275 matches
-
precum petrolul); aparența rezidă în faptul că acea substanță reducătoare este de fapt o „conservă“ de energie solară, evident exterioară ecosistemului, „fosilă“ a unor epoci anterioare utilizării. Independența energetică a autotrofelor face ca acestea să aibă capacitatea reală - căci și heterotrofele pot investi parte din energia preluată de la autotrofe în același sens - de a modela mediul după „dorință“, de a materializa în cea mai mare măsură principiul biunivocității relației organism-mediu. Detalierea termenului „modelare“ face obiectul paragrafului de față. Toate organismele folosesc
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
modela mediul după „dorință“, de a materializa în cea mai mare măsură principiul biunivocității relației organism-mediu. Detalierea termenului „modelare“ face obiectul paragrafului de față. Toate organismele folosesc pentru susținerea proceselor fiziologice energia chimică fixată în substanțe organice reducătoare. Spre deosebire de organismele heterotrofe, sediul acestui unic proces (de fapt, chiar organismele heterotrofe sunt capabile a realiza, dar în foarte mică măsură, un proces de asimilație, ca o consecință a unui mecanism de protecție față de radiația electromagnetică, folosind în acest scop melanina care, în
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
mai mare măsură principiul biunivocității relației organism-mediu. Detalierea termenului „modelare“ face obiectul paragrafului de față. Toate organismele folosesc pentru susținerea proceselor fiziologice energia chimică fixată în substanțe organice reducătoare. Spre deosebire de organismele heterotrofe, sediul acestui unic proces (de fapt, chiar organismele heterotrofe sunt capabile a realiza, dar în foarte mică măsură, un proces de asimilație, ca o consecință a unui mecanism de protecție față de radiația electromagnetică, folosind în acest scop melanina care, în ciclul circadian melaninăOX-melaninăRED, transformă energia radiativă absorbită în energie
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
Châtelier, conform căruia producția de substanță reducătoare - caracteristică plantei - implicit dezvoltarea plantei, este stimulată de un mediu oxidant, capabil în ultimă instanță chiar de neutralizarea substanței, pe când mediul reducător induce un „feed back“ asupra sintezei substanței reducătoare. În cazul microorganismelor heterotrofe, alura dependenței Efect = f(rH) este inversă (fig. 35). Temperatura ambiantă poate modifica efectul substanței bioactive. Pentru a explica aceasta, se face apel la dependența de temperatură a rH-ului optim (v. §2.2.2.3.2.2.2). La
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
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 pe mediu nutritiv (culturi de explante vegetale in vitro), care rareori realizează și fotosinteza. Dacă la bacterii (heterotrofe) metabolismul zaharurilor conduce la acidifierea mediului [56], semn că are loc un proces de oxidare [7], la Chlorella situația este inversată [56], fie la întuneric, fie la lumină, autorul citat fiind de părere că ori nu se formează acid, ori
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
aproape doar la „componenta biotică a foulingului biologic“ - expresie corectă, dar complicată - sub titlul generic de „fouling biologic“. 2.3.2.2. Componența foulingului biologic Organismele implicate în procesele de coroziune aparțin mai multor categorii: autotrofe (alge, bacterii [16]) și heterotrofe (bacterii, protozoare, fungi (ciuperci), nematode [16], briozoare [78], crustacee [80, 81], moluște [81]), pe care le vom prezenta în continuare, analizând în același timp caracterul auto , respectiv heterotrof, ca și potențele lor corosive și tentând o clasificare, după părerea noastră
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
mai departe, cade pe segmentul autotrof al biocenozei foulingului biologic, vom abdica de la ordinea firească: autotrofie→heterotrofie, fapt ce ne va permite abordarea în amănunt și la timpul potrivit a segmentului autotrof al biocenozei. 2.3.2.2.1. Organismele heterotrofe 2.3.2.2.1.1. Bacteriile Aceste organisme sunt clasificate de obicei (ex.: [16]) după un criteriu neadecvat scopului, anume prin caractere nutriționale (sulforeducătoare, sulfooxidante, ferobacterii) deși, așa cum se va vedea mai departe, doar primele sunt heterotrofe, iar celelalte
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
1. Organismele heterotrofe 2.3.2.2.1.1. Bacteriile Aceste organisme sunt clasificate de obicei (ex.: [16]) după un criteriu neadecvat scopului, anume prin caractere nutriționale (sulforeducătoare, sulfooxidante, ferobacterii) deși, așa cum se va vedea mai departe, doar primele sunt heterotrofe, iar celelalte două categorii sunt autotrofe, lucru foarte important pentru studiul ecologiei lor, de care [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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
tiosulfați - de care au nevoie strictă în mediu - până la H2S și/sau sulf [16], se datorează, în concepția noastră, tocmai necesității asigurării rH-ului reducător al mediului, pentru simplul motiv că reducerea înseamnă consum de energie, de conceput la organisme heterotrofe în afara unui scop important. În literatură [32] se atribuie pentru reducerea sulfaților scopul obținerii de către bacterii a grupărilor -SH necesare biosintezei aminoacidului esențial cisteina, printr’un proces foarte costisitor din punct de vedere energetic. Faptul că aceste bacterii sunt întâlnite
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
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 biologic, iar celelalte, de importanță mai redusă, parazitează
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
protozoarelor exclusiv în medii umede [90] este explicabilă prin caracterul lor monocelular, deci prin coincidența limitelor fizice ale organismului cu aceea a membranei celulare; or, membrana celulară, ca oricare alta, necesită medii apoase pe ambele sale fețe. Nutriția protozoarelor, exclusiv heterotrofă (aici facem remarca că flagelatele, de fapt tot protozoare, vor fi tratate separat, pentru simplul motiv că între ele se găsește un gen capabil și de nutriție autotrofă, Euglena, a cărui încadrare sistematică este disputată între regnurile animal și vegetal
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
gradient de concentrație (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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
principalelor forme de protozoare implicate în constituția foulingului biologic, face obiectul tabelului 4. 2.3.2.2.1.3.1. Flagelatele Așa cum am mai arătat, clasa Flagellata este constituită tot din protozoare, deci tot din animale, adică, cu unele excepții, heterotrofe, și tot unicelulare. Prima concluzie este necesitatea pentru ele a existenței unui mediu reducător și acțiunea oxidativă exercitată asupra mediului. Mediile lor de viață, întotdeauna apoase sunt, exceptând speciile parazite pe animale care nu ne privesc, apele dulci, salmastre sau
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
este redusă doar la rolul de „adeziv“ pentru particule străine. Există însă destule exemple de flagelate fixate, printr’un peduncul, precum subclasa Zoomastigina [90], care joacă rolul de „ancoră“ în componența foulingului biologic. Nutriția lor este multiplă. Deși majoritatea sunt heterotrofe, se găsesc destule nu atâta autotrofe, cât mai degrabă mixotrofe. Un astfel de caz este exemplificat de ordinul Euglenoidea. Organismele din acest ordin posedă cloroplaste, fiind deci capabile de fotosinteză, motiv pentru care prezența lor în foulingul biologic [16] este
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
deci capabile de fotosinteză, motiv pentru care prezența lor în foulingul biologic [16] este una cheie. Specia caracteristică, Euglena viridis, poate face fotosinteză, fiind deci autotrofă, dar se poate hrăni cu alte organisme - bacterii ori chiar protozoare [91] -, fiind deci heterotrofă; mixotrofia este clară și tocmai ea este cheia amintită. Astfel, ea poate acționa ca autotrofă (condiționată 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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
ori chiar protozoare [91] -, fiind deci heterotrofă; mixotrofia este clară și tocmai ea este cheia amintită. Astfel, ea poate acționa ca autotrofă (condiționată 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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
provin briozoarele, se interpune doar un alt subregn, Metazoa). Această poziție filogenetică se traduce în prezența unui sistem nervos, al unuia digestiv și al unuia genital [90]. Deși nu au încă organe de simț, ele sunt sensibile la lumină. Evident heterotrofe, briozoarele sunt microfage, hrănindu-se cu organisme mici precum protozoarele [90]. O concluzie imediată - dar aparentă/parțială - este rolul benefic, ca factor de control al foulingului biologic. Majoritatea lor sunt forme marine, dar există destule dulcicole. Exoscheletul lor, calcaros de
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
definitorii pot fi amintite. În primul rând, toate (de interes) sunt organisme acvatice sau cel puțin organisme care într’un anumit stadiu ontogenetic (de regulă de ou sau larvă) duc o viață acvatică. În al doilea rând, toate sunt organisme heterotrofe, microori macrofage. În al treilea rând, toate sunt organisme 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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
toate sunt organisme 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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
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, anume chemoautotrofe, respectiv fotoautotrofe. Spre deosebire de folosirea
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
specii, dar și oxidat mai departe până la acid sulfuric [84]. Bacteriile sulfooxidante folosesc energia solară, iar oxidarea sulfului servește doar pentru obținerea electronilor necesari reacțiilor de reducere [32]; ele sunt deci forme intermediare din punct de vedere filogenetic între faza heterotrofă și aceea autotrofă a evoluției. Bacteriile solfooxidante sunt responsabile de coroziunea conductelor și construcțiilor metalice, din beton și din piatră [16] printr’o acțiune directă, anume producția de acid sulfuric (Thiobacillus thiooxidans este specia care produce cel mai multacid [16
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
cazuri de mixotrofie [16], adică de folosire și a unor compuși organici reduși, situație ce necesită o analiză specială, menită a demonstra că nu este vorba de excepții 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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
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, printre primele fotoautotrofe
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
în constituția segmentului autotrof al biocenozei foulingului biologic, 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
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]
-
tuturor claselor menționate. Ultimele două clase sunt întâlnite preponderent în mediul marin, deși în acest mediu se întâlnesc reprezentanți ai tuturor celor șase clase. Toate algele sunt autotrofe, mai precis fotoautotrofe, conținând pigmenți asimilatori [16]. Pentru că literatura menționează și specii heterotrofe, anume acela care trăiesc în sol [16], se cuvine reluat și continuat comentariul referitor la ferobacterii (v. §2.3.2.2.2.1.1.2). Anume, algele, ca „proaspăt“ promovate dintre heterotrofele ancestrale, au păstrat ca relictă posibilitatea utilizării, în
Coroziunea biologică : o abordare ecologică by Cristinel Zănoagă, Ştefan Ivăşcan () [Corola-publishinghouse/Science/745_a_1374]