Стимулированная микромицетами коррозия металлов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

Я-

ЧЕЛНОКОВА МАРИНА ВАДИМОВНА

СТИМУЛИРОВАННАЯ МИКРОМИЦЕТАМИ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Специальность 02.00.04 - Физическая химия (химические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

- 6 ОПТ 2011

Нижний Новгород 2011

4855615

Работа выполнена на кафедре "Биотехнология, физическая и аналитическая химия" Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Соколова Татьяна Николаевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Михаленко Михаил Григорьевич

Ведущая организация: Нижегородский филиал Института машиноведения им. Благонравова РАН

Защита состоится «21» октября в 13эо час. на заседании диссертационного совета Д 212.165.06 при Нижегородском государственном техническом университете им. P.E. Алексеева по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева.

Автореферат разослан « сентября 2011 г.

доктор химических наук Федосеев Виктор Борисович

Ученый секретарь диссертационного совета

Соколова Т.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Металлы, промышленные конструкции и изделия на их основе при контактах с микроорганизмами подвергаются существенным коррозионным повреждениям. К настоящему времени сложилось мнение, что биологическая коррозия является опосредованной и вызывается агрессивными экзометаболитами, образующимися в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Во многих случаях такая точка зрения является обоснованной: тиобактерии продуцируют серную кислоту, нитрозо- и нитробактерии окисляют соответственно NH/ до азотистой кислоты, а азотистую - до азотной кислоты, отдельные штаммы ацидофильных железобактерий не только непосредственно окисляют Fe(II) до состояния Fe(III), но и способны био-трансформировать неорганические соединения серы до серной кислоты. Вместе с тем, в естественной среде широко представлены микроскопические грибы (микромицеты), использующие в качестве питательных веществ соединения органической природы и продуцирующие в окружающую среду метаболиты, из которых наиболее широко представлены органические кислоты и экзо-ферменты. Не отрицая роли этих компонентов, особенно экзоферментов, в разрушении металла, нельзя сказать однозначно об их инициирующей роли в коррозионном процессе. В работах, выполненных на кафедре «Биотехнология, физическая и аналитическая химия» НГТУ им. P.E. Алексеева, впервые было высказано предположение об участии в инициировании микромицетной коррозии супероксидного анион-радикала 0{" (термины супероксидный анион-радикал (С>2~") и супероксидный анион (Ог~) используют в научной и учебной литературе как равнозначные, в последнее время предпочтительно применяется термин супероксидный анион). Однако физико-химическая схема инициирования коррозии с участием 02~ была выдвинута только на основании данных по биокоррозии алюминия и его сплавов, а участие Ог~, выделяемого в окружающую среду, экспериментально ранее не было подтверждено. В связи с чем работа по развитию, расширению теоретических положений о микромицетной

коррозии и обосновании роли супероксидного аниона в ее инициировании является актуальной и практически значимой.

Целью работы является:

- Выявление общих физико-химических явлений на поверхности широкого ряда металлов под воздействием музейных штаммов микромицетов из числа наиболее распространенных в естественных условиях, определение наиболее агрессивных микромицетов.

- Экспериментальное обоснование участия 02~, выделяемого в окружающую среду микромицетами в процессе их жизнедеятельности, в инициировании коррозии.

- Определение взаимосвязи между способностью микромицетов транспортировать в околоклеточную среду супероксидный анион 02~ и их активностью в инициировании коррозии.

- Установление роли в микромицетной коррозии адсорбированных на поверхности металла фенолов.

Научная новизна работы

1. Выявлены общие физико-химические закономерности процессов, протекающих на поверхности широкого ряда металлов, под воздействием музейных штаммов микроскопических грибов 14 видов. Показано, что начальный этап заключается в формировании на отдельных участках поверхности металлов жидкого экссудата с рН>7; время появления экссудата, его количество и рН зависят как от природы металла, так и от вида микроскопического гриба, и определяют в дальнейшем глубину коррозионных разрушений металла.

2. Получено экспериментальное подтверждение транспорта 02~, образующегося в процессе жизнедеятельности микромицетов, в околоклеточную среду методом спектрофотометрической регистрации продуктов взаимодействия 02~ со специфическим реагентом нитросиним тетразолием (НСТ) при использовании в контрольном опыте фермента супероксиддисмутазы (СОД).

3. Впервые установлена симбатность между способностью микромице-тов Fusarium moniliforme, Pénicillium ochro-chloron, Altemaria altemata выделять в окружающую среду 02~ и их коррозионной активностью по отношению к цинку.

4. Установлено, что адсорбированные на поверхности цинка фенолы оказывают во многих случаях активирующее действие на коррозионный процесс. Предполагаемая схема активации начального этапа биокоррозии адсорбированными на поверхности цинка фенолами подтверждена спектрофотомет-рической регистрацией продуктов окисления адреналина и 3,5-ди-тре/н-бу-тилпирокатехина, образующихся при участии супероксидного аниона 02~, выделяемого во внешнюю среду микромицетом Altemaria alternata.

Практическая значимость работы заключается:

- в расширении экспериментальной базы данных по коррозионной активности микромицетов по отношению к таким металлам, как цинк, магний, кадмий, олово, висмут, свинец, никель, сталь 12Х18Н10Т и оцинкованная сталь СтЮ с хромовым покрытием;

- в углублении теоретических представлений о микромицетной коррозии металлов, которые в перспективе позволят определить новые направления ин-гибирования биокоррозионных процессов.

Основные положения диссертаиии. выносимые на защиту:

- общие физико-химические закономерности в инициировании и развитии микромицетной коррозии;

- экспериментальные доказательства участия 02~, выделяемого в процессе жизнедеятельности микромицетов, в инициировании коррозионного процесса;

- влияние фенолов, адсорбированных на поверхности цинка, в активации начального этапа биокоррозии;

- физико-химическая схема участия фенолов в активации инициирования коррозии цинка.

Апуобаиия работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Европейский конгресс по коррозии Eurocorr'2010 (Москва, 2010); Международная конференция памяти Г.В. Акимова «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии» (Москва, 2011); III Международная научно-техническая конференция «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве» (Саранск, 2009); VII, VIII, IX Молодежная научно-техническая конференция "Будущее технической науки" (Нижний Новгород, 2008, 2009, 2010); V Всероссийская научно-техническая конференция «Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии» (Тула, 2009); XIV Нижегородская сессия молодых ученых. Естественнонаучные дисциплины (Нижний Новгород, 2009); 12, 13-я Конференция молодых ученых-химиков г. Нижнего Новгорода (2009,2010).

Публикации. По данным диссертационной работы опубликованы 22 работы, в том числе 4 статьи в изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией, 3 статьи в сборниках трудов, 15 публикаций в сборниках материалов и тезисов докладов на Международных, Всероссийских и региональных конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 130 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав (литературный обзор, экспериментальная часть, результаты и обсуждение), выводов, списка цитируемых источников, включающего 221 наименование. Диссертация иллюстрирована 12 таблицами и 44 рисунками.

В первой главе рассмотрены имеющиеся в литературе современные представления о факторах и причинах, вызывающих коррозию металлов под воздействием микроскопических грибов в различных условиях, а также проанализированы пути образования супероксидного аниона 02~ в клетке, его химические свойства и биологические функции. Вторая глава содержит характеристику объектов исследования и описание экспериментальных методов и методик. В третьей главе представлены экспериментальные данные и проведено их обсуждение.

Физико-химические процессы на поверхности металлов под воздействием микромицетов

Объектами выбраны металлы: алюминий марки АДО, магний, цинк, кадмий, висмут, олово, свинец, никель, сталь 12Х18Н10Т и оцинкованная сталь СтЮ с хромовым покрытием, которые широко используются в различных отраслях промышленности. Подготовку металлических образцов осуществляли по стандартным методикам.

В качестве тест-культур использовали музейные штаммы микроскопических грибов: Alternaria altemaía BKM F-1120, Aspergillus niger BKM F-1119, Aspergillus oryzae BKM F-2096, Aspergillus terreus BKM F-1025, Fusarium moni-liforme BKM F-136, Paecilomyces variotii BKM F-378, Pénicillium brevi-compac-tum, Pénicillium funiculosum BKM F-1115, Pénicillium martensii BKM F-310, Pénicillium ochro-chloron BKM F-1702, Scopulariopsis brevicaulis BKM F-406, Pénicillium chrysogenum BKM F-245, Pénicillium cyclopium BKM F-265, Tricho-derma viride BKM F-1117 (Всероссийская коллекция микроорганизмов, г. Пу-щино Московской обл.).

Предварительно подготовленные металлические образцы помещались на газон мицелиальных грибов, находящихся в стадии их стационарного роста и выдерживались при температуре 27 ± 2 "С и влажности 90% от 5 до 70 суток в зависимости от целей эксперимента. Контроль проводился сравнением с образцами, выдерживаемыми в аналогичных условиях на стерильной плотной питательной среде Чапека-Докса, не зараженной спорами микроскопических грибов. Все биологические эксперименты проводились не менее чем в 4-6 по-вторностях.

Для оценки динамики изменения состояния поверхности металлов под воздействием микромицетов была разработана шкала баллов (А - Е):

А - потускнение поверхности металла после появления экссудата в виде прозрачной жидкости, преимущественно с торцов и на гранях металла; Б - образование специфических матовых пятен неправильной формы в местах скоп-

ления экссудата; В - гелеобразование, превращение прозрачного экссудата в подвижный полупрозрачный гель, сопровождающееся в большинстве случаев его нейтрализацией; Г - начало кристаллизации геля с образованием продуктов коррозии оксидной природы; Д - накопление на поверхности металла аморфной полукристаллической субстанции; Е - коррозия металла по всей его поверхности с образованием продуктов коррозии, покрывающих более 50 % его поверхности.

Рисунок 1 отражает изменения состояния поверхности на примере металла АДО, соответствующие баллам А - Е.

ГДЕ Рис. 1. Динамика состояния поверхности металлов в соответствии с бальной системой

Физико-химические процессы на поверхности металлов под воздействием микромицетов начинают проявляться через 1-5 суток с начала экспозиции в зависимости от природы металла и микромицета. Визуально наблюдаемым поверхностным изменениям предшествует стадия закрепления (адгезии) микромицетов на отдельных участках металла с помощью гиф*.

* Гифы - тонкие ветвящиеся трубчатые нити, из которых формируется тело гриба, вся масса гиф в совокупности называется мицелием

При длительной экспозиции гифы микромицетов способны внедряться по местам дефектов вглубь металла (рис. 2, а, б).

а б

Рис. 2. Микрофотографии поверхности цинка после его экспозиции в течение 60 суток на газоне микромицета Alternaría alíernata при увеличении: а - 200х; б - 1000х

На начальном этапе воздействие микромицета на поверхность сопровождается появлением на торцах металла небольших капель экссудата с основными свойствами. Экссудат с основными свойствами образуется даже при воздействии микромицетов, обладающих высокой кислотообразующей способностью, таких как A. niger, A. oryzae и Р. chrysogenum. Время появления экссудата, интенсивность его накопления и возрастание рН зависят как от природы металла, так и от вида микромицета.

Образование жидкого экссудата на поверхности цинка особенно интенсивно в сравнении с другими металлами, а значение рН может уже через 3 суток достигать величины 9,5 - 10 (табл. 1, рис. 3).

На поверхности магния первые капли экссудата с рН = 8 зафиксированы уже спустя 12 часов под воздействием большинства микромицетов, а его основность возрастала до рН —11 (3 суток с начала экспозиции под воздействием A. niger) и рН = 12 (5 суток с начала экспозиции под воздействием Alt. alter-nata).

Таблица 1. Значение рН* экссудата при воздействии на металлы микромицетов

Металл МикромицетЧ АД0 Mg Zn Cd Sn Bi Pb Ni Сталь 12X18 HI ОТ Оцинкованная сталь СтЮ

A. niger 10,0 (1) 11,0 (1) 8,5 (1) 10,0 (2) 10,0 (2) 10,0 (5) 10,0 (5) 9,0 (2) 9,0 (2) 9,0 (1)

A. oryzae 9,0 (1) 10,0 (1) 8,5 (2) 7,5 (6) 8,0 (6) 9,0 (6) 7,5 (7) 8,0 (2) 8,0 (2) 8,5 (2)

A. terreus 8,5 (1) 9,5 (1) 7,5 (2) 7,5 (2) 7,5 (2) 8,0 (7) 7,5 (7) 8,5 (2) 8,0 (2) 7,5 (2)

Alt. alternata 10,0 (1) 9,0 (1) 9,0 (1) 8,5 (5) 7,5 (5) 7,5 (2) 7,5 (2) 9,0 (2) 8,5 (2) 9,0 (2)

P. chrysogenum 9,0 (2) 9,0 (1) 8,5 (2) o" 9,0 (10) 8,0 (10) 8,0 (10) 8,0 (5) 8,0 (5) 8,0 (2)

P. funiculosum 8,5 (2) 9,0 (1) 9,5 (3) 10,0 (2) 10,0 (7) O" O" 8,0 (5) 8,0 (5) 8,0 (3)

P. cyclopium 8,5 (2) 9,0 (1) 10,0 (3) 10,0 (6) 8,0 (7) O** o" 8,0 (7) 8,0 (7) 9,0 (3)

Trich. viride 8,5 (1) 9,0 (1) 8,0 (2) 7,5 (6) 7,5 (6) 7,5 (6) 7,5 (6) 8,0 (2) 8,0 (2) 8,0 (3)

Примечание: * - В круглых скобках приведено время (сут) с начала экспозиции

О - Щелочной экссудат в визуально наблюдаемых количествах отсутствует, начальный этап характеризуется появлением матовых пятен

рн

Рис. 3. Зависимость рН экссудата на поверхности цинка от времени экспозиции при воздействии микромицетов: а - Alternaría altérnala; б - Fusarium moniliforme

т,сут

Как видно из табл. 1, наиболее устойчивыми к воздействию исследуемых микромицетов являются висмут и свинец, на поверхности которых экссудат появляется через 5-10 суток (за исключением воздействия микромицета Alt. alternata), а при воздействии P. funiculosum и P. cyclopium основный экссудат в

визуально наблюдаемых количествах не образуется даже при длительной экспозиции (20 сут.).

Последующая динамика поверхностных явлений имеет полную аналогию с процессами, представленными на рис. 1, и может быть охарактеризована по бальной системе. На рис. 4 в качестве примера приведены гистограммы динамики коррозии цинка при воздействии микромицетов Alt. altemata и A. niger.

3 5 10 15 30 50 70 т, сут 3 5 10 15 30 50 70 т, сут а б

Рис. 4. Гистограмма изменения поверхности цинка под воздействием микромицетов: а - Alternaria alternate; б - Aspergillus niger

После двухмесячной экспозиции на поверхности цинка в местах наиболее интенсивного накопления экссудата происходило образование рыхлого объемного осадка, состоящего из оксидов и гидроксидов металла (80%) и органической фракции (20%). Более устойчивые к коррозионному воздействию висмут, свинец и олово, существенного изменения поверхности не претерпевали (рис. 5, а). В случае магния на 60-е сутки под действием микроскопического гриба A. niger происходило практически полное разрушение металла (рис. 5, б).

Было установлено, что наиболее активными по отношению к исследуемому ряду металлов являются микромицеты A. niger, A. oryzae и Alt. altemata. Наибольшую биокоррозионную устойчивость проявляют висмут, олово и свинец (табл. 1, рис. 5, а).

а б

Рис. 5. Коррозия металлов на 60 сутки с начала экспозиции:

а - под воздействием микромицета Alternaria alternator, 6 - магния под воздействием микромицета Aspergillus niger

Роль супероксидного аниона О?" в инициировании коррозии

Пути образования 02~ in vivo, его биологические функции и физико-химические свойства описаны в литературе15. В работе возможность выделения клетками исследуемых микромицетов супероксидного аниона 02~ показана при использовании НСТ (I), широко применяемого в разнообразных химических и биохимических исследованиях для обнаружения Of. Продукты восстановления НСТ - моно- (II) и диформазаны (III) имеют интенсивную синюю окраску, обусловленную полосами поглощения с максимумами при 530 и 560 нм соответственно6. На семисуточный газон микроскопических грибов наносили в виде нерастекающейся капли 0,01 М водный раствор НСТ в количестве 0,5 мл и оставляли в оптимальных условиях роста микромицетов. Через некоторое время в месте контакта раствора НСТ с мицелием наблюдали появление синей окраски, вызванное осаждением на поверхности плохо растворимых в воде моно- (II) и диформазанов (III), которые экстрагировали хлороформом,

1 Auchere F., Rusnak F. // J. Biol. Inorg. Chem. 2002. V. 7. № 6. P. 664 - 667.

2 Фридович, И. Свободные радикалы в биологии. - М.: Изд-во Мир. 1979. № 1. С. 273 - 314.

3 Robinson М.С., Holstein W.L., Stewart G.M., Buntine M.A.1/ Phys. Chem. Chem. Phys.1999. V.l. № 17. P.3961-3966.

4 Bielski B.H.J., Cabelli D.E., Arudi R.L., Ross A.B.//J.Phys.Chem.Ref. Data. 1985. V.14. № 4. P.1041-1100

5 Sawyer D.T., Gibian M.J.// Tetrahedron. 1979. V. 35. № 12. P. 1471-1481

6 Bielski B.H.J., Shiue G. G., Bajuk S. // J. Phys. Chem. 1980. V. 84. № 8. P. 830 - 833.

после чего анализировали спектрофотометрическим методом (рис. 6, 7):

im-N-r2 R2—N —N < I I )c-R,

n=n-r3-r3-n =n /

H

f

,, Ы N—R2 Rj-N-N R.-cf I /C-R,

4 N=N-R3-R3-N = N 7

CI

CI

CI

(I)

(II)

H I

H

(III)

где, К, = СбН5; = />-Ш2С6Н4; И3 = »)-СН3ОС6Н4.

В качестве контроля использовали раствор НСТ с добавлением суперок-сиддисмутазы (СОД, 100 ед. акт.), которая с константой скорости2, равной 109 М 'с"1, специфично диспропорционирует 02~ до Н202 и 02.

400

500

600

700 Х,„

400

500

600

700

X., НМ

Рис. 6. Спектры поглощения продуктов восстановления НСТ, десорбирован-ных с поверхности мицелия микроми-цета Акетагш акегпШа, спустя:

а - 2 часа; 6-4 часа; в - 6 часов; г - 24 часа; д - с СОД через 6 часов

Рис. 7. Спектры поглощения продуктов восстановления НСТ, десорбированных после 3-х суток экспозиции с поверхности мицелия микромицетов: а - Alternaría altemata; б - Pénicillium ochro-chloron-, в - Fusarium moniliforme.

Как видно из рис. 6, количество восстановленного HCT мицелием Alt. altemata возрастает с течением времени, в то время как в пробе раствора HCT с добавлением СОД после 6 часов экспозиции полоса поглощения в области

530 - 560 нм отсутствует (рис. 6, à). Это свидетельствует о том, что причиной восстановления НСТ является 02~, который транспортируется из клеток мик-ромицета Alt. alternata. Данные, представленные на рис. 7, 8, показывают, что при одинаковых условиях экспозиции восстановление НСТ клетками микро-мицета Alt. alternata протекает более интенсивно, чем микромицетами Fus. moniliforme и P. ochro-chloron.

Рис. 8. Кинетические кривые накопления продуктов восстановления НСТ микромицетами: а - Alt. alternata; б - P. ochro-chloron; в - Fus. Moniliforme

Таким образом, по свойствам транспортировать 02~ в окружающую среду их можно расположить в ряд:

Alt. alternata > P. ochro-chloron > Fus. moniliforme. Полученные результаты свидетельствуют о том, что СЬ~, действительно,

способен транспортироваться в окружающую среду и после заселения микромицетами поверхности металла может принимать участие в коррозионном процессе.

Известно, что супероксидный анион в водном растворе существует в виде равновесной смеси основания и сопряженной кислоты - гидропероксидного радикала4:

НОО" 02-' + Н+, АГа=1,610"5

Радикалы равновесной смеси в водных растворах быстро превращаются в устойчивые продукты в результате протекания двух параллельных реакций (1) и (2) с константами скорости 8,6105 M'V и 1,02-Ю8 М 'с 1 соответственно7.

7 Bielski B.H.J. // Photochemistry and Photobiology. 1978. V. 28. № 4. P. 645 - 649.

НОО' + НОО" -» о2 + н2о2

НОО" + 02" + Н20 РОг+ Н202 + ОН-

(1) (2)

Гидроксильные ионы совместно с противоионами и водой питательной среды способны сформировать на отдельных участках поверхности металла объемную жидкую фазу (экссудат) с рН 7,5 - 11. Образование пероксида водорода на начальной стадии коррозионного процесса подтверждается его качественным обнаружением в экссудате по реакциям с титановой кислотой и берлинской лазурью.

При накоплении значительного количества коррозионно-активного экссудата происходит разрушение оксидной пленки. После чего 02~ способен непосредственно хемосорбироваться на поверхности металла:

На этой стадии продолжается накопление экссудата, а рН достигает своего максимального значения (рис. 3). Поверхностное соединение (V) в силу своих окислительных свойств со временем превращается в конечные продукты коррозии (оксиды, гидроксиды металлов). На этом этапе рН экссудата может снижаться вплоть до 7, и происходит его затвердевание (рис. 1, Д).

Если коррозия на поверхности металлов проходит при участии 02~ то между способностью микромицетов транспортировать в окружающую среду 02~ ' и коррозионной активностью, особенно на начальном этапе, должна наблюдаться определенная симбатность, которая была обнаружена на примере коррозии цинка под воздействием микромицетов Alternaría alternata, Fusarium moniliforme и Pénicillium ochro-chloron. Как установлено, в процессе микробиологической коррозии характерной является ранняя стадия, когда на поверхности металла образуется жидкий экссудат с рН>7. Чем раньше наступает эта стадия, тем более глубокая деструкция металла наблюдается к моменту завершения процесса. Как видно из рис. 9, характерные признаки начального

OÎ *77Г^7ГГ

00 00"

I I

wMbjjr 7РМе77Г + н2°

(IV)

ООН

I

W№W + CM (V)

этапа коррозии при использовании Alternaría altérnala выражены сильнее, чем в случае Pénicillium ochro-chloron. Если под воздействием Pénicillium ochro-chloron наблюдаются локальные образования экссудата на 5 сутки (рН>8) (рис. 9, б), то при использовании Alternaría alternata такие же количества экссудата можно наблюдать уже на 1 сутки (рис. 9, а), а на 5 сутки - жидкий экссудат покрывает полностью всю поверхность металла слоем жидкого образования значительной толщины. На завершающих стадиях коррозии, когда наблюдается образование продуктов коррозии, деструкция металла проходит более глубоко также под действием Alternaría alternata. На рис. 10 представлены зависимости изменения массы образца цинка с течением времени под воздействием микромицетов при длительной экспозиции.

а б

Рис. 9. Внешний вид образцов цинка под воздействием микроскопических грибов: а - Alternaría alternata на 1 сутки экспозиции; б - Pénicillium ochro-chloron на 5 сутки экспозиции

Д га х 10 , г

3.00

0 5 Ю 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 t, сутки Рис. 10. Изменение массы цинка под воздействием микроскопических грибов:

а - Alt. alternata; б - P. ochro-chloron; в - Fus. Moniliforme (гравиметрические измерения проводились с образцами массой ~ 0,42 г в 6-8 пов-торностях, средняя квадратичная ошибка составляет =11-14%)

Влияние фенолов на биокоррозию цинка

Из литературных источников известно, что супероксидный анион 02~ с высокой скоростью (103 - 105 М"'с"') взаимодействует с фенолами различных типов4 (константы скорости фенолов с НОО' составляют ~ 104 - 107 М 'с"1). Эти данные дают основание полагать, что фенолы могут оказывать существенное влияние на коррозионный процесс, если в нем принимает участие 0> . В качестве объекта был выбран цинк, на поверхности которого наиболее ярко прослеживается начальная стадия коррозионного процесса. На поверхность цинковых образцов адсорбировали в течение 12 часов 0,01М растворы фенола (VI), ионола (2,6-ди-тре/я-бутил-4-метилфенол) (VII), гидрохинона (1,4-дигидроксибензол) (VIII), резорцина (1,3-дигидроксибензол) (IX), пирокатехина (1,2-дигидроксибензол) (X), 2,5-ди-т/?ет-бутилгидрохинона (XI), 4,6-ди-/п/?ет-бутилрезорцина (XII), 3,5-ди-да/ге;и-бутилпирокатехина (XIII).

Данные по изменению состояния поверхности цинка в начальный период через 5 суток с начала экспозиции при контроле с необработанными фенолами образцами представлены в таблице 2.

Таблица 2. Влияние адсорбированных на поверхности цинка фенолов на обра-

Микроорганизмы Фенолы

VI VII VIII IX X XI XII XIII

(1) Alt. alternata ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

(2) A. niger ++ ++ ++ + + + + ++

(3) Раес. variotii ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

(4) Tr. viride ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

(5) Р. brevi-compactum ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

(6) A. terreus ++ ++ ++ ++ ++ + + +

(7) A. oryzae ++ ++ ++ ++ ++ - - ++

(8) Gl. roseum ++ - ++ ++ ++ ++ ++ ++

(9) P. ochro-chloron ++ ++ - + ++ ++ + ++

(10) P. cyclopium + - - ++ ++ + + +

(11) P. martensii + - ++ ++ + ++ ++ ++

(12) Fus. moniliforme - ++ ++ ++ ++ - + ++

(13) Ch. globosum - ++ + ++ ++ + + +

(14) P. chrysogenum - - - - - - ++ -

Примечание-. - ингибированне; + отсутствие влияния; ++ активация

На рис. 11 в качестве примера представлена гистограмма изменения состояния поверхности цинка на 5 сутки с начала экспозиции с адсорбированным резорцином (IX). Как следует из табл. 2 и гистограммы, представленной на рис. 11, резорцин активирует образование экссудата при воздействии большинства исследуемых микромицетов (1), (3) - (8), (10) - (13). Микроскопические грибы А. т$ег (2) и Р. оскго-сЫогоп (9) не чувствительны к обработке поверхности цинка резорцином, и только в одном случае из 14 исследуемых при воздействии микромицета Р. с1ггу$о$епит (14) резорцин ингибирует образование экссудата.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Рис. 11. Гистограмма динамики коррозионного разрушения образцов цинка с адсорбированным резорцином под воздействием микромицетов через 5 суток с начала экспозиции (цифровое обозначение микроорганизмов соответствует таблице 2)

В целом, полученные данные показывают, что адсорбция всех соединений изучаемого ряда приводит к усилению коррозии цинка на ранней стадии под воздействием микроскопических грибов (1) - (6). Все фенолы, за исключением соединения (XII), ингибируют образование экссудата на поверхности цинка под воздействием микромицета Р. chrysogenum. В отдельных случаях активирующий эффект адсорбированных фенолов не проявляется (табл. 2).

Стимулирование биокоррозии под действием фенолов можно объяснить следующим образом. При взаимодействии Ог с одноосновными фенолами, вероятнее всего, происходит перенос протона гидроксильной группы, непосредственно связанной с ароматическим кольцом, на супероксидный анион:

АгОН + 02~" -> АгО ~ + НОСУ (3)

Гидропероксидный радикал может далее вступать в реакцию (2). Фено-лятный анион, будучи сильным основанием Бренстеда, подвергается гидролизу с регенерацией некоторой части исходного фенола:

АЮ " + Н20 АгОН + ОН " (4)

Эта последовательность превращений может происходить до тех пор, пока рН экссудата не достигнет значения, при котором равновесие (4) будет полностью сдвинуто влево. Параллельно с высокими скоростями протекают реакции:

АгОН + НОО" -» АгО" + Н202 (5)

АгО' + 02~ АгО ~ + 02 (6)

Фенолятные анионы, образующиеся по реакциям (3) и (6), под действием 02 \Н202 и кислорода воздуха подвергаются окислительному разложению.

При взаимодействии 02~ и НОО" с двухатомными фенолами в начальной стадии образуются семихиноновые соединения (схема 1).

Схема 1

ОН

к

+ о7

продукты окисления

^ Н202 Т Ь=8,5-103М-1с"1[4]

ОН и

Промежуточные вещества первой стадии превращаются затем в хиноны и продукты их дальнейшего окисления (схема 2).

Возможность подобных превращений под действием 02 и НОО, продуцируемых микроорганизмами, исследовалась нами по изменению химического состояния 3,5-ди-трет-бутилпирокатехина (XIII) и адреналина.

На семисуточный газон микромицета Alt. alternata помещали 0,01г порошкообразного соединения (XIII). Спустя 3 суток с начала экспозиции в оптимальных условиях роста микромицетов после изменения окраски кристаллов от белого до лилово-фиолетового цвета кристаллическую массу собирали с поверхности мицелия и анализировали спектрофотометрическим методом. Как видно из рис. 12, а, наблюдается полоса поглощения с максимумом при

389 нм, что свидетельствует об окислении 3,5-ди-т/>е«-бутилпирокатехина (XIII) до 3,5-ди-/ире/я-бутил-1,2-бензохинона (XIV):

Схема 2

О

О

XIII

XIV

А, %

80

а

Рис. 12. Спектры поглощения:

40

60

а - продукта биотрансформации 3,5-ди-трет-бутил-пирокатехина (XIII) десор-бированного с поверхности мицелия Alt. alternata после 3-х суток экспозиции; б -

3,5-т-трет-бутм-1,2-бензохинона

20

(XIV); в - контроль (те же условия, но в отсутствии микромицета Alt. alternata)

0

300 350 400 450 500 ^,нм

Аналогично проводили исследования окисления адреналина (XV). В настоящее время установлено, что в водных растворах адреналин с высокой скоростью взаимодействует с 02~ с образованием адренохрома (XVI), имеющего полосу поглощения 480 им8. Через трое суток с начала экспозиции, когда цвет нерастекающейся капли (0,5 мл) 0,1% водного раствора адреналина на мицелии Alt. alternata изменялся до оранжевого, его анализировали спектро-фотометрически (рис. 13).

Как видно из рис. 13, в электронном спектре водного раствора адреналина, находящегося в контакте с мицелием Alt. alternata, четко проявляется полоса поглощения в области 480 нм в виде плеча более интенсивной полосы поглощения, подобно тому, как это имеет место в процессе, описанном в работе8,

8 Сирота Т.В. Новый подход в исследовании процесса аутоокисления адреналина и использование его для измерения активности супероксиддисмутазы // Вопр. мед. химии. 1999. Т.

45. № 3. С. 263 - 272.

(рис. 13, б). В спектре поглощения свежеприготовленного раствора адреналина характерная для продуктов окисления полоса поглощения отсутствует (рис. 13, а):

ОН

i

СН3 XVI адренохром

Рис. 13. Спектры поглощения адреналина и продуктов его окисления: а -

свежеприготовленный 0,01% водный раствор адреналина; 6-0,1% раствор адреналина на мицелии Alternaría alternata через 3 суток с начала экспозиции (пунктирной линией обозначен контур полосы поглощения адренохрома, после разделения перекрывающихся полос, по способу описанному в работе9)

Как следует из полученных данных, уравнений (4), (5) и схем 1, 2, адсорбция фенолов на поверхности цинка приводит к увеличению количества коррозионно-активных веществ ОН", Н202, что и обуславливает усиление коррозионных разрушений металла.

Ингибирование коррозии фенолами или отсутствие заметных эффектов в этом процессе связано с особенностями функционирования микроорганизмов на поверхности фенолов. Как уже отмечалось, биокоррозия начинается с при-крепления(адгезии) микроорганизмов к поверхности металла. На процесс адгезии влияют очень многие факторы, такие как структура клеточной стенки, заряд и подвижность клеток, а также физико-химическое состояние и структура поверхности металла. Вероятно, при адсорбции отдельных фенолов она менее благоприятна для функционирования некоторых микроорганизмов, чем по-

9 Свердлова О.В. Электронные спектры в органической химии // Ленинград «Химия». 1985. 245с.

верхность чистого металла. Кроме того, при непосредственном контакте микроорганизма с фенолами, адсорбированными на поверхности металла, может проявляться их бактерицидный эффект.

ВЫВОДЫ

1. Показано, что микромицеты из числа распространенных в природе стимулируют коррозию металлов (цинк, магний, алюминий, висмут, кадмий, олово, свинец, никель, сталь 12Х18Н10Т, оцинкованная сталь СтЮ с хромовым покрытием), степень развития которой определяется природой мик-ромицета и металла, а также структурой адсорбированных на поверхности металла фенолов. Установлены физико-химические закономерности начальной стадии коррозии: процесс начинается с формирования на отдельных участках поверхности металлов жидкой фазы (экссудата) с основными свойствами (рН=7,5.. .11); время появления экссудата, количество, значение рН зависят как от природы металла, так и от вида микромицета и определяют глубину коррозионных повреждений в целом.

2. Выявлена способность микромицетов Alternaría alternata, Pénicillium ochro-chloron и Fusarium moniliforme транспортировать в окружающую среду супероксидный анион 02 : наличие в околоклеточной среде 02 подтверждено спектрофотометрической регистрацией продуктов восстановления реагента нитросинего тетразолия при использовании в контрольных опытах фермента супероксиддисмутазы, обладающего абсолютной специфичностью по отношению к супероксидному аниону.

3. Впервые установлено, что коррозионная активность микромицетов Alternaria alternata, Pénicillium ochro-chloron и Fusarium moniliforme по отношению к цинку симбатна их способности выделять в окружающую среду супероксидный анион 02~: Alternaría alternata > Pénicillium ochro-chloron > Fusarium moniliforme. Развиты представления о стимулированной микроскопическими грибами коррозии с участием 02~.

4. Впервые обнаружено активирующее влияние на микромицетную коррозию цинка адсорбированных на его поверхности фенолов, которое, вероятно, связано с вовлечением 02~, транспортируемого из клеток в окружающую среду, в окисление фенолов с образованием химически активных промежуточных продуктов Н202 и КЮН (Kt = Na+, К+ из питательной среды). Участие фенолов в активации начального этапа биокоррозии подтверждено спектрофото-метрической регистрацией продуктов окисления адреналина и 3,5-дн-трет-бутилпирокатехина мицелием Alternaria alternata.

5. Показано, что коррозионно активными по отношению ко всему ряду металлов являются Aspergillus iiiger, Alternaria alternata, Aspergillus oryzae. Коррозионную устойчивость по отношению к микромицету Pénicillium chrysogenum проявляет кадмий; по отношению к микромицетам Pénicillium cyclopium и Pénicillium funiculosum - висмут и свинец.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Челнокова, М. В. Активные формы кислорода в коррозии металлов / М.В. Челнокова, Д. В. Белов, A.A. Калинина, Т.Н. Соколова, В.Ф. Смирнов, В.Р. Карташов II Коррозия: материалы, защита. - 2011. - № 3. - С. 19 - 27.

2. Белов, Д.В. О роли активных форм кислорода в инициировании коррозии металлов микроскопическими грибами / Д.В. Белов, М.В. Челнокова, Т.Н. Соколова, В.Ф. Смирнов,

B.Р. Карташов В.Р. // Коррозия: материалы, защита. -2009. - № 11. - С. 43 - 48.

3.Белов, Д.В. Генерация супероксидного анион-радикала микромицетами и его роль в коррозии металлов / Д.В. Белов, A.A. Калинина, В.Р. Карташов, В.Ф. Смирнов, Т.Н. Соколова, М.В. Челнокова II Известия Вузов. Сер. Химия и химическая технология. -2011. -Т. 54. N° 10.-С. 133-136.

4. Белов, Д.В. Коррозия алюминия и алюминиевых сплавов под воздействием микроорганизмов/ Д.В. Белов, Т.Н. Соколова, В.Р. Карташов, В.Ф. Смирнов, М.В. Челнокова, М.А. Ляпина // Известия Вузов. Сер. Химия и химическая технология. -2007. -Т. 50. № 6. -

C. 60 - 64.

5. Белов, Д.В. Влияние адсорбированных на поверхности фенолов и родственных им соединений на биологическую коррозию цинка/ Д.В. Белов, М.В. Челнокова, Т.Н. Соколова, A.A. Калинина, В.Ф. Смирнов, В.Р. Карташов В.Р.// Труды Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева. -2010. - № 2 (81). -С. 258-263.

6. Челнокова, М.В. Образование и выделение АФК в процессе жизнедеятельности микромицетов Altemaria alternata, Penicillium ochro-chloron и Fusarium moniliforme / M.B. Челнокова, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова, В.Р. Карташов, Е.А. Першин // Труды Меад. форума по проблемам науки, техники и образования «III тысячелетие - Новый мир». - М.: Академия наук о Земле. -2009. - Т.2. - С. 95-97.

7. Челнокова, М.В. Коррозия цинка и оцинкованной стали СтЮ в условиях воздействия микроскопических грибов/ М.В. Челнокова, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова, В.Р. Карта-

шов, Т.В. Похилько, Е.С. Плохова Е.С.// Труды Межд. форума по проблемам науки, техники и образования «III тысячелетие - Новый мир». - М.: Академия наук о Земле. -2008. - Т.З. -

C. 106- 108.

8. Челнокова, М.В. Роль адсорбированных фенольных соединений в коррозии цинка под воздействием микроорганизмов / М.В. Челнокова, А.А. Калинина, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова, В.Р. Карташов// Тез. докл. Междунар. конф. памяти Г.В. Акимова «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии». - Москва. -2011.-С. 35.

9. Cbelnokova, M.V. Reactive oxygen species in corrosion of metals/ M.V. Chelnokova,

D.V. Belov, T.N. Sokolova, V.P. Smimov, V.R. Kartashov // The European Corrosion Congress. «Eurocorr 2010». Moscow. 13-17 September 2010. -Book of Abstracts. - M.: МАКС Пресс. -P. 351.

10. Челнокова, М.В. Влияние фенола, его производных и родственных ему соединений на коррозию цинка под воздействием микроскопических грибов / М.В. Челнокова, Д.В. Белов, А.А. Калинина, Т.Н. Соколова, Е.А. Першин, Д.И. Князев// Тез. докл. 13-ой конф. молодых ученых-химиков г. Нижнего Новгорода. - Нижний Новгород. - 2010. - С. 41- 42.

11. Князев, Д.И. Биокоррозия анодированного алюминия / Д.И. Князев, Т.И. Девяткина, Д.В. Белов, М.В. Челнокова, Т.Н. Соколова// Тез. докл. 13-ой конф. молодых ученых-химиков г. Нижнего Новгорода. - Нижний Новгород. - 2010. - С. 46.

12. Челнокова, М.В. Факторы, влияющие на физиологию микромицетов - биодеструкторов цинка / М.В. Челнокова, Д.В. Белов, А.А. Калинина, Т.Н. Соколова, Д.И. Князев,

E.А. Першин// Тез. докл. IX Междунар. молодежи, науч.-техн. конф. "Будущее технической науки". - Нижний Новгород. - 2010. - С. 315-316.

13. Челнокова, М.В.. Моделирование биокоррозии металлов/ М.В. Челнокова, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова, О.В. Кузина, В.Р. Карташов // Докл. V Всероссийск. науч.-техн. конф. «Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии». -Тула. -2009. - С. 7- 9.

14. Белов, Д.В. Сравнительная характеристика поведения алюминия и цинка под воздействием микроскопических грибов/ Д.В. Белов, О.В. Кузина, Т.Н. Соколова, М.А. Ляпина, М.В. Челнокова, Сорокин Д.В. // Материалы III Междунар. науч.-техн. конф. «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве». - Саранск. - 2009. - С. 56-57.

15. Челнокова, М.В. Образование и выделение АФК в процессе жизнедеятельности микроорганизмов / М.В. Челнокова, Д.В. Белов, Е.А. Першин, В.Р. Карташов, Т.Н. Соколова// Материалы III Междунар. науч.-техн. конф. «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве». - Саранск. - 2009. - С. 59-62.

16. Челнокова М.В. О влиянии ионола на микологическую коррозию цинка/ М.В. Челнокова, Т.В. Похилько, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова // Тез. докл. VIII Междунар. молодежи. науч.-техн. конф. "Будущее технической науки". - Нижний Новгород. - 2009. - Доп. т.-С. 18-19.

17. Похилько, Т.В. Сравнительная оценка поведения некоторых металлов при воздействии микроскопических грибов/ Т.В. Похилько, М.В. Челнокова, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова// Тез. докл. VIII Междунар. молодежи, науч.-техн. конф. "Будущее технической науки". - Нижний Новгород. - 2009. - Доп. т. - С. 17-18.

18. Челнокова, М.В. Активные формы кислорода в инициировании микологической коррозии металлов/ М.В. Челнокова, Д.В. Белов// Тез. докл. XIV Нижегородской сессии молодых ученых. Естественнонаучные дисциплины. - Нижний Новгород. - 2009. - С. 106.

19. Челнокова, М.В. Влияние ионола на стадии инициирования биокоррозии цинка/ М.В. Челнокова, Т.В. Похилько, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова // Тез. докл. 12-ой Конференции молодых ученых-химиков г. Нижнего Новгорода. - Нижний Новгород. - 2009. - С. 80-81.

20. Похилько, T.B. Оценка микологической коррозии различных металлов / Т.В. Похилько, М.В. Челнокова, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова// Тез. докл. 12-ой Конференции молодых ученых-химиков г. Нижнего Новгорода. - Нижний Новгород. - 2009. - С. 68-69.

21. Ляпина, М.А. Некоторые особенности поведения цинка в условиях воздействия микроскопических грибов 1 М.А. Ляпина, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова, О.В. Кузина, М.В. Челнокова//Тез. докл. VII Междунар. молодежи, науч.-техн. конф. "Будущее технической науки". - Нижний Новгород. - 2008. - С. 242-243.

22. Плохова, Е.С. Микромицетная коррозия магния / Е.С. Плохова, Д.В. Белов, О.В. Кузина, Т.Н. Соколова, В.Р. Карташов, М.А. Ляпина, М.В. Челнокова//Тез. докл. VH Междунар. молодежи, науч.-техн. конф. "Будущее технической науки". - Нижний Новгород. -2008. - С. 243-244.

Подписано в печать 13.09.2011. Формат 60x84'/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 624.

Нижегородский государственный технический университет им. P.E. Алексеева.

Типография НГТУ. Адрес университета и полиграфического предприятия: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Микромицетная коррозия.

1.2. Строение и свойства АФК.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Используемые приборы.,.

2.2. Объекты и материалы исследования.

2.3. Исследование биостойкости металлов.

2.4. Методика изучения коррозионной активности микромицетов.

2.5. Количественные показатели коррозионной стойкости металлов.

2.6. Определение химического состава экссудата.

2.7. Методика обнаружения и регистрации супероксидного аниона.

2.8. Синтез и очистка фенолов.

2.9. Методика обработки поверхности металлов фенолами.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Физико-химические процессы на поверхности металлов под воздействием микромицетов.

3.2. Роль супероксидного аниона Ог в инициировании коррозии.

3.3. Влияние фенолов на биокоррозию цинка.

ВЫВОДЫ.

Актуальность работы. Металлы, промышленные конструкции и изделия на их основе при контактах с микроорганизмами подвергаются существенным коррозионным повреждениям [1 - 18]. К настоящему времени сложилось мнение, что биологическая коррозия является опосредованной и вызывается агрессивными экзометаболитами, образующимися в процессе жизнедеятельности микроорганизмов [9 - 13, 19 - 40]. Во многих случаях такая точка зрения является экспериментально обоснованной: тиобактерии продуцируют серную кислоту, нитрозо- и нитробактерии окисляют соответственно NH4+ до азотистой кислоты, а азотистую - до азотной кислоты, отдельные штаммы ацидофильных железобактерий не только непосредственно окисляют Fe(II) до состояния Fe(III), но и способны биотрансформировать неорганические соединения серы до серной кислоты [4 - 7, 41 - 44]. Вместе с тем, в естественной среде широко представлены микроскопические грибы (микромицеты), использующие в качестве питательных веществ соединения органической природы и продуцирующие в окружающую среду метаболиты, из которых наиболее широко представлены органические кислоты и экзоферменты [9 - 13, 19 - 40]. Не отрицая роли этих компонентов, особенно экзоферментов, в разрушении металла, нельзя сказать однозначно об их инициирующей роли в коррозионном процессе. В работах, выполненных на кафедре «Биотехнология, физическая и аналитическая химия» НГТУ им. P.E. Алексеева, впервые было высказано предположение об участии в инициировании микромицетной коррозии супероксидного анион-радикала ОГ (термины супероксидный анион-радикал (02-*) и супероксидный анион ((V) используют в научной и учебной литературе как равнозначные, в последнее время предпочтительно применяется термин супероксидный анион). Однако физико-химическая схема инициирования коррозии с участием 02~ была выдвинута только на основании данных по биокоррозии алюминия и его сплавов [45 - 47], а участие выделяемого в окружающую среду, экспериментально ранее не было подтверждено. В связи с чем работа по развитию, расширению теоретических положений о микромицетной коррозии и обосновании роли супероксидного аниона в ее инициировании является актуальной и практически значимой.

Целью работы является:

- Выявление общих физико-химических явлений на поверхности широкого ряда металлов под воздействием музейных штаммов микромицетов из числа наиболее распространенных в естественных условиях, определение наиболее агрессивных микромицетов.

- Экспериментальное обоснование участия Ог~, выделяемого в окружающую среду микромицетами в процессе их жизнедеятельности, в инициировании коррозии.

- Определение взаимосвязи между способностью микромицетов транспортировать в околоклеточную среду супероксидный анион 02 и их активностью в инициировании коррозии.

- Установление роли в микромицетной коррозии адсорбированных на поверхности металла фенолов.

Научная новизна работы:

1. Выявлены общие физико-химические закономерности процессов, протекающих на поверхности широкого ряда металлов, под воздействием музейных штаммов микроскопических грибов 14 видов. Показано, что начальный этап заключается в формировании на отдельных участках поверхности металлов жидкого экссудата с рН>7; время появления экссудата, его количество и рН зависят как от природы металла, так и от вида микроскопического гриба, и определяют в дальнейшем глубину коррозионных разрушений металла.

2. Получено экспериментальное подтверждение транспорта 02~, образующегося в процессе жизнедеятельности микромицетов, в околоклеточную среду методом спектрофотометрической регистрации продуктов взаимодействия Ог" со специфическим реагентом нитросиним тетразолием (НСТ) при использовании в контрольном опыте фермента супероксиддисмутазы (СОД).

3. Впервые установлена симбатность между способностью микромицетов Fusarium moniliforme, Pénicillium ochro-chloron, Alternaría alternata выделять в окружающую среду 02~ и их коррозионной активностью по отношению к цинку.

4. Установлено, что адсорбированные на поверхности цинка фенолы оказывают во многих случаях активирующее действие на коррозионный процесс. Предполагаемая схема активации начального этапа биокоррозии адсорбированными на поверхности цинка фенолами подтверждена спектрофотометрической регистрацией продуктов окисления адреналина и 3,5-ди-трет-бутилпирокатехина, образующихся при участии супероксидного аниона (V, выделяемого во внешнюю среду микромицетом Alternaría alternata.

Практическая значимость работы заключается:

- в расширении экспериментальной базы данных по коррозионной активности микромицетов по отношению к таким металлам, как цинк, магний, кадмий, олово, висмут, свинец, никель, сталь 12Х18Н10Т и оцинкованная сталь СтЮ с хромовым покрытием;

- в углублении теоретических представлений о микромицетной коррозии металлов, которые в перспективе позволят определить новые направления ингибирования биокоррозионных процессов.

Основные положения диссертации. выносимые на защиту:

- общие физико-химические закономерности в инициировании и развитии микромицетной коррозии;

- экспериментальные доказательства участия Ог~, выделяемого в процессе жизнедеятельности микромицетов, в инициировании коррозионного процесса;

- влияние фенолов, адсорбированных на поверхности цинка, в активации начального этапа биокоррозии;

- физико-химическая схема участия фенолов в активации инициирования коррозии цинка.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Европейский конгресс по коррозии Eurocorr'2010 (Москва, 2010); Международная конференция памяти Г.В. Акимова «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии» (Москва, 2011); III Международная научно-техническая конференция «Биоповреждения и биокоррозия в строительстве» (Саранск, 2009); VII, VIII, IX Молодежная научно-техническая конференция "Будущее технической науки" (Нижний Новгород, 2008, 2009, 2010); V Всероссийская научно-техническая конференция «Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии» (Тула, 2009); XIV Нижегородская сессия молодых ученых. Естественнонаучные дисциплины (Нижний Новгород, 2009); 12, 13-я Конференция молодых ученых-химиков г. Нижнего Новгорода (2009, 2010).

Публикации. По данным диссертационной работы опубликованы 22 работы, в том числе 4 статьи в изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией, 3 статьи в сборниках трудов, 15 публикаций в сборниках материалов и тезисов докладов на Международных, Всероссийских и региональных конференциях.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

выводы

1. Показано, что микромнцеты из числа распространенных в природе стимулируют коррозию металлов (цинк, магний, алюминий, висмут, кадмий, олово, свинец, никель, сталь 12Х18Н10Т, оцинкованная сталь СтЮ с хромовым покрытием), степень развития которой определяется природой микромицета и металла, а также структурой адсорбированных на поверхности металла фенолов. Установлены физико-химические закономерности начальной стадии коррозии: процесс начинается с формирования на отдельных участках поверхности металлов жидкой фазы (экссудата) с основными свойствами (рН=7,5. 11,0); время появления экссудата, количество, значение рН зависят как от природы металла, так и от вида микромицета и определяют глубину коррозионных повреждений в целом.

2. Выявлена способность микромицетов Alternaria alternata, Pénicillium ochro-chloron и Fusarium moniliforme транспортировать в окружающую среду супероксидный анион 02 : наличие в околоклеточной среде О г подтверждено спектрофотометрической регистрацией продуктов восстановления реагента нитросинего тетразолия при использовании в контрольных опытах фермента супероксиддисмутазы, обладающего абсолютной специфичностью по отношению к супероксидному аниону.

3. Впервые установлено, что коррозионная активность микромицетов Alternaria alternata, Pénicillium ochro-chloron и Fusarium moniliforme по отношению к цинку симбатна их способности выделять в окружающую среду супероксидный анион 02 : Alternaria alternata > Pénicillium ochro-chloron > Fusarium moniliforme. Развиты представления о стимулированной микроскопическими грибами коррозии с участием 02~.

4. Впервые обнаружено активирующее влияние на микромицетную коррозию цинка адсорбированных на его поверхности фенолов, которое, вероятно, связано с вовлечением 02~, транспортируемого из клеток в окружающую среду, в окисление фенолов с образованием химически

105 активных промежуточных продуктов Н2О2 и KtOH (Kt = Na+, К+ из питательной среды). Участие фенолов в активации начального этапа биокоррозии подтверждено спектрофотометрической регистрацией продуктов окисления адреналина и 3,5-ди-т/?ет-бутилпирокатехина мицелием Alternaria alternata.

5. Показано, что коррозионно активными по отношению ко всему ряду металлов являются Aspergillus niger, Alternaria alternata, Aspergillus oryzae. Коррозионную устойчивость по отношению к микромицету Pénicillium chrysogenum проявляет кадмий; по отношению к микромицетам Pénicillium cyclopium и Pénicillium funiculosum - висмут и свинец.

1. 1.erson, W.P. Biological corrosion / W.P. Iverson // Advences in corrosion science and technology. New York: Fontana M. G. and Stackle. 1972. 42 p.

2. Iverson, W. P. Biodeterioration of Materials / W.P. Iverson. New York: Elsevier. 1968. P. 28-43.

3. Booth, G.H. Polarization Studies of Mild Steel in Cultures of Sulfate-Reducing Bacteria / G.H. Booth, A.K. Tiller // Trans. Faraday Soc. 1960. Vol. 56. P. 1689-1696.

4. Booth, G.H. Corrosion of Mild Steel by Actively Growing Cultures of Sulfate-Reducing Bacteria. The influence of Ferrous Ions / G.H. Booth, P. M. Cooper, D. S. Wakerly // Brit. Corros. J. 1966. Vol. 1. P. 345-349.

5. Foley, R.T. Introductory Remarks Concerning the Importance of the Investigation of Microbiological Corrosion / R.T. Foley // Electrochemical Technology. 1967. V. 5. P. 72 74.

6. Iverson, W. P. A Possible Role for Sulfate Reducers in the Corrosion of Aluminum Alloys / W. P. Iverson // Electrochemical Technology. 1967. V. 5. P. 77-79.

7. Blanchard, G.C. Aluminum Corrosion Processes in Microbial Cultures / G.C. Blanchard, C.R. Goucher // Electrochemical Technology. 1967. V. 5. P. 79 -83.

8. Герасименко, А. А. Микромицетная коррозия металлов. I. Идентификация, культивирование микромицетов, коррозионные гравиметрические исследования / А. А. Герасименко // Защита металлов. 1998. Т. 34. №2. С. 192-207.

9. Lugauskas, A. Possibility of micromycetes detected in dust to grow on metals (Al, Fe, Cu, Zn) and on polyaniline-modified Ni / A. Lugauskas, K. Leinartas, A. Griguceviciene, A. Selskiene, E. Binkauskiene // Ekologija. 2008. V. 54. № 3.P. 149-157.

10. Lugauskas, A. Dangerous microbical pollution in workplace settings / A. Lugauskas, A. Griguceviciene, O. Nivinskiene, A. Selskiene // Ekologija. 2009. V. 55. № 1. P. 58-66.

11. Hamilton, W.A. Microbially Influenced Corrosion as a Model System for the Study of Metal Microbe Interactions: A Unifying Electron Transfer Hypothesis / W.A. Hamilton // Biofouling. 2003. V. 19. Iss. 1. P. 65 76.

12. Vaidya, R.U. Protection of Beryllium Metal against Microbial Influenced Corrosion Using Silane Self-Assembled Monolayers // Metallurgical and Material Transactions A. 1999. V. 30 A. P. 2129 2134.

13. Кудрин, А.П. Микробная модификация поверхности металла / А.П. Кудрин, В.Ф. Лабунец, В.Г. Лазарев, М.А. Протасова, А.И. Пиляшенко-Новохатный, И.А. Козлова // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2005. Т. 5 (17). С. 68 75.

14. Герасименко, А.А. Микробная коррозия и защита от нее. Ч. VI. Коррозия меди в морской атмосфере. Методика / А.А. Герасименко, Г.В. Матюша, Л.М. Петрова // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 3. С. 3337.

15. Герасименко, А.А. Микробная коррозия и защита от нее. Ч. VII. Коррозия меди в морской атмосфере. Процесс развития. Защита / А.А. Герасименко, Г.В. Матюша, Т.А. Андрющенко, Н.Б. Лукина // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 6. С. 38 42.

16. Андреюк, Е. И. Микробная коррозия и ее возбудители / Е. И. Андреюк,

17. B. И. Билай, Э. 3. Коваль, И. А. Козлова Киев.: Наукова думка. 1980. 288 с.

18. Ильичев, В.Д. Биоповреждения / В. Д. Ильичев. М.: Высшая школа, 1987.-352 с.

19. Наплекова, H.H. О некоторых вопросах механизма воздействия грибов на пластмассы / H.H. Наплекова, Н.Ф. Абрамова // Изв. Сиб. отд-ния АН СССР. Сер. биол. 1976. № 3. С. 21-27.

20. Туркова, З.А. Микрофлора материалов на минеральной основе и вероятные механизмы их разрушения / З.А. Туркова // Микология и фитопатология. 1974. Т. 8. №. 3. С. 219-226.

21. Заикина, H.A. Образование органических кислот грибами, выделенными с объектов, пораженных биокоррозией / H.A. Заикина, Н.В. Дуганова // Микология и фитопатология. 1975. Т. 9. № 4. С. 303-307.

22. Благник, Б. Микробиологическая коррозия / Б. Благник, В. Занова // JL: Химия, 1965. 222 с.

23. Соломатов, В. Биологическое сопротивление материалов / В. Соломатов, В. Ерофеев. // Саранск. Издательство мордовского университета. 2001. 195 с.

24. Орлов, В.Г. Некоторые характеристики рибосом микромицетов после прекращения роста культур / В. Г. Орлов, Е. В. Клячко, Р. С. Шакулов // Биохимия. 1974. Т. 39. № 2. С. 426-431.

25. Безбородов, A.M. Секреция ферментов у микроорганизмов / A.M. Безбородое, Н.И. Астапович. // М.: Наука. 1984. 72 с.

26. Феофилова, Е.П. Клеточная стенка грибов / Е.П. Феофилова. // М.: Наука. 1983.248 с.

27. Михайлова, Р.В. Зависимость ферментативной активности грибов рода Penicillium от источника питания / Р.В. Михайлова, Л.И. Сапунова, С.С. Колесникова // Контроль и управление биотехнологическими процессами. Горький. 1985. С. 68.

28. Калашникова, Н.А. Активность фосфатаз различных культур плесневых грибов / Н.А. Калашникова, В.И. Родзевич // Прикладная биохимия и микробиология. 1971. Т. 7. № 4. С. 446-450.

29. Ежов, В. А. О регуляции биосинтеза внеклеточных фосфогидролаз у Penicillium brevicompactum / В.А. Ежов, С.И. Безбородов, Н.И. Санцевич // Микробиология. 1978. Т. 47. № 4. С. 665-671.

30. Базаржапов, Б.Б. Внеклеточные протеолитические ферменты микроскопических грибов термальных источников Баргузинской долины (Северное Прибалькалье) / Б.Б. Базаржапов, Е.В. Лаврентьева, Я.Е.110

31. Дунаевский, Е.Н. Биланенко, Б.Б. Намсараев // Прикладная биохимия и микробиология. 2006. Т. 42. № 2. С. 209 212.

32. Михайлова, Р.В. Изучение спонтанной изменчивости Penicillium adametzii ЛФ F-2044 продуцента глюкозооксидазы / Р.В. Михайлова, Л.А. Жуковская, А.Г. Лобанок // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т. 43. №2. С. 229-233.

33. Chung, Y.C. Microbial activity measurement for anaerobic sludge digestion / Y.C. Chung, J.B. Neethling // Journal WPCF. 1989. V. 61. № 3. P. 343 349.

34. Busalmen, J.P. New evidences on the catalase mechanism of microbial corrosion / J.P. Busalmen, M. Vazquez, S.R. de Sanchez // Electrochimica Acta. 2002. V. 47. Iss. 12. P. 1857 1865.

35. Метелица, Д.И. Инициирование и ингибирование свободнорадикальных процессов в биохимических пероксидазных системах (обзор) / Д.И. Метелица, Е.И. Карасева // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т. 43. №5. С. 537-564.

36. Андреюк, Е.И. Литотрофные бактерии и микробиологическая коррозия / Е.И. Андреюк, И.А. Козлова Киев: Наукова думка. 1977. 163 с.

37. Iverson, W.P. Corrosion of Iron and Formation of Iron Phosphide By Desulfovibrio desulfuricans / W.P. Iverson // Nature. 1968. № 217. P. 12651267.

38. Kuenen, J.G. Combined nitrification denitrification processes / J.G. Kuenen, L. A. Robertson//FEMS Microbiol. 1994. Rev. 15. P. 109-117.

39. Белов, Д.В. Физико-химические явления на поверхности алюминия и его сплавов при воздействии микроорганизмов / Д.В. Белов // Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. 2007. Н.Новгород. 149 с.

40. Белов, Д.В. Коррозия алюминия и его сплавов под воздействием микроскопических грибов / Д.В. Белов, Т.Н. Соколова, В.Ф. Смирнов, О.В. Кузина, JI.B. Косюкова, В.Р. Карташов // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 9. С. 36-41.

41. Смирнов, В.Ф. Микробиологическая коррозия материалов на основе алюминия / В.Ф. Смирнов, Д.В. Белов, Т.Н. Соколова, О.В. Кузина, В.Р. Катрашов // Прикладная биохимия и микробиология. 2008. Т. 44. № 2. С. 213-218.

42. Герасименко, А.А. Исследование микробной коррозии металлоконструкций нефтедобывающей промышленности / А.А. Герасименко, Г.В. Матюша, С.Н. Иванов, Ю.В. Плаксин // Защита металлов. 1998. Т. 34. №1. С. 51 58.

43. Yavaherdashti, R. Modeling Microbiologically Influenced Corrosion of N-80 Carbon Steel by Fuzzy Calculus / R. Yavaherdashti // Metallurgical and Material Transactions A. 2004. V. 35A. №7. P. 2051 2056.

44. Booth, G.H. Cathodic Characteristics of Mild Steel in Suspensions of Sulfate-Reducing Bacteria / G. H. Booth, A. K. Tiller // Corros. Sci. 1968. Vol. 8. P. 583-600.

45. Booth, G.H. Corrosion of Mild Steel By Sulfate-Reducing Bacteria: An Alternative Mechanism / G.H. Booth, L. Elford, A.K. Tiller // Brit. Corros. J. 1968. Vol.3. P. 242-245.

46. Booth, G.H. Microbiological corrosion / G.H. Booth. London: Mills and Boon Ltd. 1971.63 р.

47. Gannon, J.T. Relationship between Cell Surface Properties and Transport of Bacteria through Soil / J.T. Gannon, V.B. Manilal, M. Alexander // Applied and Environmental Microbiology. 1991. V. 57. №1. P. 190 193.

48. Hua, W. Electrochemical Behavior of Antimicrobial Stainless Steel Bearing Copper in Sulfate Reducing Bacterial Medium / W. Hua, L. Chenghao // Journal of Wuhan University of Technology Mater. Sci. Ed. 2008. V. 23. № l.P 113- 117.

49. Maruthamuthu, S. Impact of Ammonia Producing Bacillus sp. On Corrosion of Cupronickel alloy 90:10 / S. Maruthamuthu, P. Dhandapani, S. Ponmariappan, J.-H. Bae, N. Palaniswamy, P.K.S.M. Rahman // Met. Mater. Int. 2009. V. 15. № 3. P. 409 419.

50. Герасименко, A.A. Микробная коррозия и защита от нее. IV. Бактерии. Коррозия сталей / А.А. Герасименко, Г.В. Матюша, Т.А. Андрющенко, Н.Б. Лукина // Коррозия: материалы, защита. 2005. № 7. С. 39 44.

51. Герасименко, А.А. Микробная коррозия и защита от нее. V. Коррозия цветных металлов / А.А. Герасименко, Г.В. Матюша, Р.П. Пелах, Э.-М. Р. Брикуэт // Коррозия: материалы, защита. 2005. № 8. С. 45 47.

52. Beech, I.B Biocorrosion: towards understanding interactions between biofilms and metals / I.B Beech, J. Sunner // Current Opinion in Biotechnology. 2004. V. 15. Is. 3. P. 181 186.

53. Beech, I. В. Microbe-surface Interactions in Biofouling and Biocorrosion Processes / I.B. Beech, J.A. Sunner, K. Hiraoka // International Microbiology. 2005. V. 8. P. 157-168.

54. Beech, I. B. Direct involvement of an extracellular complex produced by a marine sulfate-reducing bacterium in deterioration of steel / I.B. Beech, V. Zinkevich, R. Tapper, R. Gubner // Geomicrobiology Journal. 1998. V. 15. Is. 2. P. 121-134.

55. Zuo, R. Biofilms: strategies for metal corrosion inhibition employing microorganisms / R. Zuo // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2007. V. 76. P. 1245 1253.

56. Davies, D.G. Regulation of alginate biosynthesis gene algC in Pseudomonas aeruginosa during biofilm development in continuous culture / D.G. Davies, G.G. Geesy // Applied and environmental microbiology. 1995. V. 61. P. 860 -867.

57. Palmer, R.J. Biofilms 2007: Broadened Horizons and New Emphases / R.J. Palmer, P. Stoodley // Journal of Bacteriology. 2007. V. 189. № 22. P. 7948 -7960.

58. Banin, E. Iron and Pseudomonas aeruginosa biofilm formation / E. Banin, M.L. Vasil, E.P. Greenberg // PNAS. 2005. V. 102. P. 11076 11081.

59. Wong, A. C. Biofilms in food processing environments / A.C. Wong // J. Dairy Sei. 1998. V. 81. P. 2765 2770.

60. Pratt, L.A., Genetic analysis of Escherichia coli biofilm formation: roles of flagella, motility, Chemotaxis and type I pili / L.A. Pratt, R. Kolter //Molecular microbiology. 1998. V. 30. P. 285 293.

61. Коваль, Э.З. Микодеструкторы промышленных материалов / Э.З. Коваль, Л.П. Сидоренко. Киев: Наукова думка. 1989. 189 с.

62. Розанова, Е.П. Микрофлора нефтяных месторождений / Е.П. Розанова, С.И. Кузнецов. М.: Наука. 1974. 96 с.

63. Кондратюк, Т.А. Поражение микромицетами различных конструкционных материалов / Т.А. Кондратюк, Э.З. Коваль, A.A. Рой // Микробиологический журнал. 1986. Т. 48. № 5. С. 57-60.

64. Каневская, И. Г. Особенности развития микроскопических грибов на неспецифических субстратах / И. Г. Каневская, Е. В. Лебедева // Биол. наук. 1984. № 8. С. 76-78.

65. Лугаускас, А.Ю. Поражение полимерных материалов микромицетами / А.Ю. Лугаускас, Л.И. Левинскайте, Д.К. Лушкайте // Пластич. массы. 1991. №2. С. 24-28.

66. Билай, В.И. Грибы, вызывающие коррозию / В.И. Билай, Э.З. Коваль // Биологические повреждения строительных и промышленных материалов. Киев. 1978. С. 19-21.

67. Коваль, Э. 3. Микодеструкторы строительных конструкций внутренних помещений предприятий пищевой промышленности / Э. 3. Коваль, В. А. Серебреник, Е. Л. Рогинская, Ф. М. Иванов // Микробиологич. Журн. 1991. Т. 53. №4. С. 96-103.

68. Сидоренко, А. И. Повреждение грибами лакокрасочных покрытий на металлах / А. И. Сидоренко, Э. 3. Коваль, Л. П. Сидоренко // Микробиол. Журн. 1987. - Т. 49, № 5. - С. 81-84.

69. Lugauskas, A. Selection of micromycetes capable of developing on technical lubricants / A. Lugauskas, A. Griguceviciene, S. Asadauskas, A. Selskiene // Ekologija. 2008. V. 54. № 3. P. 186-194.

70. Кураков, A.B. Разнообразие и особенности состава микроскопических грибов на синтетических полимерных материалах / A.B. Кураков, С.А. Геворкян, В.Б. Гогинян, С.М. Озерская//Прикладная биохимия и микробиология. 2008. Т. 44. № 2. С. 232- 235.

71. Жданова, Г.В. Биологическая коррозия конструкционных материалов предприятий атомной энергетики / Г.В. Жданова, Ю.Л. Ковальчук // Коррозия: материалы, защита. 2009. № 3. С. 36 40.

72. Шлегель, Г. Общая микробиология / Г. Шлегель // М.: Мир. 1987. 567 с.115

73. Билай, В. И. Основы общей микологии / В. И. Билай. / Киев: Вища шк. 1986.-395 с.

74. Сидоренко, Л.П. Микромицеты, развивающиеся на металлах в природных условиях / Л. П. Сидоренко, Р. Е. Пашкевич, А. Ю. Лугаускас, Л. П. Гермаш // Микробиологич. Журн. 1995. Т.57. № 3. С. 15-24.

75. Горленко, М. В. Микробное повреждение промышленных материалов / М. В. Горленко // Микроорганизмы и низшие растения разрушители материалов и изделий. М.: Наука. 1979. С. 10-16.

76. Герасименко, A.A. О проблемах защиты конструкций от микробиологической коррозии и методах определения стойкости металлов и покрытий к биоповреждениям / A.A. Герасименко // Защита металлов. 1979. Т. 15. № 4. С. 426-431.

77. Clark, К.Е. Bio-corrosion: are not on fungal solubilisation of iron from stainless steels / K.E. Clark, S.M.Siegel, B.Z. Siegel // Water, Air, and Soil Pollut. 1984. Vol. 21. № 1. P. 435-437.

78. Кондратюк, Т.А. Поражение микромицетами различных конструкционных материалов / Т.А. Кондратюк, Э.З. Коваль, A.A. Рой // Микробиологический журнал. 1986. Т. 48. № 5. С. 57-60.

79. Панова, O.A. Влияние гриба Aspergillus niger на коррозию железа, меди и алюминия / О. А. Панова, Б. В. Бочаров, И. Л. Розенфельд // Микроорганизмы и низшие растения разрушители материалов и изделий. М. 1979. С. 67-73.

80. Сидоренко, Л.П. Взаимодействие микроскопических грибов с вакуумно-конденсированными металлами / Л.П. Сидоренко, С.И. Сидоренко // Докл. АН УССР. Сер. "А". 1986. № 6. С. 75-78.

81. Козловский, А.Г. Гриб Pénicillium expansum штамм-резидент орбитального комплекса "Мир" - продуцент ксантоциллина X и квестиомицина А / А.Г. Козловский, В.П. Желифонова, Т.В. Антипова, В.М. Аданин, Н.Д. Новикова, Е.А. Дешевая, Б. Шлегель, Х.М. Дазе, Ф.

82. Голлмик, У. Грефе // Прикл. биохимия и микробиология. 2004. Т. 40. № 3. С. 344-349.

83. Зеленкова, Н. Ф. Анализ вторичных метаболитов микроскопических грибов рода Penicillium хроматографическими методами / Н.Ф. Зеленкова, Н.Г. Винокурова, М.У. Аринбасаров // Прикл. биохимия и микробиология. 2003. Т. 39. № 1. С. 52-62.

84. Корякова, М. Д. О влиянии биологического фактора на коррозию металлов в морской воде / М. Д. Корякова, Е. Г. Чеботкевич, Ю. М. Каплин // Защита металлов. Т. 26. № 4. 1990. С. 652-656.

85. Churchill, А. V. Microbial Fuel Tank Corrosion: Mechanisms and Contributory Factors, Mater / A. V. Churchill // Protect. 1963. Vol. 2. P. 1823.

86. Остаплюк, А. В. Влияние грибов на коррозию металлов / А. В. Остаплюк // Микология и фитопатология. 1970. Т. 4. № 2. С. 193 197.

87. Альбицкая, О. Н. Влияние плесневых грибов на коррозию металлов / О. Н. Альбицкая, Н. А. Шапошникова // Микробиология. 1960. Т. 29. Вып. 5. С. 725-730.

88. Шнырева, А.В. Микромицеты орбитального комплекса «Мир»: резидентные или транзитные? / А.В. Шнырева, Т.П. Сизова, М.П. Брагина, А.Н. Викторов, Ю.Т Дьяков // Микология и фитопатология. 2001. Т. 35. №3. С. 37-43.

89. Билай, В. И. Аспергиллы / В. И. Билай, Э. 3. Коваль. Киев: Наук. Думка. 1979. 246 с.

90. Козловский, А. Г. Азотсодержащие вторичные метаболиты микроскопических грибов / А. Г. Козловский // Прикл. биохимия и микробиология. 1996. Т. 32. № 1. С. 43-52.

91. Герасименко, А.А. Биохимические механизмы биоповреждений, вызываемых микроорганизмами / А. А. Герасименко, А. А. Анисимов, В. Ф. Смирнов, А. С. Семичева // Биоповреждения. М. 1987. С. 211-215.

92. Панова, О. А. Коррозия металлов, вызываемая микроскопическими грибами / O.A. Панова, JI.JI. Великанова, В.А. Тимонин // Микология и фитопатология. 1982. Т. 16. № 6. С. 514-518.

93. Востров, И.С. О микологической коррозии и методах защиты от нее / И.С. Востров, A.A. Герасименко, В.Е. Аниканов, Е.А. Савицкий // Прикладная биохимия и микробиология. 1978. Т 14. № 2. С. 102-107.

94. Герасименко, А. А. О поведении металлических и оксидных покрытий при развитии микробиологической коррозии в атмосфере / А. А. Герасименко // Защита металлов. Т. 12. № 1. 1976. С. 99-105.

95. Герасименко, А. А. Защита машин от биоповреждений. / А. А. Герасименко // М.: Машиностроение. 1984. 112 с.

96. Fontes, D.E. Physical and Chemical Factors Influencing Transport of Microorganisms through Porous Media / D. E. Fontes, A. L. Mills, G. M. Hornberger, J. S. Herman // Applied and Environmental Microbiology. 1991. V. 57. №. 9. P. 2473-2481.

97. Каневская, И. Г. Биологическое повреждение промышленных материалов / И. Г. Каневская. Д.: Наука. 1984. 230 с.

98. Алехова, Т.А. Электронно- микроскопические исследования повреждений поверхности алюминиевого сплава АМГ6, вызванных выделенными на космических станциях микроорганизмами / Т.А.118

99. Алехова, В.Я. Шкловер, Н.А. Загустина, Н.В. Швындина, А. Д. Плотников, A.JI. Васильев // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2010. № 9. С. 49 55.

100. Sawyer, D.T. The chemistry of superoxide ion / D.T. Sawyer, M.J. Gibian // Tetrahedron. 1979. V. 35. P. 1471 1481.

101. Белозерская, Т.А. Активные формы кислорода и стратегия антиоксидантной защиты у грибов (обзор) / Т.А. Белозерская, Н.Н. Гесслер // Прикладная биохимия и микробиология. 2007. Т. 43. № 5. С. 565-575.

102. Auchere, F. What is the ultimate fate of superoxide anion in vivo? / F. Auchere, F. Rusnak // J. Biol. Inorg. Chem. 2002. V. 7. P. 664 667.

103. Rich, P.R. The sites of superoxide anion generation in higher plant mitochondria / P.R. Rich, W.D. Bonner // Archives of Biochemistry and Biophysics. 1978. V. 188. № 1. P. 206 213.

104. Gregory, E.M. Induction of superoxide dismutase by molecular oxygen / E.M. Gregory, I. Fridovich // Journal of Bacteriology. 1973. V. 114. № 2. P. 543 -548.

105. Illman, B.L. Oxygen free radical detection in wood colonized by the brown-rot fungus, postia placenta / B.L. Illman, D.C. Meinholtz, T.L. Highley // Biodeterioration research. 1989. P. 497 509.

106. Chen, C.-N. Assay of superoxide dismutase activity by combining electrophoresis and densitometry / C.-N. Chen, S.-M. Pan // Bot. Bull. Acad. Sin. 1996. V. 37. P. 107-111.

107. Elstner, E.F. Role of the superoxide free radicals ion in photosynthetic ascorbate oxidation and ascorbate-mediated photophosphorylation / E.F. Elstner, R. Kramer // Biochimica et Biophysica Acta. 1973. V. 314. P. 340 -353.

108. Robinson, E.M.C. On the structure of the monohydrated superoxide molecular anion, 02"XH20. An ab initio molecular orbital study / E.M.C.

109. Robinson, W.L. Hosltein, M.S. Gerarda, M.A. Buntine // Phys. Chem. Chem. Phys. 1999. № l. p. 3961 3966.

110. Khan, A. U. Theory of electron transfer generation and quenching of singlet oxygen ('tUg and *Ag) by superoxide anion. The role of water in the dismutation of 02" / A. U Khan //J. Amer. Chem. Soc. 1977. Vol. 99. № 2. P. 370-371.

111. Bielski, B.H.J. Reactivity of HO2/O2" Radicals in Aqueous Solution / B.H.J. Bielski, D.E. Cabelli, R.L. Arudi, A.B. Ross // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1985.V. 14. №4. P. 1041-1100.

112. Frimer, A. A. Chemical reactions of superoxide anion radicals in aprotic solvents / A.A. Frimer, I. Rosenthal // Photochem. Photobiol. 1978. V. 28. P. 711-719.

113. Chin, D.H. Proton-induced disproportionation of superoxide ion in aprotic media / D.H. Chin, G. Ghieiricato, J.E.J. Nanni, D.T. Sawyer // J.Am. Chem. Soc. 1982. V. 104. № 5. P. 1296 1299.

114. Лебедев, A.B. Кислотные свойства и взаимодействие с супероксид анион-радикалом эхинохрома А и его структурных аналогов / А.В. Лебедев, М.В. Иванова, Н.И. Красновид, Е. А. Кольцова // Вопросы медицинской химии. 1999. Т. 45. № 2. С. 123 129.

115. Брудастов, Ю.А. Бактерицидные эффекты активных метаболитов кислорода / Ю.А. Брудастов, Н.С. Бачурская, Е.В. Петрова, А.Н. Брудастов // Вестник ОГУ. 2006. № 12. С. 27 31.

116. Dupuy, С. Mechanism of hydrogen peroxide formation catalyzed by NADPH oxidase in thyroid plasma membrane / C. Dupuy, A. Virion, R. Ohayon, J. Kaniewski, D. Deme, J. Pommier // J. Biol. Chem. 1991. V. 266. № 6. P. 3739 -3743.

117. Ilan, Y.A. The redox potential of the 02-02" system in aqueous media / Y.A. Ilan, D. Meisel, G. Czapski //Israel Journal of Chemistry. 1974. V. 12. № 4. P. 891 -895.

118. Bielski, B.H.J. Réévaluation of the spectral and kinetic properties of H02 and 02- free radicals / B.H.J. Bielski // Photochemistry and Photobiology. 1978. V. 28. P. 645 649.

119. Чупахина, Г.Н. Система аскорбиновой кислоты растений / Г.Н. Чупахина // Монография. Калинингр. ун-т. Калининград. 1997. 120 с.

120. Nanni, E.J. Does superoxide ion oxidize catechol, a-tocopherol, and ascorbic acid by direct electron transfer? / E.J. Nanni, M.D. Stallings, D.T. Sawyer // J. Am. Chem. Soc. 1980. V. 102. № 13. P. 4481 4485.

121. Rao, P.S. Ionization constants and spectral characteristics of some semiquinone radicals in aqueous solution / P.S. Rao, E. Hayon // J. Phys. Chem. 1973. V. 77. № 19. P. 2274-2276.

122. Nadezhdin, A.D. The oxidation of ascorbic acid and hydroquinone by perhydroxyl radicals. A flash photolysis study / A.D. Nadezhdin, H.B. Dunford // Can. J. Chem. 1979. V. 57. P. 3017 3022.

123. Lee-Ruff, E. The reaction of catechol and derivatives with potassium superoxide / E. Lee-Ruff, A.B.P. Lever // Can. J. Chem. 1976. V. 54. P. 1837 -1839.

124. Morooka, Y. Chemistry of superoxide ion. I. Oxidation of 3,5-di-tert-butylcatechol with potassium superoxide / Y. Morooka, C.S. Foote // J. Am. Chem. Soc. 1976. V. 98. № 6. P. 1510-1514.

125. Bielski, B.H.J. Generation of superoxide radicals by photolysis of oxygenated ethanol solution / B.HJ. Bielski, J.M. Gebiski // J. Am. Chem. Soc. 1982. V. 104. P. 796-798.

126. Кржечковская, B.B. Мембрансвязанный цитохром Ь5. Роль цитохрома Ь5 в регуляции активности изоформ цитохрома Р-450 / В.В. Кржечковская // Серия. Критические технологии. Мембраны. 2005. Т. 26. № 2. С. 10 22.

127. Butler, J. The reaction between the superoxide anion radical and cytochrome с / J. Butler, G.G. Jayson, A.J. Swallow // Biochim. Biophys. Acta. 1975. V. 408. P. 215-222.

128. Auclair, C. Nitroblue tetrazolium reduction / C. Auclair, E. Voisin // In: Handbook of methods for Oxigen Radical Reseazch (Greenwald R. A., ed), CRC Press, Boka Raton. 1987. P. 123-132.

129. Bielski, B.H.J. Reduction of nitro blue tetrazolium by C02 and 02 radicals / B.H.J. Bielski, G. S. Grace, S. Bajuk // J. Phys. Chem. 1980. V. 84. P. 830 -833.

130. Younes, M. Reactivity of superoxide dismutase-active Cu(II) complexes on the rate of adrenochrome formation / M. Younes, U. Weser // FEBS Letters. 1976. V. 71. №1. P. 87-90.

131. Misra, H. The Role of Superoxide Anion in the Autoxidation of Epinephrine and a Simple Assay for Superoxide Dismutase / H. Misra, I. Fridovich // The Journal of biological chemistry. 1972. V. 247. № 10. P. 3170 3175.

132. Сирота T.B. Новый подход в исследовании процесса аутоокисления адреналина и использование его для измерения активности супероксиддисмутазы // Вопр. мед. химии. 1999.Т. 45, вып.З. С.263 272.

133. Cox, R. Н. Detection and identification of short lived free radicals by an electron spin resonance trapping technique /R. H. Cox, E. G. Janzen // J. Am. Chem. Soc. 1968. V. 90. P. 5909 - 5910.

134. Janzen, E.G. Spin trapping with a-pyridyl 1-oxide N-tert-bytil nitrones in aqueous solutions/ E.G. Janzen, Y.Y. Wang// J. Am. Chem. Soc. 1978. V. 100. P. 2923-2925.

135. Tsujimoto, Y. Superoxide radical scavenging activity of phenolic compounds / Y. Tsujimoto, H. Hashizume, M. Yamazaki // Int. J. Biochem. 1993. V. 25. № 4. P. 491-494.

136. Potapenco, D.I. Nonradical mechanism of (bi) sulfite reaction with DEPMPO: cautionary note for SO3" radical spin trapping/ D.I. Potapenco, T.L. Clanton// Free Radic. Biol. Med. 2003. V. 34. P. 196 206.

137. Georgiou, C.D. An ultrasensitive fluorescent assay for the in vivo quantification of superoxide radical in organisms / C.D. Georgiou, I. Papapostolou, N. Patsoukis, T. Tsegenidis, T. Sideris // Anal. Biochem. 2005. V. 347. P. 144-151.

138. Hodson, E.K. The interaction of bovine erythrocyte superoxide dismutase with hydrogen peroxide: chemiluminescence and peroxidation / E.K. Hodson,

139. I. Fridovich // Biochemistry. 1975. V. 14. № 24. P. 5299 5303.

140. Daiber, A. Measurement of NAD(P)H oxidase-derived superoxide with the luminal analogue L-012 / A. Daiber, M. August, S. Baldus, M. Wendt, M. Oelze, K. Sydow, A.L. Kleschyov, T. Munzel // Free Radical Biology and Medicine. 2004. V. 36. № 1. P. 101-111.

141. Legg, K.D. Electrochemical generated chemiluminescence of lucegenin / K.D. Legg, D.M. Hercules // J. Am. Chem. Soc.1969. V. 91. № 8. P. 1902 -1904.

142. Fee, J.A. Anion binding to bovine erythrocyte superoxide dismutase / J.A. Fee, B.P. Gaber // The Journal of Biological Chemistry. 1972. V. 247. № 1. P. 60-65.

143. Gregory, E.M. Superoxide dismutase of Escherichia coli: intracellurar localization and function / E.M. Gregory, F.J. Yost, I. Fridovich // Journal of Bacteriology. 1973. V. 115. № 3. P. 987 991.

144. Hodson, E.K. The interaction of bovine erythrocyte superoxide dismutase with hydrogen peroxide: chemiluminescence and peroxidation / E.K. Hodson, I. Fridovich // Biochemistry. 1975. V. 14. № 24. P. 5299 5303.

145. Abreu, I.A. Superoxide scavenging by neelaredoxin: dismutation and reduction activities in anaerobes / I.A. Abreu, A.V. Xavier, J. LeGall, D.E. Cabelli, M. Teixeira // J Biol Inorg Chem. 2002. V. 7. P. 668-674.

146. Pelmenschikov, V. Copper-zink superoxide dismutase: theoretical insights into the catalytic mechanism / V. Pelmenschikov, P.E.M. Siegbahn // Inorganic Chemistry. 2005. V. 44. № 9. P. 3311 3320.

147. Mayeda, E.A. Singlet oxygen. The supression of its production in dismutation of superoxide ion by superoxide dismutase / E.A. Mayeda, A.J. Bard // J.Am.Chen.soc. 1974. V.96. № 26. P.4023 4024.

148. Плотникова, Т.Я. Участие активных форм кислорода в защите линий пшеницы с генами устойчивости видов рода Agropyron от бурой1245 ржавчины / JI.Я. Плотникова // Физиология растений. 2009. Т. 56. № 2. С.200.209.i

149. Гордеева, А.В. Взаимосвязь между активными формами кислорода и кальцием в живых клетках (обзор) / А.В. Гордеева, Р.А. Звягильская, Ю.А. Лабас // Биохимия. 2003. Т. 68. № 10. С. 1318 1322.

150. Гесслер, Н.Н. Активные формы кислорода в регуляции развития грибов (обзор) / Н.Н. Гесслер, А.А. Аверьянов, Т.А. Белозерская // Биохимия. 2007. Т. 72. № 10. С. 1342 1364.

151. Асладини, К.Б. Моделирование роста колоний мицелиальных грибов в градиенте перекиси водорода / К.Б. Асладини, М.А. Цыганов, А.Е. Иванова, Т.А. Белозерская, Г.Р. Иваницкий // ДАН. 2007. Т. 413. № 2. С. 261 -263.

152. Lynch, R.E. Permeation of the erythrocyte stroma by superoxide radical / R.E. Lynch, I. Fridovich // The Journal of Biological Chemistry. 1978. V. 253. № 13. P. 4697-4699.

153. Rumyantceva, G.V. Permeation of liposome membrane by superoxide radical / G.V. Rumyantceva, L.M. Weiner, Y.N. Molin, V.G. Budker // FEBS Letters. 1979. V. 108. № 2. P. 477 480.

154. Mao, G.D. Electron spin resonance study on the permeability of superoxide radicals in lipid bilayers and biological membranes / G.D. Mao, M.J. Poznansky // FEBS Letters. 1992. V. 305. № 3. P. 233 236.

155. Чеснокова, Н.П. Молекулярно-клеточные механизмы инактивации свободных радикалов в биологических системах / Н.П. Чеснокова, Е.В. Понукалина, М.Н. Бизенкова // Успехи современного естествознания. 2006. №7. С. 29-36.

156. Cabiscol, Е. Oxidative stress in bacteria and protein damage by reactive oxygen species / E. Cabiscol, J. Tamarit, J. Ros // International Microbiology. 2000. V. 3. P. 3 8.

157. Кирхнер, Ю. Тонкослойная хроматография. В 2-х томах. / Пер. с англ. Д.Н. Соколова. Под ред. В.Г. Березкина / Ю. Кирхнер. М.: Мир, 1981. -Т. 1.-616 е.,-Т. 2.-523 с.

158. Лабораторное руководство по хроматографическим и смежным методам. В 2-х частях. / Пер. с англ. А.Ю. Кошевника. Под ред. В.Г. Березкина / М.: Мир, 1982. Т. 1 - 397 е.; Т. 2 397 - 783 с .

159. Шаршунова, М. Тонкослойная хроматография в фармации и клинической биохимии / М. Шаршунова, В. Шварц, И. Михалец. М.: Мир* 1980. - Т. 1 - 526 е.; - Т. 2 - 535 с.

160. ГОСТ 9.048-89 ЕСЗКС. Изделия технические. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов. М.: Госстандарт, 1989. - 22 с.

161. Практикум по микробиологии: Учеб. пособие для студ. ВУЗов / А. И. Нетрусов и др.. М.: Издательский центр "Академия", 2005. - 608 с.

162. Лабинская, А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований / А.С. Лабинская. М.: Медицина, 1978. - 394 с.

163. ГОСТ 4784-97 ЕСЗКС. Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые. Марки / М.: Стандарт, 1997. 17 с.

164. ГОСТ 804 93. Магний первичный в чушках. Технические условия / Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2003. -6 с.

165. ГОСТ 3640 94. Цинк. Технические условия / М.: Стандарт, 1997. - 6 с.

166. ГОСТ 1467 93. Кадмий. Технические условия / Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2002. - 9 с.

167. ГОСТ 10928 90. Висмут. Технические условия / М.: Стандарт, 1992. - 4 с.

168. ГОСТ 860 75. Олово. Технические условия / М.: Стандарт, 1975. - 11 с.

169. ГОСТ 3778 98 Свинец. Технические условия / Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 2001. - 8 с.

170. ГОСТ 492 2006. Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением. Марки / М.: Стандарт, 2007. - 10 с.

171. ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки / М.: Стандарт, 1975. 39 с.

172. Материаловедение: Учеб. для ВУЗов / Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; Под ред. Б.Н. Арзамасова / М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 648 с.

173. Мягков, В.Д. Краткий справочник конструктора. Изд. 2-е, доп. и перераб / В.Д. Мягков. Л.: Машиностроение, 1975. - 485 с.

174. Сорокин, В.Г. Марочник для сталей и сплавов / под ред. В.Г. Сорокина -М.: Машиностроение. 1989. 640с.

175. ГОСТ 9.905-82 ЕСЗКС. Методы коррозионных испытаний. Общие требования / М.: Стандарт, 1999. 6 с.

176. ГОСТ 9.049-91 ЕСЗКС. Материалы полимерные и их компоненты. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов / М.: Стандарт, 1991. 8 с.

177. ГОСТ 9.907-83 ЕСЗКС. Металлы, сплавы, покрытия металлические. Методы удаления продуктов коррозии после коррозионных испытаний / М.: Стандарт, 1999. 9 с.

178. Смитлз, К. Дж. Металлы: Справ. Изд. Пер. с англ. / К. Дж. Смитлз. М.: Металлургия, 1980. - 447 с.

179. Борисова, О. М. Химические, физико-химические и физические методы анализа / О.М. Борисова, В.Д. Сальников. М.: Металлургия. 1991. 296 с.

180. Столяров, К. П. Руководство по микрохимическим методам анализа: Учеб. Пособие / К. П. Столяров Д.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981 - 248 с.

181. Алексеев, В. Н. Курс качественного химического полумикроанализа. Под ред. П. К. Агасяна / В. Н. Алексеев М.: Химия, 1973. 584 с.

182. Кунце, У. Основы качественного и количественного анализа / У. Кунце, Г. Шведт. М.: Мир, 1997. 625 с.

183. Арбатский, А.П. Микрохимические методы анализа: Метод, указания / А.П. Арбатский, В.М. Востоков // НГТУ. Нижний Новгород. 2002. 32 с.

184. Bailey, R. Differential Spectrophotometric Determination of Hydrogen Peroxide Using 1,10-Phenanthroline and Bathophenanthroline / R. Bailey, D.F. Boltz // Anal. Chem. 1959. V. 31. № 1. P. 117 119.

185. Reichert, J.S., McNeight, S.A., Rudel, H.W. // Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 1939. V. 11. P. 194-197.

186. Eisenberg, G.M. //Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 1934. V. 15. P. 327- 328.

187. Методы получения химических реактивов и препаратов. 1964. Выпуск 8. М. ИРЕА.

188. Химия. Большой энциклопедический словарь / Гл. ред. И.Л. Кнунянц. -М.: Большая Российская Энциклопедия. 2000. -792 с.

189. Flaig, W., Ploetz, Т., Biergans, Н.// Lieb. Ann. 1955. Bd 597. № 3. P. 196 -213.

190. Маловская JI.A. Синтез и антиокислительные свойства некоторых производных алкилированного пирокатехина / Л.А.Маловская, Д.К.Петрикевич, В.А.Тимощук, О.И.Шадыро // Журнал общ. химии, Т. 66,11,1893 (1996).

191. Титце, Л. Препаративная органическая химия: Реакции и синтезы в практикуме органической химии и научно-исследовательской лаборатории / Л. Титце, Т. Айхер. М.: Мир, 1999. - 704 с.

192. Общий практикум по органической химии / Пер. с нем. А. Н. Коста / М.: Мир, 1965.-679 с.

193. Идентификация органических соединений / Р. Шрайнер, Р. Фьюзон, Д. Кертин, Т. Морил. М.: Мир, 1983. - 704 с.

194. Шрайнер, Р. Идентификация органических соединений / Р. Шрайнер, Р. Фьюзон, Д. Кертин, Т. Морил. М.: Мир. 1983. - 704 с.

195. Мазор, Л. Методы органического анализа / Л. Мазор. М.: Мир. 1986. -584 с.

196. Березкин, В. Г. Аналитическая реакционная газовая хроматография / В. Г. Березкин. М.: Химия. 1996. - 185 с.

197. Селиверстова, И. В. Определение карбоновых кислот в виноградных винах методом жидкостной ионоэксклюзионной хроматографии / И. В. Селиверстова, А. А. Иванов, Л. А. Иванова // Прикладная биохимия и микробиология. 2003. Т. 39. № 1. С. 97-99.

198. Фридович, И. Свободные радикалы в биологии. Т. 1 / М.: Изд-во Мир. 1979. С. 273-314.

199. Shen, J.L.X., The one-electron reduction potential of 4-substituted phenoxyl radicals in water / J.L.X. Shen, Т.Е. Eriksen, G. Merenyi // J. Am. Chem. Soc. 1990. V. 112. P. 479-482.

200. Свердлова O.B. Электронные спектры в органической химии // Ленинград «Химия». 1985. 245с.

201. Ланышева, М.И. Патогенность стафилококков и их чувствительность к 2,4-динитрофенолу / М.И. Ланышева // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 1998. № 3. С. 93 93.

202. Каменков, H.A. Комплексные соединения гексаметилентетрамина с фенолами и их бактерицидные свойства / H.A. Каменков, В.И. Вашков, М.А. Дорофеева // Труды центр, научно-исследов. Дезинфекц. Института. 2002. №2. С. 57-61.

203. Стасенкова, К.П. Некоторые закономерности биологического действия производных бисфенола-А в зависимости от их химической стуктуры / К.П. Стасенкова, Н.И. Шуйская, А.Е. Гринберг // Гигиена труда профзаболеваний. 1973. № 6. С. 30 33.

204. Chalmers, L. Domestic and industrial chemical specialties / L. Chalmers // London. 1996. 320 p.

205. Руденко, Л.М. Противомикробная активность, фармокологическое действие и токсичность пространственно-разветвленных производных фенола / Л.М. Руденко, A.A. Волкова // Annals of Mechnikov Institute. 2009. №3. С. 26-29.

206. Биохимия фенольных соединений / J.B. Harborn //М.: Мир. 1968 160 с.