些嗜熱古菌生長(zhǎng)的最適溫度可以達(dá)到100°C，甚至可以在高達(dá)120°C的環(huán)境中生長(zhǎng)繁殖，其主要依靠脂肪酸代謝產(chǎn)物的分泌加速金屬腐蝕。近年來(lái)研究者們發(fā)現(xiàn)古菌在金屬腐蝕中發(fā)揮著重要作用，西澳大利亞海洋中碳鋼的鐵銹中甲烷古菌占所有微生物的53.5%。

圖3 古菌和微藻的微觀圖

(左)古菌   (右)微藻

（4）微藻

藻類(lèi)是一類(lèi)全球分布的光合作用生物體，分布的范圍極廣，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，普遍表現(xiàn)出很強(qiáng)的繁殖能力。根據(jù)它們的色素、形態(tài)和生理特性，可分為褐藻、綠藻和紅藻。海洋藻類(lèi)，主要生長(zhǎng)在熱帶和亞熱帶海岸。

海洋環(huán)境中微藻是對(duì)金屬材料生物污損貢獻(xiàn)較大的生物之一。大部分微藻和細(xì)菌之間會(huì)相互作用，造成金屬材料嚴(yán)重的腐蝕和污損問(wèn)題。生物膜的存在有利于藻類(lèi)孢子和硅藻細(xì)胞的吸附和生長(zhǎng)；一些細(xì)菌受益于藻類(lèi)光合作用產(chǎn)生的氧氣和分泌的有機(jī)碳類(lèi)代謝物，而另一些附生細(xì)菌，也會(huì)阻礙藻類(lèi)在金屬材料表面的附著。藻類(lèi)除了導(dǎo)致嚴(yán)重生物污損，也會(huì)促進(jìn)金屬腐蝕，如希瓦氏藻生物膜會(huì)加速316L不銹鋼腐蝕。

海洋環(huán)境中油氣田微生物腐蝕研究是一個(gè)系統(tǒng)的工程，基礎(chǔ)是微生物種群結(jié)構(gòu)的分析和鑒定、微生物腐蝕行為和機(jī)制，落腳點(diǎn)是防護(hù)，即采用適當(dāng)?shù)姆椒▽⑽⑸锔g造成的經(jīng)濟(jì)損失降到最低。有幾點(diǎn)思考如下：

1、快速甄別檢測(cè)：首先，微生物種群結(jié)構(gòu)的分析要結(jié)合不同的海上油氣田，在全國(guó)范圍內(nèi)分點(diǎn)采樣，通過(guò)PCR（見(jiàn)圖5）基因鑒定，確定油氣田不同系統(tǒng)內(nèi)微生物種群結(jié)構(gòu)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，確定主導(dǎo)性腐蝕性微生物，從而為下一步微生物腐蝕機(jī)制研究打下基礎(chǔ)。微生物種群結(jié)構(gòu)分析和鑒定投入大，短期內(nèi)效益較少，在實(shí)施的過(guò)程中依然可能面臨很多困難。

圖5 PCR基因鑒定原理

2、腐蝕監(jiān)測(cè)強(qiáng)化。油氣田腐蝕監(jiān)檢測(cè)目前發(fā)展也較為迅速，但是在微生物存在條件下，傳感器表面微生物的吸附以及生物膜的形成對(duì)于監(jiān)檢測(cè)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生明顯的干擾，如何快速準(zhǔn)確地開(kāi)發(fā)針對(duì)微生物檢測(cè)的傳感器仍然是一個(gè)難題。尤其是在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，傳感器易受到環(huán)境影響，導(dǎo)致其準(zhǔn)確度和精度下降。因此，高精度、高準(zhǔn)確度、抗干擾能力強(qiáng)的傳感器開(kāi)發(fā)，對(duì)于細(xì)菌腐蝕的評(píng)估及材料服役壽命的預(yù)測(cè)都起到關(guān)鍵作用。

3、腐蝕模型預(yù)測(cè)：目前國(guó)內(nèi)外微生物腐蝕機(jī)制的研究多集中在實(shí)驗(yàn)室階段，油氣田現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)比較匱乏，容易造成實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果往往和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際結(jié)果不符。建議：

a）高校要與企業(yè)切實(shí)合作，充分發(fā)揮高校科研優(yōu)勢(shì)以及企業(yè)積累的大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)二者結(jié)合，快速準(zhǔn)確地對(duì)服役失效構(gòu)件腐蝕機(jī)制進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。

b）建立對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)微生物腐蝕預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建積累數(shù)據(jù)，微生物腐蝕預(yù)測(cè)模型的研究是未來(lái)一個(gè)非常重要的方向。

4、機(jī)理系統(tǒng)性研究。微生物腐蝕機(jī)制研究工作目前來(lái)看仍然缺乏系統(tǒng)性，并沒(méi)有形成完整的理論體系，這也是導(dǎo)致微生物腐蝕研究發(fā)展緩慢的一個(gè)重要原因之一。建議聚焦攻克部分微生物腐蝕前沿性和系統(tǒng)性課題，尤其是在腐蝕機(jī)制、模型預(yù)測(cè)、監(jiān)檢測(cè)、控制領(lǐng)域等。