Udział bakterii w tworzeniu osadów wewnątrz wodociągu stalowego: badania z użyciem dyfrakcji rentgenowskiej

• Autorzy: Hryniszyn A. , Cwalina B. , Staszewski M.

Warianty tytułu

EN

Bacterial contribution to the deposits formation in steel water pipeline: X-ray diffraction study

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Badania dotyczące korozji wzbudzonej przez mikroorganizmy (ang. Microbiologically Influenced Corrosion; MIC) wewnątrz różnych rurociągów, w tym wodociągów obejmują głównie próbki uwodnione. Interesującą alternatywą mogłoby być wykorzystanie osadów naturalnie odwodnionych do określenia udziału biofilmów w MIC. Można by uniknąć konieczności użycia metod hodowlanych lub innych skomplikowanych metod badawczych. Dodatkowo, badania wykazujące udział MIC w powstaniu naturalnie odwodnionych osadów umożliwiłyby wyeliminowanie wielu problemów związanych z przechowywaniem próbek osadów/produktów korozji, także MIC. Istnieją już doniesienia literaturowe wskazujące na możliwość określenia rodzaju mechanizmu korozji, a także typu bakterii uczestniczących w MIC na podstawie obecności charakterystycznych faz krystalicznych w produktach korozji. Celem pracy było zbadanie możliwości udziału mikroorganizmów w korozji rury stalowej, będącej elementem układu dystrybucji wody pitnej, na podstawie analizy zarówno jakościowej, jak i ilościowej naturalnie odwodnionych osadów utworzonych w jej wnętrzu. W badaniach wykorzystano dyfrakcję rentgenowską jako technikę, która umożliwia identyfikację faz krystalicznych substancji stałych. Na podstawie obecności faz krystalicznych charakterystycznych dla poszczególnych mechanizmów MIC oraz ich zawartości w analizowanych próbkach ustalono, że do korozji badanej rury stalowej mogły przyczynić się bakterie redukujące siarczany oraz bakterie utleniające żelazo.

EN

Most surveys concerning problems of microbiologically influenced corrosion in different water pipelines have been carried out using hydrated samples of sediments. Interesting alternative might be application of naturally dehydrated deposits to determine the participation of biofilm in microbiologically influenced corrosion. It might make it possible to avoid application of culture techniques or other complex research methods. Additionally, studies which indicate the microbiologically influenced corrosion participation in formation of naturally dehydrated deposits will eliminate many problems associated with storing the samples of deposits/corrosion products. Some publications suggest that the corrosion mechanism, and also type of bacteria which have participated in microbiologically influenced corrosion can be evaluated through the presence of specific crystalline phases among the corrosion products. The aim of this study was to determine the participation of microorganisms in corrosion of steel pipe which was previously used in drinking water distribution system. It was based on qualitative and quantitative analysis of naturally dehydrated deposits which were formed inside it. Based on the presence of specific crystalline phases and their content in the analysed samples, the specific mechanisms of corrosion influenced by sulphate reducing bacteria and iron oxidizing bacteria may be taken into account as contributing to corrosion of the tested steel pipe. which was previously used in drinking water distribution system. It was based on qualitative and quantitative analysis of naturally dehydrated deposits which were formed inside it. Based on the presence of specific crystalline phases and their content in the analysed samples, the specific mechanisms of corrosion influenced by sulphate reducing bacteria and iron oxidizing bacteria may be taken into account as contributing to corrosion of the tested steel pipe.

Słowa kluczowe

PL

dyfrakcja rentgenowska; naturalnie odwodnione osady; biofilm; Korozja Indukowana Mikrobiologicznie; biokorozja

EN

X-ray diffraction; naturally dehydrated deposits/sediments; biofilm; Microbiologically Induced Corrosion

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 69, nr 9
• Strony: 586--591
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hryniszyn A.

• Politechnika Śląska Katedra Biotechnologii Środowiskowej

autor

Cwalina B.

• Politechnika Śląska Katedra Biotechnologii Środowiskowej

autor

Staszewski M.

• Instytut Metali Nieżelaznych Zakład Materiałów Proszkowych i Kompozytowych

Bibliografia

• 1. AlAbbas F., Williamson C., Bhola S. 1. M., Spear J. R., Olson D. L., Mishra B., Kakpovbia A. E.: Microbial corrosion in linepipe steel under the influence of a sulfate-reducing consortium isolated from an oil field. Journal of Materials Engineering and Performance 2013, 22 (11), 3517–3529.
• 2. El Mendil Y., Abdelouas A., Bardeau J.F.: Insight into the mechanism of carbon steel corrosion under aerobic and anaerobic conditions. Physical Chemistry Chemical Physics 2013, 15, 9197–9204.
• 3. Enning D., Venzlaff H., Garrelfs J., Dinh H. T., Meyer V., Mayrhofer K., Hassel A. W., Stratmann M., Widdel F.: Marine sulfate-reducing bacteria cause serious corrosion of iron under electroconductive biogenic mineral crust. Environmental Microbiology 2012, 14 (7), 1772–1787.
• 4. Hamzah E., Khohr C. L., Abdolahi A., Ibrahim Z.: Influence of iron bacteria on the corrosion behavior of carbon steel: SEM study. Jurnal Teknologi 2013, 65 (1), 9–14.
• 5. Hryniszyn A., Cwalina B.: Zastosowanie dyfraktometrii rentgenowskiej w badaniach mikrobiologicznej korozji metali (Application of X-ray diffraction for studies on microbially induced metal corrosion). Chemik 2015, 69 (8), 455–462.
• 6. Jack T. R.: ASM Handbook – Failure Analysis and Prevention, vol. 11., ASM International, 2002.
• 7. LeChevallier M. W., Babcock T. M., Lee R. G.: Examination and characterization of distribution system biofilms. Applied and Environmental Microbiology 1987, 53 (12), 2714–2724.
• 8. Sun H., Shi B., Lytle D. A., Bai Y., Wang D.: Effect of biofilm on cast iron pipe corrosion in drinking water distribution system: Corrosion scales characterization and microbial community structure investigation. Environmental Science Processes & Impacts 2014, 16 (3), 576–585.
• 9. Szewzyk U., Szewzyk R., Manz W., Schleifer K. H.: Microbiological safety of drinking water. Annual Review of Microbiology 2000, 54, 81–127.
• 10. Tang Z., Hong S., Xiao W., Taylor J.: Characteristics of iron corrosion scales established under blending of ground, surface, and saline waters and their impacts on iron release in the pipe distribution system. Corrosion Science 2006, 48, 322–342.
• 11. Teng F., Guan Y. T., Zhu W.P.: Effect of biofilm on cast iron pipe corrosion in drinking
• water distribution system: Corrosion scales characterization and microbial community structure investigation. Corrosion Science 2008, 50, 2816–2823.
• 12. Venzlaff H., Enning D., Srinivasan J., Mayrhofer K.J.J., Hassel A.W., Widdel F., Stratmann M.: Accelerated cathodic reaction in microbial corrosion of iron due to direct electron uptake by sulfate-reducing bacteria. Corrosion Science 2013, 66, 88−96.
• 13. Wang H., Hu C., Hu X., Yang M., Qu J.: Effects of disinfectant and biofilm on the corrosion of cast iron pipes in a reclaimed water distribution system. Water Research 2012, 46, 1070–1078.
• 14. Yang F., Shi B., Bai Y., Sun H., Lytle D. A., Wang D.: Effect of sulfate on the transformation of corrosion scale composition and bacterial community in cast iron water distribution pipes. Water Research 2014, 59, 46–57.
• 15. Zippel B., Neu T. R.: Characterization of glycoconjugates of extracellular polymeric substances in tufa-associated biofilms by using fluorescence lectin-binding analysis. Applied and Environmental Microbiology 2011, 77 (2), 505–516.