Soğutma sistemindeki bakır yüzeylerde biyofilm oluşumu ve mikrobiyolojik korozyonun incelenmesi
Investigation of microbiological corrosion and biofilm formation on copper surfaces
Yazar: NİHAL DOĞRUÖZ
Danışman: PROF. DR. AYŞIN ÇOTUK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Genel Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Mikrobiyolojik korozyon (MIC), su sistemlerinde yaygın ve giderek daha çok önem kazanan ekonomik ve çevresel bir problem olarak düşünülmektedir. Bakır ve alaşımları korozyon ve mikrofaulinge karşı yüksek direncinden, iyi derecedeki elektrik ve ısı iletkenliğinden dolayı uzun yıllardır ısı değiştiricilerde, deniz suyundaki boru sistemlerinde ve içme suyu sistemlerinde kullanılmaktadır.Bu tez projesindeki hedefimiz, su soğutma sisteminde, mikroorganizmaların bakır yüzeylerde oluşturduğu korozyonun miktarını saptamaktır. Bu amaçla, değiştirilmiş Pedersen cihazı, kuponlarla beraber bir su soğutma sistemindeki ısı değiştiriciye paralel olarak yerleştirilmiştir. Aynı zamanda bakır kuponları içeren kontrol sistemi de deney sistemi ile eş zamanlı çalıştırılmıştır. Deney kuponları 10 ay süresince her ay SOB, SRB, aerobik ve anaerobik heterotrofik bakteri sayısının saptanması, korozyon hızının ölçümü, hücre dışı polimerik maddelerin eldesi (EPS), karbonhidrat analizi ve Cu konsantrasyonunun ölçümü için sistemden çıkarılmış, taramalı elektron mikroskobunda (SEM) incelenmiştir. Ayrıca enerji dağılım spektrofotometre (EDS) analizi yapılmıştır.SEM analizleri, bakırın mikroorganizmalara karşı toksik etkisi olmasına rağmen mikroorganizmaların bakır yüzeylere tutunup biyofilm oluşturduğunu göstermiştir. Ayrıca biyofilmdeki SRB sayısı arttıkça biyofilmdeki bakır konsantrasyonu da artmıştır (p<0.01). Biyofilm ve EPS'deki Cu konsantrasyonu ile deney kupon ağırlık kayıpları arasında aynı yönde anlamlı bir ilişki olduğu tespit edilmiştir (p<0.01). Deney kuponlarının ağırlık kaybı zamana bağlı olarak artmıştır (p<0.01). Sonuçlarımız mikroorganizmaların bakırın korozyonundan sorumlu olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Microbiologically influenced corrosion (MIC) is a common problem in water systems and increasingly being considered as an important economic and environmental problem. Copper and its alloys have been commonly used in heat exchangers, seawater piping systems and drinking water systems for many years because of its good resistance to corrosion and microfouling, excellent electrical and thermal conductivity etc.The aim of this study is to determine the amount of corrosion on copper surfaces caused by microorganisms in a cooling water system. For this purpose a modified Pedersen device was put in parallel to heat exchanger system with copper coupons in a cooling water system. Also a control system with copper coupons was run simultaneously with test system. Test coupons were removed monthly from systems during 10 months for enumeration of SOB, SRB, aerobic and anaerobic heterotrophic bacteria, corrosion rate measurement, extracellular polysaccharide substances (EPS) extraction, carbohydrate analysis and Cu concentration measurement, scanning electron microscope (SEM) observation. Also energy dispersive spectrofotometry (EDS) analysis was performed.SEM analysis showed that microorganisms attached and formed a biofilm layer on the copper surfaces, even the toxicity of copper to a variety of microorganisms. Also Cu concentration of biofilm was correlated with the number of sessile SRB cells (p ? 0.01) Cu concentrations of biofilm and EPS were correlated with the weight loss of test coupons(p<0.01). The weight loss of test coupons increased with time (p< 0.01).Our results showed that microorganisms are responsible for the corrosion of copper.