باکتری های احیاء کننده سولفات

باکتری های احیاء کننده سولفات

یکی از انواع خوردگی ها که نقش اساسی در تخریب لوله های فولادی مدفون در خاک دارد خوردگی میکروبی می باشد.

باور بر این است که خوردگی میکروبی 20% از تخریب ناشی از کل خوردگی هوا را شامل می شود.

برای بررسی باكتري هاي احياء كننده سولفات(SRB)، تشكيل بيوفيلم‌هاي ميكروبي و به دنبال آن خوردگي در تجهيزات و شبكه‌ها از جمله مسائل مهم در انشعابات آب و فاضلاب است.

موجودات مختلف مانند باكتري ها, قارچ ها , جلبك ها و جانوران دريايي به طور مستقيم و يا غير مستقيم در فرآيند خوردگي نقش دارند.

رشد اين ميكروارگانيسم ها با ترشح پليمر خارج سلولي همراه است، باعث تشكيل لايه اي به نام بيوفيلم بر سطوح تجهيزات مي شود. اين لايه در نتيجة جذب مواد معلق موجود در آب حجيم مي شود.

ایجاد خوردگی

با تشكيل بيوفيلم بر جداره سطوح, شرايط جهت رشد باكتری‌های خورنده مساعد گرديده و در زير رسوبات تشكيل شده , خوردگي ميكروبي ظاهر مي شود.

مهمترین میکروارگانیسم های موثر در این نوع خوردگی باکتری احیا کننده ی سولفات (SRB) می باشند. 

باکتری های احیاء کننده سولفات در محيط های خاص در چهارچوب استانداردهای کمیته آب و در دمای 28-37 درجه سلسيوس باعث ايجاد رسوب سياه رنگ می شوند.

این گروه، گروهی ناهمگون از نظر تاکسونومی هستند. دارای انواع، اشکال و اندازه ها ی مختلف هستند.

بعضی از این باکتری ها به شکل کوکسی و بعضی دیگر به شکل باسیل هستند. گروهی توانایی تولید اندوسپور دارند و بسیاری از آنها این توانایی را ندارند.

همه باکتری ها با توانایی انجام فرآیند احیای گوگرد اکسید شده به انواع احیا شده، در این گروه بررسی می شوند. دارای متابولیسم هستند، اما تنها در شرایط بی هوازی زندگی و فعالیت می کنند.

به همین دلیل جزو باکتری های بی هوازی اجباری یا بی هوازی مطلق هستند.

این باکتری ها برای رشد خود علاوه بر شرایط بی هوازی کامل نیاز به وجود سولفات یا سایر اشکال اکسید شده گوگرد و مواد آلی ( به عبارت ساده تر همان خوردگی ها) هستند.

نحوه ایجاد خوردگی

ایجاد خوردگی توسط باکتری های احیا کننده سولفات انجام می شود.

باكتري هاي احياء كننده سولفات(SRB)  بطور وسيعي از اقيانوس ها، آب هاي شيرين، رسوبات و لجن ها پراكنده مي باشند و در حين تكثير با استفاده از سولفات به عنوان پذيرنده نهايي الكترون، سولفيد هيدروژن توليد مي نمايند.

تاكنون حدود 14 جنس از اين گروه باكتري ها شناخته شده كه به جز جنس دسولفونما تمامي آنها گرم منفي مي باشند.

مطالعات نشان مي دهد كه يك جنس از اين باكتريها به نام دِسولفوويبريو، مي تواند در حين تكثير فعال خود, بيش از 10 گرم در ليتر سولفيد توليد نمايد.

اگر مقدار سولفيد هيدروژن به ppmی0.5 برسد بوي آن در آب آشاميدني قابل تشخيص است.

اگر اين غلظت حدود  ppmی1 باشد ، آب را سياه و متعفن مي كند و اگر به بيش از ppmی1 برسد علاوه بر استشمام بوي تعفن، آب را بسيار خورنده مي سازد.

به علاوه مواردي از ايجاد كوليت زخمي شونده توسط باكتريهاي احيا كننده سولفات گزارش گرديده است.

این باکتری ها در رفتار خوردگی لوله ها و تجهیزات فولادی در صنایع مختلفی نظیر نفت، گاز، پتروشیمی، پالایشگاه ها، نیروگاه ها، برج های خنک کننده و بویلر ها موثر هستند.

معرفی باکتری های احیا کننده سولفات

این‌باکتریها دارای پوسته خشتی هستند و برای کسب انرژی و ادامه حیات زیر پوسته سخت خود، با ترشح آنزیم های مخصوص، ترکیبات گوگردی مثل سولفات ها را می شکنند و از اکسیژن آن ها استفاده و سولفات را به هیدروژن سولفید احیا می کنند.

احیا کننده های سولفات، گروهی از باکتری های بی هوازی اجباری هستند، برای زندگی به اکسیژن نیاز ندارند. انرژی لازم برای رشد خود را از اکسیداسیون مواد آلی همراه با احیای سولفات، به دست می آورند.

از گوگرد و سایر ترکیبات گوگردی اکسید شده به جای اکسیژنِ موادی مثل سولفات ها، به عنوان پذیرنده نهایی، الکترون مصرف میکنند و آنها را به سولفید احیا می کنند.

این باکتری ها به شکل های خمیده، بیضی، کروی، و رشته ای با طول 1-5 و عرض 0/5 -2 میکرون و دارای تاژک و متحرک هستند.

اکسیژن برای آنها مضر است و اما آن ها را از بین نمی برد بلکه باعث غیر فعال شدن آن ها می شود.

شناسایی وجود این باکتری ها در آب های صنعتی و هر نوع آب مرتبط با خط تولید صنایع و البته بر اساس شرایط مناسب جهت تولید و رشد این دسته از باکتری ها بسیار مهم است.

با شناسایی به موقع این باکتری ها می توان از خسارت های جبران ناپذیر به صنایع جلوگیری کرد.

عوامل انجام واکنش احیا

برای انجام واکنش احیا چهار عامل زیر باید هم زمان وجود داشته باشد:

۱- باکتری احیا کننده سولفات (SRB)

۲- ترکیبات سولفاته

۳- منبع انرژی خارجی در شکل الکترون آزاد

۴- درجه حرارت آب زیر 65 درجه سانتی گراد

تشخیص SRB

برای تشخیص SRB در یک سیستم آبی سه روش ۱- بازبینی رسوب، ۲- تعیین pH و ۳- تجزیه و تحلیل بیولوژیکی به کار می رود.