海水环境下砂浆表面生物被膜特性及其对砂浆性能影响

荣 辉, 瞿 威, 马国伟, 王海良, 张津瑞

(1.天津城建大学 材料科学与工程学院, 天津 300384; 2.天津城建大学 天津市建筑绿色功能材料重点实验室, 天津 300384; 3.河北工业大学 土木与交通工程学院, 天津 300401; 4.天津城建大学 土木工程学院, 天津 300384; 5.天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300072)

在污水和废水处理系统中,微生物会对混凝土造成腐蚀,使混凝土耐久性逐渐退化,这不仅会导致每年数十亿美元的经济损失,而且会影响系统的整体使用安全,因此微生物对混凝土的腐蚀研究迫在眉睫[1-2].微生物的细胞黏附、生长状况和生物被膜的形成等特性可能是微生物对混凝土造成腐蚀的关键因素[3-4].

污水、淡水、海洋、石油等环境介质中,微生物首先在物理、化学、生物共同作用影响下,通过范德华力、疏水力以及静电作用使其附着在砂浆表面.接着,附着在砂浆表面的微生物通过分泌胞外聚合物(EPS)形成生物被膜[5-7],进而对砂浆性能造成影响.生物被膜的成长和群落组成会受到温度、pH值、光照、水动力、养分和有机质等环境因素的制约,因此有学者对不同环境因素下砂浆表面形成的生物被膜中微生物群落和分布特征进行了研究,结果发现生物被膜的附着会影响介质的传输,进而对混凝土性能造成影响[8-12].

目前生物被膜对砂浆性能的研究主要集中在污水环境,而海水环境中砂浆表面的生物被膜对砂浆的性能影响规律是什么？生物被膜在砂浆表面到底起腐蚀作用还是保护作用？……