Комплексный критерий оценки биокоррозионной активности грунта



жүктеу 63.94 Kb.
Дата24.07.2018
өлшемі63.94 Kb.

УДК 579.6.622:276
Оценка почвогрунта с целью бактериологической идентификации Бактерий цикла серы в районе прокладки нефтепровода

М. Г. Чеснокова1, В. В. Шалай1, Ю. А. Краус1


1ФГБОУ ВО Омский Государственный Технический Университет, г. Oмск, Россия
Аннотация. Проведена оценка микробиологических показателей почвогрунта в районе прокладки нефтепровода на основании бактериологической идентификации бактерий цикла серы. Микробиологические исследования почвы выявили тионовые бактерий в различной концентрации. Определена количественная зависимость содержания тионовых бактерий почвы от показателя критерия биокоррозионной активности грунта. При проведении множественного регрессионного анализа в системе переменных «факторы биокоррозионной активности почвогрунта» установлены информативные данные моделирования показателя содержания тионовых бактерий в почве.

Ключевые слова: почвогрунт, нефтепровод, микробиологический анализ, сульфатредуцирующие бактерии, тионовые бактерии.
Введение. Основным фактором развития биокоррозии является функционирование в окружающей среде и на поверхности металлов микроорганизмов, что способствует снижению долговечности, сокращению срока эксплуатации сооружений и конструкций [1; 2]. Бактерии цикла серы (тионовые и сульфатредуцирующие бактерии) ускоряют подземную коррозию трубопроводов [3,4 ]. Выход из строя нефте- и газопроводов обусловлен деятельностью сульфатвосстанавливающих бактерий, повышающих агрессивность грунта в результате продуцирования H2S, и тионовых бактерий, понижающих рН почвы и грунта (для некоторых видов до 0,5) за счёт вырабатывания H2SO4.

Формируются бактериальные популяции, составляющие биоплёнки, которые являются оптимальной формой существования микроорганизмов в природе с благоприятными условиями для роста и развития. Биоплёнка является местом локализации биоэлектрохимических процессов, происходящих на поверхности металла, формируется анодная зона. [5; 6]. Рядом исследований установлено, что частота появления повреждений защитных покрытий трубопроводов может коррелировать с величиной потенциальной микробной коррозионной активности грунтов [7, 8]. Сероокисляющие тионовые бактерии играют важную роль в возникновении коррозии подземных металлических трубопроводов за счёт образования продуктов метаболизма неорганических кислот. К наиболее потенциально коррозионно агрессивным микроорганизмам рода Thiobacillus относят виды Thiobacillus thioparus, Thiobacillus oxidans, Thiobacillus ferrooxidans [9]. Бактерии рода Thiobacillus подразделяются по признакам морфологии, потребности в условиях среды, облигатной или факультативной автотрофии. Проявляют активность при различных значениях рН: T. thioparus при рН 3,5-9,8, T. thiooxidans (0,6-4), T. ferrooxidans (1,7-3,5). Бактерии рода Thiobacillus способны создавать высокие концентрации свободной серной кислоты (10-12% в растворе). Сульфатвосстанавливающие бактерии принадлежат к роду Desulfotomaculum. Важную роль в развитии коррозии металла играют Desulfotomaculum orientis и Desulfotomaculum nigrificans. [10]. При интенсивной коррозии возможно чередование аэробных и анаэробных условий. В зависимости от распространения процесс коррозии металла трубы может быть локальным (образование мощной биоплёнки на поверхности трубы) и распространённым [11].



Цель исследования: провести микробиологический анализ почвогрунта в районе прокладки нефтепровода с целью бактериологической идентификации бактерий цикла серы - сульфатредуцирующих и тионовых бактерий.

Материалы и методы

Для микробиологических исследований пробы грунта в районе прокладки нефтепровода в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре в количестве 25±5 г отбирали стерильным шпателем в стерильные бумажные пакеты, которые помещали в полиэтиленовые пакеты для сохранения естественной влажности грунта. Для количественного определения сульфатредуцирующих бактерий использовали среду Постгейта. Для определения количественного содержания автотрофных тионовых бактерий использовали питательную среду Бейеринка, устанавливали количество бактерий в 1 см3 исходной почвенной суспензии.

Оценка микробиологических показателей почвогрунта проводилась при определении количества тионовых и сульфатредуцирующих бактерий КОЕ/г. (колониеобразующих единиц) в 1 грамме почвогрунта. Биометрический анализ осуществляли с использованием пакетов STATISTICA-6, БИОСТАТИСТИКА, возможностей программы Microsoft Excel. Во всех процедурах статистического анализа критический уровень значимости p принимался равным 0,05. При этом значения р могли ранжироваться по 3 уровням достигнутых статистически значимых различий: р<0,05; р<0,01; р<0,001.

Проверка нормальности распределения производилась с использованием критерия Шапиро-Уилки, проверка гипотез о равенстве генеральных дисперсий – с помощью F-критерия Фишера. Средние выборочные значения количественных признаков приведены в тексте в виде M±SE, где M – среднее выборочное, SE – стандартная ошибка среднего.



Результаты исследований.

Проведение микробиологических исследований почвы с целью бактериологической идентификации сульфатредуцирующих и тионовых бактерий показало отсутствие сульфатредуцирующих бактерий и выявление тионовых бактерий в различной концентрации. Содержание тионовых бактерий (M±m) в образцах почвогрунта составило log 3,54±0,11 КОЕ/г.

Графический анализ позволил провести построение диаграммы рассеяния, по которой определяли форму регрессионной модели, что позволило сформулировать гипотезу о форме связи. Найдены параметры уравнения парной линейной регрессии, определена статистическая значимость коэффициента регрессии р=0,000, рассчитаны границы доверительного интервала для параметра. Проведённый множественный регрессионный анализ в системе переменных «факторы биокоррозионной активности почвогрунта», позволил выделить информативные данные моделирования показателя содержание тионовых бактерий в почве.

Установлена сильная зависимость (R=0,97), данная модель рассматривает формирование концентрации тионовых бактерий в почве, вклад описанной модели в развитие этого процесса составляет 95% (р=0,000).



Обсуждение результатов. Полученные результаты проведенных микробиологических исследований пробы грунта в районе прокладки нефтепровода в Ханты-Мансийском автономном округе – Югре показали наличие тионовых бактерий во всех пробах и отсутствие сульфатредуцирующих бактерий. Это можно объяснить более благоприятными условиями для роста и существования тионовых бактерий в данном регионе. Множественный регрессионный анализ в системе переменных «факторы биокоррозионной активности почвогрунта», позволил выделить информативные данные моделирования показателя содержание тионовых бактерий в почве.

Выводы и заключение.

  1. Микробиологические исследования почвогрунта в районе прокладки нефтепровода с целью бактериологической идентификации сульфатредуцирующих и тионовых бактерий показали выявление тионовых бактерий в различной концентрации.

  2. При проведении множественного регрессионного анализа в системе переменных «факторы биокоррозионной активности почвогрунта», установлены информативные данные моделирования показателя содержание тионовых бактерий в почве.

Таким образом можно заключить, что сероокисляющие тионовые бактерии играют важную роль в развитии коррозии подземных металлических трубопроводов и использовать полученные выводы при обосновании основных профилактических направлений. При определении анализа микробиологических показателей почвогрунта и выявлении значительного содержания тионовых бактерий рекомендуется проведение регулярного контроля за состоянием поверхности трубопровода. Реализация способов защиты от биокоррозии осуществляется при проектировании, при строительстве сооружений в процессе выбора материала, в процессе эксплуатации при введении ингибиторов в коррозионную среду для подавления роста агрессивной микробиоты [13]. Для борьбы с почвенной коррозией трубопроводов следует осуществлять анализ условий протекания коррозионных процессов в грунте с учётом функционирования микробных ассоциантов - сульфатредуцирующих и тионовых бактерий в очагах коррозии.

Список литературы:

  1. Харисов Р. А., Хабирова Ф. Р., Мустафин Ф. М. Основные причины возникновения дефектов изоляционных покрытий. Нефтегазовое дело. 2005. №4. С. 10-18.

  2. Videla H. A. Prevention and control of biocorrosion //International Biodeterioration Biodegradation. 2002. 49. P. 259 – 270.

  3. Kato S., Yumoto I., Kamagata Y. Isolation of Acetogenic Bacteria That Induce Biocorrosion by Utilizing Metallic Iron as the Sole Electron Donor // Applied and Environmental Microbiology. 2015. V.81. №1. Р. 67-73.

  4. Чеснокова М.Г., Шалай В.В., Краус Ю.А., Миронов А.Ю. Биокоррозионная активность почвогрунта на трассах нефтепровода Краснодарского края //Нефтяное хозяйство 2016. №9. С. 102-105.

  5. Чеснокова М.Г., Шалай В.В., Краус Ю.А., Миронов А.Ю., Блинова Е.Г. Информативность показателя биокоррозионной активности для выявления характера агрессивности грунта //Гигиена и санитария. 2016. Т. 95. №6. С. 513-517.

  6. Chesnokova M.G., Shalaj V.V., Kraus Y. A. et al. Analysis of corrosion defects on oil pipeline surface using scanning electron microscopy and soil thionic and sulfate-reducing bacteria quantification // Procedia Engineering. 2016. 152. Р. 247-250.

  7. Зайцева О. В., Клёнова Н. А. Микробиологическая коррозия нефтегазовых трубопроводов и легирование стали для борьбы с ней // Нефтяное хозяйство. 2008. №4. C. 92-95.

  8. Little B. J., Lee J. S., Ray R. I. Diagnosing microbiologically influenced corrosion. A State-of-the-Art Review. Corrosion. 2006. 62. Р. 1006-1017.

  9. Liang R., Grizzle R. S., Duncan K. E. Roles of thermophilic thiosulfate-reducing bacteria and methanogenic archaea in the biocorrosion of oil pipelines. // Microbial Physioogy and Metabolism. 2014. V5. P. 325-328.

  10. Определитель бактерий Берджи. В 2-х т. Пер. с англ. Под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита, Дж. Стейли, С. Уилльямса. М.: Мир. 1997, 495 c.

  11. Walsh W. Daniel. The implications of thermomechanical processing for microbiologically influenced corrosion. // Corrosion. 1999. Paper: 188.



Каталог: files -> conferences
conferences -> Изотопный возраст и последовательность формирования гранитоидов ангаро-витимского батолита
conferences -> Новые данные о благороднометалльной продуктивности гранитоидов ангаро-витимского батолита
conferences -> Российский Федеральный Ядерный Центр
conferences -> Концентрации хлора и натрия в воде р
conferences -> О номенклатурных вопросах в части системы «кордиерит бериллиевый индиалит берилл»
conferences -> Биогеохимические взаимодействия в системе «почва-растение» на урбанизированных территориях приангарья
conferences -> Мхи как биоиндикаторы состояния окружающей среды
conferences -> Геохимические особенности пород ошурковского габбро-сиенитового массива
conferences -> Получение качественных спектров азота в биотите методом рентгеноспектрального микроанализа
conferences -> Программа 3 международное совещание по сохранению лесных генетических ресурсов сибири


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет