ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450117

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY

ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450104

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY

摘要:

AbstractDaß Mikroorganismen organische Werkstoffe angreifen, ist seit langem bekannt. Daß sie auch mineralische, metallische und synthetisch‐organische Werkstoffe angreifen können, ist eine relativ neue Erkenntnis. Es wird geschätzt, daß mindestens 20% aller Korrosionsschäden an Metallen und Baustoffen mikrobiell beeinflußt sind. Die jährlichen Schäden durch mikrobielle Materialzerstörung erreichen Milliardenhöhe. Biofilme spielen dabei eine entscheidende Rolle. Sie bestehen aus einer Gel‐Matrix, die von Schleimsubstanzen gebildet wird und in der die Mikroorganismen auf Werkstoff‐Oberflächen immobilisiert sind. Die Korrosion wird als Grenzflächenprozess vom pH, dem Redoxpotential, der O2‐Konzentration u.a. Parametern an der Oberfläche entscheidend beeinflußt. Genau diese Parameter können in Biofilmen gegenüber der Wasser‐ oder Luftphase stark verändert sein. Eigenschaften und Entwicklungsgesetze der Biofilme sind daher für die Entwicklung wirkungsvoller Gegenmaßnahmen von großer Bedeutung; hier besteht noch

ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450105

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY

ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450118

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY

ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450119

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY

摘要:

AbstractGrundsätzlich sind alle Gruppen von Mikroorganismen, also Bakterien (und Cyanobakterien), Algen, Pilze und Flechten, in der Lage, durch Ausscheidung von Stoffwechselzwischen‐ und Endprodukten oder auf enzymatischem Wege Werkstoffe anzugreifen und zu schädigen. Je nach Nutzung eines Werkstoffes reicht das Spektrum mikrobiell beeinflußter Schäden von ästhetischen Problemen z. B. durch Verfärbung eines Kunststoffes durch eingelagerte Farbstoffe bis hin zur vollständigen Zerstörung von Werkstoffen wie z. B. durch biogene Schwefelsäurekorrosion von Beton. Die Angriffsmechanismen lassen sich trotz der Vielfalt der an Schädigungsprozessen mitwirkenden Mikroorganismen in sieben Hauptkategorien gliedern:1)Angriff durch Mineralsäuren wie Schwefelsäure, Salpetersäure, Kohlensäure → Säurehydrolyse von Werkstoffen.2)Angriff durch organische Säuren wie Essigsäure, Zitronensäure, Oxalsäure, Gluconsäure, Ameisensäure, Aminosäure etc. → Säurehydrolyse von Werkstoffen und Chelatisierung von Metallionen.3)Salzstreß durch Reaktionsprodukte von 1) und 2) → Bindung von Kristallwasser = Volumenvergrößerung und damit Sprengwirkung „treibender Angriff”︁, Erhöhung des Wassergehaltes poröser Werkstoffe durch hydrophile Wirkung = Verstärkung des Angriffes Frost Tau‐Wechsel, chemische Reaktionen mit Werkstoffmatrix durch Umkristallisationen.4)Einwirkung von Schadstoffen wie Schwefelwasserstoff, Stickoxide → die mikrobielle Oxidation von Schwefelwasserstoff führt zur Säurebildung oder im Falle der Ausscheidung als Stoffwechselendprodukt zu Metallkorrosion durch Ausfällung von Metallsulfiden.5)Einwirkung von Biofilm → Ausscheidung von exopolymeren Substanzen führt z. B. zu Metallkorrosion durch Bildung lokaler Spannungselemente, Erhöhung des Wassergehaltes wie bei 3), hydrophobierende Effekte durch Füllen und Verstopfen von Porenraum.6)Angriff durch Enzyme → Bildung von Exoenzymen zur Spaltung unlöslicher organischer Makromoleküle wie Cellulose in kleine, wasserlösliche Bruchstücke wie Glucose.7)Einwirkungen von oberflächenaktiven Substanzen → Ausscheidung von Stoffwechselzwischenprodukten zur Erhöhung der Wasserlöslichkeit hydrophober Substanzen.Die aufgeführten Angriffsmechanismen wirken nicht separat, sondern vielfach gemeinsam auf Werkstoffe ein. Chemische Methoden zum Nachweis mikrobiell beeinflußter Werkstoffzerstörung versagen häufig oder liefern ein verzerrtes Bild, weil es sich bei den angreifenden Agenzien vielfach um labile Stoffwechselprodukte handelt. Diese können in späteren Phasen des Wachstums von Mikroorganismen wieder aufgenommen und im Stoffwechsel verarbeitet werden. Das trifft z. B. auf organische Säuren, Nitrate und Enzyme zu. Chemisch meßbar sind nur intermediäre Poolgrößen, die kaum eine Aussage über die tatsächliche Angriffsstärke zulassen. Mikrobiologis

ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450106

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY

ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450120

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY

摘要:

AbstractDurch mikrobiologische Wachstumsprozesse auf Metalloberflächen werden eine Reihe von Korrosionsreaktionen induziert, die mit Änderungen der Bedingungen an der Grenzoberfläche zusammenhängen. Die in Frage kommenden Korrosionssysteme sind dabei sehr vielfältig und die Schädigungsmechanismen entsprechend unterschiedlich.Metallische Werkstoffe korrodieren nach bekannten elektrochemischen Mechanismen, wobei die Mikroorganismen eine indirekte Wirkung haben. Sie erzeugen Biofilme, die ihrerseits Ursache von Konzentrationselementen (Sauerstoff, pH, Metallsalze) sind und letztlich zu lokalen Korrosionserscheinungen führen. Ein weiterer, vielverbreiteter Mechanismus beruht auf der Sulfidbildung durch sulfatreduzierende Bakterien mit dem Effekt einer Stimulierung der elektrochemischen Teilvorgänge. Eine dritte große Gruppe ist den säurebildenden Mikroorganismen zuzuordnen, die sowohl metallische als auch anorganische Werkstoffe angreifen können. Eine direkte Beteiligung von Mikroorganismen an den Grundvorgängen der Metallkorrosion ist nicht nachgewiesen worden. Der Korrosionsmechanismus an anorganischen Werkstoffen wie z. B. bei dem System Beton/Schwefelsäure ist rein chemischer Natur und beruht auf Vorgängen wie Bindungsabbau durch Ionenaustausch, Solvatation, hydrolytischer Spaltung sowie auf chemischer Umwandlung. Im Gegensatz hierzu beteiligen sich bei organischen Werkstoffen die Mikroorganismen vorwiegend direkt am Abbauprozeß. Für jedes natürliches Hochpolymere existiert ein Mikroorganismus, der, zu ihrem teilweisen oder vollständigen Abbau befähigt ist, wobei sie selbst oder Additive (z. B. Weichmacher) als C‐ und/oder N‐Quellen dienen. Die Erklärung der Mechanismen verlagert sich hiermit auf das Gebiet der Mikrobiologie und kann physikalisch‐chemisch nur bed

ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450107

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY

ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450121

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY

ISSN:0947-5117    

DOI:10.1002/maco.19940450122

出版商:WILEY‐VCH Verlag GmbH    

年代:1994

数据来源: WILEY