Биоповреждения

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ

федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования 

«Санкт-Петербургский  государственный технологический  институт

(технический  университет)» (СПбГТИ(ТУ))

 

 

 

КАФЕДРА      _________________________________

УГС       _________________________________

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ _________________________________

НАПРАВЛЕНИЕ       _________________________________

ДИСЦИПЛИНА        _________________________________

 

Реферат

 

1. НА ТЕМУ:      Биоповреждения. Защита от биоповреждений

 

Выполнил студент 1  курса, группы 223     Кочнева Екатерина  Валерьевна

           ^{Фамилия, Имя, отчество}

Принял____________________________________________________________

                         ^{Должность,  звание             Фамилия,  Имя, Отчество}

 

Признать, что работа
выполнена и защищена с оценкой

 

«__» _________________   2012  г. _________________

^{подпись} 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012

 

 

 

Содержание

 

Стр.

Введение    3

 

Глава 1.Биоповреждения - эколого-технологическая проблема.     4-5

 

Глава 2. Агенты биоповреждений    6-22

 

1.1 Микроорганизмы – агенты биоповреждений    6-10

 

1.2 Насекомые – разрушители материалов    11-13

 

1.3 Грызуны - разрушители материалов, изделий, сооружений    14-17

 

1.4 Птицы - источник биоповреждений    18-20

 

1.5 Биоповреждения в водных  средах    21-22

 

Заключение    23

 

Список использованной литературы    24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Вопросы сохранности недвижимых памятников истории и культуры в  городской среде с каждым годом  встают все более остро. В связи  с этим для рационального проектирования реставрационных мероприятий особое внимание уделяется изучению повреждений  и профилактике разрушающих процессов. Одними из наиболее часто встречающихся  в современной практике являются повреждения, связанные с жизнедеятельностью различных микроорганизмов, так как, по мнению специалистов, до 40% из всех повреждений имеет биохимическое происхождение. В условиях городской среды биохимическая коррозия приводит к повреждению как наружных, так и внутренних стен и других конструкций зданий, чему в значительной степени способствует загрязнение окружающей среды и деградация экосистемы города в целом и, прежде всего, почвенной экосистемы.

Сказанное определяет необходимость  изучения влияния экологических  факторов на заселение материалов различными микроорганизмами. Практически всегда заражение материала является реакцией окружающей среды на антропогенное  вмешательство. Все более активное участие, в частности, бактерии начинают принимать в круговороте основных элементов, избыток которых привносится в природную среду человеком.

В связи с активизацией процессов биоповреждений памятников из-за загрязнения окружающей среды  актуальным является изучение изменений  в механизмах и динамике протекания процессов биохимической коррозии, систематизация характерных биоповреждений по степени и характеру разрушения, а также обоснованная экологическая  оценка средств их защиты от биохимической  коррозии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1.Биоповреждения - эколого-технологическая проблема

 

Для борьбы с различными биоповреждающими агентами и защиты от них человечество использует различные методы - химические, механические и т.д. Средства разные, но подходы в сущности были одинаковые: обнаружил биоповреждающее действие - защищайся, нет биоповреждающего действия - живи спокойно. Такая стратегия, направленная на то, чтобы защититься от уже возникших неприятных ситуаций, ликвидировать их последствия, с давних времен была основной в борьбе с биоповреждениями. Она является основной и в настоящее время. Она защищала материалы и изделия в прошлом, она защищает их теперь. Но мы все отчетливее ощущаем недостатки подобной системы и вынуждены все чаще задумываться о ее модернизации. В самом деле, «сиюминутная» стратегия имеет ряд крупных недостатков.

• Во-первых, она не обеспечивает прогнозирования и не способна предусмотреть защиту от биоповреждений в условиях завтрашнего дня; она, собственно, и не ставит таких задач ни перед учеными, ни перед практиками. А такая задача очень важна: одни изделия работают годы, другие - десятки лет, третьи, как, например, архивные ценности, мы просто обязаны хранить столетиями. Что ждет изделия завтра, об этом ученые и практики должны думать сейчас. В химическую структуру создаваемых полимеров должны вноситься элементы, обеспечивающие материалу биоцидные свойства, способные защищать материал от живых организмов долгие годы. Пропитывая древесину, мы должны думать о завтрашнем дне, о ее сохранности на долгие годы вперед.
• Во-вторых, подобная стратегия не учитывает взаимодействия живых организмов - биоповреждающих агентов между собой. Между тем, биоповреждающее действие сплошь и рядом является результатом атак не одного вида, а многих, принадлежащих к разным, подчас далеким систематическим группам. Днища кораблей обрастают моллюсками, ракообразными, водорослями. Древесину поражают многие виды грибов и насекомых, шерстяные изделия портят несколько видов молей, с самолетами сталкиваются чайки, вороновые, голуби и т.д. Биоповреждающие действия - это суммарный эффект их соединенных усилий, и этот эффект зависит от состава участников и их взаимоотношений между собой. И конечно, от этого зависят те меры защиты, которые мы должны применять.
• В-третьих, «сиюминутная» стратегия не учитывает связей живого организма - биоповреждающего агента с окружающей средой. Заметим, что это обстоятельство существенно влияет на биоповреждающий эффект и средства защиты, которые против него применяют. В одних условиях защищают одни средства, в других - иные. В различных условиях биоповреждающее действие на один и тот же материал оказывают разные виды. Степень биоповреждающего действия зависит от окружающих условий. Не учитывать этого обстоятельства не может ни практик, ни ученый.
• В-четвертых, стратегия, направленная на решение узких конкретных задач, не предусматривает общих экономико-статистических оценок биоповреждающего действия и защиты от него в масштабах страны и не может обеспечить получение таких оценок. А без этого трудно разрабатывать меры защиты, оценивать их эффективность, давать рекомендации различным отраслям народного хозяйства.

В широком смысле биоповреждения - реакция окружающей среды, биосферы на то новое, что вносит в нее человек. Создаваемые человеком материалы  и изделия включаются в естественные биоценозы, становятся их функционирующей  частью, вовлекаются в естественные процессы, протекающие в биосфере. В некоторых случаях биосферная роль материалов и изделий настолько активна, что они группируют вокруг себя новые, искусственные сообщества, становятся их важнейшим звеном. В этом случае биоповреждающее действие будет усиливаться или ослабляться в зависимости от того, какие партнеры по сообществу с ними взаимодействуют и их окружают. «Единицей» биоповреждающего действия становится не один вид, а целое сообщество, сформировавшееся вокруг этого вида.

Человек заинтересован в  том, чтобы созданные им новые  материалы и изделия в определенных экологических условиях работали, не подвергаясь нападению живых  организмов, а затем, отработав, разрушались  с их помощью. Образно говоря, задача сводится к тому, чтобы материалы  и изделия обладали экологическим  «иммунитетом» по отношению к  живым организмам, который определял  бы оптимальный для человека регламент  их существования. Таким образом, во всех ситуациях, связанных с биоповреждениями, взаимодействуют два начала. Одно из них - живой организм и окружающая среда, в которой он живет и  в которой существует объект его  нападения - мишень, представленная творениями рук человека и олицетворяющая собой  второе начало. Основная стратегия  борьбы с биоповреждениями сегодня - локальная защита материалов и  изделий, решение конкретных «сиюминутных»  задач. В соответствии с этим на первых этапах проблема развивалась по отдельным  узким направлениям, почти не связанным  между собой. Жизнь показала неправильность таких подходов, поставила вопрос о комплексировании, взаимодействии. В настоящее время между отдельными направлениями налаживаются связи, складывается ядро участников. Проблема приобретает свое лицо как самостоятельная  область, возникшая на стыке различных  наук и отраслей хозяйства. Инвентаризация биоповреждающих агентов, повреждаемых ими материалов, и изделий имеет  огромное значение. Каталог биоповреждений, включающий живые организмы, повреждаемые объекты, а также методы защиты, необходим  для разработки программ по прогнозированию  и перспективным мероприятиям, для  создания новых материалов с биоцидными свойствами. За весь предшествующий период сделаны только первые шаги в выявлении  биоповреждений, их каталогизации. Это  объясняется не только разнообразием  живых организмов, нападающих на материалы  и изделия, но и тем, что круг организмов - биоповреждающих агентов - все расширяется. Появляются новые материалы и  изделия, и биосфера использует новые  средства и формы защиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Агенты биоповреждений

2.1 Микроорганизмы - агенты биоповреждений.

 

Благодаря широкому распространению  в природе, разнообразному набору ферментов  микроорганизмы способны использовать для питания и местообитания  различные субстраты, вызывая разного  рода их разрушения или приводя их в состояние негодности. Такими субстратами  могут быть промышленные изделия, деловая  древесина и постройки из нее, топливо, смазочные масла и другие нефтепродукты, музейные ценности, книги, документы и всевозможные изделия  из бумаги, оптическое стекло и многое другое. Например, по данным литовских  ученых, наблюдается постоянное развитие грибов на деталях телевизоров, изготовленных  из фенопласта, смолы капроновой, на некоторых покрытиях и красителях и прочих материалах. Повреждающими  агентами могут быть грибы, особенно микроскопические, бактерии, отчасти  водоросли и лишайники, иногда высшие растения

Воздействие микробов на изделия  и материалы может быть прямым и косвенным. При прямом воздействии  весь материал или его составная  часть, используемая микробами в  качестве источника энергии и  необходимых для него питательных  веществ, приходят в негодное состояние. Например, гриб Cladosporium использует углеводороды продуктов переработки нефти в качестве единственных источников углерода. От этого портятся нефтепродукты, а скопление сгустков в путях подачи топлива в моторы может быть причиной аварии самолетов. О случаях аварий самолетов, связанных с развитием в реактивном топливе микроорганизмов, сообщают американские ученые. Кроме того, этот гриб при развитии на нефтяных маслах образует органические кислоты (винную, щавелевую), которые вызывают коррозию резервуаров для хранения топлива и являются субстратом для вторичной микрофлоры, довершающей разрушение нефтепродуктов.

Под влиянием ферментов грибов, поселяющихся на бумаге или изделиях из нее (книгах, документах и т.п.), увеличивается  ее ломкость, появляются пятна, портящие ее внешний вид и т.д. Сходные  разрушения они причиняют текстильным  изделиям, произведениям искусства  и т.п. Шерстяное волокно, инфицированное бактериями, теряет прочность более  чем на 50%, причем разрушение его  наиболее интенсивно происходит при  высокой влажности воздуха. Поражение  грибами искусственных кож приводит к снижению прочности сцепления  пленок волокнистой основы и к  резкому снижению жесткости кож  в обоих направлениях. Некоторые  грибы влияют на прочность склеивания древесных материалов.

Некоторые считают, что биологическая коррозия материалов связана с воздействием на них органических кислот, продуцируемых грибами или другими микроорганизмами. Такой тип коррозии известен при развитии грибов на металлах, оптическом стекле и многих других материалах. 3. А. Туркова, изучавшая кислотообразование грибов, развивающихся на изделиях медицинской техники, показала, что по интенсивности кислотообразования они разделяются на три группы. К первой относятся грибы, дающие стойкое закисление и, вероятно, вызывающие наиболее сильную коррозию изделий; ко второй - грибы, вызывающие временное закисление среды, и к третьей - грибы, почти не образующие кислот. Каждой из групп кислотообразователей соответствуют определенные виды грибов, поэтому по составу микроорганизмов, обнаруживаемых на тех или иных изделиях, можно прогнозировать возможную степень их разрушения. Интересно, что музейные культуры обладают меньшей активностью кислотообразования, поэтому для испытания активности грибов следует пользоваться свежее выделенными культурами. Не только продукты обмена, но и механическое воздействие грибов могут разрушать субстрат. Например, некоторые виды шляпочных грибов способны разрушать асфальтовые, и даже бетонные покрытия за счет давления, развиваемого вырастающими под слоем покрытия плодовыми телами. Описан случай разрушения бетонного и асфальтового пола в Ленинграде плодовыми телами шампиньонов. При этом грибница в виде белых шнуров пронизывала куски цементированной щебенки, распространяясь по различным трещинам. Мицелий местами скапливался, утолщался и вместе с развивающимися плодовыми телами давил на покрытие, приподнимая и разрывая его. Интересный случай произошел при строительстве Киевского метро. Продувание кислорода при проходке тоннеля активизировало деятельность тионовых бактерий, что привело к повышению содержания в подземных водах серной кислоты, быстро разъедавшей металлические конструкции тоннеля.

Большинство грибов, вызывающих повреждения, - сапротрофы, встречающиеся  в природе на различных субстратах (в почве, органических остатках, в  воде) и оттуда переходящие на материалы  и изделия. Свойство ассимилировать углеводороды (парафин, дизельное топливо) широко распространено у мукоровых, пенициллов, аспергиллов и фузарнев, обычно живущих в почве или  в других местах, как сапротрофы. Это указывает на то, что все  подобные грибы при попадании  на нефтепродукты могут быть причиной их повреждений. Однако не всегда материалы  и изделия заражаются извне. Некоторые  грибы, повреждающие древесину, начинают свою разрушительную деятельность, поселяясь  сначала на живых деревьях, а затем  продолжают ее уже на мертвой древесине  и на различных изделиях из нее. Группа грибов, называемых домовыми, не живет  на живой древесине, а разрушает  деревянные постройки или деревянные конструкции зданий. Шпалы чаще всего  разрушает так называемый шпальный гриб, известны грибы, преимущественно  развивающиеся на столбах и заборах.