619 matches
-
nivel de organizare a materiei, primul în care se manifestă un determinism redox, va fi exemplificat numai cu aspecte privind procesele de transfer prin membrană care sunt implicate în existența și dezvoltarea foulingului biologic. Transferul prin membrane semipermeabile este determinat redox - direct (v. fig. 18) - atât calitativ, ca selectivitate (ioni și chiar substanțe sunt transferate prin membrană numai în anumite, specifice, domenii de rH la care se află faza acceptoare și, implicit, membrana), cât și din punct de vedere cantitativ, în cadrul
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
microorganisme și animale inferioare - sunt capabile a secreta enzime în mediu pentru a-și mobiliza nutrienții dar, pentru subiectul nostru - ca alcătuitoare a foulingului biologic - pentru a provoca degradarea substratului. În această privință, literatura oferă doar date indirecte, un determinism redox rezultând doar prin interpretarea acelor date. Ca de exemplu, doar [23] admite direct influența condițiilor redox de mediu asupra activității enzimatice, mai concret a enzimelor proteolitice, alături însă de alți factori, studiați în mod obișnuit (concentrația și structura substratului, temperatura
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
dar, pentru subiectul nostru - ca alcătuitoare a foulingului biologic - pentru a provoca degradarea substratului. În această privință, literatura oferă doar date indirecte, un determinism redox rezultând doar prin interpretarea acelor date. Ca de exemplu, doar [23] admite direct influența condițiilor redox de mediu asupra activității enzimatice, mai concret a enzimelor proteolitice, alături însă de alți factori, studiați în mod obișnuit (concentrația și structura substratului, temperatura, pH-ul). Rămânând pe terenul proteolizei - în ultimă instanță o cale posibilă de limitare, via proteinei
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
interval a valorilor rH optime. Conform unui concept cu similitudini în principiul Le Châtelier, enzimele care catalizează reacții de reducere (precum proteoliza) sunt stimulate de medii de reacție caracterizate de valori rH oxidante, în cadrul unui virtual succesor proces de neutralizare redox între produsul de reacție și mediu, respectiv acelea care promovează reacții de oxidare (precum condensarea aminoacizilor), de medii reducătoare. Faptul este susținut, în afară de logică, tot prin date indirecte din literatură. Anume: pectinaza desface legăturile dintre resturile de acid galacturonic, punând
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
enzimatice (exprimată prin extincția probei după reacția cantitativă a glucozei rezultate cu acid picric [26], E) corespunzând celor două enzime implicate în proces: α-amilaza la rH 39,3 și β-amilaza la rH 31,0 (fig. 22). Alura gaussiană a determinismului redox denotă pentru procesele enzimatice caracterul de proces derulat în sistem neierarhizat (v. fig. 18). în fond, nu e vorba decât de o reacție catalizată și atât. 2.2.2.3. Implicații ale rH-ului în fiziologie Fără îndoială, încercarea de
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
expeditiv un fenomen de complexitatea metabolismului este hazardată. Nu ne propunem însă decât introducerea în acest tipar a modului în care el poate fi abordat din punctul de vedere dominant al secțiunii de față. Metabolismul este un șir de reacții redox prin care se pleacă de la compușii care constituie hrana, pentru a se ajunge la aceia care constituie excrețiile. Acest șir de reacții ar putea fi schematizat ca în figura 23. Se pleacă de la o stare de oxidare inițială i și
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
protagoniste ale coroziunii electrochimice favorizate biologic. Deși de o complexitate deosebită, amintită atât de expeditiv, domeniul microbiologiei va fi prezent în cele ce urmează prin doar două aspecte, dar care interesează direct tema globală în discuție. Este vorba de determinismul redox al dezvoltării microorganismelor și cel al biosintezei unor substanțe secretate, adică formarea foulingului biologic, respectiv a agenților coroziunii. 2.2.2.3.1.1. Determinismul redox al dezvoltării microorganismelor S’a observat că organismele se pot dezvolta normal numai între
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
două aspecte, dar care interesează direct tema globală în discuție. Este vorba de determinismul redox al dezvoltării microorganismelor și cel al biosintezei unor substanțe secretate, adică formarea foulingului biologic, respectiv a agenților coroziunii. 2.2.2.3.1.1. Determinismul redox al dezvoltării microorganismelor S’a observat că organismele se pot dezvolta normal numai între limite stricte ale rH-ului mediului. Astfel, particularizând, dezvoltarea diferitelor microorganisme nu este posibilă decât în medii cu potențial redox cuprins între anumite limite [24, 28
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
2.2.3.1.1. Determinismul redox al dezvoltării microorganismelor S’a observat că organismele se pot dezvolta normal numai între limite stricte ale rH-ului mediului. Astfel, particularizând, dezvoltarea diferitelor microorganisme nu este posibilă decât în medii cu potențial redox cuprins între anumite limite [24, 28]. Limitele acceptate de variație ale rH-ului mediului sunt specifice fiecărei specii [29]. Astfel, bacilul tetanic, anaerob, se dezvoltă numai la valori rH inferioare lui 14. Totodată, s’a arătat [30] că în vin
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
acesteia - funcție de rH (fig. 24). În afara optimului, situat la rH 23,7, supraviețuirea culturii scade, atingând valoarea zero la un decalaj relativ redus al rH-ului indus (18, respectiv 29) față de cel optim. 2.2.2.3.1.2. Determinismul redox al biosintezei microbiene Procesele biosintetice în general, nu doar acelea care se manifestă ca dezvoltare a microorganismelor, sunt condiționate pe lângă aportul net de energie sub formă de acid adenozin-5-trifosforic (ATP), substanța macroergică celulară, de o „nevoie variabilă de putere reducătoare
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
fațete ale metabolismului, cum ar fi biosinteza și excreția unei largi palete de substanțe. Astfel, biosinteza penicilinei de către Penicillium chrysogenum decurge cu viteză maximă la valoarea rH 19,16 a mediului de cultură (fig. 25) [33] (aspectul cantitativ). Schimbarea potențialului redox al mediului nutritiv poate determina schimbarea metabolismului celular. Respirația aerobă poate fi înlocuită cu un anumit tip de fermentație (respirație anaerobă) în funcție de potențialul redox al mediului [33]. Astfel, iar asta poate constitui chiar mecanismul prin care rH-ul mediului influențează
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
la valoarea rH 19,16 a mediului de cultură (fig. 25) [33] (aspectul cantitativ). Schimbarea potențialului redox al mediului nutritiv poate determina schimbarea metabolismului celular. Respirația aerobă poate fi înlocuită cu un anumit tip de fermentație (respirație anaerobă) în funcție de potențialul redox al mediului [33]. Astfel, iar asta poate constitui chiar mecanismul prin care rH-ul mediului influențează dezvoltarea microorganismelor, Bacillus subtilis excretă acid lactic, 2,3-butilenglicol, acetoină și inozină în funcție de valoarea potențialului redox al mediului de cultură [34]; datele recalculate de
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
anumit tip de fermentație (respirație anaerobă) în funcție de potențialul redox al mediului [33]. Astfel, iar asta poate constitui chiar mecanismul prin care rH-ul mediului influențează dezvoltarea microorganismelor, Bacillus subtilis excretă acid lactic, 2,3-butilenglicol, acetoină și inozină în funcție de valoarea potențialului redox al mediului de cultură [34]; datele recalculate de noi în termeni de rH (fig. 26), conduc la evidențierea unor valori optime stricte ale rH-ului pentru biosinteza fiecărei substanțe. Se observă aspectul de curbă gaussiană al dependenței concentrației fiecărui compus
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
în special în foulingul exterior, specific și turnurilor de răcire, ca mușchi și ferigi acvatice, chiar ca plante superioare - cu flori - de asemenea acvatice, dar și ca licheni. Ca și în cazul, expus mai sus, al microorganismelor, vom particulariza dependența redox generală în două aspecte: dezvoltarea globală, respectiv particularitățile biosintezei; ambele de mare importanță, primul sub aspectul cantitativ al foulingului biologic, secundul sub cel - calitativ - al secreției de substanțe corosive sau potențial corosive. Amintim acum, referitor la paragraful anterior că, dintre
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
în subsidiar desigur, dar sub rezerva că un autotrof oarecare - care de fapt nu poate trăi în acele condiții - îi va furniza nu atât energia cât condițiile optime viețuirii lui pe termen lung). 2.2.2.3.2.1. Determinismul redox al dezvoltării plantelor Planta moștenește de la strămoșul ei Euglenophyta, mai apropiat pentru alge, licheni și mușchi, mai precis pentru talofite, ori mai îndepărtat pentru plantele superioare, mai precis cormofite, o relație directă cu mediul și, încă, desfășurarea unei părți a
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
rădăcinile ei sau apa constitutivă a stratului laminar proximal rădăcinii plantei superioare acvatice sau corpului talofitei de asemenea acvatice. Ca urmare, este de așteptat ca schimbări oricât de mici la nivelul condițiilor de mediu să influențeze major viața plantei. Medierea redox a relației mediu-plantă face ca orice schimbare de chimism al mediului, indiferent dacă referitoare la nivelul nutrienților minerali ori al purtătorilor chimici de informație (substanțe alelopatice), să se reflecte în valoarea rH-ului acestuia. Din punct de vedere chimic (substanțial
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
este perturbat, condiții cu care acest gen de organisme și, prin extindere și altele se pot confrunta în urma „demersurilor“ tehnologului de a le exclude; să nu uităm în acest sens, și aici facem apel la un următor paragraf, acțiunea modulatoare redox a substanțelor bioactive, de la unele dintre care așteptăm efecte biocide. Chiar în condițiile modulării redox a substratului pe cale fizică, nu chimică ca mai înainte, planta evidențiază preferințe de mediu. În acest sens, figura 30 [39] evidențiază tot o dependență gaussiană
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
pot confrunta în urma „demersurilor“ tehnologului de a le exclude; să nu uităm în acest sens, și aici facem apel la un următor paragraf, acțiunea modulatoare redox a substanțelor bioactive, de la unele dintre care așteptăm efecte biocide. Chiar în condițiile modulării redox a substratului pe cale fizică, nu chimică ca mai înainte, planta evidențiază preferințe de mediu. În acest sens, figura 30 [39] evidențiază tot o dependență gaussiană a H de rH-ul substratului, cu alte cuvinte o reacție directă, ca în cazul
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
preconizat a fi indus - micșorarea rH-ului apei prin varii metode. Principala consecință a dependenței în discuție este aceea că, odată cu o modificare restrânsă a temperaturii, incapabilă a induce schimbări în chimismul mediului dar a unor mari schimbări în cerințele redox ale plantei, o specie autohtonă pierde coincidența cu mediul devenind inhibată, dar o alta, alogenă, poate afla coincidența, fiind astfel stimulată. Urmarea firească este modificarea compoziției, în special calitativă, a foulingului biologic. Un aspect cu relevanță ecologică în general, în privința
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
vedea infra (§2.3.3), constituirea, pentru o anumită temperatură a mediului, a unei biocenoze se realizează prin specii care-și pot suprapune acest punct de inflexiune, acela care le oferă dezvoltarea maximă. 2.2.2.3.2.3. Aspecte redox ale acțiunii plantelor asupra mediului Relația organism-mediu este biunivocă. Organismele autotrofe sunt beneficiarele unei independențe energetice, în raport cu acelea heterotrofe - dependente de energia chimică preluată din ecosistem, preponderent din chiar biocenoză (avem în vedere fenomenul predator) -, independență bazată pe accesul liber
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
de energie exterioară ecosistemului. Echilibrul asimilație- dezasimilație este deplasat în favoarea asimilației, astfel încât există un excedent de substanță organică reducătoare, din care o parte este stocată - evident într’o formă greu accesibilă altor organisme, formă obținută prin simpla modificare a caracterului redox ca urmare a unei polimerizări (în cazul ozelor), policondensări (în cazul aminoacizilor) sau esterificări (în cazul acizilor grași), accesibilitatea fiind condiționată de posesia unei enzime specifice (glucozei care a trecut în celuloză, de exemplu) -, iar o parte transferată biotopului, „voluntar
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
proximitatea - neparticipantă la explorarea, prin rădăcini, a solului - trunchiului [46]. În atari circumstanțe, întotdeauna organismul fotoautotrof prezent într’un biotop oarecare induce reducerea acestuia. Putem lua în discuție, uzând de paralelismul - chiar dacă nu și liniar - dintre nivelul entropiei și caracterul redox, și un efect negentropic indus de plantă, care folosește în acest scop energia liberă a sursei exterioare, asupra mediului. 2.2.2.3.2.4. Mecanismul redox de acțiune a agenților chimici de biocontrol Atât efectele redox exercitate de plantă
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
discuție, uzând de paralelismul - chiar dacă nu și liniar - dintre nivelul entropiei și caracterul redox, și un efect negentropic indus de plantă, care folosește în acest scop energia liberă a sursei exterioare, asupra mediului. 2.2.2.3.2.4. Mecanismul redox de acțiune a agenților chimici de biocontrol Atât efectele redox exercitate de plantă asupra mediului cât și influența - mediată la fel - exercitată de mediu asupra plantei sunt suportate material de modificări ale chimismului mediului, cu alte cuvinte de prezența și
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
entropiei și caracterul redox, și un efect negentropic indus de plantă, care folosește în acest scop energia liberă a sursei exterioare, asupra mediului. 2.2.2.3.2.4. Mecanismul redox de acțiune a agenților chimici de biocontrol Atât efectele redox exercitate de plantă asupra mediului cât și influența - mediată la fel - exercitată de mediu asupra plantei sunt suportate material de modificări ale chimismului mediului, cu alte cuvinte de prezența și/sau absența - sub aspect calitativ -, respectiv de concentrația - sub aspect
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
unor substanțe biologic active. În principiu, orice substanță poate juca acest rol, dar numai substanțele biologic active îl îndeplinesc în mod marcant. Ținând seama de gradul înalt de dependență al dezvoltării organismelor - în special a plantelor și microorganismelor - de caracterul redox al mediului [28], preconizăm un mecanism de acțiune a substanțelor bioactive bazat pe modularea redox a mediului, de către compusul bioactiv, cu alte cuvinte, a valorii rH care influențează, la rândul său, organismul; gradul de stimulare/inhibiție datorat compusului bioactiv reflectă
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]