CC BY
72
19. Kachurin N., Komako V., Vladimir M. Environmental monitoring of atmosphere mining territories // Metallurgical and Mining Industry. 2015. no. 6. P. 595-597.
20. Sinclair L., Thompson J. in situ leaching of copper: Challenges and future proects // Hydrometallurgy. 2015. Vol. 157. P. 306-324.
УДК 620.193.8
ПРОЦЕССЫ МИКРОБНОГО БИОПОВРЕЖДЕНИЯ В ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ
О.В. Колотова, И.В. Могилевская
Представлен обзор современной научной литературы по проблеме микробиологического повреждения материалов в условиях подземных горных выработок. Рассмотрены процессы, механизмы и факторы, влияющие на биоповреждения металлов и строительных материалов бактериями и микодеструкторами различных систематических и экологических групп.
Ключевые слова: биоповреждение, горные выработки, бактерии, микромице-ты, крепёжные материалы, математическое моделирование.
Актуальность проблемы биоповреждений в подземном пространстве. Согласно современным представлениям о геосфере и истории ее формирования, одним из важных механизмов ее преобразования за последние 3 млрд лет были микроорганизмы. Результаты современных исследований свидетельствуют о том, что жизнеспособные микроорганизмы обнаруживаются в пробах, отобранных при бурении с глубины до 5 км при температурах до 120 °С [1]. Широкое распространение микроорганизмов в природной и техногенной среде, в том числе в условиях подземных горных выработок, объясняется их феноменальными (по сравнению с другими организмами) адаптационными возможностями, способностью осваивать источники питания, которые в благоприятных условиях ими не использовались ввиду отсутствия соответствующих ферментных систем. Обоснованием высокой активности микроорганизмов на значительных глубинах в экстремальных условиях является разнообразие типов метаболизма (возможность дыхания с использованием различных акцепторов электронов: нитратов, трехвалентного железа, сульфатов, селенатов, арсе-натов и др.; возможность потреблять в качестве доноров электронов в процессе дыхания двухвалентное железо, метан, водород, угарный газ и другие магматические газы) [2]. Адаптационные возможности анаэробных микроорганизмов обусловлены также относительной простотой генетического аппарата, позволяющего быстро приспосабливаться к меняющимся условиям и вырабатывать механизмы устойчивости к широкому спектру факторов (радиорезистентность (LD100 5...20 кГр), солевой фон - до 300
г/л, температура 5.. .120 °С). Важной особенностью многих микроорганиз-мов-экстремофилов, обитающих в подземных пространствах, является способность образовывать споры и находиться в состоянии анабиоза неограниченно длительное время, переходя в активное состояние при наступлении благоприятных условий - температуры, влажности, появления источников питания и т.д. Поэтому в материалах и изделиях, изготовленных на поверхности, даже подвергшихся химической и температурной обработке, могут содержаться малоактивные формы микроорганизмов, способные активироваться в подземных условиях [1].
Таким образом, способность микроорганизмов завоёвывать все новые и новые среды обитания, осваивать новые питательные ресурсы связана с их возможностями синтеза широчайшего спектра индуцированных ферментов и ряда других внеклеточных метаболитов. Явление микробного биоповреждения представляет огромный научный и практический интерес. Актуально изучение микробной деструкции различных материалов с точки зрения возможностей использования микроорганизмов (бактерий, микроскопических грибов) и их метаболитов в экологических процессах - для очистки различных сред от загрязнений. Этому направлению исследований посвящено огромное количество публикаций. Но не менее актуально изучение процессов микробной деструкции материалов и изделий из них, применяемых в различных отраслях человеческого хозяйства. Именно эти процессы чаще всего и описывают термином «биоповреждение». По определению Ильичева В.Д. с соавторами понятие «биоповреждение» относят к ситуациям, когда живые организмы своей деятельностью вызывают изменения или нарушения структурных и функциональных характеристик объектов антропогенного происхождения или природных объектов, используемых в качестве сырья [3]. Не принятые вовремя меры по ликвидации последствий биоповреждения приводят к биоразрушению объекта, к колоссальным экономическим потерям - повреждению и полному разрушению и утрате строительных конструкций, материалов и изделий техники [4]. По данным Е.Н. Каблова с соавторами общие потери от биокоррозии, состоящие из затрат на замену деталей (прямые потери), и компенсации простоя
оборудования из-за утраты работоспособности (косвенные потери), только в США составляют до 3 % ВВП. В то же время в Японии благодаря целому комплексу эффективных профилактических мер эта цифра в два раза меньше - 1,5 % [5].
Наиболее агрессивными и постоянными во времени биоповрежда-ющими агентами, в силу описанных выше причин, являются микроорганизмы [3, 6, 7]. Считается, что более 40.50 % от общего объема регистрируемых в мире повреждений связано с микробной деятельностью [8 -10]. Проявление агрессивного воздействия на материалы наиболее выражено у таких микроорганизмов, как микроскопические грибы (микромице-
ты) и бактерии (20 % от общего количества биоповреждений [11]. Зачастую масштабы и скорость биоповреждений оказываются настолько значительными, что могут создавать реальные угрозы жизни и здоровью людей. Горнодобывающая отрасль является одной из лидирующих по количеству вредных и опасных для работников факторов. Максимальное количество указанных факторов характерно для подземных горных работ. Литосфера, в которой строятся подземные сооружения, обеспечивающие разработку месторождений, кроме известных своих характеристик, является и средой обитания микроорганизмов. Микроорганизмы, в свою очередь, влияют на литогенез, условия строительства и эксплуатации подземных сооружений до глубин в несколько километров от поверхности земли [12]. Отличительные особенности подземных пространств: замкнутость, повышенная относительная влажность, недостаточная вентиляция - всё это создает благоприятную среду для развития микроорганизмов [4]. Контакт подземных сооружений с геологической средой проходит в присутствии как аборигенной, так и привнесенной извне микрофлоры. При этом микробные процессы интенсифицируются за счет стабильных температурных условий среды, выхода газов — доноров электронов в микробных процессах дыхания (метан, СО и др.), выхода биогенных элементов из породы, железа - из стальных и железобетонных конструкций, калия, натрия и кальция, а также органического вещества, из пород и материалов. Поэтому исследование процессов микробных биоповреждений в указанных условиях несомненно является актуальным.
Исследованиями В.В. Радиной было показано, что микроорганизмы изменяют дисперсность песков [13]. Продукты их жизнедеятельности -стойкие коллоиды - снижают внутреннее трение в грунте, а микробиогенные газы повышают поровое давление. Все это формирует плывунные свойства и, увеличивает риск аварийных ситуаций в подземном пространстве. Из стерильных кварц-полевошпатных песков в лабораторных условиях за 10 лет после посева микроорганизмов был получен истинный плывун. Антисептическая обработка таких плывунов приводит к ликвидации плывунных свойств.
Под действием микроорганизмов изменяются физико-механические свойства не только песчаных, но и глинистых грунтов. В аэробных условиях наблюдается агрегирующее действие микробов. Например, в глинах зоны аэрации при фильтрации воздуха бактерии, отлагающие СаСО3, за 2 месяца в 2 раза увеличили содержание прочных агрегатов размером 0,5 -0,25 мм и тем самым значительно укрепили глины. Напротив, в восстановительной среде в глинистом грунте происходит разрушение микроагрегатов и увеличение содержания частиц размером 0,001 мм. Так что изменение биологического (микробного) состава глинистых грунтов по мнению А.Д. Потапова и С.Н. Чернышева может быть ключом к управлению прочностными и деформационными свойствами грунтов [13].
Бактерии литотрофы окисляют металлы, входящие в кристаллические решетки силикатов и солей. Например, происходит деструкция пирита, халькопирита с выделением серной кислоты и серы при действии тиоб-ацилл. Жизнедеятельность микроорганизмов сопряжена с потреблением и выделением газов. Разложение карбонатов, нитритов, сульфатов, входящих в состав горных пород, ведет к выделению СО2, N2, NH3, H2 S, СН4. Потребление тех же газов происходит при нитрификации, азотификации, окислении водорода, метана и др. Указанные газы и образующиеся из них кислоты воздействуют на металлические и неметаллические конструкции подземных сооружений и участвуют в электрохимических реакциях на поверхности коррозируемого материала. Таким образом, биокоррозионному разрушению подвержены металлы, сплавы, камень, бетон, пластмассы, древесина, асфальт [14].
В работе Р.Э. Дашко, И.В. Алексеева [15] показано, что при рассмотрении безопасности ведения горных работ, для предупреждения либо локализации опасных природно-техногенных процессов необходимо анализировать подземное пространство рудников как многокомпонентную систему, включающую не только горные породы и руды, а также подземные воды, микробиоту, подземные газы различного генезиса и взаимодействующие с ними подземные несущих конструкций - крепи горных выработок и закладочный материал [16].
Для оценки интенсивности микробиологической коррозии арочного металлического крепежа авторами [17] закладывался опыт с применением металлических пластин, которые исследовались различными методами через 2, 4, 6 месяцев экспозиции в условиях подземной выработки. В результате проведенного эксперимента было установлено, что микрофлора развивается преимущественно в виде биопленок, с плотностью популяций до 6700 КОЕ/г. В образцах, заложенных на двух шахтных уровнях было обнаружено 35 видов микромицетов. При этом на пластинах, предназначенных для заселения микромицетами часто развивались бактериальные виды, что свидетельствует о формировании тесных связей в микробных сообществах, осуществляющих биоповреждения металла. Доминирующее положение по количеству и частоте встречаемости принадлежит микромицетам из родов Penicillium и Aspergillus, что согласуется с данными других исследователей биокоррозионных процессов под влиянием микроскопических грибов. Локально были обнаружены агрессивные разрушители бетона представители Fusarium sp. Установлено, что на поврежденных металлических пластинах в максимальной концентрации содержались сульфатвос-станавливающие (105 КОЕ/г) и железовосстанавливающие бактерии (10 -106 КОЕ/г). Максимальные концентрации анаэробные видов (сульфатреду-цирующие и железовосстанавливающие формы) бактерий были зафиксированы авторами на завершающей стадии эксперимента, что указывает на их прямое участие в коррозии металла. В целом, полученные данные ука-
зывают на чрезвычайно высокий уровень развития агрессивной микробио-ты в железных рудах, которая как в аэробных, так и в анаэробных условиях способствуют разрушению металла арочной поддержки. Кроме того, по мнению авторов, на практике необходимо учитывать, что коррозионное повреждение конструкций под нагрузкой значительно ускоряется (стресс-коррозия) [17]. Взвешивание экспериментальных металлических пластин показало, что в течение первых 2 месяцев их относительная потеря массы составила 0,25...2 %, а в последующем этот показатель увеличивался нелинейно. По мнению авторов, необходимо предусмотреть принятие дополнительных мер по обслуживанию металлических конструкций в случае наличия факторов, повышающих интенсивность биокоррозии, для предотвращения потери прочности и несущей способности сооружений.
Экологические и систематические группы микроорганизмов в подземных горных выработках. В литературе описаны различные группы микроорганизмов, специфичные для тех или иных субстратов, относящиеся к широкому кругу родов и видов [18]. В таблице представлены рода и некоторые виды бактерий и микромицетов, потенциальных биодеструкторов материалов в условиях подземных горных выработок [19].
Основные возбудители повреждений материалов, применяемых в условиях подземных горных выработок
Материал Мицелиальные грибы и дрожжи Бактерии
Каучук и резины Aspergillus, Chaetomium, Cladosporium, Penicillium, Tricho-derma Bacillus, Mycobacterium, Nocardia, Streptomyces, Achromobacter, Pseudomonas
Пластмассы Alternaria, Aspergillus, Chaetomi-um, Gadosporium, Penicillium, Trichoderma, Scopulariopsis Mycobacterium, Nocar-dia,Streptomyces, Achromobacter, Pseudomonas
Лакокрасочные покрытия Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Penicillium, Trichoderma, Aureobasidium Flavobacterium marinum, Pseudomonas
Нефтяные топлива Cladosporium resinae, Candida Arthrobacter, Mycobacterium, Rho-dococcus, Nocardia, Pseudomonas
Смазки, масла и другие нефтепродукты Aspergillus, Cephalospori-um, Chaetomium, Cladosporium, Peni-cillium, Trichoderma, Candida Mycobacterium, Pseudomonas
Смазочно-охлаждающие жидкости Aspergillus, Cephalosporium, Fusarium, Trichoderma, Candida Mycobacterium, Arthrobacter, Nocardia, Mycobacterium, Rhodococ-cus, Pseudomonas
Бетон, камень, мра мор Aspergillus, Penicillium Нитрифицирующие, тионовые, цианобактерии, Arthrobacter, Pseudomonas, Streptomyces
Металлы и сплавы Aspergillus, Penicillium, Trichoderma, Auerobasidium Crenothrix, Gallionella, Leptothrix, A cidithiobacillus, Sphaerotilus, сульфатредуцирующие бактерии
Алюмосиликатные материалы Aspergillus, Penicillium, Trichoderma Pseudomonas
В ряде работ показано, что в подземных горных выработках обнаруживается большое разнообразие микроорганизмов разных систематических групп [20 - 22]. Различные экологические и систематические группы микроорганизмов могут занимать разные экологические ниши, участвуя соответственно в разнообразных процессах превращения минеральных и органических веществ. По мнению Науменко А.Ф. разнообразие экологических форм микроорганизмов в подземных выработках связано именно с разнообразием субстратов, а не со временем начала (окончания) эксплуатации шахт [20]. Так, высокую концентрацию микроорганизмов минерализаторов автор связывает с наличием большого количества металлических крепёжных лесов.
Возбудителями аэробной коррозии металлокострукций являются группы тионовых и железобактерий. Тионовые бактерии представляют собой обширную группу с физиологическими разными штаммами, которые отличаются по ацидофильности и способности развиваться в разных температурных интервалах. Тионовые бактерии способны окислять разные соединения серы: сероводород, сульфаты, тиосульфат, тетратионат, молекулярную серу, роданистые соединения в серную кислоту с образованием промежуточных или побочных продуктов окисления [18, 23 - 31]. Разрушение металла под воздействием тионовых бактерий можно представить следующим образом:
ГеБ + 3 / О2 + Н2О ^ ГеБО4 + Н2О (1)
4 ГеБО4 + О2 + 2 Н2О ^2 Ге^Ю^ + 2 Н2 О; (2)
ГеБ + Ге 2(БО4)з ^3 ГеБО 4 + Б0; (3)
Б0 + 3О2 +2 НО ^2 Н2Ю4. (4)
Окисление сульфида при широком доступе кислорода (реакция 1) возможно и без участия бактерий, но при включении в процесс Ас. ferrooxidans скорость реакции возрастает. Образование Бе2(804)3 (реакция 2) является результатом жизнедеятельности Ас. ferrooxidans. Будучи сильным окислителем, Бе2(804)3 реагирует с сульфидом железа с образованием сульфата железа (II) и молекулярной серы (реакция 3), где бактерии участия не принимают. Далее, образовавшая молекулярная сера с участием Ас. ferrooxidans и Ас. thiooxidans окисляется до серной кислоты (реакция 4) [18]. Ямпольской Т.Д. выявлено активное развитие микробоце-ноза, способного усваивать тиосульфат и преобразовывать его в сульфаты, особенно в грунте, «прилегающем» к подземным коммуникациям. Значительное накопление сульфатов наблюдалось автором уже через 5 суток культивирования выделенных микроорганизмов: на среде Бейеринка - 300 мг/л, на среде Траутвейна - 150 мг/л, а рН среды культивирования снижалось на 10-е сутки до 5,0 единиц от 8,0.9,0 [19].
В процессах коррозии металлов не меньшее значение имеют железобактерии, которые могут быть как анаэробами, так и аэробами. К группе железобактерий относят все микроорганизмы, способные осаждать и кон-
центрировать на поверхности клеток гидроокислы железа и марганца, или образовывать оформленные осадки железа. Такой способностью обладает значительное количество микроорганизмов, относящихся к различным систематическим группам: рода GaШonella, Leptothrix, Toxothrix, Siderocapsa, Siderococcus, Sphaerotilus, С^шШ^, 0chrobium, Spirothrix, БеНЬе^, Cladothrix, Naumanniella, Pedomicrobium, Metallogenium, в том числе и названные выше виды тионовых бактерий [26, 32, 33] и псевдомонады «универсалы» или «генералисты» с широкой специализацией по метаболическим возможностям [34, 35].
Распространенными агентами биоповреждений являются микро-мицеты, способные адаптироваться в экстремальных условиях освоения антропогенных субстратов благодаря быстрому росту мицелия, мощному и лабильному ферментному аппарату, экономному обмену веществ и широкому распространению в биосфере [19]. Видовой состав микромицетов подземных выработок разнообразен (см. таблицу). По данным [20] доминируют среди них представители рода PenicШium. Некоторые микроскопические грибы, доля которых в надземных экосистемах незначительна, способны занимать доминирующие позиции в подземных условиях. Проблеме биоповреждений грибами посвящено большое количество работ. Созданы каталоги микромицетов-биодеструкторов [36], определители грибов, вызывающих коррозию [23], даны описания грибов, выделенных с различных материалов [37].
Как правило, микромицеты являются компонентами уже существующих биоценозов и, вызывая биоповреждающую ситуацию, могут вовлекать в этот процесс другие агенты. Микодеструкторы могут формировать новый биоценоз на основе взаимоотношений с повреждаемым объектом, например, изоляционным материалом. Возбудителями микоде-струкции являются сапрофитные неспецифические микромицеты - техно-филы, приспособленные к отдельным материалам [37 - 45]. Металлические поверхности для микроскопических грибов являются труднодоступными неорганическими субстратами. Влага на них присутствует лишь в виде конденсата, на котором жизнедеятельность микро-мицетов осуществляется в экстремальных условиях [46], а труднодоступ-ность углеродного питания стимулирует образование и секрецию высокоактивных ферментов [47]. Использование грибами металлосодер-жащих субстратов определяется в значительной степени их устойчивостью к высоким концентрациям металла в среде [20]. Взаимодействие микро-мицетов с металлами как с твердой поверхностью может осуществляться по-разному: во многих случаях они используют металл только как «подложку» для прикрепления, не оказывая никакого воздействия на его состав и структуру, или металл может использоваться как субстрат, специфически включающийся в ростовые процессы [38, 48]. Стимуляция коррозии ме-
таллов микроскопическими грибами обеспечивается несколькими механизмами [49]:
1) действие органических кислот;
2) действие щелочной среды, создаваемой грибами, не продуцирующими кислот;
3) действие перекиси водорода и образующегося при ее разложении молекулярного кислорода;
4) выделение ферментов из классов оксидоредуктаз (каталаза, пе-роксидаза, полифенолоксидаза) и эстераз (липазы) [50 - 52].
Наибольшую опасность в отношении способности к биокоррозии металлов представляют грибы-продуценты кислот. Органические кислоты значительно повышают агрессивность среды, а также могут служить источником питания для других микроорганизмов. Можно выделить три группы микромицетов по их способности к кислотообразованию [53]:
1) продуцирующие большое количество разнообразных органических кислот (Penicillium chrysogenum, Aspergillus niger, As.oryzae);
2) выделяющие мало кислот (рода Penicillium, Trichoderma);
3) выделяющие органические кислоты в ничтожно малых количествах (Mucor sp., Alternaria tenuis).
Экспериментальные исследования, проведённые Науменко А.Ф. с применением металлсодержащих сред для культивирования микромице-тов, выделенных из подземного воздуха, воды или с твердых поверхностей показали не только устойчивость грибов к высоким концентрациям металлов (меди, никеля, кадмия и др.), но и выраженную способность к накоплению этих элементов в биомассе мицелия [20]. Виды Stachybotrys chartarum Trihoderma viride поглощали никель в количестве до 0,3 % сухой биомассы и медь - до 0,5 %. Накопление металлов автор связывает не только с процессами сорбции на поверхности мицелия, но и с проникновением металлов цитоплазму клеток в результате реакций с метаболитами.
Таким образом, результаты исследований показывают, что на минеральных породах способны развиваться и осуществлять процессы деструкции разнообразные представители микроскопических грибов и бактерий. В рудниках с богатыми железными рудами исследователями обнаружено более 40 видов микромицетов, зафиксировано активное развитие железобактерий, магнитотактических, нитрифицирующих, сульфатредуцирующих бактерий, клостридий [15]. На карбонатных и силикатных породах зарегистрировано около 200 видов микромицетов [22]. В подземных горных выработках Северной Фенноскандии обнаружено 59 штаммов микроскопических грибов, принадлежащих к 8 родам, и 12 родов бактерий [20]. При этом ряд исследователей указывают на появление устойчивых сочетаний разных видов микроорганизмов. Взаимоотношения организмов внутри подобных ассоциаций могут приводить к синергизму биоповреждений, так как в процессе жизнедеятельности одни микроорганизмы подготавливают
условия для развития других видов. Среди микроорганизмов распространены и синтрофные отношения, т.е., способность различных видов осуществлять такой процесс, который ни один из них не может осуществлять в отдельности - обмен субстратом или удаление токсических метаболитов из среды. Показано, что при окислении пирита и халькопирита штаммы умеренно термофильных серо- и железоокисляющих бактерий поставляют
штамму термотолерантной сероокисляющей бактерии серу и ее восстанов-
2+
ленные соединения, а штамму LeptospirШium ионы Fe , взамен получая от них органические вещества, необходимые для их роста [19]. Такие взаимоотношения между микроорганизмами будут усиливать протекание биокоррозионного процесса.
Власовым Д.Ю. в микро- и макротрещинах мрамора в Херсонесе обнаружено сочетание видов родов микромицетов Phaeosclera и Sarcmamyces [22]. Экспериментальные исследования показали, что грибы, изолированные из «микроместообитаний» практически не проявляют антагонистической активности в отношении друг друга, а наоборот их соседство характеризуется взаимным синергетическим влиянием [54]. Природные ассоциации микроорганизмов оказываются на порядок более коррозионно-активными, чем чистые коллекционные культуры, что, конечно, оказывает значительно больший негативный эффект с точки зрения повреждения металлических изделий. В работе Жиглецовой и сотр. [55] также показано, что чистые культуры сульфатвосстанавливающих бактерий: Desulfovibrio autotrophicus, Desul. desulfuricans, Desul. carbinolicus менее коррозионно активны, чем природные анаэробные ассоциации бактерий, выделенные из различных проб корродированных поверхностей. Авторами также определен состав и коррозионная активность выделенных ассоциаций микромицетов: ассоциация 1 представлена PenicШium sp. B4a, PenicШium sp. M1, Paecilomyces sp. B5; ассоциация 2 - PenicШium. sp. M1, AsperШus sp. 2M, PenicШium sp. Б2/2. То есть, процессы биокоррозии и биоповреждений в подземных условиях осуществляются сложными микробными ассоциациями, в состав которых, как правило, входят различные экологические группы микроорганизмов: сульфатвосстанавливающие бактерии, железоокисляющие и железовосстанавливающие бактерии, литоав-тотрофы, хемогетеротрофы, гетеротрофы-бродильщики и кислотообразующие гетеротрофы [55 - 58]. В таких микробных взаимоотношениях определенную роль играют и химические процессы, являясь или «стартом», или продолжением микробиологических [33, 59]. Существенные изменения в составе микробиоценозов, направленности и глубине процессов вызывает антропогенное воздействие. Возможность регулирования данного фактора позволяет, путем использования химических или биохимических компонентов, а также изменением технических и технологических условий, повлиять на возникновение биоповреждающей ситуации, направленность и скорость деградации тех или иных материалов и изделий.
Источники поступления микроорганизмов в подземные горные выработки. По мнению Науменко А.Ф., исследовавшего особенности микрофлоры подземных выработок Северной Фенноскандии, исходно подземные горные выработки не имеют своей флоры и фауны. Микроорганизмы привносятся туда человеком с оборудованием, строительными материалами, крепежными конструкциями, изготовленными из различных материалов. Занесённые в выработки микроорганизмы включаются в биогеохимические процессы и могут влиять на направленность этих процессов, участвовать в повреждениях и разрушениях одних пород или формировании других [20].
Проводимый на Яковлевском руднике в течение более 10 лет комплексный мониторинг показал наличие богатой подземной микробиоты [15]. Кроме аборигенных микроорганизмов, связанных непосредственно с древними корами химического выветривания железистых кварцитов, выделена также микробиота, привнесенная в рудную толщу. Установлено, что часть ее поступает за счет восходящего и нисходящего перетекания минерализованных подземных вод через трещины породы [60]. Данные, полученные в результате гидрохимических, биохимических и газохромато-графических исследований показывают, что такие воды содержат много органики, активно восстанавливаемой гетеротрофными формами микроорганизмов. Содержание микроорганизмов в подземных водах подобного со-
3 7
става достигает 10 .. .10 клеток на 1 мл.
Авторы отмечают, что помимо отмеченных естественных источников, микроорганизмы могут попадать в подземные выработки из организма человека и с воздушными потоками от вентиляционных систем [17].
Интенсифицирующие и лимитирующие факторы роста микроорганизмов в подземных горных выработках. Интенсификация микробиологических процессов в подземных горных выработках может происходить под действием целого ряда факторов.
В первую очередь это связано со спецификой физико-механических условий и температурного режима подземной среды. Особенности горных выработок как примера искусственных промышленных экосистем состоят в стабильности физико-химических факторов вне зависимости от времени суток и года, атмосферных условий. К постоянным условиям можно отнести также отсутствие освещённости и повышенную влажность. Температура в подземных выработках всегда выше 0 °С, более постоянна, чем на поверхности, и не подвержена сезонным колебаниям. Температурные границы зависят от географического местонахождения подземных выработок.
Во-вторых, на интенсивность процессов жизнедеятельности микроорганизмов влияет наличие питательного субстрата. Источником питательных компонентов может являться поступающая в подземную выработку вода, содержащая мелко раздробленные частицы руды, угля, растворённые минеральные соли, содержащие азот, фосфор и другие эле-
менты, необходимые для развития микроорганизмов, а также органику [61]. Кроме того, попадание нефтепродуктов (дизельного топлива, горючих и смазочных материалов) при эксплуатации горных машин и механизмов создаёт благоприятные условия для интенсификации микробной деятельности отдельных групп микроорганизмов и увеличивает, таким образом, разнообразие протекающих биохимических и химических реакций, часть которых способствует выделению агрессивных компонентов и развитию биокоррозионного процесса. По данным Ямпольской Т.Д. к подобным изменениям могут приводить даже незначительные увеличения (до 0,01 %) концентраций органических компонентов [19]. Дополнительным источником органики для гетеротрофной бактериальной микрофлоры может быть биомасса других организмов, в частности Дашко Р.Э. и Алексеевым И.В. описан бактериальный рост на мицелии высших грибов - ба-зидиомицетов, которые в свою очередь росли в местах просачивания воды через трещины породы [17].
В зависимости от типа дыхания микроорганизмов важным условием повышения интенсивности их жизнедеятельности является наличие/отсутствие кислорода. По данным [17] временная остановка горных работ на Яковлевском руднике и уменьшение вентиляции в подземной выработке привели к распространению анаэробных и факультативных форм микроорганизмов, и, как следствие, закончились появлением шлама на поверхности подземных тоннелей и металлических сооружений.
Четвертым условием, положительно влияющим, по мнению ряда авторов, на интенсивность микробного метаболизма являются эффекты низких доз радиации, связанные с радоном, выходящим из тектонических разломов (15.1220 Бк/м ), а также к слабые магнитные поля (ниже 1 МТл), создаваемые металлическими рудами [17]. А. В. Мананковым и Ю. Н. Фатыховой выявлена способность бактерий родов Thiobacillus, а также микромицетов родов Mucor, Pénicillium, Aspergillus увеличивать свою численную плотность в условиях повышенной радоновой активности (988 Бк/м ). Выявлена прямая зависимость между количеством формирующихся бактерий родов Thiobacillus, Desulfovibrio, а также микромицетов родов Pénicillium, Aspergillus, Cladosporium от мощности эманации радиоактивного радона [62].
Способность микроорганизмов к интенсивной разрушающей деятельности в условиях постоянно повышенного радиационного фона подтверждается данными, полученными в ходе исследований по биокоррозии цемента в хранилище ФГУП «НПО «Радон». В цементных компаундах, полученных при отверждении нитратсодержащих жидких радиоактивных отходов, были обнаружены бактерии, представители рода Pseudomonas, способствующие образованию азота, углекислого газа, ацетат-, пропионат-и бутират-ионов. Было обнаружено, что биогенные процессы негативно действуют на портландцементную матрицу, наблюдается карбонизация и
нейтрализация основных минералов цементного камня с образованием растворимых и вымываемых водой солей [63].
Следует отметить, что лимитирующими факторами развития микроорганизмов, попадающих на каменистый или иной субстрат в подземных выработках, могут быть твердость, химическая инертность и однородность субстрата, а также дефицит источников питания [22].
Механизмы и направления процессов биодеструкции в подземном пространстве. А.В. Мананковым и Ю.Н. Фатыховой на основе системного анализа [62] предложена схема воздействия микроорганизмов на повреждаемую среду с учетом всех перечисленных факторов (рисунок).
Схема взаимодействия микроорганизмов с материалом
В соответствии с приведенной схемой авторами разработана диффузионно-транспортная математическая модель биокоррозии строительных материалов, относящаяся к классу нелинейных дифференциальных уравнений и включающая в себя диффузию микроорганизмов, диффузию активной жидкости, оценку воздействия продуктов метаболизма литобио-нтной микрофлоры на среду строительного материала. В качестве индика-
тора развития биокоррозии силикатных строительных материалов авторами предложено использовать тиобактерии, как характерные инициаторы сульфатной биодеструкции. Количественное содержание бактерий рода ThюbacШш позволяет использовать тиобациллы в качестве экспресс-метода биоиндикации ранних стадий коррозии силикатных строительных материалов [62].
Обобщенный механизм биоповреждений микроорганизмами может быть представлен рядом последовательных этапов [19].
Первый этап - контаминация поверхностей различных материалов и металлоконструкций микроорганизмами. Перенос микроорганизмов в подземные горные выработки осуществляется различными путями и из разнообразных источников, описанных выше. Проникновение микроорганизмов может носить технологический характер: при изготовлении и сборке изделий и конструкций в условиях производства, при их ремонте и обслуживании, при монтаже сооружений [64, 65].
Второй этап - адсорбция микроорганизмов и загрязнений на поверхностях конструкций. Процесс адсорбции или адгезии зависит от строения и свойств микроорганизмов, характера поверхности, состояния среды (наличия кислорода в воздухе, температурно-влажностных условий, рН водных пленок), характера контакта в системе «микроорганизмы - загрязнения - поверхности материалов» и осуществляется благодаря наличию на микробной клетке белка адгезина [66, 67]. У различных культур биоразрушителей внутри отдельных видов обнаружены культуры с сильно отличающейся адгезивностью по отношению к разнообразным материалам. Для бактерий существует понятие «обратимая адгезия», имеющая адаптивный характер и обеспечивающая защиту клеток от токсикантов, биоцидов [68]. Одним из способов закрепления микробных клеток в пористых субстратах является выделение ими экзополисахаридов, благодаря чему происходит образование минералов и формирование биообрастания [69].
Третий этап - образование микроколоний, сопровождаемое появлением коррозионно-активных метаболических продуктов и локальным накоплением электролитов. Видовой состав биоценоза, характер и степень повреждения материала определяется доступностью субстрата для заселения ассоциациями микроорганизмов.
Четвертый этап - накопление продуктов метаболизма ассоциациями микроорганизмов и физико-химический распад материалов. Агрессивными метаболитами по отношению к различным материалам являются азотистая и азотная кислоты нитрифицирующих бактерий, сероводород сульфатвос-станавливающих бактерий, остатки серной кислоты серо- и тионовых бактерий, органические кислоты микроскопических грибов [23]. Под действием кислот происходит истончение металлических и силикатных материалов.
Пятый этап - стимулирование процессов коррозионного разрушения материалов в результате ряда описанных выше факторов.
Шестой этап - синергизм биоповреждений, является результатом воздействия комплекса факторов и взаимного стимулирования процессов разрушения (коррозии, старения, биоповреждений), а также увеличения видового разнообразия биоценоза.
Дашко Р.Э. и Алексеев И.В. полагают, что процесс биокоррозионного разрушения бетонов закладки и металлических крепей в подземных горных выработках происходит преимущественно по двум направлениям.
1. Разрушение продуктами метаболизма микробиоты, к которым относятся органические и неорганические кислоты, газы, ферменты. Вследствие постоянно повышенного уровня влажности в подземных выработках, в поверхностных слоях материалов накапливается некоторое количество воды, возникает градиент концентраций воды, который и приводит к ее диффузии вглубь среды. Перенос микроорганизмов осуществляется в результате диффузии влаги. Образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов жидкости представляют собой слабые растворы органических и других кислот. Условно эти жидкости можно разделить на активные и инертные. По отношению к материалу активная жидкость является агрессивной. Активная жидкость участвует в трех основных физико-химических процессах. Первый процесс обусловлен химической агрессивностью активной жидкости, часть ее вступает в химическую реакцию с материалом среды. Второй процесс - диффузионный. Третий процесс связан с переносом микроорганизмов вглубь материала, так как активная и инертные жидкости совместно с исходной влагой участвуют в транспорте микроорганизмов.
2. Разрушение путем извлечения необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов ионов и соединений из повреждаемых материалов [70].
Таким образом, сложность, многофакторность, а главное - несомненная практическая значимость процессов биоповреждения в условиях подземных горных выработок, показывает актуальность дальнейшего изучения данных явлений относительно применяемых материалов. Получение новых сведений о микробиологических и физико-химических составляющих процессов биоповреждений позволит развивать высокоточное математическое моделирование и прогнозирование с целью повышения безопасности и эффективности эксплуатации горного оборудования, а значит и безопасности отрасли в целом.
Список литературы
1. Сафонов А. В., Болдырев К. А. Исследование биогенных процессов в ПИЛ ПГЗРО в Нижнекамском массиве // Радиоактивные отходы. 2019. № 2 (7). С. 92 - 100.
2. Penny S. Amy, Dana L. Halderman. Microbiology of the Terrestrial Deep Subsurface. Microbiology of Extreme & Unusual Environments. CRCPress, 1997. 368 р.
3. Экологические основы защиты от биоповреждений / В.Д. Ильичев [и др.]. М.: Наука, 1985. 262 с.
4. Копытенкова О.И., Шилова Е.А., Сазонова А.М. Особенности биоповреждений подземных объектов и необходимой охраны труда // Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности". 2014. № 6 (58) [Электронный ресурс]. URL: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2014-6/21-06-14 (дата обращения: 14.042020).
5. Каблов Е.Н., Прогнозирование регионов биоповреждений сто-рительных материалов // Приволжский научный журнал. 2019. № 4. С. 158 - 166.
6. Ильичев В.Д. Проблемы биологического повреждения материалов. Экол. аспекты: сб. ст. АН СССР, Научный совет по биоповреждением. Ин-т эволюц. морфологии и экологии животных им. А.Н. Северцова, М.,1988. 122 с.
7. Биоповреждения: учеб. пособие для биолога спец. вузов / под ред. В.Д. Ильичева. М.: Высшая школа, 1987. 352 с.
8. Проблемы сохранения жилой и производственной инфраструктуры городов от биоразрушения / В. А. Крыленко, Д. Ю. Власов, Р. Э. Дашко, С. А. Старцев // ИНФРОСТРОЙ. 2003. № 5. С. 3 -13.
9. Защита зданий и сооружений от биоповреждений биоцидными препаратами на основе гуанидина: монография / В. Т. Ерофеев [и др.]: под ред. П. Г. Комохова, В. Т. Ерофеева, Г. Е. Афиногенова. Санкт-Петербург: Наука, 2010. 189 с.
10. Исследование биостойкости строительных материалов с учетом их старения / В. Т. Ерофеев [и др.] // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер. «Строительство и архитектура». 2011. № 22. С. 73-78.
11. Защита строительных материалов от биоповреждений / А.М. Кашников [и др.] // Germostroy [Электронный ресурс]. URL: http://www.germostroy.ru/art_1147.php (дата обращения: 12.04.2020).
12. Болотина И.Н. Физико-химические явления с участием биохимического компонента // Теоретические основы инженерной геологии. Физико-химические основы: сб. науч. тр. / под ред. Е.М. Сергеева. М.: Недра, 1985. С. 65-70.
13. Потапов А.Д., Чернышев С.Н. Геоэкология подземного пространства в ряду экологических наук // Вестник Московского государственного строительного университета. 2013. №1. С. 159 - 168.
14. Князева В.П., Жук П.М. Экологические аспекты защиты строительных материалов от биохимической коррозии // Сб. науч. тр. «Строительство -формирование среды жизнедеятельности»: материалы IV НПК молодых ученых. М.: МГСУ. 2001. С. 76 - 84.
15. Дашко Р.Э., Алексеев И.В. Инженерно-геологические особенности изучения безопасности эксплуатации Яковлевского месторождения богатых железных руд на основе анализа подземного пространства как многокомпонентной системы / Сергеевские чтения. Геоэкологическая безопасность разработки месторождений полезных ископаемых/ под ред. Осипов В. И. //Москва: Институт геоэкологии РАН, 2017. Т 19. С 37 - 41.
16. Dashko R.E., Alekseev I.V. Underground space of Saint-Petersburg as a multicomponent system: engineering geological and geotechnical aspects of its development. / 13th Baltic Sea Geotechnical Conference: "Historical Experience аnd Challenges of Geotechnical Problems in Baltic Sea Region" // Vilnius: Vilnius University, 2016. Т 1. С 78 - 84.
17. Alekseev I. V., Dashko R. E., Microbially-Induced Corrosion of Structural Materials in Underground Workings of the Yakovlev's Mine (Kursk Magnetic Anomaly, Russia) // Biosciences biotechnology research Asia. V 14, № 1. 2017. P. 167 - 175.
18. Промышленная микробиология: учеб. пособие для вузов / под ред. Н.С. Егорова. М.: Высшая школа, 1989. 682 с.
19. Ямпольская Т.Д. Особенности повреждений материалов микроорганизмами // Актуальные вопросы современной науки. 2008. № 3. С. 8 -30.
20. Науменко А.Ф. Экологические особенности микроорганизмов подземных горных выработок Северной Фенноскандии: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Петрозаводск, 2002. 34 с.
21. Алексеев И.В. Развитие комплексного инженерно-экологического и микробиологического мониторинга на Яковлевском руднике для повышения безопасности ведения очистных работ под неосушен-ными водоносными горизонтами: автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Санкт-Петербург, 2015. 28 с.
22. Власов Д.Ю. Микромицеты в литобионтных сообществах: разнообразие, экология, эволюция, значение: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Санкт-Петербург, 2008. 38 с.
23. Андреюк Е. И. и др. Микробная коррозия и ее возбудители. Киев: Наук. думка, 1980. 287 с.
24. Биоповреждения в строительстве / под ред. Ф.М. Иванова, С.Н. Горшина. М.: Стройиздат, 1984. 320 с.
25. Соколова Г.А, Каравайко Г.И. Физиология и геохимическая деятельность тионовых бактерий. М.: Наука, 1964. 334 с.
26. Заварзин И.А. Литотрофные микроорганизмы. М.: Наука, 1972.
315 с.
27. Методы определения биостойкости материалов / Е.И. Андреюк [и др.] // Сб. ст. М.: ВНИИСТ, 1979. С. 33-37.
28. Кондратьева Е.Н. Хемолитотрофы и метилотрофы. М.: МГУ, 1983. 234 с.
29. Kiene R.P. Spec. Symp. Cycl. Reduc. Gases hydrosphere as Pt of 24ht Congr. Int. Assoc. Theor. And Appl. Limnol. (SIL), Munich, Aug. 13-19, 1989,Mitt./ Int. Ver. Theor and angew. Limnol., 1996, 25, P. 137-151.
30. Guyoneaud R. [et al], Thiorhodococcus minus, gen. nov., sp. nov., a new purple sulfur bacterium isolated from coastl lagoon sediments // Arch. Microbiol., 1997. V.168. P.16-23.
31. Каравайко Г.И. Литотрофные микроорганизмы окислительных циклов серы и железа // Микробиология. 2006. Т. 75. № 5. C. 593 - 629.
32. Аристовская Т.В. Микробиология подзолистых почв. М.: Наука, 1965.188 с.
33. Дубинина Г. А. Биология железобактерий и их геохимическая деятельность: автореф. дис. ...д-ра биол. наук. М., 1977. 56 с.
34. Смирнов В.В., Киприанова Е.В. Бактерии рода Pseudomonas. Киев: Наукова думка, 1990. 261 с.
35. Rodin V.B. Direct quantitative evaluation of the effects of biocides on Pseudomonas fiuorescens in various nutrient media // Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Т. 36. № 6. С. 701-705.
36. Каталог микромицетов-биодеструкторов полимерных материалов / А.Ю. Лугаускас [и др.]. М.: Наука, 1987. 336 с.
37. Каневская И.Г. Биологическое повреждение промышленных материалов. Л.: Наука, 1984. 232 с.
38. Коваль Э.З., Сидоренко Л.П. Микодеструкторы промышленных материалов. Киев: Наукова думка, 1989. 187 с.
39. Благник Р., Занова В. Микробиологическая коррозия / под ред. Ф.В. Хетагуровой. М.-Л.: Химия, 1965. 224 с.
40. Биологические повреждения строительных и промышленных материалов: сб. науч. тр. / под ред. И.В. Старостина и др. Киев: Наукова думка, 1978, 265 с.
41. Вторая Всесоюзная конференция по биоповреждениям // Сб. науч. тр.: в 2 ч. Ч.1. Горький, 1981. 135 с.
42. Методы выделения и идентификации почвенных микромицетов-биодеструкторов / Н.Н. Жданова [и др.] // Сб. науч. тр. Вильнюс: Ин-т ботаники АН ЛитССР, 1982. С 44-46.
43. Герасименко А.А. Микромицетная коррозия металлов // Защита металлов. 1998. Т. 34, № 2.С. 192-207.
44. Gorbushina A.A., Vlasov D.Yu., Lyalikova N.N., Khizhnyak T.V. Microbial communities on the monuments of Moscow and St. Petersburg: Biodiversity and trophic relations // Mikrobiologiya. 2002. Т. 71. № 3. С. 350-356.
45. Доронина Н.В., Ли Ц.Д., Иванова Е.Г., Троценко Ю.А. Methylo-faga murata sp. nov. - Галоалкалофильный аэробный метилотроф из разрушающегося мрамора // Микробиология. 2005. Т. 74, № 4. С. 511-519.
46. Жданова Н.Н., Василевская А.И. Экстремальная экология грибов в природе и эксперименте. Киев: Наукова думка, 1982. 167 с.
47. Безбородов А.М., Астапович Н.М. Секреция ферментов у микроорганизмов. М.: Наука, 1984. 70 с.
48. Илялетдинов А.Н. Микробиологические превращения металлов. Алма-Ата: Наука, 1984. 268 с.
49. Герасименко А.А. Защита машин от биоповреждений. М.: Машиностроение, 1984. 114 с.
50. Анисимов А.А. и др. Актуальные вопросы биоповреждений. М.: Наука,1983. С. 77-101.
51. Анисимов А.А. и др., Биоповреждения в промышленности: межвуз. сб. науч. ст. Горький: ГГУ, 1985. С. 3-19.
52. Актуальные проблемы биологических повреждений и защиты материалов, изделий и сооружений / Ф.Г. Портнов [и др.]. М.: Наука, 1989. С. 74-82.
53. Анисимов А. А. Биохимия и биокоррозия: учеб. пособие / под ред. А. А. Анисимов, А. П. Веселов, А. С. Семичева. Горький: ГГУ, 1987. 64 с.
54. Kondrat'eva T.F. Peculiarities in the chromosomal DNA structure in Sulfobacillus thermosulfidooxidans analyzed by pulsed-field gel electrophoresis // Mikrobiologiya. 1998. V. 67. № 1. Р. 13-18.
55. Jigletsova S.K. Studies of initial stages of biocorrosion of steel //Applied Biochemistry and Microbiology. 2000. V. 36. № 6. Р. 550-554.
56. Повышение экологической безопасности при использовании биоцидов для борьбы с коррозией, индуцируемой микроорганизмами / С.К. Жиглецова [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Т.36. № 6. С. 694 - 700.
57. Розанова Е.П. Микроорганизмы в тепловых сетях и внутренняя коррозия стальных трубопроводов // Микробиология. 2003. Т.72. № 2. С. 212-220.
58. Kholodenko V.P. Chemicomicrobiological diagnostics of stress corrosion cracking of trunk pipelines // Applied Biochemistry and Microbiology. 2000. V. 36. № 6. Р. 594-601.
59. Sorokin D.Yu. Combined microbial-chemical processes in the transformation of inorganic compounds: Role in natural systems and possible applications in biotechnology // Mikrobiologiya. 1997. V. 66, № 3. Р. 241-248.
60. Колодяжная А.А., Крюкова В.Г. О происхождении карста в отложениях нижнего карбона Курской магнитной аномалии. Геохимия подземных вод некоторых районов Европейской части СССР. М.: Изд. АН СССР, 1963. С. 38-59.
61. Исаев О.Н. Эколого-биотехнологические аспекты очистки шахтных вод от буроугольных взвешенных веществ: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2005. 24 с.
62. Мананков А. В., Фатыхова Ю.Н. Биокоррозия силикатных материалов // Экология промышленного производства. 2007. № 1. С. 16-22.
63. Сафонов А.В. и др. Микробиологические аспекты хранения радиоактивных отходов // Радиационная биология. Радиоэкология. 2015. Т.55. № 3. С. 293 - 301.
64. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений / А.А. Герасименко [и др.]. М.: Наука, 1987. Т. 1. 688 с.
65. Биологическое сопротивление материалов / В.И. Соломатов [и др.]. Саранск: Изд. Морд. Ун-та, 2001. 196 с.
66. Николаев Ю. А., Проссер Дж. И. Внеклеточные факторы, влияющие на адгезию на стекле // Микробиология. 2000. Т. 69. N 2. С. 231-236.
67. Nicolaev Y.A. Role of long-range interactions in the regulation of adghesion of P. fluorescens cells // Mikrobiologiya. 2000. V. 69. N 2. P. 356361.
68. Родионова Т.А., Николаев Ю.А. Защитное действие обратимой адгезии термофильной бактерии Bacillus lichenoformis 603 от N-этилмалеимида // Микробиология. 2004. Т. 73, № 1. С. 133 - 134.
69. Кузнецов С.И., Дубинина Г.А. Методы изучения водных микроорганизмов. М.: Наука, 1989. 285 с.
70. Дашко Р.Э., Алексеев И.В. Значение микробиологических процессов при геотехническом и инженерно-геологическом обеспечении устойчивости подземных выработок Яковлевского рудника (Курская магнитная аномалия) // Геотехника. 2013. № 3. С. 36-47.
Колотова Ольга Владимировна, канд. техн. наук, доц., olgakolotova@mail.ru, Россия, Волгоград, Волгоградский государственный технический университет,
Могилевская Ирина Владимировна, канд. биол. наук, доц., mogi-irina@yandex.ru, Россия, Волгоград, Волгоградский государственный технический университет,
THE MICROBIAL BIO-DAMAGE PROCESSES IN THE UNDERGROUND GALLERIES
O. V. Kolotova, I. V. Mogilevskaya
The modern scientific literary overview on the microbiological damage problem of materials in underground mining is presented. The processes, mechanisms and factors affect-
ed the biological damage of metals and construction materials by bacteria and fungal destructors of various systematic and ecological groups are considered.
Key words: bio-damage, underground galleries, bacteria, micromycetes, fastening materials, mathematical modelling
Kolotova Olga Vladimirovna, candidate of technical sciences, docent, olgakoloto-va@mail.ru, Russia, Volgograd, Volgograd State Technical University,
Mogilevskaya Irina Vladimirovna, candidate of biological sciences, docent, mogi-irina@yandex. ru, Russia, Volgograd, Volgograd State Technical University
Reference
1. Safonov A.V., Boldyrev K. A. Investigation of biogenic processes in PIL PGZRO in the Nizhnekamsk massif // Radioactive waste. 2019. № 2 (7). P. 92-100.
2. Penny S. Amy, Dana L. Halderman. Microbiology of the Terrestrial Deep Subsurface. Microbiology of Extreme & Unusual Environments. CRC-Press, 1997. 368 p.
3. Ecological bases of protection from biological damage / V. D. Ilyichev [et al.]. Moscow: Nauka, 1985. 262 p.
4. Koptenkova O. I., Shilova, E. A., Sazonova A. M. Peculiarities of the biological damage of underground facilities and necessary protection of labor // Internet journal "technologies of technospheric safety". 2014. № 6 (58) [Electronic resource]. URL: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2014-6/21-06-14 (date of request:14.042020).
5. Kablov E. N., Prediction of regions of biological damage of storable materials // The Privolzhsky scientific journal. 2019. No. 4. P. 158 - 166.
6. Ilyichev V. D. Problems of biological damage to materials. Ecol. aspects: SB. art. of the USSR Academy of Sciences, Scientific Council on biological damage, Institute of animal morphology and ecology named after A. N. Severtsov, Moscow, 1988, 122 p.
7. Biodeterioration: studies. manual for biologists. spec. vuzov / ed. V. D. Ilyichev. M.: Higher school, 1987. 352 p.
8. Problems of residential and industrial preservation
infrastructure of cities from biodegradation / V. A. Krylenko, D. Yu. Vlasov, R. E. Dashko, S. A. Startsev // INFROSTROY. 2003. No. 5. C. 3 -13.
9. Protection of buildings and structures from biological damage by biocidal preparations based on guanidine: monograph / V. T. Erofeev [et al.]: ed. P. G. Komokhov, V. T. Erofeev, G. E. Afinogenov. Saint Petersburg: Nauka, 2010, 189 p.
10. Research of biostability of building materials with account of their aging / V. T. Erofeev [et al.] // Bulletin of the Volgograd state University of architecture and construction. Ser. "Construction and architecture". 2011. no. 22. Pp. 73-78.
11. Protection of building materials from biological damage [Electronic resource] / a.m. Kashnikov [et al.] // Germostroy: [site]. URL: http://www.germostroy.ru/art_1147.php (accessed: 12.04.2020).
12. Bolotina I. N. Physical and chemical phenomena with the participation of a biochemical component // Theoretical foundations of engineering Geology. Physical and chemical bases: SB. nauch. Tr. / ed. E. M. Sergeev. M.: Nedra, 1985. Pp. 65-70.
13. Potapov A.D., Chernyshev S. N. Geoecology of underground space in a number of environmental Sciences // Bulletin of the Moscow state University of civil engineering. 2013. no. 1. Pp. 159-168.
14. Knyazeva V. P., Zhuk P. M. Ecological aspects of protection of construction materials from biochemical corrosion // SB. nauch. Tr. "Construction-formation of the environment of life": Materials of the IV NPK of young scientists. 2001. Pp. 76-84.
15. Dashko R. E., Alekseev I. V. Engineering and geological features of studying the safety of exploitation of the Yakovlev Deposit of rich iron ores based on the analysis of underground space as a multicomponent system / Sergeev readings. Geoecological safety of development of mineral deposits/ ed. Osipov V. I. // Moscow: Institute of environmental Geo-science, Russian Academy of Sciences, 2017. T 19. C 37-41.
16. Dashko R. E., Alekseev I. V. Underground space of Saint-Petersburg as a multi-component system: engineering geological and geotechnical aspects of its development. / 13th Baltic Sea Geotechnical Conference: "Historical Experience and Challenges of Geotechnical Problems in the Baltic Sea Region" // Vilnius: Vilnius University, 2016. T 1. P 78-84.
17.Alekseev I. V., Dashko R. E., Microbially-Induced Corrosion of Structural Materials in Underground Workings of the Yakovlev's Mine (Kursk Magnetic Anomaly, Russia) // Biosciences biotechnology research Asia. V 14, № 1. 2017. P. 167 - 175.
18. Industrial Microbiology: textbook. manual for Universities / ed. N. S. Egorov, M.: Higher school, 1989. 682 p.
19. Yampolskaya, Etc. Features of damage to materials by microorganisms // Current issues of modern science. 2008. no. 3. P. 8-30.
20. Naumenko A. F. Ecological features of micro-organisms of underground mining workings of Northern Fennoscandia: autoref. dis. ... Cand. Biol. Sciences. Petrozavodsk, 2002. 34 p.
21. Alekseyev I. V. Development of integrated engineering-ecological and microbiological monitoring at the Yakovlevsky mine to improve the safety of treatment operations under unsaturated aquifers: autoref. dis. ... candidate of geological and mineral Sciences. Saint Petersburg, 2015. 28 p.
22. Vlasov D. Yu. Micromycetes in litobiont communities: diversity, ecology, evolution, meaning: author's abstract. ... doctor of biology. Saint Petersburg, 2008. 38 p.
23. Ondreyuk E. I. et al. Microbial corrosion and its pathogens. Kiev: Nauk. Dumka, 1980. 287 p.
24. Bio-Damages in construction / ed. by F. M. Ivanov, S. N. Gorshina, M.: stroizdat, 1984, 320 p.
25. Sokolova G. A, karavayko G. I. Physiology and geochemical activity of thionic bacteria. Moscow: Nauka, 1964. 334 p.
26. Zavarzin I. A. Lithotrophic microorganisms. Moscow: Nauka, 1972. 315 p.
27. Methods for determining the biostability of materials / E. I. andreyuk [et al.] // SB. St. M.: VNIIST, 1979. Pp. 33-37.
28. Kondratieva E. N. Chemolithotrophs and methylotrophs. Moscow: MSU, 1983.
234 p.
29. Kiene R.P. Spec. Symp. Cycl. Reduc. Gases hydrosphere as Pt of 24ht Congr. Int. Assoc. Theor. And Appl. Limnol. (SIL), Munich, Aug.13-19, 989,Mitt./ Int. Ver. Theor and angew. Limnol., 1996, 25, P. 137-151.
30. Guyoneaud R. [et al], Thiorhodococcus minus, gen. nov., sp. nov., a new purple sulphur bacterium isolated from coastl lagoon sediments // Arch. Microbiol., 1997. V. 168. P. 16-23.
31. karavayko G. I. Lithotrophic microorganisms of oxidative cycles of sulfur and iron // Microbiology. 2006. Vol. 75. No. 5. C. 593-629.
32. Aristovskaya T. V. Microbiology of podzolic soils. Moscow: Nauka, 1965.188 p.
33. Dubinina, G. A., Biology of iron bacteria and their geochemical activity]: Avtoref. dis. ...d-RA Biol. Sciences. M., 1977. 56 p
34. Smirnov V. V., Kiprianova E. V. Bacteria of the genus Pseudomonas. Kiev: Naukova Dumka, 1990. 261 p.
35. Rodin V. B. Direct quantitative evaluation of the effects of biocides on Pseudomonas fiuorescens in various nutrient media // Applied biochemistry and Microbiology. 2000. Vol. 36. No. 6. Pp. 701-705.
36. Catalog of micromycetes - biodestructors of polymer materials / A. Yu. Lu-gauskas [et al.]. Moscow: Nauka, 1987. 336 p.
37. Kanevskaya I. G. Biological damage of industrial materials. L.: Nauka, 1984, 232
p.
38. Koval E. Z., Sidorenko L. P. Mycodestructors of industrial materials. Kiev: Nau-kova Dumka, 1989. 187 p.
39. Blagnik R., Zanova V. Microbiological corrosion / ed. by F. V. Khetagurova. ML.: Chemistry, 1965. 224 p.
40. Biological damage of construction and industrial materials: collection of scientific works. Tr. / under the editorship of I. V. Starostin, and others. Kiev: Naukova Dumka, 1978, 265 p.
41. the Second all-Union conference on biological damage // SB. nauch. Tr. [in 2 CH.]. CH. 1. Gorky: B. I., 1981. 135 p.
42. Zhdanova N. N. et al. Methods of isolation and identification of soil micromy-cetes-biodestructors / / SB. nauch. Tr. Vilnius: Institute of botany of the Academy of Sciences of the Lithuanian SSR, 1982. From 44-46.
43. Gerasimenko A. A. Micromycete corrosion of metals // Protection of metals. 1998. Vol. 34, No. 2. P. 192-207.
44. Gorbushina A.A., Vlasov D.Yu., Lyalikova N.N., Khizhnyak T V. Microbial communities on the monuments of Moscow and St. Petersburg: Bio-diversity and trophic relations // Mikrobiologiya. 2002. Vol. 71. No. 3. Pp. 350-356.
45. Doronina N. V., Li TS. D., Ivanova E. G., Trotsenko Yu. a. Methylofaga murata sp. nov — Haloalkalophilic aerobic methylotrof from collapsing marble // Microbiology. 2005. Vol. 74, No. 4. Pp. 511-519.
46. Zhdanova N. N., Vasilevskaya A. I. Extreme ecology of mushrooms in nature and experiment. Kiev: Naukova Dumka, 1982. 167 p.
47. Bezborodov a.m., Astapovich N. M. enzyme Secretion in microorganisms, Moscow: Nauka, 1984, 70 p.
48. Ilyaletdinov A. N. Microbiological transformations of metals. Alma-ATA: Nau-ka, 1984, 268 p.
49. Gerasimenko A. A. Protection of machines from biological damage. Moscow: Machine-building, 1984. 114 p.
50. Anisimov A. A. et al. Actual issues of biological damage. Moscow: Nauka, 1983. Pp. 77-101.
51. Anisimov A. A. et al., Biopovrezhdeniya V promyshlennosti: mezhvuz. SB. nauch. St. Gorky: GSU, 1985. P. 3-19.
52. Actual problems of biological damage and protection of materials, products and structures / F. G. Portnov [et al.]. Moscow: Nauka, 1989. Pp. 74-82.
53. Anisimov A. A. Biochemistry and biocorrosion: studies'. the allowance / under the editorship of A. A. Anisimov, A. P. Veselov, A. S. Russia. Gorky: GSU, 1987, 64 p.
54. Kondrat'eva T. F. Peculiarities in the chromosomal DNA structure in Sulfobacil-lus thermosulfidooxidans analyzed by pulsed-field gel electro-phoresis / / Mikrobiologiya. 1998. V. 67. no. 1. P. 13-18.
55. Jigletsova S.K. Studies of initial stages of biocorrosion of steel //Applied Biochemistry and Microbiology. 2000. V. 36. No. 6. P. 550-554.
56. Improving environmental safety when using biocides to combat corrosion induced by microorganisms / S. K. Zhigletsova [et al.] // Applied biochemistry and Microbiology. 2000. Vol. 36/ No. 6. Pp. 694-700.
57. Rozanova E. P. Microorganisms in heat networks and internal corrosion of steel pipelines // Microbiology. 2003. Vol. 72. No. 2. Pp. 212-220.
58. Kholodenko V.P. Chemicomicrobiological diagnostics of stress corrosion cracking of trunk pipelines // Applied Biochemistry and Micro-biology. 2000. V. 36. No. 6. P. 594601.
59. Sorokin D. Yu. Combined microbial-chemical processes in the transformation of organic compounds: Role in natural systems and possible applications in biotechnology // Mikrobiologiya. 1997. V. 66, no. 3. Pp. 241-248.
60. Kolodyazhnaya A. A., Kryukova V. G. on the origin of karst in the lower carbon deposits of the Kursk magnetic anomaly. Geochemistry of underground water in some areas of the European part of the USSR. Moscow: Publishing house of the USSR Academy of Sciences, 1963. P. 38-59.
61. Isaev O. N. Ecological and biotechnological aspects of mine water treatment from brown coal suspended substances: author's abstract. ... Cand. Biol. nauk. M., 2005. 24 p.
