ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТА ЭТАФОСФ НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ И АНТИКОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ИНКАМ-1

Смирнова Н.Н.¹, Маврин Г.В.², Денисова Т.Р.³, Фридланд С.В.⁴

¹Кандидат биологических наук, ²кандидат химических наук, ³инженер, Набережночелнинский институт (филиал) Казанского федерального университета; ⁴Доктор химических наук, Казанский национальный исследовательский технологический университет

ВЛИЯНИЕ  ПРЕПАРАТА ЭТАФОСФ НА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ И АНТИКОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ИНКАМ-1

Аннотация

С целью защиты водорастворимой СОЖ Инкам-1 от микробной деструкции и  снижения негативного воздействия СОЖ-содержащих сточных вод на гидросферу изучено влияние препарата Этафосф на динамику численности микроорганизмов исследуемой СОЖ и её антикоррозионные свойства. Исследования проводились согласно требованиям ГОСТ 9.085-78, ГОСТ 6243-75.  Выявлено, что в диапазоне концентраций от 10^-7 до 10^-3 г/л исследуемый препарат повышает биостойкость СОЖ и увеличивает  её антикоррозионную защиту, а в концентрации 10^-9 г/л стимулирует жизнедеятельность представителей микробоценоза.

Ключевые слова: Этафосф, малые и сверхмалые концентрации, микроорганизмы, СОЖ, токсичность, биостойкость.

Smirnova N. N.¹, Mavrin G.V.², Denisova T.R.³, Fridland S.V.⁴

¹Сandidate of biological sciences, ²candidate of chemical sciences,³engineer, Branch of Kazan Federal University in Naberezhnye Chelny; ⁴Doctor of sciences, Kazan National Research Tecnological University

THE INFLUENCE OF ETAFOSF SPECIMEN ON MICROBIOLOGICAL AND ANTICORROSIVE PROPERTIES OF INKAM-1 CUTTING FLUID

Abstract

With the object of protection of water-soluble cutting fluid named Inkam-1 from microbial destruction and reduction of negative impact of cutting fluid sewage water on hydrosphere, Etafosf specimen influence on observed cutting fluid’s Microorganisms population changes and on its anticorrosive properties has been studied. Investigation has been carried according to GOST 9.085-78 and GOST 6243-75 requirements. It’s developed that observed specimen increases cutting fluid bioresistance and anticorrosive protection over the concentration range from 10^-7 to 10^-3 g/l, and stimulates microorganisms’ vital function in concentration of 10^-9 g/l.

Keywords: Etafosf, low and ultralow concentration, Microorganism, cutting fluid, toxicity, bioresistance.

Актуальной проблемой металлообрабатывающей промышленности является проблема микробной деструкции водорастворимых смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Основной причиной вывода СОЖ из производственного цикла для утилизации является ее поражение бактериями и микроскопическими грибами. В результате микробной деструкции эмульсия приобретает черный цвет, появляется резкий запах сероводорода, pH снижается с 9-10 до 7-8, эмульсия теряет комплекс присущих ей технологических свойств [4, с. 234]. Частая замена СОЖ приводит к увеличению объёмов СОЖ-содержащих сточных вод, утилизация которых является одной из значимых экологических проблем. На сегодняшний день, на тысячах предприятий страны миллионы тонн отработанной эмульсии требуют утилизации. Например, на ОАО «АВТОВАЗ» ежедневно требуется утилизировать около 1000 тонн эмульсии СОЖ [1].

 Для решения данной проблемы целесообразно провести подбор биологически активного вещества, которое в зависимости от концентрации способно проявлять ингибирующий эффект на деструкторов СОЖ  и стимулировать активность представителей активного ила. К настоящему времени накоплены экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что водные системы, содержащие растворенные вещества различной природы в низких (включая пикомолярные) и сверхнизких (фемтомолярные и ниже) концентрациях, обладают рядом особенных свойств [2].

Влияния низких и сверхнизких концентраций Этафосфа [3]  на микробоценоз проводилось на СОЖ марки Инкам-1. Для исследований были приготовлены растворы Этафосфа в диапазоне концентраций от 10^-9 до 10^-3 г/л, которые использовались для приготовления 3 % растворов СОЖ. Исследования проводились согласно требованиям ГОСТ 9.085-78  [5]. Контролем служила свежеприготовленная и инокулированная  эмульсия той же марки СОЖ. Инокуляцию приготовленных эмульсий проводили смесью микроорганизмов, выделенных из    рабочих жидкостей, находящихся в реальных условиях эксплуатации.

Действие микробной деструкции исследуемой СОЖ определяли по изменению её антикоррозионных свойств согласно требованиям ГОСТ 6243-75 [6].

Результаты динамики микробопоражения контрольного образца СОЖ Инкам-1 и образцов, приготовленных с использованием низких и сверхнизких концентраций Этафосфа, представлены на рис. 1, 2.

Рис.  1 - Динамика микробопоражения СОЖ Инкам-1(контроль)

 Рис.  2 - Динамика численности микроорганизмов в СОЖ Инкам-1 с разбавленными растворами Этафосфа

Как видно из данных рис. 1, общее количество микроорганизмов в контрольной эмульсии достигло максимального значения 1·10⁹кл/мл через 4 суток, что свидетельствует о её низкой биостойкости. Исследования показали (рис. 2), что Этафосф в диапазоне концентраций от 10^-7 до 10^-3 г/л проявляет ингибирующее действие на микроорганизмы: общее число КОЕ не превышало 120 кл/мл, что в 10⁷ раз меньше, чем в незащищенной СОЖ. Уникальность результатов для разведения 10^-9 г/л заключается в том, что микробные клетки при данной концентрации не проявляют жизнедеятельности, но при отмывании бактерий от препарата наблюдается активный рост морфологически неизмененных средой микроорганизмов, которые могут участвовать при очистке СОЖ-содержащих сточных вод.

Данные по коррозионной агрессивности СОЖ Инкам-1 представлены на рис. 3, 4.

 

Рис. 3 - Коррозионная агрессивность СОЖ Инкам-1 при КОЕ= 7 x 10⁷ кл/мл.

Рис. 4 - Антикоррозионные свойства инокулированной СОЖ с добавлением препарата  Этафосф.

В образцах СОЖ, защищенных Этафосфом, во всех исследуемых концентрациях коррозия отсутствовала, что подтверждает ингибирующее действие  исследуемого препарата на микробоценоз эмульсии.

 

Литература

1. Васильев А.В., Хамидуллова Л.Р. Анализ негативного воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и биосферу и методов его снижения. Вектор науки ТГУ. № 4(18), 2011с.45-49.
2. Коновалов А.И. Образование наноразмерных молекулярных ансамблей в высокоразбавленных водных растворах /Вестник Российской академии наук, 2013, том 83, №12, с.1076-1082.
3. Smirnova N.N., Mavrin, G.V., Inyusheva A.A., Fridland, S.V. Influence of ultralow of ETAPHOSF preparation on Daphnia magna Straus and microalgae Scenedesmus quadricauda test organisms Science, Technologу and Higher Education Text^ material of the IV International research and practice conference, Voll. II Westwood, Januarу 30^th, 2014/publishing office Accent Graphics communications -Westwood – Canada 2014 2014 - 448 p.
4. Смирнова Н.Н., Шарафутдинов Р.Н., Ахметов В.М. Микробная деструкция эмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей и методы её предупреждения. Итоговая научн. конф. проф.-препод. cостава, 5 февраля 2014 г. [Текст]: сб-к докладов / ред. кол. Хабибуллин Р.Г. [и др.]; под ред. д-ра техн. наук Л.А.Симоновой. - Набережные Челны: Издательско - полиграфический центр Набережнчелнинского института К(П)ФУ, 2013. С. 234 – 238.
5. ГОСТ 9.085-78 «Единая система защиты от коррозии и старения. Жидкости смазочно-охлаждающие. Методы испытаний на биостойкость».
6. ГОСТ 6243-75 «Эмульсолы и пасты. Методы испытаний».

References

1. Vasilev A.V., Hamidullova L. R. Analysis of the negative effects of cutting fluids on man and the biosphere and methods for its reduction. Vector of science TSU. No. 4(18), 2011. p. 45-49.
2. Konovalov A. I. Formation of nanoscale molecular ensembles in extremely diluted aqueous solutions /Journal of the Russian Academy of Sciences, 2013, vol. 83, No. 12, S. 1076-1082.
3. Smirnova N.N., Mavrin, G.V., Inyusheva A.A., Fridland, S.V. Influence of ultralow of ETAPHOSF preparation on Daphnia magna Straus and microalgae Scenedesmus quadricauda test organisms Science, Technologу and Higher Education Text^ material of the IV International research and practice conference, Voll. II Westwood, Januarу 30^th, 2014/publishing office Accent Graphics communications -Westwood – Canada 2014 - 448 p.
4. Smirnova N. N., Sharafutdinov R. N., Akhmetov C. M. Microbial destruction of emulsion cutting fluids and methods of its prevention. The final scientific conference of teaching staff, February 5^th, 2014 [Text]: collected articles / Ed. board Khabibullin R. [and others]; edited by Dr. of tech. sciences L. A. Simonova. - Naberezhnye Chelny: Publishing and printing center of Branch of KFU in Nab. Chelny, 2013. P. 234 - 238.
5. GOST 9.085-78 «Unified system of corrosion and ageing protection. Cutting fluids. Bioresistance’s test metods».
6. GOST 6243-75 «The emulsols and paste. Test methods».