Биоповреждение материалов и изделий и их защита

Министерство  образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Красноярский государственный торгово-экономический  институт» 

Кафедра товароведения и экспертизы непродовольственных  товаров 
 

Реферат 

По дисциплине: «биологическая повреждаемость непродовольственных  товаров» 

На тему: «Биоповреждение материалов и изделий и их защита» 
 
 
 
 
 
 
 

Проверил:

Доктор  биологических наук,

Профессор

Степень Р. А. 
 

                                                                                  Выполнила: 

Астапова  А.С.

ФТК, ТН–09-1 
 
 
 
 
 
 

                                              

Красноярск 2011 

Содержание 

Введение

1. Процессы биоповреждения

2. Классификация биоповреждений

3.Факторы, влияющие на жизнедеятельность микроорганизмов

4.Способы защиты материалов и изделий от биоповреждений

Вывод

Библиографический список 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     Бурное  развитие техники, освоение необжитых  территорий, активное градостроительство, создание новых материалов сделали  проблему биоповреждений одной из наиболее актуальных и научно-практических проблем. Человек издавна боролся с  обрастанием судов, с молями и  кожеедами, с дерево разрушающими грибами, однако все это составляло лишь ничтожную  долю тех потерь, с которыми он столкнулся в наши дни, и тех усилий, которые  он вынужден тратить на защиту от биоповреждений. Бактерии, грибы, лишайники, водоросли, высшие растения, простейшие, кишечнополостные, черви, мшанки, моллюски, членистоногие, иглокожие, рыбы, птицы, млекопитающие - таков перечень групп, представители которых выступают в роли биоповреждающих агентов, нанося огромный ущерб хозяйству человека.

     Мишенью биоповреждающего действия стали кирпичные и каменные здания и строительные сооружения, древесина и разнообразные изделия из нее, металл и металлические изделия, бумага, документы, фото архивы, библиотечные фонды, музейные ценности, краски, клеи, кожи, шерсть, одежда, обувь, стекло, силикаты, оптика, разнообразные пластмассы, полимеры, резины, радиоаппаратура и электрооборудование, дорожные покрытия, транспорт и многое другое. В одних случаях живые организмы разрушают материалы и изделия, в других - ухудшают их технологические характеристики и свойства, в-третьих, - затрудняют нормальную работу.

     Однако  защита материалов и изделий от биоповреждений - это только одна сторона проблемы, один круг задач. А нельзя ли биоповреждающих areufbi заставить работать на человека? В наше время планета все более «захламляется» старыми изделиями и материалами, и нам все труднее избавляться от них. Биоразрушение - новое перспективное направление в проблеме биоповреждений, изучающее возможности живых организмов именно с этой точки зрения.

     Что означает решение проблем защиты от биоповреждений для народного  хозяйства нашей страны? Это прежде всего повышение ресурсов эксплуатируемой техники, изделий, лучшая сохранность промышленных сооружений, памятников культуры. Это экономия материалов, а следовательно, экономия сырья, более рациональное его использование. Защищая изделия из древесины от биоповреждений, мы сохраняем наши леса, а значит, улучшаем нашу среду.

     Проблемы  защиты от биоповреждений требуют комплексного решения. Они являются частью биосферных программ, поскольку создаваемые  человеком материалы и изделия  становятся частью биосферы. Это проблемы не только сегодняшнего, но и завтрашнего  дня, ибо создавая новые материалы  и изделия, мы должны учитывать, как  они будут работать завтра, как  их будут разрушать живые организмы, как к ним будет относиться биосфера. Мы должны думать об экологическом  «иммунитете» того, что создаем.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Процессы  биоповреждения

     Биоповреждения  – особый вид разрушения материалов конструкций техники, связанный  с воздействием микроорганизмов (бактерий, грибов и др.) К биоповреждениям  относят также разрушение промышленных и строительных материалов насекомыми и грызунами, повреждения летательных  аппаратов птицами, а речных и  морских судов, кораблей ВМФ и  гидротехнических сооружений водными  организмами – обрастателями.

     Все перечисленное можно считать  биофакторами при рассмотрении процессов повреждения конструкций техники в результате влияния факторов среды или биоагентами при рассмотрении биоповреждений отдельных материалов.

     Биофакторы могут воздействовать специфически (микроорганизмы потребляют материалы конструкций в качестве источников питания) после определенного периода адаптации или косвенно (продукты жизнедеятельности микроорганизмов повышают агрессивность среды и стимулируют процессы коррозии металлов, старения полимеров) также через период времени, необходимый для образования   колоний, сообществ (биоценоза).

     Процессы  биоповреждений по своему механизму  различны и зависят как от биофактора, так и от особенностей подверженного его действию объекта. Например, механическое повреждение самолета, столкнувшегося со стаей птиц во время полета, равно как и электрохимическая коррозия трубопроводов, связанная с жизнедеятельностью железобактерий,  относятся к разряду биоповреждений.

     Если  млекопитающие, птицы, рыбы и некоторые  другие организмы чаще вызывают механические повреждения, то в основе биоповреждающего действия микроорганизмов находятся, как правило, ферментативные реакции. Здесь преимущество должно быть отдано ферментам – оксидоредуктазам и гидролазам. Для проявления активности ферментов необходима водная среда. Вода может быть в большем или меньшем количестве в повреждаемом объекте. Влага может вноситься за счет самих микробных клеток, содержащих 80 % и более воды. Ее достаточно, чтобы индуцировать соответствующие ферментативные реакции.

     При заметном размножении микроорганизмов  в какой-либо среде необходимо учитывать  не только ферментативные реакции, приводящие к химическому изменению объекта, но и микробную массу, засоряющую, например, топливопроводы и топливные баки, забивающую фильтры, клапаны и сопла двигателей в самолетах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Классификация биоповреждений

     Биоповреждения  – особый вид разрушения материалов конструкций техники, связанный  с воздействием микроорганизмов (бактерий, грибов и др.)

     Механизм  биоповреждений весьма сложен. Микроорганизмы могут непосредственно разрушать  материал конструкций, но чаще они стимулируют  процессы биоповреждений. Классификация  процессов биоповреждений по видам, механизму и условиям их протекания представлена в табл. 1.

     Классификация биоповреждений построена с учетом биофакторов и подверженных их воздействию объектов. На основании накопленного фактического материала за основу можно взять среду обитания, биофактор или повреждаемые  материалы.

     По  среде обитания следует различать  биоповреждения в почве, грунте, в  водной среде, в органических средах, например продуктах нефтепереработки, в наземной (воздушной) среде, в космосе.

     По  биофакторам различают:

     а) воздействие микроорганизмов:

     простейшие, грибы, бактерии, лишайники. Все микроорганизмы относят к прокариотам (бактерии) и эукариотам (грибы, простейшие). Лишайники  обычно состоят из водорослей и грибов; 
 
 
 
 
 
 
 

     Таблица 1    Классификация процессов  биоповреждений

 

     1) Биокоррозия подразделяется на бактериальную (в водных средах, при наличии особого вида бактерий в почве, воде, топливе) и грибную (в атмосферных условиях, при контакте с почвой, при увлажнении поверхности, наличии загрязнений, спор и мицелия грибов)

     2)  Значительные эффекты разрушения  материала в результате сочетания  процессов с разными механизмами  могут привести к внезапным  отказам техники, находящейся  в эксплуатации.

     3)  Повреждения в водных средах, в том числе при воздействии  обрастателей, разрушение железобетонных сооружений, заглубленных в почву, при воздействии грибов, бактерий и других микроорганизмов. 

     б) воздействие макроорганизмов:

       растения, животные с клеточным,  органным и системным уровнями  организации (беспозвоночные  и   хордовые).

     По  механизму процесса, кроме перечисленных  в табл. 3, можно рассматривать  биоповреждения как физическое, биохимическое, физико-биохимическое разрушения материалов.

     По  поврежденным материалам различают  действие: на кирпич, камень, здания, сооружения, стекло, силикаты, оптику, дорожные покрытия, древесину и изделия из нее, металл, металлоизделия, полимеры, резину, нефть, нефтепродукты, бумагу, документы, фото, книги, музейные коллекции, краски, клей, кожи, шерсть, одежду, обувь,  радио-  и электрооборудование. 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Факторы, влияющие на жизнедеятельность микроорганизмов

     Развитие  микроорганизмов неразрывно связано  с окружающей средой, жизнедеятельность  их зависит от внешних  воздействующих факторов.

     Процессы  повреждений материалов конструкций  и сооружений с участием микроорганизмов  необходимо изучать  с учетом этих факторов.

     Физические  факторы – влажность среды, концентрация веществ в водных растворах, осмотическое давление, температура, радиация.

     Влажность среды – определяющий фактор жизнедеятельности многих микроорганизмов. Нитрифицирующие бактерии, например, при недостатке влаги погибают. Грибы и споры многих бактерий, наоборот, сохраняют жизнеспособность в высушенном состоянии десятки лет. Почвенные микрогрибы развиваются наиболее интенсивно при влажности около 60 %. Высокое содержание некоторых веществ в водной среде нарушает нормальный обмен между средой и клеткой. Вода выходит из клетки, цитоплазма отделяется от клеточной оболочки (плазмолиз), поступление в клетку питательных веществ прекращается. На этом свойстве основаны методы консервации (соление) пищевых продуктов. Употребляются 16-30 %-ные растворы хлорида натрия или 60-70 %-ные растворы сахара. С ростом концентрации веществ растет осмотическое давление. Консервирующий эффект заметен при  осмотическом давлении » 5 МПа.