Биокоррозия

БИОКОРРОЗИЯ (от био... и латинского соггоsio - разъедание), разрушение металла при участии микроорганизмов (бактерий, архей, грибов, водорослей). Иногда к биокоррозии относят разрушение полимерных покрытий, препятствующих коррозии металлов. Биокоррозия является электрохимическим процессом. Микроорганизмы способствуют возникновению микроцентров гальванической активности на поверхности металла, деполяризуют её, удаляя протоны и ионы металла, образуют агрессивные соединения (минеральные и органические кислоты, щёлочи) - электролиты. При биокоррозии металла, например, железа, в анодной зоне происходит окисление металла и сток электронов: Fe→Fe²⁺ + 2е, а в катодной - восстанов­ление ионов водорода: 2Н⁺ + 2е→ 2Н; 2Н→Н₂. В результате последней реакции на металле образуется плёнка молекулярного водорода (катодная поляризация), защищающая его от дальнейшей коррозии. Обычно микроорганизмы, использующие молекулярный водород в метаболических процессах, препятствуют образованию плёнки, деполяризуют металл, создают неравновесные условия. В присутствии О₂, при pH от 0 до 8,0 и температуре до 90°С, они окисляют ионы Fe²⁺ до Fe³⁺. В кислой среде Fe³⁺ окис­ляет железо (Fe°) до Fe²⁺, a Fe²⁺ опять окисляется с участием бактерий до Fe³⁺. В нейтральной и щелочной средах обра­зуется Fe(OH)₃, который, осаждаясь на поверхность железа в присутствии О₂, образует с последним гальваническую пару и становится анодом. При этом коррозия металла ускоряется. При отсутствии кислорода (анаэробные условия) микроорганизмы также активизируют катодную деполяризацию, используя при этом атомарный водород. С участием сульфатредуцирующих бактерий протекают реакции: SО^2-₄ + 8H⁺→S^2- + 4H₂О и 4Fe + +SO^2-₄ + 4Н₂О→FeS + 2ОH^- + 3Fe(OH)₂ (продукт коррозии). В последнем случае действуют два механизма: катодная деполяризация и образование дополнительного катода - FeS к аноду - железу. Первый связан с участием бактериальных ферментов. В кислой среде процессы коррозии осуществляют специфические хемолитотрофные бактерии родов Acidithiobacillus, Sulfobacillus, Leptospirillum, Acidianus и др., а в нейтральной и щелочной - бактерии родов Gallionella, Leptotrix, Metallogenium, железоредуцирующие бактерии. Органотрофные бактерии и грибы участвуют в разрушении защитных веществ (краски и др.), наносимых на изделия из металла.

Биокоррозия протекает в атмосфере, почве, воде, топливных баках, в рудных месторождениях, при эксплуатации газовых и нефтяных трубопроводов, в сооружениях теплового и питьевого водоснабжения. Более 50% коррозионных повреждений техники, эксплуатирующейся в природных условиях, связаны с воздействием микроорганизмов. Развитию биокоррозии препятствуют вещества, предотвращающие или ограничивающие развитие микроорганизмов (биоциды), и специальные средства защиты металлов.

Г. И. Каравайко.