Роль мікроорганізмів техногенно забруднених ґрунтів в біопошкодженні сталі

Співавтори: Третяк О.П. - загальне керівництво роботою;

Курмакова І.М. - допомога в інтерпретації результатів;

Демченко А.М. - одержання гетероциклічних похідних діючої речовини пестициду рамрод шляхом органічного синтезу.

Лохова В.И., Третяк А.П., Смыкун Н.В., Курмакова И.Н. Влияние техногенного загрязнения на структуру микробного сообщества почвы в процессе биокоррозии // Бюлетень Інституту сільськогосподарської мікробіології. - 1999. - № 5. - С. 27-31.

(Здобувач особисто провів літературний пошук, приймав участь в лабораторних дослідженнях по визначенню чисельності груп мікроорганізмів ґрунтової корозійно-небезпечної мікрофлори та інтенсивності процесу біопошкодження сталі в присутності пестицидів симазин, лінурон, рамрод, ДНОК, гексилур при експозиції 2,5 та 5 місяців, аналізі одержаних результатів, формулюванні висновків та написанні статті).

Співавтори: Лохова В.І.- консультативна допомога в постановці дослідів з визначення чисельності корозійно-небезпечних груп ґрунтових мікроорганізмів в присутності пестицидів та інтерпретації результатів;

Третяк О.П. - загальне керівництво роботою;

Курмакова І.М. - визначення кінетичних показників біопошкодження сталі мікрофлорою водних витяжок ґрунту в присутності пестицидів електрохімічним методом.

Смыкун Н.В., Курмакова И.Н., Третяк А.П. Влияние техногенного загрязнения на популяцию микроорганизмов в почве // Екологічний стрес та адаптація в біологічних системах: Матеріали 1 Всеукраїнської наук. конф., 27-29 жовтня 1998 р. - Тернопіль: ТДПУ, 1998. - С. 107-108.

Смикун Н.В., Курмакова І.М., Третяк О.П. Вплив пестицидів на процес корозії сталі у ґрунті // Проблеми корозії та протикорозійного захисту конструкційних матеріалів: в 2-х т. / Спецвипуск журналу “Фізико-хімічна механіка матеріалів”. - Львів: Фізико-механічний інститут ім.Г.В.Карпенка НАН України, 2000. - Т.2. - С. 756-760.

Приходько С.В., Курмакова І.М., Смикун Н.В., Третяк О.П. Рекуперація некондиційних пестицидів з одержанням інгібіторів-біоцидів для захисту сталі в умовах ґрунтової корозії / Збірка тез доповідей учасників ІV Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Екологія. Людина. Суспільство.” (14-16 травня 2001 р., м. Київ). - С. 157-158.

АНОТАЦІЇ

Смикун Н.В. Роль мікроорганізмів техногенно забруднених ґрунтів в біопошкодженні сталі. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 - мікробіологія. Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К.Заболотного НАН України, Київ, 2004.

В дисертаційній роботі представлено результати дослідження ролі еколого-трофічних груп мікроорганізмів (сульфатвідновлювальних, денітрифікувальних, залізовідновлювальних, амоніфікувальних бактерій, мікроскопічних грибів) в біопошкодженні сталі за умов забруднення чорнозему опідзоленого пестицидами (симазин, лінурон, рамрод, ДНОК, гексилур), пошуку ефективних інгібіторів-біоцидів серед азотовмісних гетероциклічних похідних діючої речовини пестициду рамрод (N¹-ізопропіл-N¹-феніл-2-хлорацетаміду). Визначено інтенсивний розвиток сульфатвідновлювальних бактерій в феросфері сталі 45 (зоні ґрунту, що контактує з поверхнею сталі) та стимуляцію руйнування сталі, вплив пестицидів на кінетичні показники корозійного процесу.

Вперше встановлено високу чутливість сульфатвідновлювальних бактерій до похідних діючої речовини пестициду рамрод: тіазольних сполук, пара-бромфеноксильного похідного та сполук з четвертинним азотом - солей піридинію та бізарядної сполуки (біс-четвертинної солі діазобіцикло2.2.2октану). Найефективнішим біоцидом до асоціації сульфатвідновлювальних бактерій виявилась четвертинна сіль стирилпіридинію, до культури Desulfovibrio indonensis - досліджені тіазольні сполуки. Показано нечутливість сульфатвідновлювальних бактерій до хіназолонів, тіоефірів бензолу, тетразолу, триазолу, імідазолів. Для пригнічення розвитку залізовідновлювальних бактерій всі досліджені похідні виявились неефективними.

Дано оцінку захисного ефекту біоцидів щодо мікробного пошкодження сталі в присутності ґрунтової мікрофлори (водні витяжки ґрунту) та в корозійно-активних культурах сульфатвідновлювальних бактерій.

Визначено кінетичні характеристики росту асоціації сульфатвідновлювальних бактерій в присутності діючої речовини пестициду рамрод та інгібіторів-біоцидів, одержаних на її основі. Отримані дані дозволяють рекомендувати похідні в комплексі з іншими речовинами-біоцидами сульфатвідновлювальних бактерій.

Ключові слова: сульфатвідновлювальні, денітрифікувальні, залізовідновлювальні, амоніфікувальні бактерії, мікроскопічні гриби, мікробне пошкодження сталі, пестициди, азотовмісні гетероциклічні сполуки, біоциди-інгібітори корозії.

Смыкун Н.В. Роль микроорганизмов техногенно загрязненных почв в биоповреждении стали. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.07 - микробиология. Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного НАН Украины, Киев, 2004.

В диссертационной работе представлены результаты исследования роли эколого-трофических групп микроорганизмов в биоповреждении стали в условиях загрязнения пестицидами (симазин, рамрод, линурон, ДНОК, гексилур) чернозема оподзоленного, поиску эффективных ингибиторов-биоцидов среди азотсодержащих гетероциклических производных действующего вещества пестицида рамрод. Определена динамика численности эколого-трофических групп микроорганизмов ферросферы (зоны грунта, непосредственно контактирующего с поверхностью стали) - сульфатредуцирующих, денитрифицирующих, железовосстанавливающих, аммонифицирующих бактерий, микроскопических грибов. Использованные пестициды, особенно линурон и ДНОК, способствуют интенсивному развитию сульфатредуцирующих бактерий - основных агентов анаэробного разрушения металлов. Установлено, что длительное (12 месяцев) присутствие исследованных пестицидов в почве стимулирует коррозионный процесс стали 45.

Показано принципиальную возможность предупреждения микробного повреждения среднеуглеродистой стали при использовании ингибиторов-биоцидов, полученных на основе действующего вещества пестицида рамрод (N¹-изопропил-N¹-фенил-2-хлорацетамид). Это также позволит решить актуальную проблему утилизации некондиционного пестицида. Установлено высокую чувствительность сульфатредуцирующих бактерий к производным действующего вещества пестицида рамрод: тиазольным соединениям, пара-бромфеноксильному производному и соединениям с четвертичным азотом - солям пиридиния и бизарядному веществу (бис-четвертичной соли диазобицикло2.2.2октана). Самым эффективным биоцидом по отношению к ассоциации сульфатредуцирующих бактерий оказалась четвертичная соль стирилпиридиния, к культуре Desulfovibrio indonensis - исследованные тиазольные соединения.

Показано, что сульфатредуцирующие бактерии нечувствительны к хиназолонам, тиоэфирам бензола, тетразола, триазола, имидазолам. Для угнетения развития железовосстанавливающих бактерий все исследованные производные оказались неэффективными.

В культурах сульфатвосстанавливающих бактерий эффективное противокоррозионное действие определено для четвертичной соли стирилпиридиния (защитный эффект (Z_ст) составляет 91,0%) и действующего вещества пестицида рамрод (Z_ст = 33,0%). В водных вытяжках почвы противокоррозионные свойства проявили действующее вещество пестицида рамрод (Z_ст = 80,0%) и его производные - биоциды сульфатредуцирующих бактерий: соединение с пара-бромфеноксильным радикалом (Z_ст = 61,5%) и соединение с тиазольным кольцом и двумя N-фенильными радикалами (Z_ст = 87,0%). Четвертичная соль стирилпиридиния стимулировала повреждение стали.

Установлен конкурентный тип ингибирования роста ассоциации сульфатредуцирующих бактерий действующим веществом пестицида рамрод (константа ингибирования (К_і) составляет 6,3?10^-4 М), а четвертичной солью стирилпиридиния и тиазольным производным с двумя N-фенильными радикалами - неконкурентный (К_і 11,8?10^-4 и 4,4?10^-4 М соответственно). Полученные данные позволяют рекомендовать производные в комплексе с другими веществами-биоцидами сульфатредуцирующих бактерий.

Ключевые слова: сульфатредуцирующие, денитрифицирующие, железовосстанавливающие, аммонифицирующие бактерии, микроскопические грибы, микробное повреждение стали, пестициды, азотсодержащие гетероциклические соединения, биоциды-ингибиторы коррозии.

Smykun N.B. The role of microorganisms of polluted soils in biodeterioration of steel. - The manuscript.

The dissertation for scientific degree competition of candidate of biological science by speciality 03.00.07 - Microbiology - The Institute For Microbiology And Virology Named By D.K. Zabolotny Ukrainian National Academy of Science, Kyiv, 2004.

The dissertation is described to results of research of the role of ecologo-trofic groups microorganisms (sulphate-reducing, denitrifying, iron-restoring, ammonifying bacteria, microfungi) in biodeterioration of steel in conditions polluted chernozem of pesticides (simazin, linuron, ramrod, DNOK, gexilur), search of effective inhibitors-biocides among nitrogencontaining heteroсyclic derivatives which obtained on the bases of pesticide ramrod (N¹-isopropyl-N¹-phenyl-2-chloroacetamide). It is defined intensive development of sulphate-reducing bacteria in ferrosphere of steel 45 (zone of soil that contacts with surface of steel) and stimulation of deterioration of steel, the influence of pesticides to the kinetic figures of corrosion process.

High sensitive of sulphate-reducing bacteria to derivatives of bases of pesticide ramrod: tiazoles substances, p-bromophenoxyl derivative and substances with quarter nitrogen - pyridine salts and bicharge substance (bis-quarter salt of diazoniabicyclo2.2.2octane) it is settled for the first time. The most effective biocide to association of sulphate-reducing bacteria is been proved quarter salt stirilpyridinium, to cultures Desulfovibrio indonensis - are explored tiasol structures. It is shown that the sulphate-reducing bacteria are not sensitive to hinazolons, tioethers of bensol, tetrasol, threeasol, imidasoles. To depress the development of the iron-restoring all discovered are been proved appeared to be non effective.

The protective effect of biocides was evaluated on microbial deterioration of steel in presence of microorganisms of soil (water extracts from soil) and in the cultures of corrosion-actives of sulphate-reducing bacteria.

It is settled that kinetic characteristic of growth of association sulphate-reducing bacteria in presence of bases of pesticide ramrod and inhibitors-biocides. The substances, which have been study, can be recommended together with another substances-biocides of the sulphate-reducing bacteria.

Key words: sulphate-reducing, denitrifying, iron-restoring, ammonifying bacteria, microfungi, microbial deterioration of steel, pesticides, nitrogencontaining heterocyclic substances, biocides-inhibitors of corrosion.

Размещено на Allbest.ru