Анотація до роботи:

Смикун Н.В. Роль мікроорганізмів техногенно забруднених ґрунтів в біопошкодженні сталі. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 - мікробіологія. Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К.Заболотного НАН України, Київ, 2004.

В дисертаційній роботі представлено результати дослідження ролі еколого-трофічних груп мікроорганізмів (сульфатвідновлювальних, денітрифікувальних, залізовідновлювальних, амоніфікувальних бактерій, мікроскопічних грибів) в біопошкодженні сталі за умов забруднення чорнозему опідзоленого пестицидами (симазин, лінурон, рамрод, ДНОК, гексилур), пошуку ефективних інгібіторів-біоцидів серед азотовмісних гетероциклічних похідних діючої речовини пестициду рамрод (N¹-ізопропіл-N¹-феніл-2-хлорацетаміду). Визначено інтенсивний розвиток сульфатвідновлювальних бактерій в феросфері сталі 45 (зоні ґрунту, що контактує з поверхнею сталі) та стимуляцію руйнування сталі, вплив пестицидів на кінетичні показники корозійного процесу.

Вперше встановлено високу чутливість сульфатвідновлювальних бактерій до похідних діючої речовини пестициду рамрод: тіазольних сполук, пара-бромфеноксильного похідного та сполук з четвертинним азотом - солей піридинію та бізарядної сполуки (біс-четвертинної солі діазобіцикло[2.2.2]октану). Найефективнішим біоцидом до асоціації сульфатвідновлювальних бактерій виявилась четвертинна сіль стирилпіридинію, до культури Desulfovibrio indonensis – досліджені тіазольні сполуки. Показано нечутливість сульфатвідновлювальних бактерій до хіназолонів, тіоефірів бензолу, тетразолу, триазолу, імідазолів. Для пригнічення розвитку залізовідновлювальних бактерій всі досліджені похідні виявились неефективними.

Дано оцінку захисного ефекту біоцидів щодо мікробного пошкодження сталі в присутності ґрунтової мікрофлори (водні витяжки ґрунту) та в корозійно-активних культурах сульфатвідновлювальних бактерій.

Визначено кінетичні характеристики росту асоціації сульфатвідновлювальних бактерій в присутності діючої речовини пестициду рамрод та інгібіторів-біоцидів, одержаних на її основі. Отримані дані дозволяють рекомендувати похідні в комплексі з іншими речовинами-біоцидами сульфатвідновлювальних бактерій.

1. Вперше проведене дослідження закономірностей змін чисельності корозійно-небезпечних груп мікроорганізмів феросфери сталі 45 (сульфатвідновлювальних, денітрифікувальних, амоніфікувальних, залізовідновлювальних бактерій та мікроскопічних грибів) під дією некондиційних пестицидів симазин, лінурон, рамрод, ДНОК та гексилур показало їх залежність від хімічної структури пестициду та часу контакту. Встановлено стимулювання росту сульфатвідновлювальних та денітрифікувальних бактерій в феросфері сталі 45, що зумовлює корозійну небезпечність пестицидів.

2. За даними електрохімічних досліджень визначено, що агресивність корозійно-небезпечних груп мікроорганізмів водних витяжок ґрунту щодо біопошкодження сталі початково стримується пестицидами. Протягом 12 місяців експерименту відмічено подальше зниження агресивності водних витяжок ґрунту з гексилуром, а з лінуроном, рамродом та симазином її збільшення.

3. Вперше показано, що незважаючи на формування мікробного ценозу, агресивного щодо сталі, за присутності пестицидів рамрод, симазин та гексилур швидкість її руйнування уповільнена протягом перших 2-5 місяців експерименту. Зниження інтенсивності біопошкодження сталі 45 в ґрунті з ДНОКом має місце лише в 5 місяців експозиції. Лінурон стимулює корозійний процес протягом всього експерименту (12 місяців).

4. Вперше встановлено широкий діапазон чутливості культур сульфатвідновлювальних і залізовідновлювальних бактерій до похідних діючої речовини пестициду рамрод. Високоефективну біоцидну дію проти асоціації сульфатвідновлювальних бактерій проявили пара-бромфеноксильна речовина, тіазоли та сполуки з четвертинним азотом - солі піридинію (особливо похідне стирилпіридинію) та біс-четвертинна сіль діазобіцикло[2.2.2]октану, тоді як до чистої культури Desulfovibrio indonensis – лише тіазольні похідні. Неефективними виявились хіназолони, тіоефіри бензолу, тетразолу, триазолу, імідазоли. Асоціація залізовідновлювальних бактерій була стійкою до всіх досліджених сполук.

5. За даними електрохімічних досліджень показано, що біопошкодження сталі 45 ґрунтовою мікрофлорою у водних витяжках ґрунту найефективніше гальмується біоцидом з тіазольним кільцем, що містить два N-фенільні радикали - на 87%, а рамродом і пара-бромфеноксильною речовиною на 80% і 61,5% відповідно. Четвертинна сіль стирилпіридинію стимулює корозію.

6. Встановлено, що в середовищах, інокульованих асоціацією сульфатвідновлювальних бактерій, рамрод і пара-бромфеноксильна речовина захищають сталь від мікробного пошкодження на 33% і 44% відповідно. Четвертинна сіль стирилпіридинію забезпечує захист сталі від пошкодження асоціацією сульфатвідновлювальних бактерій на 83-91%, а чистою культурою Desulfovibrio indonensis на 60%.

7. Визначено кінетичні характеристики росту сульфатвідновлювальних бактерій під впливом діючої речовини пестициду рамрод та інгібіторів-біоцидів, одержаних на її основі. Діюча речовина пестициду рамрод є конкурентним інгібітором, К_і = 6,310^-4 М; четвертинна сіль стирилпіридинію та тіазольне похідне з двома N-фенільними радикалами – неконкурентні інгібітори, К_і яких відповідно становить 11,810^-4 та 4,410^-4 М. Тому для захисту сталі від корозії можна рекомендувати зазначені похідні рамроду лише в комплексі з іншими речовинами-біоцидами сульфатвідновлювальних бактерій.

Публікації автора:

1. Смыкун Н.В., Третяк А.П., Курмакова И.Н. Биоцидное и защитное действие некоторых пестицидов в условиях почвенной коррозии // Мікробіол. журн. - 2001. – Т. 63, № 4. – С. 85-90.

(Здобувачем особисто проведено літературний пошук, лабораторні дослідження по визначенню чисельності ґрунтової корозійно-небезпечної мікрофлори та інтенсивності процесу біопошкодження сталі в присутності некондиційних пестицидів симазин, рамрод, лінурон при експозиції 12 місяців, аналіз одержаних результатів, їх узагальнення та написання роботи).

Співавтори: Третяк О.П. – загальне керівництво роботою, участь в інтерпретації результатів;

Курмакова І.М. – консультативна допомога та участь в постановці дослідів з визначення кінетичних показників біопошкодження сталі ґрунтовою мікрофлорою у водних витяжках ґрунту в присутності пестицидів, участь в інтерпретації результатів.

2. Смыкун Н.В., Янченко В.А., Третяк А.П., Курмакова И.Н. Влияние некоторых гетероциклических соединений на коррозионно-опасные группы микроорганизмов почвы // Бюлетень Інституту сільськогосподарської мікробіології. – 2000. - № 7. – С. 87-88.

(Здобувачем особисто проведено експериментальні дослідження по визначенню чутливості асоціативної культури сульфатвідновлювальних бактерій до гетероциклічних азотовмісних похідних діючої речовини пестициду рамрод, аналіз одержаних результатів, їх математичну обробку, сформульовано висновки).

Співавтори: Янченко В.О. – одержання гетероциклічних похідних діючої речовини пестициду рамрод шляхом органічного синтезу;

Третяк О.П. – загальне керівництво роботою;

Курмакова І.М. – участь в інтерпретації результатів.

3. Смыкун Н.В., Третяк А.П., Курмакова И.Н. Кинетическая характеристика биоцидного действия производных N-изопропил-N-фенил-2-хлорацетамида // Вісник Одеського національного університету. Серія: Біологія. – 2001. – Т.6, № 4. – С. 285-289.

(Здобувачем особисто проведено експериментальні дослідження по визначенню кінетичних характеристик росту сульфатвідновлювальних бактерій під впливом діючої речовини пестициду рамрод та інгібіторів-біоцидів, одержаних на її основі (четвертинна сіль стирилпіридинію та тіазольне похідне з двома N-фенільними радикалами), з’ясовано механізм інгібуючої дії речовин та розраховано їх константи інгібування, проведено аналіз та інтерпретацію даних, підготовлено матеріали статті до друку).

Співавтори: Третяк О.П. – загальне керівництво роботою;

Курмакова І.М. – консультативна допомога в постановці біохімічних дослідів.

4. Смикун Н.В., Третяк О.П., Курмакова І.М., Демченко А.М. Динаміка мікробних угрупувань в умовах забруднення ґрунту пестицидом рамрод // Науковий вісник Ужгородського націон. ун-ту. Серія: Біологія. – 2001. - № 10. - С. 153-155.

(Здобувач безпосередньо приймав участь у дослідженнях, особисто визначено чутливість асоціативної культури сульфатвідновлювальних бактерій, чистої культури Desulfovibrio indonensis та асоціативної культури залізовідновлювальних бактерій до похідних пестициду рамрод, оброблено результати, підготовлено матеріали статті до друку).

Співавтори: Третяк О.П. – загальне керівництво роботою;

Курмакова І.М. – допомога в інтерпретації результатів;

Демченко А.М. – одержання гетероциклічних похідних діючої речовини пестициду рамрод шляхом органічного синтезу.

5. Лохова В.И., Третяк А.П., Смыкун Н.В., Курмакова И.Н. Влияние техногенного загрязнения на структуру микробного сообщества почвы в процессе биокоррозии // Бюлетень Інституту сільськогосподарської мікробіології. – 1999. - № 5. – С. 27-31.

(Здобувач особисто провів літературний пошук, приймав участь в лабораторних дослідженнях по визначенню чисельності груп мікроорганізмів ґрунтової корозійно-небезпечної мікрофлори та інтенсивності процесу біопошкодження сталі в присутності пестицидів симазин, лінурон, рамрод, ДНОК, гексилур при експозиції 2,5 та 5 місяців, аналізі одержаних результатів, формулюванні висновків та написанні статті).

Співавтори: Лохова В.І.– консультативна допомога в постановці дослідів з визначення чисельності корозійно-небезпечних груп ґрунтових мікроорганізмів в присутності пестицидів та інтерпретації результатів;

Третяк О.П. – загальне керівництво роботою;

Курмакова І.М. – визначення кінетичних показників біопошкодження сталі мікрофлорою водних витяжок ґрунту в присутності пестицидів електрохімічним методом.

6. Смыкун Н.В., Курмакова И.Н., Третяк А.П. Влияние техногенного загрязнения на популяцию микроорганизмов в почве // Екологічний стрес та адаптація в біологічних системах: Матеріали 1 Всеукраїнської наук. конф., 27-29 жовтня 1998 р. – Тернопіль: ТДПУ, 1998. – С. 107-108.

7. Смикун Н.В., Курмакова І.М., Третяк О.П. Вплив пестицидів на процес корозії сталі у ґрунті // Проблеми корозії та протикорозійного захисту конструкційних матеріалів: в 2-х т. / Спецвипуск журналу “Фізико-хімічна механіка матеріалів”. – Львів: Фізико-механічний інститут ім.Г.В.Карпенка НАН України, 2000. – Т.2. – С. 756-760.

8. Приходько С.В., Курмакова І.М., Смикун Н.В., Третяк О.П. Рекуперація некондиційних пестицидів з одержанням інгібіторів-біоцидів для захисту сталі в умовах ґрунтової корозії / Збірка тез доповідей учасників ІV Міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Екологія. Людина. Суспільство.” (14-16 травня 2001 р., м. Київ). – С. 157-158.