Мікробна корозія як прояв техногенезу у біоплівці, що формується на поверхні підземних споруд

Abstract

Встановлено, що місцем формування агресивного мікробного угруповання є феросфера – зона ґрунту товщиною до 3 mm, яка безпосередньо контактує з поверхнею металевої підземної споруди. По суті, це і є біоплівка, в якій проявляється біогеохімічна активність бактерій-збудників корозії і пришвидшується перебіг електрохімічних процесів. Показано, що у біоплівці відбуваються популяційні зміни бактерій з домінуванням бактерій певних фізіологічних груп: сульфатвідновлювальних, денітрифікувальних, залізо-відновлювальних. Отримано оригінальні дані про формування у біоплівці сульфатвідновлювальних бактерій на контакті з металом подвійного шару у вигляді піротину і піриту. Досліджено архітектоніку моно- та бінарної біоплівок, утворених бактеріями-деструкторами захисних покривів. Методом конфокальної лазерної сканівної мікроскопії встановлено, що в базальній частині бінарної біоплівки, на поверхні бутилкаучукового шару покриву, розташовуються бактерії роду Аrthrobacter, які пришвидшують його деградацію. Ефективним засобом захисту матеріалів від мікробних пошкоджень є введення до їх складу біоцидів, які коагулюють білки, окиснюють сульфгідрильні групи у структурах білків, що призводить до загибелі клітин мікроорганізмів.

Установлено, что местом формирования агрессивного микробного сообщества является ферросфера – зона грунта толщиной до 3 mm, которая непосредственно контактирует с поверхностью металлического подземного сооружения. По сути это и есть биопленка, в которой проявляется биогеохимическая активность бактерий-возбудителей коррозии и ускоряются электрохимические процессы. Показано, что в биопленке происходят популяционные изменения бактерий с доминированием бактерий определенных физиологических групп: сульфатвосстанавливающих, денитрифицирующих, железовосстанавливающих. Получены оригинальные данные о формировании в биопленке сульфатвосстанавливающих бактерий двухслойной корки: с пирротиновым слоем на контакте с металлом и пиритовым между пирротином и раствором. Исследована архитектоника моно- и бинарной биопленок, образованных бактериями-деструкторами защитных покрытий. Методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии установлено, что в базальной части бинарной биопленки на поверхности бутилкаучукового слоя покрытия находятся бактерии рода Arthrobacter, которые ускоряют его деградацию. Эффективным средством защиты материалов от микробных повреждений является введение в их состав биоцидов, которые коагулируют белки, окисляют сульфгидрильные группы в структурах белков, что приводит к гибели клеток микроорганизмов

It has been established for the first time that the place of aggressive microbial community formation is the ferrospere, i. e. a zone of soil with thickness of 3 mm that is in direct contact with the underground metal construction surface. In fact, it is a biofilm in which biogeochemical processes are accelerated. It is shown that in the biofilm the population changes of bacteria take place with prevaing bacteria of some physiological groups: SRB (sulphate-reducing bacteria), DNB (denitrifying bacteria) and FRB (ferro-reducing bacteria). Original data have been obtained on formation in SRB biofilm on the contact with metal of a double leyer in the form of pyrrotine and pyrite. The architectonic of mono- and binary biofilms formed by bacteria-destructors of the protective coatings has been investigated. Using the CLSM (Confocal Laser Scanning Microscopy) it has been established that in the basal part of a binary biofilm on the surface of butylrubber layer of the coating there are Arthrobacter bacteria which accelerate its degradation. The effective method of material protection against microbial damage is the introduction of biocides into its composition. They coagulate proteins, oxidize sulfhydril groups in the proteine structure that kill microorganism cells