再生水作为循环冷却水补水有效缓解了城市水危机,但再生水带来的高盐份和微生物问题增加了系统腐蚀的风险。因此研究因浓缩倍数导致的腐蚀性离子浓度增加与微生物对金属管材的协同腐蚀作用,对深入认识循环冷却水系统中金属管材的腐蚀机制,探寻预防腐蚀的方式方法具有重要意义。本文以再生水为补水的循环冷却水系统为研究背景,选取常见碳钢管材为研究对象,通过微电极技术、电化学方法和X射线光电子能谱技术（XPS）等手段,探究腐蚀性离子Cl^-、NH₄⁺、SO₄^2-与铁细菌的协同腐蚀机制。主要结论如下。在3倍和4倍Cl^-浓度工况中随着Cl^-浓度的升高,Cl^-与铁细菌在3d前协同加快碳钢的腐蚀,随后在铁细菌生物膜的主导下逐渐对碳钢腐蚀产生了抑制。4倍Cl^-浓度工况中1d时弥散指数n_b=1,此时试片上铁细菌数是其他工况的2¹2倍,Cl^-对碳钢的均匀腐蚀使铁细菌迅速均匀的附着成膜。同时阳极斜率3d前都是全工况最低,3d时就有比重11.69%的Fe₃O₄产生,表明Cl^-和铁细菌协同加快了铁的溶出。7d后腐蚀电位升高,电流密度减小,阳极斜率较大幅度上升,说明随着生物膜增厚和腐蚀产物堆积,阳极反应被抑制。4倍Cl^-浓度工况15d时膜电阻高达1592.6Ω·cm²,腐蚀被较大程度抑制。在3倍和4倍SO₄^2-浓度工况中随着SO₄^2-浓度的升高,铁细菌附着生长周期被延长,延缓了碳钢的腐蚀进程,后期以铁细菌生物膜为主导发生缝隙腐蚀。SO₄^2-浓度升高加剧吸附竞争效应,减缓了铁溶出的同时也抑制了3d前铁细菌向碳钢表面的附着和生长。双电层电容Q_dl在15天内持续增加,弥散指数n_dl和电荷转移电阻R_st持续下降表明铁细菌生物膜较不均匀,碳钢出现点蚀特性。4倍SO₄^2-浓度工况15d时腐蚀速率高于其余工况,FeOOH含量仍高于38%,腐蚀产物层未稳定,促进腐蚀进一步发生。在3倍和4倍NH₄⁺浓度工况中,随着NH₄⁺浓度的升高促进了铁细菌的附着生长和均匀致密的成膜,腐蚀反应一直由铁细菌主导,7d前以铁细菌造成的均匀腐蚀为主,11d后致密的生物膜形成屏障,抑制了碳钢的腐蚀。4倍氨氮NH₄⁺浓度工况7d附着态铁细菌数量7.20×10⁵ cfu/mL,仅次于4倍Cl^-浓度工况,平均腐蚀速率达0.38mm/a,为此时最快,说明铁细菌的附着生长加速了碳钢的腐蚀。7d后阴阳极斜率同时回升,腐蚀电流密度下降,15d时Fe₂O₃和Fe₃O₄含量比例之和接近80%,弥散指数n_b接近或等于1,致密均匀的腐蚀产物-生物膜层抑制了腐蚀的进行,碳钢进入不完全钝化状态。