793 matches
-
cantitativ) insuficientă. Ca urmare, este de așteptat ca valoarea optimă a rH-ului să fie mai reducătoare decât în cazul plantelor superioare, însă dependența de rH-ul mediului a dezvoltării algelor, respectiv a plantelor superioare să aibă aceeași alură (ramura reducătoare mai abruptă decât aceea oxidantă). Conform [56], algele sunt capabile să utilizeze și zaharurile − și la lumină și la întuneric −, spre deosebire de plantele superioare care fac acest lucru numai în situații limită, precum supraviețuirea sub forma celulelor nediferențiate din calusul crescut
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
mai complecși, în care caz funcția clorofilei capătă o importanță secundară [56]. Luând în considerare toate acestea rezultă că un control al proliferării algelor se poate realiza în același mod ca și la plantele superioare, prin modularea de rH-uri reducătoare, însă condițiile devin mai drastice. Așa cum se va vedea mai departe, domeniul extrem oxidant, fie și numai din punct de vedere fiziologic, nu și al coroziunii consecutive a substratului, nu este abordabil în scopul enunțat de secțiunea de față. Condițiile
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
membrana celulară. În acest sens, s’a arătat că transferul activ al cationilor [22] și aminoacizilor [61] are loc în consecința unui gradient de rH intra /extracelular; acest gradient a fost evidențiat în celula animală, unde citoplasma este mai electronegativă (reducătoare) decât mediul extracelular cu cca. 90 mV [62]. Substanțele bioactive acționează și în cazul animalelor printr’un mecanism similar celui descris mai sus (§2.2.2.3.2.4.), dar cu referire la modularea redox a mediului intern când este
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
privește influența exercitată asupra mediului, ea este mai complexă în cazul animalelor decât în cel al cazul plantelor (§2.2.2.3.2.3.). Pe de o parte, efectul global este firesc, ca venind din partea unui consumator de substanță organică reducătoare, cel oxidativ. Dar, pentru că animalul este dependent energetic de oferta biocenozei, mai precis de cea a segmentului ei autotrof, o analiză mai fină a acestui efect se materializează într’o dependență de tip compensator de rH-ul tisular; un exemplu
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
mai puțin orizontal, fapt ce evidențiază o relativă independență a valorii rH de concentrație. Caracteristicile acestui palier sunt imprimate de structura substanței. Aceste caracteristici sunt în număr de trei: 1. Poziția valorii sale rH medii, la valori mici pentru substanțe reducătoare, respectiv mari pentru substanțe oxidante. Ca urmare, sigmoida poate fi și inversată față de cazul descris în figura 1, așa cum o arată figura 43. 2. Orizontalitatea palierului nu se obține întotdeauna și, în acest context, studiul substanțelor potențial bioactive prin ridicarea
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
ipoteză, anume aceea că radiația electromagnetică exercită de fapt un efect de modulare redox asupra mediului și doar indirect, pe această cale, asupra organismelor sau asupra unui proces biochimic sau chimic dat. Se cunoaște faptul că radiația ultravioletă are proprietăți reducătoare [72]. Radiația infraroșie stimulează dezvoltarea plantelor și induce mutante caracterizate de rezistență la boli, productivitate, modificarea compoziției chimice a semințelor [73], caracteristici pozitive denotând condiții de mediu ameliorate în cursul vegetației. Cunoaștem însă că plantele sunt stimulate de condițiile relativ
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
16] nici măcar nu amintește. Or, esența soluțiilor de protecție antifouling rezidă tocmai în analiza ecologiei foulingului biologic. 2.3.2.2.1.1.1. Bacteriile sulforeducătoare Acestea, așa cum sunt amintite de [16] (deși autoritatea în materie, [32], le denumește sulfat reducătoare, ni se pare mai adecvată prima denumire, știind că ele folosesc nu numai sulfați, dar și sulfiți și tiosulfați), aparțin genului Desulfovibrio (forma nesporulată) și genului Desulfatomaculum (forma sporulată). Cel mai însemnat rol în coroziune este atribuit genului Desulfovibrio [16
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
sunt amintite în tabelul 2 ca material faptic pentru clasificarea rațională promisă. Bacteriile genului Desulfovibrio sunt prezente și în sol, unde provoacă coroziunea conductelor metalice, în prezența sulfaților, la valori scăzute ale concentrației de oxigen liber [12], adică în condiții reducătoare. Necesitatea unor substanțe organice reduse, precum peptona, aminoacizii, alcoolii, glucoza, iar pentru unele specii chiar hidrogenul [16], pledează pentru caracterul heterotrof al acestor microorganisme, contrar părerii exprimate de [16] care le atribuie un caracter autotrof. La o analiză sumară, caracterul
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
printr’un proces foarte costisitor din punct de vedere energetic. Faptul că aceste bacterii sunt întâlnite și în zona periferică a zăcămintelor de țiței [16], le apropie de bacteriile metanogene (și ele strict anaerobe), deci pledează pentru valoarea rH optimă reducătoare pe care noi le-am recunoscut-o; aceasta este cu atât mai plauzibilă cu cât și metanogenele și sulforeducătoarele se situează printre primele organisme apărute pe Pământ [32], adaptate la mediul reducător de atunci. Prezența cromatului inhibă aceste bacterii [3
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
se situează printre primele organisme apărute pe Pământ [32], adaptate la mediul reducător de atunci. Prezența cromatului inhibă aceste bacterii [3]. Cât se poate de firesc: este vorba de un oxidant care le creează exact condițiile de mediu antitetice celor reducătoare. Desigur, algele, baza trofică a biocenozei, vor fi cât se poate de „fericite“; astfel încât transformarea acestei constatări - parțiale din punct de vedere ecologic - într’o soluție de combatere a foulingului biologic este cât se poate de nefericită. În condițiile în
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
vor fi cât se poate de „fericite“; astfel încât transformarea acestei constatări - parțiale din punct de vedere ecologic - într’o soluție de combatere a foulingului biologic este cât se poate de nefericită. În condițiile în care aceste bacterii trăiesc în medii reducătoare, mai mult, și le creează la nevoie, prezența fierului reprezintă o garanție a rH-ului reducător al mediului (v. §3.2.3.1.1). Am putea spune chiar că aceste bacterii protejează metalul, asigurându-i un mediu proximal reducător. Numai
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
altor clase de ciuperci. Aceste trei clase sunt: fungii imperfecți (mucegaiurile), Phycomycetae și Ascomycetae [16], ce aparțin încrengăturii Mycophyta [83]. Nu există nici un fel de dispută privind modul lor de nutriție, anume cel heterotrof [83]. Ca urmare, ciupercile necesită medii reducătoare și exercită un efect oxidativ asupra acestora. Heterotrofe fiind, ciupercile pot fi saprofite ori parazite. Aceasta înseamnă că primele profită de prezența în mediu a substanțelor organice reduse de origine exogenă ori consecutive morții unora dintre organismele constitutive ale foulingului
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
prima este membrana protonucleară, ce a protejat față de oxidare ansamblul, esențial din punct de vedere (potențial) biologic și în care au loc toate fenomenele care definesc viața, adică al ADN-ului și enzimelor auxiliare, ansamblu apărut în condiții încă mai reducătoare; o ramură evolutivă, perfecționând în special membrana, a condus la organismele monocelulare procariote (fără nucleu individualizat), precum bacteriile și algele albastre; − a doua membrană a fost cea celulară care, adăugată nucleului și altor organite, până atunci independente (precum cloroplastele, mitocondriile
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
care închid medii progresiv oxidate (din centrul - nucleul - reducător spre periferie - mediul exterior - oxidantă). O exemplificare este oferită de două genuri de alge verzi, Chara, respectiv Nitella, aparținând însă aceleiași clase, Charophyceae. Chara, care trăiește în medii bazice [84], adică reducătoare [7], este înzestrată cu un înveliș de celule corticale, deci cu un strat protector față de mediul exterior antitetic talului său oxidant; Nitella, care trăiește în medii acide [84], adică oxidante [7], nu este înzestrată cu un înveliș de celule corticale
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
v. §2.3.4.4.4), modulare redox (v. §2.3.4.4.2), membrană (v. §2.3.4.4.1). Protozoarele modifică însă, ca urmare a metabolismului, rH-ul mediului, evident în sens oxidativ. Ca organisme heterotrofe, preferă medii reducătoare, totuși mai oxidante decât bacteriile, prin simplul fapt că sunt eucariote. Ca organisme monocelulare, protozoarele sunt dependente în mare măsură de caracterul redox al mediului (abia organismele pluricelulare vor căpăta o mai mare independență față de caracterul redox al mediului (v.
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
de prezența luminii) atunci când mediul este oxidant realizând, evident, o reducere a mediului; dar poate acționa ca heterotrofă atunci când mediul este reducător, realizând oxidarea acestuia. Îndeplinirea succesivă a rolurilor celor două segmente ale unei biocenoze - producția, respectiv distrugerea de substanță reducătoare - realizează o tamponare a caracteristicilor redox ale mediului din imediata vecinătate [41], dar nu în același timp precum lichenii, ci alternativ. Mai mult, Euglena poate suplini în cazul dezechilibrării calitative a unei biocenoze orice alt organism, reechilibrând biocenoza; ea este
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
pluricelulare, și cu țesuturi și organe puternic specializate (este vorba în principal de viermi, oligochete, crustacee, insecte, moluște, dar se ajunge în turnurile de răcire chiar la pești, batracieni, reptile). Deși, așa cum am subliniat mai sus, organismele heterotrofe preferă condiții reducătoare de mediu și deplasează rH-ul mediului spre oxidant, în cazul de față problema se pune oarecum nuanțat. Ca organisme pluricelulare (v. §2.3.2.2.1.2), protejate de un tegument, ele sunt relativ puțin influențate de rH-ul
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
atât mai mare cu cât are un potențial redox mai mic [16]. Este vorba de un paradox, întrucât coroziunea este o oxidare, dar unul aparent dacă luăm în discuție nu o coroziune abiotică, ci una biotică când, într’adevăr, mediile reducătoare oferă condițiile cele mai bune heterotrofelor, acelora deci care provoacă biocoroziunea. 2.3.2.2.2. Organisme autotrofe 2.3.2.2.2.1. Bacteriile Bacteriile autotrofe pot fi de două feluri, după energia primară folosită pentru procesele lor vitale
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
de la regula autotrofiei. Anume, în concepția noastră [88], primele organisme au fost heterotrofe, folosind ca sursă de energie compuși organici reduși, sintetizați anterior pe cale abiotică. Sărăcirea mediului în acești compuși, ca și oxidarea mediului (consecutivă atunci aceleiași sărăciri în substanța reducătoare) a determinat trecerea la autotrofie, fapt care s’a realizat pe două căi paralele, dar totuși decalate ca moment de start: chemotrofia, utilizând energia chimică a unor substraturi minerale reduse, respectiv, ceva mai târziu, fotoautotrofia, utilizând energia solară, de asemenea
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
a determinat trecerea la autotrofie, fapt care s’a realizat pe două căi paralele, dar totuși decalate ca moment de start: chemotrofia, utilizând energia chimică a unor substraturi minerale reduse, respectiv, ceva mai târziu, fotoautotrofia, utilizând energia solară, de asemenea reducătoare. Toate organismele folosesc, în interior, energia chimică fixată în compuși organici reduși. Însă, dacă heterotrofia înseamnă utilizarea acestor substanțe organice prezente în mediu, (chemoori foto-)autotrofia presupune sinteza acestor substanțe înainte de a fi folosite în interesul său, de către același organism
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
un exemplu este dat de Gallionella ferruginea care, în baza oxidării Fe2+ la Fe3+, asimilează cantități însemnate de CO2 [32], adică realizează un proces asemenea fotosintezei): pentru chemoautotrofe, sursa de energie (obligatorie, fiind vorba de reducere) este oxidarea unor substraturi reducătoare. Provenite dintre heterotrofe, prin evoluție, ambele tipuri de autotrofe au moștenit, ca o relictă, și posibilitatea folosirii în situații particulare/limită, a unor mecanisme metabolice specifice heterotrofiei. Pe măsura evoluției însă, această posibilitate va fi atenuată până la dispariție. Astfel algele
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
constituie o alternativă, ca bază trofică, la alge (atenție! atunci când se atacă baza trofică prin algicide, se riscă a da frâu liber bacteriilor chemoautotrofe). Ele pot fi însă inhibate și, odată cu ele, heterotrofele care le folosesc ca hrană, de către mediile reducătoare. Ferobacteriile își procură energia necesară prin oxidarea sărurilor feroase la săruri ferice. Pentru o situație anume, adică prezența Fe2+ sub formă de carbonat, procesul chimic este concretizat în ecuația: [16] sau, pentru o altă situație, adică prezența Fe2+ ca oxid
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
vieții în general, iar produsul final al oxidării este hidroxidul feric. S’ar putea lua în discuție și cantitatea de energie rezultată din reacție, care pare a fi cu atât mai mare cu cât forma disponibilă a Fe2+ este mai reducătoare (oxid, respectiv sulfură) la o cantitate echivalală de Fe2+. Proveniența sărurilor reduse de Fe poate fi datorată aceluiași organism, în urma exercitării pasive a unor mecanisme de coroziune bazate pe aerarea diferențiată, gradientul de concentrație, membrană (consecutive constituirii foulingului biologic), atac
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
ca proces reductiv, asimilația este stimulată de mediile oxidante. Dezasimilația, caracteristică consumatorilor și descompunătorilor, este un proces oxidativ prin care compușii organici, reducători, trec în CO2, eliberând energie (la nivelul organismelor heterotrofe); ca proces oxidativ, dezasimilația este stimulată de mediile reducătoare. Trebuie însă să facem remarca că, cele două procese au loc de fapt în cadrul oricărui organism, însă echilibrul dintre ele este deplasat, creând un excedent, fie spre asimilație, fie spre dezasimilație. Existența celor două procese complementare, în loc de unul singur, are
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
că dacă autotrofele preferă rH-uri oxidante ale mediului ele au, asupra mediului, o acțiune reductivă (heterotrofele se comportă invers); acțiunea reductivă se datorează atât extragerii din mediu a nutrienților - specifici lor - cu caracter oxidativ, cât și secreției de substanță reducătoare, proprie acestor organisme (heterotrofele se comportă, evident, invers). O dovadă o constituie, pentru autotrofe, datele experimentale obținute urmărind dezvoltarea plantelor, atât libere în sol [58, 70] cât și pe substraturile sintetice în care s’au testat substanțe biologic active (v.
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]