Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Микробная деструкция водорастворимых смазочно-охлаждающих жидкостей и методы ее предупреждения

ВАК РФ 03.00.07, Микробиология

Автореферат диссертации по теме "Микробная деструкция водорастворимых смазочно-охлаждающих жидкостей и методы ее предупреждения"

КАЗАНСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО РАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.И.УЛЬЯНОВА-ЛЕНИНА

и V

На правах рукописи

I) ¿¿¿и и^о

СМИРНОВА Нина Николаевна

МИКРОБНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖ ДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ И МЕТОДЫ ЕЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

03.00.07 - микробиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

КАЗАНЬ - 1993

Работа выполнена на кафедре микробиологии Казанского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственного университета им. Ульянова-Ленина и в центральной лаборатории СОЖ Технологического центра акционерного общества "Кам^

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор Р. П. Наумова

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Л. И. Воробьёва кандидат биологических наук, доц. Е Е Амерханова

Ведущя организация: институт биологии РАН

(г. Казань)

Защита состоится 1993 г. в /т часов

на заседании специализированного Совета К 053.29.19 в Казанском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. К И. Ульянова-Ленина по адресу: 420008,Казань,ул. Ленина,18.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. Е И. Лобачевского Казанского государственного университета им. Е И. Ульянова-Ленина по адресу: 420008,Казань,ул. Ленина, 35.

Автореферат разослан "_" _1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук л А. Е Аскарова

Актуальность работы. Одной из актуальных проблем, связанных с применением водорастворимых смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), позволяющих на 20-60% интенсифицировать резким обработки деталей, является предотвращение микробной деструкции технологических жидкостей.

В процессе эксплуатации эти высокоэффективные и дорогостоящие СОЖ утрачивают комплекс присущих им технологических и санитарно-гигиенических свойств (Анисимов,1985; Шамсутдинов, Берхеева, 1985; Губарь,1991; Kaplan,1983; Lautenschlager, Richter, 1991). Ежегодный перерасход СОЖ из-за прогрессирующего сокращения сроков их эксплуатации на заводах западных фирм достигает 2000 галлонов (Bennet, 1979),а ущерб, причиняемый микробной коррозией,составляет до 30% бюджета металлообрабатывающей промышленности (Maas,1981).

Согласно данным литературы (Качан,1984; Schweisfurt,1985), ухудшение качества водорастворимых СОЖ связано с развитием характерных для них биоценозов, в составе которых наибольшее значение имеют бактерии, микромицеты и дрожжи. Однако,обстоятельного изучения микроорганизмов, ответственных за повреждение СОЖ отечественных марок,не проводилось, хотя не подлежит сомнению особая значимость объективной оценки контаминации для прогнозирования и предотвращения биодеградации СОЖ.

Ряд авторов (Литвиненко,1977; Schweisfurth,1985) склоннп присоединиться к позиции, высказанной Беннетом (Bennet,1957), о решающей роли в деструкции СОЖ сульфатредуцирующей бактерии ( Desulfovibrio desulfuricans). В этой связи обращают1 на себя внимание данные о способности некоторых псевдомонад переключаться с кислородного дыхания на нитратное и сульфатное (Илялетдинов с соавт. ,1984).

Наиболее общим методом контроля роста микроорганизмов в СОЖ является химический (использование биоцидов), поскольку физические методы не нашли применения из-за недостаточного изучения их эффективности и влияния на физико-химические свойства СОЖ. В то же время адаптация контаминантов к длительно применяемым биоцидам делает актуальным поиск ноеых антимикробных присадок, включая моюще-дезинфицирующие средства, предотвращающие повторную инокуляцию.

Один из главных методов по продлению сроков эксплуатации

СОЖ - повышение их биостойкости, что в решающей мере опредег ляется доступностью входящих в их состав компонентов. Сведения о микробной деструкции соединений, характерных для СОЖ, немногочисленны (Тарасова, Дубова, 1981;- Торопова с соавт. 1987; Jones,Turner,1973; Studt et al. ,1988), а применительно к акционерному обществу "КамАЗ" - фрагментарны (Картавцева с соавт. ,1987).

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение микробной- деструкции водорастворимых СОЖ как научной -основы для обоснования методов ее предупреждения. В соответствии с поставленной целью в задачу исследований входило: . . „

1. Изучение микробных ассоциаций, -ответственных..за повреждение и санитарно-гигиенические свойства основных типов отечественных СОЖ (эмульсионной, полусинтетической, синтетической). . •

-2. Выявление зависимости степени и характера контаминации СОЖ от биостойкости компонентов, »входящих в их р'ецептуру.

3.,Ввделёние и з^чет микроорганизмов, ответственных за се-роводородобразование в СОЖ. Выявление их участия в нарушении физико-химичёских свойств СОЖ.. '

4. PaspáóOTKa' комплекса мероприятий по продлению сроков эксплуатации СОЖ. . • '

Научная * новизна . Впёрвые проведено детальное изучение контаминантов, ответственных за деструкцию и санитарно-гигиеническое состояние трех марок наиболее широко применяемых отечественных СОЖ: эмульсионной Укринол 1М, полусинтетической Автокат vi синтетической Тосол ОИЗ. Выявлено, что наибольшее количественное, и качественное разнообразие, микроорганизмов характерно ..для эмульсионной СОЖ Укринол 1М, из которой выделен 21 штамм, включая бактерии, плесневые грибы и аспороген-н'ые -Дрож?ки (17,-2 и 2 штамма .соответственно). \

Впервые выделена группа микроорганизмов, способных-к се-роводородобразрванию на среде с' тиосульфатом, - тиосульфатре-дуцирующие бактерии-(ТРБ). Установлено, что ТРБ способны изменять физико-химические *и технологические свойства эмульсионной СОЖ: цвет, стабильность, pH, антикоррозионные свойства.

- 5 - '

Выявлена высокая значимость ТРБ в деструкции нефтяного масла ( основного компонента эмульсионных и полусинтетических СОЖ), поскольку они более широко представлены в микробных ассоциациях технологических жидкостей, чем сульфатредуцирующие бактерии.

Практическое значение работы. Полученные в работе сведения о контаминантах, ответственных: за повреждение основных типов отечественных СОЖ, необходимы для целенаправленной борьбы с биодеградацией жидкостей путем разработки антимикробных .присадок необходимого спектра действия.

Учитывая полученные результаты о решающей роли тиосульфат-ре дуцирующих бактерий как в коррозионной агрессивности СОЖ, так и деструкции нефтяного масла, можно утверждать, что для микробиологического контроля процессов металлообработки с использованием различных СОЖ наиболее важным является оперативное выявление группы бактерий,.образующих сероводород. Предложенный и внедренный в условиях АО "КамАЗ" метод скрининга микроорганизмов, способных к.сероводородобразованию в СОЖ, четырехкратно сократил время- тестирования по сравнению с методом по ГОСТ 9. 085-78 и повысил точность их количественного учета. , ■

Полученные данные о биостойкости широкого спектра компонентов СОЖ позволили разработать и реализовать в условиях производства состав синтетической СОЖ,более стойкой к воздействию бактерий и грибов по сравнению с известными.

Для защиты СОЖ от микробной деструкции с одновременной корректировкой ее физико-химических свойств разработана антимикробная присадка, эффективность которой в 3 раза выше по сравнению с широко применяемым бактерицидом Вазин.

Введение 2-меркаптобензтиазола в состав товарного бактерицида Карбамол В позволило увеличить спектр и срок бактерицидного действия антимикробной присадки и усилить его фунги-цидную активность. Результаты эффективности нового биоцида Карбамол БМ переданы Заволжскому химзаводу.

Выявлена принципиальная возможность практического применения термообработки и радиационного облучения СОЖ с целью предупреждения микробной деструкции, а также использования

- 6 -

некоторых соединений из класса арилгидразонов.

С целью предотвращения повторной контаминации свежеприготовленных СОМ остатками отработанных жидкостей разработан и внедрен в условиях АО "КамАЗ" состав моюще-дезинфицирующего средства для обработки систем циркуляции СОЖ без остановки технологического цикла.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на пленуме Научного совета АН СССР по биоповреждениям (Полтава,1980), итоговой научной конференции КГУ (1984), научно-технических конференциях КамПИ ( Наб. Челны ,1986,1988), отраслевой конференции (Горький,1987) .рабочем совещании "Биотехнология в органическом синтезе и защите окружающей среды"(Цущино, 1989), отраслевой конференции "Технология применения современных СОЖ"( Набережные Челны,1989).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, девяти глав, выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 161 странице машинописного текста, иллюстрирована 13 рисунками й 42 таблицами. Список литературы содержит 150 источников, из них 73 - работы иностранных авторов.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объектами исследований служили отечественные СОЖ, применяемые на заводах АО "КамАЗ": эмульсионная Укринол 1М ( ТУ 38. 101-875-83), полусинтетическая Автокат (ТУ 6-14-865-85), синтетическая Тосол ОИЗ (ТУ 6-02-720-77). Пробы СОЖ, отобранные из реальных условий эксплуатации, имели следующие показатели: рН 8,6-8,6,коррозионная агрессивность 1-4 балла, общее количество микроорганизмов (ОКМ)- 10 -10 клеток/мл , содержание сероводородобразующих бактерий - 1-3 балла (ГОСТ 9.085-78).

Выявление и количественный учет отдельных групп микроорганизмов проводили посевом из серийных разведений исследуемых СОЖ на агаризованные•среды. Среда питательный агар"Д"(ПА) для учета ОКМ включала,г/л: ферментативный гидролизат кормовых дрожжей-12, хлорид натрия-5,5, агар-12,5. Для выявления суль-фатредуцирующих бактерий (СРВ) использовали среду индикаторный агар по ГОСТ 9.085-78, содержащий,г/л: пептон бактериоло-гический-10,сульфат натрия-0,5,цитрат железа-0,5, агар-12,0 и

среду Постгейта В (Розанова,1978). Дця учета тиосульфатреду-цирующих бактерий (ТРБ) нами предложена среда ЖАТС следующего состава,г/л: сухой питательный агар"Д"—20,0 , желатина-15, цитрат железа -0,05, аскорбиновая кислота-0,001, тиосульфат натрия-20,0. Для выделения плесневых грибов и дрожжей использовали среду Чапека-Докса, выявление актиномицетов проводили на среде следующего состава,г/л: соевая мука-2,0, крахмал-6,0, кукурузный экстракт-0,75. Для дифференциации микроорганизмов кишечной группы использовали следующие среды: Шгоскирева,Эндо, Симонса. Выявление лецитиназной активности у бактерий,образующих эндоспоры, проводили на среде Джалиловой (ДжалилоЕа с соавт. , 1985).

Морфологические признаки колоний и клеток изучали с помощью микроскопов МБС-2 и 1^аЬсжа1 (Германия).физиолого-биохимические свойства - согласно определителям бактерий (Вегдэ'уБ, 1984) и грибов (под ред. Зерова,1971, Андреюк с соавт. ,1980) по методам, описанным в литературе (Методы общей бактериол. , под ред. Герхардта,1984; Спр. под ред. Биргер,1978, Смирнова, Калагакэв,1988).

Исследуемые вещества в концентрациях,характерных для составов СОЖ, вносили в среде следующего состава,г/л: глюкоза - 10,6, К}£> Р0^-0,15, Ыа^НРО^-0,35, МеБ^-, РеБО ^следы, дрожжевой экстракт-0,1%. Инокуляцию проб проводили смесью бактерий, предварительно выделенных из рабочих СОЯ. В качестве посевного материала использовали 24-часовые культуры, выращенные на ПА. Оптическую плотность инокулята определяли на ФЭК 56М при длине волны 570 нм,(кювета-10 мм), в момент засева она составляла 0,16 (1х10°клеток/мл). Грибостойкссть компонентов СОЖ оценивали по степени использования их микромицетами в качестве источников углерода и/или азота при замене глюкозы и/или Ыа^ среды Чапека на одно из исследуемых веществ. Инокуляцию проводили смесью грибов, выделенных^из СОЖ, находящихся в условиях эксплуатации, в количестве 10' колонийобразующих единиц в 1 мл. Биостойкость готовых СОЖ изучали в свежеприготовленных образцах с использованием воды с общей жесткостью 4,6г-зкв/л, инокулированных аналогично вариантам с компонентами СОЖ. Бак-териостойкость оценивали по динамике численности бактерий,

грибостойкость - по высеваемости грибов на агаризованную среду Чапека-Докса, циклу развития и биомассе (вес, балл).

Эффективность антимикробного действия биоцидов оценивали по динамике численности микроорганизмов и продолжительности их^действия после введения в пробы СОЖ, содержащие бактерий 10 - 10®клеток/мл или грибов - 1x1$ колонийобразующих единиц в 1 мл.

Определение концентраций масла и формальдегидвыделяющих биоцидов, содержащихся в СОЖ, коррозионной агрессивности технологических жидкостей проводили по общепринятым методам (Румянцева с соавт. ,1990).

Математическую .обработку проводили согласно общепринятым методам (Крамер,1978).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 1. Изучение микробных ассоциаций,характерных для СОЖ разного химического состава.

Выявлено, что наибольшее качественное и количественное разнообразие контаминантов характерно для эмульсионной СОЖ Укринол 1М, из которой'выделен 21 изолят (табл. 1),включая бактерии,плесневые грибы и дрожжи (17,2 и 2 штамма соответственно). Особенностью большинства представителей наиболее многочисленной группы грамотрицательных бактерий является сочетание способности к аэробному и анаэробному (нитратному) дыханию (Pseudomonas aeruginosa К4, P. fluorescens КЗ,P. pseudo-alcaligenes К45, P. putida С8, P. stutseri C5) или способности к аэробному дыханию и брожению (Escherichia coli СН54, Edwar-siella tarda CH56, Enterobacter aerogenes CH92, Salmonella sp. CH85, Schigella sp. CH94, Proteus vulgaris HI), и только один вид (Desulfovibrio desulfuricans НЮ) относился к облигатно-анаэро-бным сульфатредуцируюшим бактериям . Из грамположительных бактерий .три штамма представляли семейство Bacillaceae (Bacillus alvei К24, В. brevis R25, В. sphaericus R28),oahh штамм - семейство Prctococcaceae (Sarcina ventriculi CC38) и один штамм -семейство Micrococcaceae (Micrococcus luteus H17).

Несомненно, что решающее воздействие на формирование бактериальной флоры в СОЖ оказывает доступность отдельных компонентов, входящих в состав технологических жидкостей. При испытании бактериостойкости С-содержащих компонентов СОЖ Укринол1М (масла

Таблица 1 Штаниы бактерий и грибов, выделенные из сяазочно—охлаждающих жидкостей

Штампы бактерий и грибов

Общее количество микроорганизмов, выделенных из СО*,клеток/нл

Укринол 1Н I Автокат | Тосол 0ИЗ

Pseudomonas aeruginosa K4* 3x10*

P. fluorescens K3 lxlô'7'

P.mendocina DC4 -

P.pseudoalcaligenes K43 2xl03

P.putida C8 lxlO3

P.atutzeri CS* 3xl03

Xantomonas campestris CC81 —

Alcaligenes faecalis CC79 -

Acetobacter sp.CC61 -

Escherichia coli CH54 4xlO-*

Edwarsiella tarda CH5&* 3xlO=

Enterobacter aerogenes CH92 1x10s

Salmonella sp. CH83 1x10=

Schigella sp. CH94 lO

Proteus mirabilis H7 —

P.vulgaris HI« 7x10=

Serratia marcescens CH2 -Desulfovibrio desulfuricans H10 lxlO3

Acinetobacter calcoaceticus H21 —

Paracoccus denitrificans H19 —

Micrococcus luteus H17 3xlOz

Sarcina ventriculi CC38 lxlO2

Bacillus alvei K24 4x10"*

B.brevis K25 2xlO=*

B.cereus K26 -

B.pumilis K27 -

B.sphaericus K28 1x10"

Actinomices albus PA1 —

Candida utilis PA2 lxlO3

Candida sp.PA3 10

Aspergillus niger RA5 3xl03

Pénicillium crysogenum PA7 10

Trichoderma sp.PA8 —

4x10e

lxlO3 1x10= 2xl03

lxlO* 1x10-*

4xl03 5xl03 3x10-*

2x10-*

lxlO3 5xlO*

1

2xl03

lxlO" 3xlO= 2xlOz

lxlO"

2xl03

3xl03

1x10=

5x10=

Примечание:* - штанны,образующие сероводород на среде ХАТС. "—"— штанны не выявлены.

И-12А, олеиновой кислоты,изопропилового спирта), выявлено, что все эти соединения активно поддерживают бактериальный рост как в условиях аэрации так и стационарных (рис. 1 ). При этом, увеличение численности бактерий в вариантах с нефтяным маслом и жирной кислотой при культивировании в условиях аэрации происходит уже через 1 сутки (Зх1СР клеток/мл по сравнению с исходной величиной ОКБ -1x10 0 клеток/мл), а к концу 7-суточного эксперимента уровень обсемененности достигает максимальной величины -1x109 клеток/мл. В варианте с изопропанолом ОКБ достигает при культивированиив условиях стационара и аэрации соответственно 3x10й и 2x10 ' клеток/мл.

Рис. 1. Бактериостой-кость компонентов СОЖ при культивировании в

условиях аэрации (_)

и стационара (—). 1-олеиновая кислота, масло И-12А; 2-изопро-панол; 3-циклогексанол;

4-олеат триэтаноламина;

5-триэтаноламин.

01234567 сутки

Показано,что хотя N-содержащий компонент СОЖ -триэтаноламин (ТЭА)- и обладает ингибирующим действием на рост бактерий, поскольку максимальная величина ОКБ в варианте с ТЭА не превышала 5x10? клеток/мл в условиях аэрации и 6х1Ср клеток/мл в стационарных условиях, но не является бактерицидом. В связи с тем, что основными компонентами в эмульсии являются углеродсодержа-щие компоненты (до 80%), на фоне которых может происходить деструкция ТЭА как источника азота (Williams, Callely, 1982), не вызывает удивления ,что в данной СОЖ обнаружен широкий спектр бактериальных контаминантов с различными типами обмена веществ. Ситуация мбжет усугубляться вследствие повторных дозировок ТЭА и нитрита натрия с целью корректировки физико-химических свойств СОЖ.

Наличие бактерий кишечной группы в Укриноле 1М, несомнен-

lg числа,клеток/мл

lo связанное с многолетним контактом обслуживающего персонала j эмульсией и адаптацией микроорганизмов в процессе ее эксплуатации, усугубляет санитарно-гигиеническую обстановку при использовании эмульсионной СОЯ Укринол 1М (Шамсутдинов, Берхе-эва,1987).

Из СОЖ Автокат получено 17 изолятов, в том числе бактерий -13,дрожжеподобных грибов-1, микромицетов-3. Грамотрицатель-ные аэробные бактерии, некоторые из которых способны как к кислородному так и нитратному дыханию представлены четырьмя вида- . ми палочковидных форм (Pseudomonas mendocina DC4,Xanthomonas campestris CC84, Alcaligenes faecalis CC79,Acetobacter sp. CC61), одним видом коккобацилл (Acinetobacter calcoaceticus H21) и одним видом кокков (Paracoccus denitrificans H19).B числе факультативно-анаэробных бактерий,способных переключаться с дыхательного на бродильный тип обмена веществ, выявлены Serratia maree-" scens СН2 и Proteus vulgaris HI. Грамположительную бактериальную флору представляли Bacillus alvei К24, В. сеreus K26, В. pumi-lus K27, Micrococcus luteus HI7,Actinomyces albus PA1.

Уменьшение нефтяного масла в составе СОЖ Автскатв раза по сравнению с эмульсионной СОЖ Укринол 1М и введение относительно биостойких компонентов в виде олеата триэтаноламина и цик-логексанола (рис. 1) позволяют объяснить снижение количества изолятов (17 против 21 в Укриноле 1М). При этом состав конта-минантов сократился ,за счет представителей кишечной группы.

Видовой спектр контаминантов синтетической СОЖ Тосол ОИЗ значительно уже -четыре вида бактерий и один вид микромицетов. Грамотрицательную аэробную и факультативно-анаэробную флору этой СОЖ представляли три вида бактерий (Pseudomonas mendocina DC4, Acetobacter sp. СС61, Proteus vulgaris H7). Из грамположи-тельных микроорганизмов характерным контаминантом является представитель только одного вида - Micrococcus luteus Н17.

В отличие от Укринола 1М и Автоката состав наименее кон-таминируеМой СОЖ Тосол ОИЗ включает только ТЭА,нитрит натрия и оксизтшшрованный алкилфенол со свойствами поверхностно-активного вещества (ПАВ). Поскольку ТЭА и данный ПАВ преобладают в составе СОЖ, то,несомненно,'именно они играют решающую роль в формировании бактериальной флоры синтетической СОЖ Тосол ОИЗ.

Видовой спектр микромицетов увеличивается по мере снижения нефтяного масла в составе СОЖ. Выявлено,что олеиновая кислота и масло И-12А являются доступными источниками углерода для грибов: урожай биомассы составлял 29 % и 20% соответственно от веса используемого субстрата. Однако, на олеиновой кислоте наблюдался полный цикл развития грибов,а на масле И-12А спороно-шение отсутствовало. Это согласуется с данными литературы о более выраженной адаптации микромицетов к полусинтетическим СОЖ i о торможении их роста эмульсиями (Коваль,Сидоренко,1989). Из СОЖ Укринол 1М выделено двц штамма (Aspergillus niger RA5 и Pénicillium chrisogenum РА7),из полусинтетической СОЖ Авто-кат - оба эти микромицета и Trichoderma sp. РА8, причем их содержание достигало 1x10^ конидий/мл, что на 2 порядка выше по сравнению.с эмульсией Укринол 1М. Однако, вопреки утверждению некоторых авторов (Литвиненко,1977,Качан,1984) о преимущественно грибном повреждении синтетических СОЖ из Тосола ОИЗ выделе* лишь один штамм микромицетов (Aspergillus niger RA5),a количество колонийобразующих единиц не превышало 5x1 в 1 мл.

Напротив,содержание дрожжеподобных грибов оказалось выше в эмульсионной СОЖ - 2 штамма (Candida utilis PA2 и Candida sp. РАЗ), в полусинтетической СОЖ - 1 вид (Candida utilis PA2), a в синтетической СОЖ аспорогенные дрожжи отсутствовали совсем

Очевидно, что систему циркуляции той или иной СОЖ можно рассматривать как некую динамическую совокупность экологических ниш. Образование органических кислот при окислении углеводе родов, последовательное укорочение углеродного скелета жирных кислот, дезаминирование и окисление алканоламинов, восстановление окисленных форм N и S) - это несомненный результат трофических взаимодействий микроорганизмов- обитателей взаимосвязанных экологических ниш.

2. Выявление и учет микроорганизмов, ответственных за образование сероводорода в СОЖ.

При изучении микрофлоры СОЖ особый интерес представляли микроорганизмы-продуценты сероводорода в связи с их решающей ролью в коррозионных процессах. В этой связи наше внимание было обращено в первую очередь на классические сульфатредуци-рующие бактерии. Однако, на среде Постгейта В выявлено присутс-

¡ие Desulfovibrio desulfuricans лишь в 4 системах циркуляции Укринолом 1М. Опираясь на известные факты.о роли источников оделенных соединений серы для СРВ (Шлегель,1987,Schiff, 1983), )жно утверждать,что содержание алкилсульфоната Na (R CgfySOg) составе СОЖ при наличии анаэробных условий несомненно спосо-:твует развитию D. desulfuricans.

Однако случаи нестабильности рабочих СОЖ, сопровождающиеся ж изменением цвета до грязно-черного, так и их коррозионной фессивностью,и коррелирующие с положительным тестом на f^S ш посеве этих проб"на индикаторный агар (ГОСТ 9.085-78), оточены во всех установках,независимо от состава технологичес-IX жидкостей.

Анализируя спектр химических составов СОЖ, мы пришли к 1ключению, что они могут содержать несколько потенциальных гбстратов для H^S-образующих бактерий. К их числу следует от-гсти наряду с производными алкилсульфонатов и сульфаты воды,ис-эльзуемой для разбавления концентратов и содержащей 115- 120 Ул сульфат-ионов. Кстати известно, что сульфаты воды являют-I основой для коррозионных процессов и в системах оборотного эдоснабжения (Schweisfurth,1985).

Очевидно за образование H^S в СОЖ может быть ответственна эуппа факультативно-анаэробных микроорганизмов, тем более, го в литературе имеются данные о способности некоторых псев-эмонад (Pseudomonas stutzeri и P. mendocina) переключаться с яслородного дыхания на нитратное и сульфатное (Илялетдинов с завт. ,1984).

Нами предложена новая питательная среда ЖАТС, разработанная учетом способности широкого круга факультативно-анаэробных энтаминантов СОЖ использовать интермедиаты классической суль-атредукции в , качестве терминальных акцепторов электронов. Пре-/ущество среды на основе использования тиосульфата в сравнении индикаторным агаром,содержащим Na-SO^ иллюстрирует таблица 2: ^пользование данного подхода четырехкратно сократило время эстирования и повысило точность количественного определения -S-образующих бактерий (Смирнова,Калаганов,1988), что подт-эрвдается недавно опубликованными данными (Cloete, Bruyn, Э92) о наиболее полном учете на железо-сульфитной среде и /льфатредуцирующих бактерий .

Таблица 2

Сравнительная эффективность среды ЖАТС и индикаторного агара по выявлению сероводородобразующих бактерий в СОЖ

Наименование |Количество |Общее количество бактерий, сред |засеваемого|клеток/мл через... час

|материала, |_

|клеток/мл | 24 | 48 | 96

ЖАТС 1х10б 6x10- 1x10 б 2x10 0

Индикаторный

агар 1x10° 0 1x102 3x10 ^

На способность к Н^ S-образованию были испытаны штаммы микроорганизмов,выделенных нами из исследуемых СОЖ'(таблица 1) Оказалось, что эта способность отчетливо выражена у следующих бактерий : Pseudomonas aeruginosa К4, P. mendocina DC4, Р. Stützen. С5, Edwarsiella tarda СН56, Enterobacter aerogenes CH92,Proteus vulgaris Hl, для которых было введено обозначение -тиосульфатредуцирующие бактерии (ТРБ).

Таблица 3

Ориентировочная шкала для оценки содержания тиосульфатре-дуцирующих бактерий в СОЖ и ее коррозионной агрессивности

Характер и интенсивность (Количество ТРБ в СОЖ |Коррозионная

окрашивания среды ЖАТС |---------------------1агрессивность,

|балл |ОКБ, клеток/мл | балл

Без изменения 0 0 0

Количество черных коло- О

ний до 100 1 10 -l(f 1

Серое гомогенное окраши- 10 3 -id*

вание среды 2 2-3

Потемнение среди до ярко 10 5-10 7

черного цвета 3 4

Выявленная нами зависимость между степенью сульфидного почернения среды ЖАТС, количеством Н^-образующих бактерий и

соррозионной агрессивностью СОЖ к наиболее чувствительному металлу - чугуну СЧ-20 позволила разработать ориентировочную пкалу (таблица 3) для оценки микробиологического состояния 20Ж как в условиях эксплуатации, так и при выполнении исследований, связанных с оценкой их биостойкости. 3. Выявление значимости ТРБ в деструкции СОЖ. Показано,что наиболее интенсивным процесс деструкции нефтяного масла происходит при участии СРВ и ТРБ. Если бактерии, лишенные образующей способности, снизили концентрацию углеводородной фракции нефти в течение 14-суточного эксперимента на 20%, то ЗРБ- На 90%, а ТРБ - на 77%. Кроме того, в двух последних вариантах произошло нарушение стабильности и изменение цвета эмульсии. В связи с вышеизложенным, несомненна высокая значимость в деструкции СОЖ ТРБ, поскольку они более широко представлены в составе микрофлоры разных технологических жидкостей. рН

э числа,клеток/мл

О 2 4 6 8 10 12 14 сутки 4. Разработка комплекса мероприятий по защите СОЖ от микробной деструкции. На основании изучения биостойкости широкого спектра компонентов СОЖ разработан состав синтетической СОЖ более стойкой к воздействию микроорганизмов,чем известные '(Смирнова, Мамедова, 1989).

Для защиты СОЖ от микробной деструкции разработаны две антимикробные присадки, спектр и срок действия которых превосходит известные биоциды Вазин и Карбамол Б.

Выявлено, что комбинация 4-нитрофенилгидразон (диизопро-токсифосфорил) формихлорида с триэтаноламином приводит к образованию высокоэффективного антимикробного состава, позволяющего не только максимально снизить уровень обсемененности в СОЖ, но и ингибировать рост ТРБ и микромицетов. Аналогичная

Рис. 2. Изменение физико-химиче-* ских свойств СОЖ Укринол 1М в зависимости от инокулята. "_"-микроорганизмы, лишенные

ЦрЭ-образующей активности (I);

"—"-ТРБ совместно с I;

И.

"-.-"-СРВ совместно с I.

активность характерна и для 2-диметиламинометил-4-изододецил-фенолят-0,М-медь (11)-ацетат, гидрата (а.с. 1401863).

Показано,что при дозах облучения 400-800 крад происходит стерилизация эмульсии без нарушения ее физико-химических свойств и остаточной радиации, что подтверждается данными литературы (Высоцкая с соавт. ,1986). Испытание другого физического метода - термического - позволило обосновать эффективный режим обработки,улучшающий экологическую обстановку на предприятии и к тому же позволяющий избежать токсичных для человека антимик-

ППЛШ IV

Для обработки систем циркуляции СОЖ нами предпринято создание моюще-дезинфицирующего средства из легкодоступных компонентов с несложной технологией его приготовления. Корректировка основных свойств СОЖ при введении в нее предложенного нами ЫДС-К позволяет эффективно провести обработку систем циркуляции СОЖ без остановки технологического цикла

ВЫВОДЫ

1. Впервые детально охарактеризована микрофлора, ответственная за микробное повреждение и санитарно-гигиеническое состояш разных типов отечественных СОЖ: эмульсионной Укринол 1М, пол: синтетической Автокат и синтетической Тосол ОИЗ: Наибольшее га личественное и качественное разнообразие контаминантов выявленс в эмульсионной СОЖ Укринол 1М: в их число входят бактерии, пл< сневые грибы и дрожжи (17,2 и 2 штамма соответственно).

2. Видовой спектр контаминантов и масштабы контаминации определяются химическим составом СОЖ и динамической совокупностью экологических ниш, создающихся в системах циркуляции технологических жидкостей. Снижение содержания нефтяного масла в составе СОЖ и ЕЕедение е нее биостойких компонентов приводит к уменьшению качественного разнообразия микробной ассоциации и численности отдельных видов.

3. Впервые выделена группа факультативно-анаэробных бактерий, способных к образованию сероводорода в СОЖ и ответственных за их коррозионную агрессивность: Pseudomonas aeruginosa К4, P. tner.dociпа. DC4, P. stutzeri С5, Edwarsiella tarda СН56, Enterobacter aerogenes CH92, Proteus vulgaris HI.

4. Разработан и внедрен в условиях акционерного общества "КамАЗ" метод оперативного скрининга образующих бактерий четырехкратно сокративший время тестирования и повысивший точ-

юсть количественной оценки бактерий .ответственных за коррозионные процессы в СОЯ, в сравнении с методом по ГОСТ 9.085-78.

5.Показано активное участие факультативно-анаэробных Н^З ^образующих бактерий в деструкции нефтяного масла и нарушении физико-химических свойств эмульсионной СОЖ Укринол 1М .

6. На основе изучения биостойкости компонентов и антимикробной активности нетрадиционных биоцидов разработан и реализован в процессе металлообработки концентрат смазочно-охлаждающей жидкости'с повышенной стойкостью к воздействию контами-нантов.

7.'Показано, что радиационное облучение и термообработка являются альтернативными химическому методу защиты СОЖ от микробной деструкции. Обоснованы эффективные режимы обработки эмульсионной СОЖ, - улучшающие экологическую обстановку на предприятии.

8. Разработаны две антимикробные присадки,позволяющие откорректировать одновременно микробиологическое состояние СОЖ и ее физико-химические свойства,а также увеличить продолжительность и спектр биоцидного действия в сравнении с коммерческими бактерицидами Вазин и Карбамол Б.

9. Для предупреждения повторной кснтаминации разработано и внедренов условиях производства моющэ-дезинфицирующее средство МДС-К для обработки систем циркуляции СОЖ без остановки технологического цикла.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Авт. св. N 1148866. Питательная среда для определения серово-дородобразующих бактерий. Смирнова Е Е,Закирова К 3. ,Калаганов В. А. Бюл.Н 13,1985.

2. Авт. св. N1221894 А. Бактерицидная присадка к смазочно-охлаждающим жидкостям. Закирова В. 3. ,Калаганов К А. , Смирнова Е Е Не публ.

'3. Авт. св. N1367470. Бактерицидная присадка к смазочно-охлаждающим жидкостям. Картавцева 3. М. ,Калаганов К А. , Смирнова Е Е ,Куракин Е. Е , Муравьева В. А. , Соколов И. Ф. Не публ. 4. Авт. св. N 1401863. 2-диметиламинометил-4-изододецилфеноля-то-о,М-медь (II)-ацетат,гидрат,проявляющий антимикробную,инсектицидную и гербицидную активность. Рыжкина И. С. .Кудрявцева Л. А. , Мэлодых Ж. В. , Горшевикова О. Л. , Ираидова И. С. , Иванов В. Т. . Смирнова Е Е.Картавцева Е Е .Анисимова Е Е.Иванов Б. Е. .Пантелеева А. Р.

Бюл. N7,1985.

5. Авт. св. N 1436499. Концентрат СОЖ для механической обработки металлов. Калаганов В. А. , ЗакироваВ. 3. , Нефедов В. П. , Смирнова Е I СтрижкоЕ К Е , Кичигин Е Е , Манаков А. К , Галузо Л. М. Не публ.

6. Авт. св. N1487445. Концентрат.моюще-дезинфицирующего средства для очистки систем циркуляции СОЖ. Смирнова Е Е ,Прохорова Р. В. , Калаганов В. А. , ЗуеЕ Ю. А. , Раимова Л. С. Не публ.

7. Авт. св. N 1585382.Состав для очистки деталей двигателя внутреннего сгорания. СмирноваЕ Е .Калаганов Е А. .Прохорова Р. В. , Видадиева М. В. ,Талашова и. К .Дзингаев И. Т. Бюл. 17,1990.

8. Авт. св. N 1720275. Концентрат моюще-дезинфицирующего средства для очистки систем циркуляции СОЖ. Калаганов В. А. ,Прохорова Р. В. , Видадиева М. В. , Смирнова Е Е Не публ.

9. Калаганов В. А. .Закирова В. 3. .Смирнова Е Е Опыт Камского автозавода по продлению срока службы эмульсионных СОЖ. /Материалы пленума Науч. совета АН СССР по биоповреждениям.-Полтава,1980, -С.107-111.

10. Смирнова Е Е Влияние радиационного облучения и термообработки на микробиологическое состояние СОЖ. / Тезисы докл. научной конференции "Внедрение новых технологий в машиностроении", 1-3 июня 1986 г. , КамПИ, г. Наб. Челны, 1986.-С.61-52.

11. Картавцева 3. М. . Коваль Э. 3. , Смирнова ЕЕ Подбор биоцидов для защиты различных типов СОЖ от поражения грибами. /Микро-биол. журн. -1986,48. N1.-С. 85-90.

12. Смирнова Е Е.Калаганов В. А. .Наумова Р. Е О биостойкости некоторых компонентов СОЖ. /Тезисы докл. научной конф. ,КамПИ, г. Наб. Челны, 1987. -С. 78.

13. Смирнова ЕЕ, Калаганов В. А. Питательная среда для ускоренного выявления сероводородобразующих бактерий в СОЖ. /Тезисы докл. отраслевой конф. , Горький, 1987.-С. 121.

14. Калаганов В. А. ,Смирнова Е Е Ускоренный метод определения сероводородобразующих бактерий в СОЖ. /Нефтепереработка и нефтехимия. -1988, N 9,С.18-19.

15. Смирнова Е Е .Видадиева М. В. разработка синтетической СОЖ Гликамол. /Тезисы докл. отраслевой конф. Технология применения современных СОЖ".Наб. Челны,1989. -С. 63.

16. Смирнова Е Е ,Наумова Р. Е ,Калаганов Е А. Контаминация бактериями и грибами разных типовлл водорастворимых СОЖ. /МикроОи-ол. журн.-1991, N1,0. 9-11. X