CC BY
11_воздействие гетеротрофной микрофлоры на металл
Айткельдиева Светлана Айткельдиновна
доктор биол. наук Институт микробиологии и вирусологии
г. Алматы
Файзулина Эльмира Рамазановна
кандидат биол. наук Институт микробиологии и вирусологии
г. Алматы Ауэзова Ольга Николаевны
научный сотрудник Институт микробиологии и вирусологии
г. Алматы
Татаркина Лариса Геннадьевна
научный сотрудник Институт микробиологии и вирусологии
г. Алматы
IMPACT OF HETEROTROPHIC MICROFLORA ON METAL
Aitkeldiyeva Svetlana
Doctor of Science Institute of microbiology and virology, Almaty
Faizulina Elmira
Candidate of Science Institute of microbiology and virology, Almaty
Auezova Olga Researcher
Institute of microbiology and virology, Almaty
Tatarkina Larissa
Researcher
Institute of microbiology and virology, Almaty АННОТАЦИЯ
Поставлены модельные эксперименты по оценке влияния гетеротрофных денитрифицирующих микроорганизмов и бактериально-грибной ассоциации на степень коррозии стали-3. Убыль металла оценивали весовым методом после воздействия ассоциаций микроорганизмов на среде Гильтая и ацетатной среде. Установлено, что в благоприятных условиях бактериально-грибная микрофлора способна вызывать коррозию металлических поверхностей. Под воздействием гетеротрофных денитрифицирующих микроорганизмов также протекают коррозионные процессы, однако они несколько замедлены за счет образования биопленки на поверхности металла.
Ключевые слова: коррозия, гетеротрофные денитрифицирующие микроорганизмы, бактериально-грибная микрофлора, биопленка
ABSTRACT
Model experiments were performed to evaluate the effect of heterotrophic denitrifying microorganisms and the bacterial-fungal association on the degree of corrosion of steel-3. The metal loss was evaluated by the weight method after exposure to associations of microorganisms on the Giltay medium and the acetate medium. It was found that under favorable conditions a bacterial-fungal microflora is capable of causing corrosion of metallic surfaces. Corrosion processes also occur under the influence of heterotrophic denitrifying microorganisms, but they are somewhat slowed by the formation of biofilms on the surface of the metal.
Key words: corrosion, heterotrophic denitrifying microorganisms, bacterial-fungal microflora, biofilm
Микробная коррозия является частью актуальнейшей проблемы биоповреждений. Деятельностью микроорганизмов, по мнению ряда авторов, может быть обусловлено от 50 до 80% коррозионных повреждений [1, 2].
Действие микроорганизмов на металлы может происходить различно. Прежде всего, коррозию металлов могут вызывать агрессивные метаболиты микроорганизмов: минеральные и органические кислоты и основания, ферменты и другие. Колонии микроорганизмов могут создавать на поверхности
металлов наросты и пленки мицелия или слизи, под которыми может развиваться язвенная (питтинго-вая) коррозия [3, 4 ,5].
Целью исследований было изучение влияния естественных ассоциаций микроорганизмов, выделенных из поврежденных железобетонных конструкций на степень коррозии металла.
Поставлены модельные эксперименты по оценке влияния гетеротрофных денитрифицирующих микроорганизмов и бактериально-грибной ассоциации на степень коррозии стали-3.
Для постановки модельных экспериментов использовали образцы поврежденных поверхностей, из которых было выделено 2 ассоциации денитрифицирующих микроорганизмов и 2 бактериально-грибные ассоциации. Стальные пластины помещали в среду Гильтая, в которой развивается денитрифицирующая микрофлора, и в ацетатную среду, предназначенную для культивирования бактериально-грибных ассоциаций. Продолжительность эксперимента составила 6 месяцев.
Результаты исследования показали, что через 1 месяц инкубации ассоциаций 1 и 2 на среде Гильтая убыль веса пластин составила 1,1% и 2,5% соответственно (рисунок 1). В контрольном варианте без микроорганизмов потеря веса пластин была 4,2%.
Через 2 месяца вес пластин в опытных вариантах уменьшился на 1,3% и 3,0%, тогда как в контроле -на 4,4%. Через 3 месяца убыль веса пластин при инкубации ассоциации 1 составила 1,9%, ассоциации 2 - 3,7%. В контроле вес пластин снизился на 4,9%.
Через 6 месяцев наиболее значительная убыль веса металла произошла в контрольном варианте -на 9,1%, тогда как под воздействием ассоциаций 1 и 2 только на 2,1% и 4,3% соответственно. В контрольном варианте коррозия металла протекает за счет электрохимических процессов. В опытных вариантах процесс коррозии несколько замедлен. Очевидно, это происходит за счет образования защитной биопленки на поверхности металла.
%
10 8 6 4 2 0
месяцы
6
1
2
К
Рисунок 1. Убыль веса стальных пластин при инкубации ассоциаций на среде Гильтея
При культивировании бактериально-грибных ассоциаций на ацетатной среде убыль веса пластин через 1 месяц в опытных вариантах составила 0,9%, в контрольном варианте - 1,5% (рисунок 2). Через 2 месяца инкубации ассоциации 3 вес пластин снизился на 1,5%, а ассоциации 4 - на 2,4%. В контроле
убыль была 2,1%. Через 3 месяца потеря веса пластин для ассоциации 3 составила 2,1%, для ассоциации 4 - 3,0%. В контрольном варианте вес уменьшился на 2,4%. Через 6 месяцев убыль веса металла была больше в опытных вариантах и составила 6,57,6%, тогда как в контроле - 5,0%.
Рисунок 2. Убыль веса стальных пластин при инкубации ассоциаций на ацетатной среде
В опытных вариантах при развитии бактерий и мицелиальных грибов происходит подкисление среды за счет выделения продуктов метаболизма, что в свою очередь вызывает коррозию металла. В пробе, из которой была получена ассоциация 4, изначально выделялось значительное количество ми-целиальных грибов, поэтому процесс коррозии
протекал более интенсивно по сравнению с ассоциацией 1.
Таким образом, результаты исследования показали, что в благоприятных условиях бактериально-грибная микрофлора способна вызывать коррозию металлических поверхностей. Под воздействием гетеротрофных денитрифицирующих
микроорганизмов также протекают коррозионные процессы, однако они несколько замедлены за счет образования биопленки на поверхности металла.
Список литературы
1. Chesnokova M.G., Shalaj V.V., Kraus Ju.A., Mironov A.Ju. Assessment of soil biocorrosion severe-ness on the pipeline locations // Procedia Engineering. - Vol. 113. - 2015. - P. 57 - 61.
2. Pankaj Sharma Microbiological-Influenced Corrosion Failure of a Heat Exchanger Tube of a Fertilizer Plant // J. Fail. Anal. and Preven. - Vol. 14. -2014. - P. 314-317.
3. Beech I.B., Gaylarde Ch.C. Recent advances in the study of biocorrosion - an overview // Rev. Microbiol. - Vol. 30 (3). - 1999. - P. 177-190.
4. Ashassi-Sorkhabi H., Moradi-Haghighi M., Zarrini G., Javaherdashti R. Corrosion behavior of carbon steel in the presence of two novel iron-oxidizing bacteria isolated from sewage treatment plants // Biodegradation. - Vol. 23. - 2012. - P. 69-79.
5. Moreno D.A., Ibars J.R., Polo J.L., Bastidas J.M. EIS monitoring study of the early microbiologi-cally influenced corrosion of AISI 304L stainless steel condenser tubes in freshwater // J. Solid State Electro-chem. - Vol. 18. - 2014. - P. 377-388.
