КАНАЕВ А.Т., КАЙЫРМАНОВА Г.К., КАРАТАЕВА М.Б., СЕРИКБАЕВА Ш.А., ТАУАСАРОВА М.К. ИЗУЧЕНИЕ МИКРОБОЦЕНОЗОВ ВОДОВОДА ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ г. АЛМАТЫ (Казахский Национальный Университет им. аль-Фараби) Исследованы пробы горячей воды. Были выявлены накопительные культуры, участвующие в процессах коррозии и влияющие на скорость коррозии внутренней поверхности трубопроводов тепловой сети г.Алматы. В последние годы микробиологические повреждения промышленных материалов вызывают интерес у микробиологов, биотехнологов и др. К микробиологическим повреждениям относят любые нежелательные изменения в свойствах материалов, которые вызываются прижизненной деятельностью микроорганизмов. Проблема микробиологических повреждений является актуальной, но в нашей республике ей до сих пор не уделено достаточного внимания. Серьезность этой проблемы требует разработки новых физико-химических методов диагностики коррозионных повреждений. Сведения о роли микробиологического фактора в повреждениях промышленных материалов накапливаются, обобщаются и подсчитываются убытки, наносимые экономике. Развитие микроорганизмов на поверхности судов, гидросооружений, трубопроводов и других металлоконструкций приводит к коррозии и биообрастанию, тем самым, оказывая разрушительное действие. Так слой микроорганизмов, покрывающих изнутри нефтепровод от Аляски на северо-американском континенте, ежедневно приносит нефтяной компании в 1 миллион долларов [1]. Большое внимание привлекает вопрос участия микроорганизмов в процессах внутренней коррозии трубопроводов муниципальных тепловых сетей. Магистральные трубопроводы, как правило, изготовлены из низколегированной углеродистой стали типа стали-3 (98,98% Fe). Проблема борьбы с наружной коррозией трубопроводов связана с повреждениями обшивки и в значительной степени решена, в то время как внутренняя коррозия в отдельных районах составляет до 80% от общей. В крупных городах в результате внутренней коррозии магистралей тепловых сетей ежегодно из строя выходят несколько километров трубопроводов. По данным G.Booth [2] более 50% повреждений металлических сооружений трубопроводов обусловлено деятельностью сульфатредуцирующих бактерий. Сульфатредуцирующие бактерии (СРБ) являются основными возбудителями микробной коррозии. Они ответственны за восстановление сульфатов до сероводорода. Голландские исследователи Кюр и Ван дер Флюгт [2] первыми обратили внимание на тот факт, что среда, в которой идет активная анаэробная коррозия железа и стали, содержит значительные количества СРБ. Использование сульфата в качестве конечного акцептора электронов с образованием сероводорода, так называемая диссимиляторная сульфатредукция, присуща высокоспециализированной группе микроорганизмов облигатно-анаэробным сульфатредуцирующим бактериям. Вызываемая микроорганизмами коррозия может сократить время эксплуатации материалов, используемых для упаковки ядерных отходов в подземных захоронениях. Этот вывод сделан американскими учеными на основании экспериментов с микроорганизмами, полученными из образцов горных пород захоронения и материала контейнера [3]. Цель данного исследования - выявление штаммов микроорганизмов, участвующих в процессе внутренней коррозии трубопроводов муниципальных тепловых сетей г.Алматы. Исследовались пробы горячей воды, отобранные из пробоотборников на насосных станциях тепловых сетей (насосная станция №2 (Виноградова-Байзакова) и ЦТРП (Центрально-тепло-распределительный пункт, Толе би - Мате Залки) г.Алматы. Посредством ЭВ-74 на месте отбора определялись рН и ОВП проб горячей воды. Изучалось общее количество микроорганизмов по методу Коха [4]. Осуществлялись посевы на следующие питательные среды: для определения аэробных микроорганизмов на мясопептонный агар; для количественного учета микроскопических дрожжей и грибов на среду- сусло-агар и среду-Чапека-7; для выявления бактерий групп кишечной палочки использовали среду ЭНДО; для определения концентрации железоокисляющих бактерийсреда Сильвермана и Люндгрена; для накопления микробов первой и второй фазы нитрификации использовалась среда Виноградского; для определения концентрации сульфатвосстанавливающих бактерий - специальная минеральная среда; среда Бейеринка - для накопления микробов, ведущие процесс денитрификации; для выявления водород окисляющих бактерий - среда Руланда; наличие углеводородокисляющих бактерий определяли на среде Ворошиловой-Диановой [5]. Для определения скорости коррозии использовались образцы стали, изготовленные из углеродистой стали типа стали-3. Изучение коррозии образцов стали-3 проводили в вариантах с накопительными культурами и средами, указанными выше и в варианте без культур в качалочных условиях 220 об/мин в течение 45 суток. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В литературе имеются данные, отражающие распространение коррозионно - опасных бактерий, окисляющих соединения железа в водоводах с умеренной температурой и реакцией воды, близкой к нейтральной [6]. На примере изучения тепловой сети закрытого типа, снабженной пресной водой, было выявлено, что в магистралях широко распространены термофильные коррозионно-опасные бактерии циклов железа и серы, среди них - микроаэробные железоокисляющие бактерии, тионовые и анаэробные железои сульфатвосстанавливающие. Исследование проб горячей воды выявило аэробные железоокисляющие бактерии, нитри-фицирующие бактерии рода Nitrosomonas, анаэробные сульфатвосстанавливающие и денитрифицирующие бактерии, ведущие процесс денитрификации в присутствии серы. В основном, все накопительные культуры этих микроорганизмов оказались термофильными. Это можно объяснить тем, что температура горячей воды в трубопроводах от 500С до 1250С. Численность микроорганизмов практически во всех исследованных пробах горячей воды колебалась от 0 до 5*105 кл/мл воды. Общее микробное число (ОМЧ) составляет 2*104 кл/мл при температуре 37оС, тогда как при температуре 60оС их количество достигает 6,5*103 кл/мл. Наблюдается относительная обсемененность воды дрожжами как при температуре 37оС (5,1*104кл/мл), так и при 60оС (3,6*104 кл/мл). Нужно отметить, что рост этих культур на соответствующих питательных средах очень медленный. Накопительные культуры этих микроорганизмов были использованы в лабораторных опытах для изучения коррозии пластин стали-3. Лабораторные опыты показали, что бактериальной активности принадле-жит важнейшая роль в развитии коррозионных процессов на пластинах стали-3. При использовании стальных пластинок размером 1,5/2,5см, массой 6,550 г в процессе коррозии убыль массы пластины составляла от 210 мг до 365 мг за 45 суток в варианте - среда с накопительными культурами, а варианте без культур коррозия пластины намного замедлена, и массовая потеря составляла до 145мг. Скорость коррозии в средах известного состава отличается. Жизнедеятельность бактерий усиливает коррозию в первом варианте, но в то же время к 45 суткам коррозия пластин-3 в обоих вариантах заметно приостановилась. Это явление можно объяснить тем, что на поверхности пластины образовался рыхлый слой из окисей и гидроокисей железа, который временно предохраняет от дальнейшего развития коррозии. Известно, что в коррозионных отложениях внутренней поверхности трубопроводов обратной магистрали распространены термофильные сульфатредуцируюшие бактерии, окисляющие органические вещества и водород [7]. Рентгено-фазовый анализ выявил присутствие в отложениях минералов железа (Fe2+ и Fe3+) и отсутствие соединений, содержащих серу, хотя элементная сера в отложениях была найдена. Рассматривая комплекс процессов, протекающих в коррозионных отложениях, а именно, образование сероводорода микроорганизмами, участие его в абиогенных реакциях с оксидами железа и образование элементной серы, был сделан вывод о том, что появление вторичного сероводорода в водопроводной воде в условиях быстрого подъема температуры до 1001200С при ремонте труб связано с гидролитическим разложением серы (S 0). По характеру водовода, исследованные точки, были разделены на следующие группы: горячая вода из трубопроводов в тепловой сети ЦТРП и НС-2. Как видно из таблицы химический состав воды ЦТРП и НС-2 практически одинаков. Таблица. Химический состав горячей воды. Свойства ЦТРП НС-2 Жесткость воды (мг*экв/л) 4,1 4,0 Щелочность (гидратная /общая) 0,15/2,2 0,1/2,4 ИОМС (мг/л) 0,51 0,52 Нефтепродукты (мг/л) 0,15 0,15 Железо (мг/л) 0,04 0,04 рН 8,4 8,4 (В состав ИОМС входит до 90% аминофосфоновых кислот и до 10% фосфолированных полиаминов, ПДК в сетевой воде - 4 мг/л). Таким образом, различные микроорганизмы оказывают значительное влияние на коррозию внутренней поверхности трубопроводов тепловой сетей. Разрушительное действие денитрифици-рующих, сульфатвосстанавливающих и железоокисляющих бактерий практически одинаковое. Поэтому надо учитывать микробиологический фактор при закладке тепловых трубопроводов. ЛИТЕРАТУРА 1. Абдрашитова С.А., Айткельдиева С.А. Микробная трансформация неорганических ионов в природных экосистемах. Алматы, 2002. 185с. 2. Booth G. Sulfur bacteria in relation to corrosion // J. Appl. Bacteriol. 1964. V.27. P.147-181. 3. Сапожникова Г.А., Могульницкий Г.М., Камаева С.Е., Елисеенкова С.А. Роль микроорганиз-мов в коррозии стали-3 и стали-16ГА в почве вегетативных сосудов / Изоляция трубопроводов. М.: Химия, 1982. С.131-138. 4. Егоров Н.С. Методы водной микробиологии. М.: Изд-во МГУ. 1976. 235с. 5. Родина А.А. Рекомендации по методам производства анализов на сооружениях биохимической очистки промышленных сточных вод. М., 1970. 112с. 6. Звягинцев Д.Г., Асеева И.В., Бабьева И.П., Мирчинк Т.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. М.: Из-во МГУ. 1980. 224с. 7. Резников С.В. Методы определения железа. М., Изд-во МГУ, 1970. 170с. *** Ia?aeaaa Алматы ?аласынын жылы сумен ?амтамасыз ететiн ?убырлардын биологиялы? жолмен тотыгу процесiне ?атысатын микроорганизмдердiн ?урамы ?арастырылады. *** This article is looking out the existense of microorganisms in the process of biodamage of steel in hot water pipelines.