Ученые приблизили решение проблемы защиты стали от биокоррозии

Исследование штаммов бактерий, обитающих в воде Баренцева моря, на их коррозийную активность провели санкт-петербургские ученые, 26 сентября сообщает пресс-служба Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ). Биологи СПбГУ, Санкт-Петербургского технологического института (Технического университета) и Всероссийского научно исследовательского института гидротехники им. Б. Е. Веденеева (РусГидро) выяснили, что выделенные ими из морской воды штаммы бактерий способствуют коррозийному разрушению стали, используемой в портовых и гидротехнических подводных морских сооружениях. Коррозия сооружений, находящихся в морской среде, приводит к сокращению срока их службы. При этом, кроме электрохимического воздействия солей морской воды, существенно ускоряют и активизируют коррозионные процессы обитающие в морях микроорганизмы. Это явление получило название биокоррозия. Для арктической зоны, где на морском шельфе находятся различные портовые, гидротехнические и добывающие сооружения, проблема биокоррозии особенно актуальна. Результаты исследования, проведенного в рамках проекта «Современное минералообразование при участии микроорганизмов», ученые представили в статье «Коррозионная активность микроорганизмов, выделенных при обрастании конструкционных материалов в прибрежной зоне Баренцева моря», опубликованной в журнале Applied Biochemistry and Microbiology. Биокоррозия бетонных и металлических конструкций, которая существенно снижает долговечность сооружений и может приводить к аварийным ситуациям, представляет большую опасность. Поэтому их защита от биокоррозии является серьезной проблемой. Микробы на различных поверхностях объединяются в сообщества — образуют биопленки, повышая при этом свою устойчивость к внешним воздействиям и способность быстро колонизировать твердые материалы, в том числе в морской воде. Чтобы найти способы защиты от биокоррозии в морской воде, необходимо в первую очередь выявить самые коррозионно активные микроорганизмы и понять механизм их воздействия на подлежащие защите поверхности бетонных и металлических конструкций. Профессор кафедры ботаники СПбГУ Дмитрий Власов рассказал о проведенных ими исследованиях микроорганизмов, обитающих в морской воде: «Результаты показали, что выделенные в чистые культуры штаммы бактерий из прибрежной зоны Баренцева моря могут быть отнесены к представителям коррозионно активного микробного сообщества. В результате микробной деятельности зафиксированы существенные изменения структуры и минерального состава поверхностного слоя стали. При этом образование минеральных фаз зависело от конкретного штамма микроорганизма». Исследователи из СПбГУ на атмосферном и литоральном испытательных стендах изучили состав микроорганизмов, которые поселяются на различных материалах в прибрежной зоне Баренцева моря. С помощью молекулярно генетических и культуральных микробиологических методов они выявили преобладающие на этих материалах железо- и сероокисляющие, а также сульфатредуцирующие коррозионно-активные микроорганизмы. После чего исследователи получили чистые культуры этих бактерий и изучили их свойства. Наиболее активные штаммы бактерий были использованы в экспериментах по моделированию коррозионных процессов в лабораторных условиях. В них определялась динамика и особенности протекания коррозии на фрагментах стальных конструкций под действием разных штаммов таких бактерий. По истечении эксперимента поверхность этих фрагментов была изучена с помощью комплекса методов, таких как сканирующая электронная микроскопия и рентгенофазовый анализ. Это позволило выявить изменения, произошедшие с поверхностью фрагментов за период развития бактерий, а также определить состав продуктов коррозии на них. Результаты исследования показали возможности моделирования в лабораторных условиях процессов биокоррозии, что станет первой ступенью в поиске эффективных способов борьбы с этим явлением.