2026年第9期
• 城镇水系统研究与应用 •
硫化氢作用下污水管道混凝土早期腐蚀的微生物-化学协同机制
作者:王凯杰,胡丰泽,孙晓燕,张子光,林凯荣,陈晓宏
作者单位:中山大学土木工程学院
引用本文:王凯杰, 胡丰泽, 孙晓燕, 等. 硫化氢作用下污水管道混凝土早期腐蚀的微生物-化学协同机制[J]. 净水技术, 2026, 45(9): 147-155.
摘要:【目的】 为探究下水道混凝土在早期腐蚀阶段的微生物和化学协同机制,本文分析不同暴露条件下的腐蚀发展规律,为新建排水管道的耐久性设计与维护提供理论支撑。【方法】 本文通过构建模拟污水环境的腐蚀反应器,设置气相暴露(GP)和部分污水浸没(PS)条件,对混凝土试块进行为期48 d的试验。综合监测表面pH、硫酸盐含量、质量变化及腺苷三磷酸(ATP)活性,并采用线性拟合、相关性分析及贡献度计算等方法,揭示早期腐蚀的动态过程与机制。【结果】 混凝土在早期腐蚀阶段质量净增加,是微生物生长、产物沉积及物质迁移共同作用的结果。硫酸盐生成对质量增加的贡献率为11%~23%,并与微生物活性呈显著相关[GP:皮尔逊相关系数(r)=0.96;PS:r=0.83]。PS条件下,尤其水线以下侧面区域,腐蚀进程明显加剧。【结论】 早期腐蚀是微生物定殖与化学产物沉积深度协同的过程。本文构建的多参数评价框架有助于揭示腐蚀前沿的动态演变,为新建排水管道的早期预警与主动防控提供了关键理论依据,对实现管网从被动维修向精准预防的运维转型具有重要工程意义。
关键词:混凝土腐蚀;微生物-化学协同;多参数分析;污水管道;早期腐蚀
基金资助:国家重点研发计划资助项目(2022YFC3203200);国家自然科学基金(U25A20356);广东省自然科学基金(2023B1515040028)
收稿日期:2026-02-12 修回日期:2026-04-08 接受日期:2026-04-21