Микроорганизмы-обрастатели: серобактерии, железобактерии, моллюски, полипы. Условия, способствующие их развитию

Железобактерии – типичные представители микрофло­ры подземных вод, которые выносятся из источника водоснабжения в водопроводную сеть, после чего закрепляются на стенках трубопровода. Учитывая, что поверхность трубы не является идеально гладкой, а железобактерии представлены нит­чатыми формами, на первой стадии происходит механическое удерживание микроорганизмов. Закрепившись на стенке трубопровода, железобактерии размножаются, формируя био­пленку. Низкие концентрации органических веществ, биогенных элементов и восстановленных соединений железа компенсируются условиями протока.

Окисляя закисное железо, клетки образуют гидроокись, которая откладывается на их поверхности в формируемом слизистом чехле. Когда чехол становится достаточно плотным и начинает препятствовать сообщению клеток с внешней средой, они его покидают и начинают формировать новый. Даже при незначительном количестве (менее 0,3 мг/л) железа в воде клетки микроорганизмов активно аккумулируют его, так как испытывают в нем фи­зиологическую потребность для ликвидации токсичного продукта метаболизма. Таким образом, на поверхности трубопровода появляются участки, покрытые обильными охристыми отложениями, образованными биогенным путем.

Образование отложений также способствует протеканию коррозионного процесса, связанного с возникновением дифференцированно аэрируемых ячеек и кислородной деполяризацией участка металла, подвергшегося обрастанию.

Серобактерии, окисляя различные соединения серы, восстанавливают ее до молекулярного состояния, а выделяющуюся при этом энергию используют для ассимиляции углекислого газа. Суммарно реакции окисления субстрата идут следующим образом.

Транспорт электронов по цепи переносчиков у разных видов может иметь особенности и зависит от окисляемого субстрата. Источником углерода у серобактерий служит углекислый газ, который они в основном связывают в процессе реакций цикла Кальвина (как и большинство других хемоавтотрофов).

Функциональная деятельность серобактерий очень разнообразна. Особенности проявляются в специфике окисляемого субстрата, кроме того, некоторые виды могут окислять не только соединения серы, но и другие неорганические вещества, в частности закисное железо. Полученная при этом энергия также используется для автотрофного питания.

Большой вред различным гидросооружениям приносят различные сидячие беспозвоночные, входящие в состав так называемых обрастаний. Сюда относятся губки, гидроидные и коралловые полипы, сидячие кольчатые черви, мшанки, прикрепляющиеся двустворчатые моллюски, усоногие рачки и пр.

Они обрастают самые различные сооружения и предметы, находящиеся в воде: части пристаней, гидротехнические сооружения и корабли. Некоторые организмы проникают и в водопроводные сооружения и при массовом развитии могут почти закупоривать их. Они могут развиваться в полной темноте при давлении в несколько атмосфер. Вред обрастания состоит не только в том, что задерживается ток воды, но при этом портится и сама вода, приобретая плохой вкус и запах.

Самым распространенным обрастателем из моллюсков является моллюск дрейссена. Моллюск дрейссена вызывает большие затруднения в работе гидротехнических сооружений. Поселяется в водоприемных камерах, грубых решетках, во всасывающих патрубках насосов. Личинки этого моллюска вместе с водой попадают в систему обратного водоснабжения и очистные сооружения, расселяются там и вызывают обрастание трубопроводов и резервуаров.

Характер и скорость развития биологических обрастаний зависят от температурных условий. Процесс обрастания начинается с появления на поверхности, омываемой водой, слизистой пленки. Образование механических отложений, особенно органического происхождения, в трубопроводах способствует развитию бактерий и других гидробионтов. В системах водоснонабжения биологические обрастания появляются в тех случаях, когда создаются благоприятные условия для жизнедеятельности тех или иных организмов: наличие питательных веществ и подходящего температурного режима. Полагают, что появление обрастаний неизбежно, если перманганатная окисляемость воды превышает 4-6 мг/л. Процесс интенсифицируется наличием в воде фосфорных соединений.