Ham petrol sahalarından izole edilen sülfat indirgeyen bakterilerin korozyon etkisinin belirlenmesi ve önlenmesi
Determination and prevention of corrosion effects of sulphate reducing bacteria isolated from crude oil field
Yazar: DEMET ÇETİN
Danışman: PROF.DR. GÖNÜL DÖNMEZ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Ağırlık kaybı = Weight loss ; Biyositler = Biocides ; Potansiyometri = Potentiometry

Özet:
Bu çalısmada, petrol üretim sahalarından izole edilen anaerobik sülfat indirgeyen bakteriler (SRB) içerenortamda düsük alasım çeliginin korozyon davranısı incelenmistir. Çalısmada kullanılan SRB izolatlarıTürkiye Petrolleri Anonim Ortaklıgı (TPAO) Batman ve Adıyaman Bölgesi ham petrol üretimkuyularından alınan su petrol karısımından izole edilmistir. Elde edilen izolatlardan H2S üretimi yüksekolan 12 izolat seçilerek morfolojik ve fizyolojik özelliklerine göre karakterizasyonu yapılmıstır.Desulfotomaculum sp., Desulfovibrio sp., Desulfoarculus sp., Desulfobacter sp., Desulfotignum sp. olaraktanımlanan bu izolatların neden oldugu korozyon kütle kaybı yöntemiyle belirlenmistir. En yüksekkorozyon hızına sahip olarak tanımlanan Desulfotomaculum sp. izolatının korozyon hızı, kütle kaybıyöntemiyle 31.6×10-3 mg cm-2.saat-1 olarak belirlenmistir. Korozyon kuponlarındaki biyofilm olusumu vekorozyon hasarı, taramalı elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri ve enerji dagıtıcı X ısını analizleri(EDAX) ile belirlenmistir. zolatların çelik kuponlar üzerinde neden oldugu korozyona biyositlerin(gluteraldehit ve formaldehit) etkisi kütle kaybı yöntemi ve hücre sayımı ile belirlenmistir.En yüksek korozyon hızının elde edildigi Desulfotomaculum sp. izolatı elektrokimyasal polarizasyonçalısmaları için kullanılmıstır. Çeligin korozyon davranısı steril besi ortamında ve mikrobiyel kültürüninokülasyonundan sonra günlük olarak incelenmistir. Korozyon hızına demir konsantrasyonlarının etkisiTafel ekstrapolasyon yöntemiyle belirlenmistir. Bu yönteme göre steril ortamda, artan demirkonsantrasyonlarında, Ekor (korozyon potansiyeli) degerlerinin daha anodik potansiyellere kaydıgı ve Ikor(korozyon akım yogunlugu) degerlerinin oldukça arttıgı görülmektedir. Desulfotomaculum sp.'nininokülasyonu ile 10 ve 100 mg/L FeSO4.7H2O içeren ortamlarda Ekor degeri daha katodik degerlerekaymıs, korozyon akım yogunlukları zamanla artmıstır. En yüksek Ikor degeri 112.2 ?A cm-2 olupDesulfotomaculum sp. ve 100 mg/L FeSO4.7H2O içeren ortamda 1 günlük inkübasyon süresi sonundabulunmustur. Ayrıca biyosit olarak seçilen gluteraldehit ve formaldehitin etkinligi de aynı ortamdabelirlenmistir. Çalısma sonucunda Desulfotomaculum sp.' nin korozyon aktivitesinde demir sülfür,hidrojen sülfür, demir fosfür gibi bakteriyel metabolitlerin, ortam demir konsantrasyonunun ve katodikdepolarizasyonun etkili oldugu görülmüstür.2007, 124 sayfaAnahtar Kelimeler: Mikrobiyel korozyon, sülfat indirgeyen bakteriler (SRB), kütle kaybı, taramalıelektron mikroskobu (SEM), enerji dagıtıcı X ısını analizleri (EDAX), Tafel ekstrapolasyonu, biyosit

Abstract:
In this study corrosion behavior of low alloy steel, in the presence of anaerobic sulfate reducing bacteriawhich was isolated from an oil production well, was investigated. SRB isolates used for the study wasisolated from oil-water mixture obtained from production well on Turkish Petroleum Corporation(TPAO) Batman and Adıyaman crude oil fields. Among isolates, high H2S producing 12 isolates wereselected and characterised according to morphological and physiological examinations. Corrosion ratescaused by these isolates (Desulfotomaculum sp., Desulfovibrio sp., Desulfoarculus sp., Desulfobacter sp.,Desulfotignum sp.) were determined with mass loss method. Corrosion rate of Desulfotomaculum sp.,which was the isolate described as having the highest corrosion rate, was determined as 31.6×10-3 mg cm-2.h-1with mass loss measurements. Scanning electron microscopic (SEM) observations and energy dispersiveX-ray spectra (EDS) analysis were made on steel coupons to determine biofilm development andcorrosion damage. The effect of biocides (glutaraldehyde and formaldehyde) on the corrosion caused byisolates was evaluated by cell counts and by mass loss measurements.Desulfotomaculum sp. which has the highest corrosion rate was used for electrochemical polarizationstudies. Corrosion behavior of steel sample was investigated daily in sterile microbial growth medium andafter inoculation of microbial culture. The effects of iron and on corrosion rates were determined by Tafelextrapolation method. With this method, in sterile culture medium, as FeSO4.7H2O concentrationincreased, corrosion potential (Ecor) values shifted towards more anodic potentials and corrosion currentdensity (Icor) values considerably increased. The highest corrosion current density (112.20 ?A cm-2) wasobtained in medium containing Desulfotomaculum sp. and 100 mg/L FeSO4.7H2O after 1 day incubationperiod. After inoculation of sulfate-reducing bacteria (SRB), Ecor shifted towards cathodic values. Icorvalues increased with increasing incubation time for 10 and 100 mg/L FeSO4.7H2O concentration.Efficacy of two biocides; formaldehyde and glutaraldehyde was evaluated in the same media. Resultshave shown that the corrosion activity of Desulfotomaculum sp. was changed due to the several factorssuch as bacterial metabolites, ferrous sulfide, hydrogen sulfide, iron phosphide, and cathodicdepolarization effect.2007, 124 pagesKey Words: Microbial corrosion, sulfate reducing bacteria (SRB), mass loss, scanning electronmicroscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectra (EDS), Tafel extrapolation, biocide