Influence of Biogenic Acid on Concrete Materials

• Autorzy: Luptakova Alena , Ondrejka Harbul'akova Vlasta , Estokova Adriana , Jencarova Jana , Luptak Miloslav

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2019-01-19

Warianty tytułu

PL

Wpływ kwasu biogennego na materiały betonowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Microbial sulphur cycle in sewers evocate the serious problem in the area concrete corrosion, health related aspects and odour. These problems are primarily related to the release of bacterially produced hydrogen sulphide from wastewater to the atmosphere during sewage transports that dissolves in the condensate on the sewer crown. In the event sulphur-oxidizing bacteria oxidize the dissolved hydrogen sulphide and other sulphur compounds to sulphuric acid, which corrodes the concrete. The concrete gradually expands causing cracks and ruptures, loss of strength and overall decay of concrete. The paper is focused on the investigation of the concrete specimens surface biodegradation study. From the viewpoint of concrete materials biodeterioration, mainly the bacteria sulphur- and sulphide-oxidising bacteria and sulphate-reducing bacteria are important and interesting. The role of bacteria mentioned above has been linked to the generation of the biogenic sulphuric acid resulting in corrosion process by dissolution of calcium containing minerals from the concrete matrices. The penetration of the corrosion was manifested by structural changes of concrete samples. The surface structure changes were by stereomicroscopy and atomic force microscopy (AFM) investigated.

PL

Cykl mikrobiologiczny siarki w wywołuje poważne problemy związane z korozją betonu a także dotyczące aspektów zdrowotnych i zapachu. Problemy te związane są przede wszystkim z uwalnianiem wytwarzanego przez bakterie siarkowodoru ze ścieków do atmosfery podczas transportu ścieków, który rozpuszcza się w kondensacie w instalacji kanalizacyjnej. W takim przypadku bakterie utleniające siarkę utleniają rozpuszczony siarkowodór i inne związki siarki do kwasu siarkowego, który powoduje korozję betonu. Beton stopniowo rozszerza się, powodując pęknięcia , utratę wytrzymałości i ogólny rozkład betonu. Praca koncentruje się na badaniu badania biodegradacji powierzchni próbek betonu. Z punktu widzenia biodeterioracji właściwych materiałów, ważne są bakterie, głównie bakterie utleniające siarkę i siarczki oraz bakterie redukujące siarczany. Rola bakterii wspomnianych powyżej została powiązana z wytwarzaniem biogennego kwasu siarkowego, powodując proces korozji poprzez rozpuszczanie minerałów zawierających wapń z betonowych matryc. Penetracja korozji objawiła się zmianami strukturalnymi próbek betonu. Zmiany struktury powierzchni były badane za pomocą stereomikroskopii i mikroskopii sił atomowych (AFM).

Słowa kluczowe

EN

bacterially produced hydrogen sulphide; sulphuretum; biogenic sulphuric acid; concrete; AFM

PL

wytwarzany przez siarkowodór; siarczek; biogenny kwas siarkowy; beton; AFM

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 21, nr 1
• Strony: 105--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Luptakova Alena

• Slovak Academy of Sciences, Institute of Geotechnics, Watsonova 45, 040 01 Košice, Slovak Republic

autor

Ondrejka Harbul'akova Vlasta

• Technical University of Košice, Civil Engineering Faculty, Vysokoškolská 4, 040 01 Košice, Slovak Republic

autor

Estokova Adriana

• Technical University of Košice, Civil Engineering Faculty, Vysokoškolská 4, 040 01 Košice, Slovak Republic

autor

Jencarova Jana

• Slovak Academy of Sciences, Institute of Geotechnics, Watsonova 45, 040 01 Košice, Slovak Republic

autor

Luptak Miloslav

• Technical University of Košice, Faculty of Materials, Metallurgy and Recycling, Letná 9, 042 00 Košice, Slovak Republic

Bibliografia

• 1. DENKHAUS, E. et al. Chemical and physical methods for charasterisation of biofilms. In Microchimica Acta, 158, 2006, p.1-27.
• 2. HARBUĽÁKOVÁ, V. et al. Microbiologically influenced corrosion of concrete. In Chemical papers, 102, 2008a, p. 876-877.
• 3. HARBUĽÁKOVÁ, V. et al. Biocorrosion of concrete sewer pipes. In Pollack Periodica, 3 (2), 2008b, p. 51-58.
• 4. JOHNSON, D.B. Acidophilic microbial communities: Candidates for bioremediation of acidic mine effluents. In International Biodeterioration & Biodegradation, 35, 1995, p. 41-58.
• 5. KIND, R.A., MILLER, J.D.A. Corrosion by the sulphate-reducing bacteria. In Nature, 233, 1977, p. 492.
• 6. MORI, T. et al. Interactions of nutrients, moisture, and pH on microbial corrosion of concrete sewer pipes. In Water Research, 26, 1992, p. 29–37.
• 7. ODOM, J.M., SINGLETON, R. The Sulfate-reducing Bacteria: Contemporary Perspectives. Springer-Verlag, New York, 1993, p. 249. ISBN 387978658.
• 8. RAWLINGS, D.E. Biomining: theory, microbes and industrial processes. Springer-Verlag/Landes Biosciences, Georgetown, 1997, p. 320. ISBN 3540632522.
• 9. ROBERTS, D.J. et al. Quantifying microbially induced deterioration of concrete: initial studies. In International Biodeterioration & Biodegradation, 49, 2002, p. 227–234.
• 10. SAND, W. Microbial mechanisms of deterioration of inorganic substances – A general mechanistic overview. In International Biodeterioration & Biodegradation, 40, 1997, p.183-190.
• 11. TABAK, H.H. et al. Advances in biotreatment of acid mine drainage and biorecovery of metals: 1. Metal precipitation for recovery and recycle. In Biodegradation, 14, 2003, p. 423-436.
• 12. WASSERBAUER, R. Biological degradation of construction. 1st. edition, Prague, 2000, p. 208. ISBN 80-86165-30-2 (In Czech).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).