Види бактеріальних биоповреждений і їх характеристика - студопедія

Вплив живих організмів на промислову сировину, матеріали та вироби може істотно змінити їх споживчі властивості, знизити якість, а в ряді випадків привести до повного їх руйнування.

Властивості сировини, матеріалів і виробів, в тому числі і споживчі, можуть змінюватися при зберіганні, експлуатації, іноді і при виробництві під впливом фізико-хімічних, механічних і біологічних факторів, що викликають відповідні ушкодження (фізико-хімічні, механічні, біологічні).

Ці ушкодження виникають паралельно або послідовно, посилюючи один одного.

Немає сумнівів в тому, що при будь-яких порушеннях режимів зберігання, тим більше при аварійних ситуаціях відбувається біологічне ушкодження.

Згідно з нормативними документами, поняття біопошкоджень визначається як пошкодження матеріалів, сировини і виробів під впливом біологічного фактора [1].

Пошкоджувати матеріали здатні різноманітні організми - бактерії і гриби, лишайники, водорості і вищі рослини, найпростіші і кишковопорожнинні, черви, молюски і членистоногі, риби, птахи та ссавці. Однак найбільш активні збудники ушкоджень - міцеліальні гриби і бактерії, на частку яких припадає до 20% від загального числа пошкоджень.

Серед биоповреждений слід виділяти:

1 власне биоповреждения;

1 Власне биоповреждения матеріалів при всьому різноманітті живих організмів і способів їх впливу зводяться до хімічних і механічних змін.

Бактерії в даному випадку надають на матеріали насамперед хімічний вплив, а комахи і тварини наносять, як правило, механічні пошкодження.

Таким чином, власне пошкодження матеріалів живими організмами можна звести до двох типів:

1) використання матеріалу в якості джерела живлення (асиміляція);

2) вплив на матеріал, що не пов'язане з процесом харчування і призводить до механічного або хімічного руйнування матеріалу (деструкція).

Види матеріалів, здатних піддаватися бактеріальним биоповреждениям представлені в таблиці 1:

2 Біобрастаніе - це обростання поверхні сировини, матеріалів і виробів, яке може здійснюватися під хімічним впливом або без него.Біообрастаніе представляє со-бій досить складний процес, який відбувається при участі не якоїсь однієї оп-ределенной групи мікроорганізмів, а в ре- док життєдіяльності різних груп і популяцій.

3 Біологічне засмічення об'єкта (біозасореніе) - стан об'єкта, пов'язане з присутністю біофактора, після видалення якого відновлюються функціональні властивості об'єкта.

4 біокоррозія - корозія металів, що викликається мікроорганізмами, а також продуктами їх життєдіяльності, зокрема проміжними і кінцевими продуктами біохіміміческіх реакцій (органічні кислоти, аміак, сірководень і ін.). В атмосферних умовах біокоррозія поверхонь металів, покритих лаками, фарбами або контактують з гумою, пластмасами, шкірою, нафтопродуктами і т. Д. Викликають цвілеві грибки і бактерії, в підземних умовах - найчастіше сульфат-відновлюючі бактерії, в морських - різні морські бактерії і організми. Для попередження біокоррозіі поверхонь і знищення викликають її організмів застосовують обробку фунгіцидами.

В результаті впливу мікроорганізмів на сировину, матеріали і вироби в них виникають дефекти.

За ступенями значимості розрізняють дефекти критичні, значні і малозначні.

Критичні дефекти - невідповідність виробів встановленим вимогам, які можуть завдати шкоди здоров'ю або майну споживачів або навколишньому середовищу.

Значні дефекти - дефекти, які впливають на властивості матеріалів, але не впливають на безпеку для споживача або навколишнього середовища.

Незначні дефекти - дефекти, що не роблять впливу на властивості виробів, в першу чергу, на призначення, надійність і безпеку. До них, зокрема, відноситься біозасореніе.

Залежно від наявності методів і засобів виявлення дефекти підрозділяються на явні, для яких передбачені методи і засоби виявлення, і приховані, для яких можливе застосування спеціальних методів і засобів виявлення.

Для биоповреждений характерні саме приховані дефекти, для виявлення яких необхідне спеціальне обладнання.

Залежно від наявності методів і засобів усунення дефекти ділять на переборні і непереборні.

Можна усунути - дефекти, після усунення яких товар може бути використаний за призначенням. Такі дефекти характерні тільки для біозасоренія.

Непереборні дефекти - дефекти, які неможливо або економічно невигідно усувати. Наприклад, при биоповреждения оптики прилад може бути відновлений тільки після розбирання і додаткової шліфовки поверхні. В інших випадках критичні дефекти при биоповреждения практично не підлягають ремонту.

Таким чином, при биоповреждения сировини, матеріалів і виробів відбувається:

- зміна хімічних властивостей в результаті окислення або гідролізу компонентів матеріалу: під дією мікроорганізмів змінюється кислотно-і лугостійкість, стійкість до дії окислювачів, відновників і органічних розчинників;

- зміна фізико-механічних властивостей матеріалів, наприклад, втрата міцності деревини, гуми, пластиків, тканин під дією мікроорганізмів або продуктів їх обміну речовин, набухання гуми, втрата адгезії лакофарбових покриттів;

- зміна оптичних властивостей, наприклад, кольору, блиску, прозорості, заломлення світла;

- погіршення електрофізичних властивостей, наприклад, зниження електроізоляційних властивостей матеріалів;

- зміна органолептичних властивостей, наприклад, поява поганого запаху при гнитті, поява слизу на твердих поверхнях.

Поєднання сприятливою кислотності і високої вологості, а також наявність великої кількості органічних речовин призводить до заселення поверхні матеріалів різними видами мікроорганізмів, в основному, бактеріями, пліснявими грибами і мікроскопічними водоростями. Характер викликаються ними пошкоджень визначається експлуатаційними умовами, в яких виявляється той чи інший матеріал або виріб. Бактерії розвиваються при наявності рідких середовищ, т. Е. На матеріалах і виробах, досить зволожених або занурених у рідину. При нестачі вологи бактеріальні процеси пригнічуються.

Вплив бактерій, головним чином, позначається на фізичних властивостях матеріалів. Так, бактерії змінюють вуглеводневий склад палива і мастильно-охолоджуючих рідин. Сульфатвосстанавлівающіе бактерії викликають біокоррозія нафтопромислового обладнання. Вода, що закачується в нафтові пласти, розчиняє в породах сульфати, а сульфатвосстанавлівающіе бактерії відновлюють їх до сірководню. Сірководень погіршує якість нафти і сприяє корозії металів нафтовидобувного обладнання.

У грунтах, що містять сульфати, бактерії викликають корозію стали нафто- і газопроводів. Тіонові бактерії в аеробних умовах можуть окисляти в грунтах сірку або її відновлені з'єднання до сірчаної кислоти, яка в водних розчинах надходить в підземні споруди, викликаючи їх корозію. В умовах зіткнення сталевих конструкцій з водами, що містять закисное залізо і незначна кількість органічних речовин, залізо швидко окислюється железобактериями. У нафтовій промисловості понад 77% корозійних втрат обладнання відбувається в результаті біокоррозіі [2].