1.1 Биоповреждения цементных композитов. Влияние микроорганизмов на экологию

В настоящее время актуальны исследования по биодеградации и биосопротивлению строительных материалов, которые в процессе эксплуатации в гидротехнических сооружениях, животноводческих и птицеводческих помещениях, зданиях предприятий мясомолочной промышленности, кожевенных фабрик, овощехранилищах, плавательных бассейнах и т. д. подвергаются разрушающему действию биологически активных сред. Микроорганизмы постоянно и повсеместно обитают в среде пребывания человека, используя органические и неорганические соединения, входящие в состав всего созданного человеком как питательный субстрат. Установлено, что в настоящее время более 50% общего объема регистрируемых в мире повреждений связано с деятельностью микроорганизмов. Отечественными и зарубежными исследователями установлено, что биоповреждениям подвержены практически все материалы, в том числе полимерные, цементные растворы и бетоны, древесина. Под биоповреждениями понимают разрушение материалов и нарушение работоспособности изделий в результате воздействия биологических агентов и продуктов их жизнедеятельности.

Грибы разрушают каменные материалы не только химически, но и механически. Рост биомассы микромицетов, внедрившихся в поры и микротрещины, способствует расширению последних и усталостному разрушению камня. Грибы, растущие на камнях, задерживают пыль и грязь, заносимые ветром и птицами. Ученые изучали биоповреждение бетонов в конструкциях подвальных помещений цехов хлебозавода, продолжительность эксплуатации которых составит 50 лет. Осмотр конструкций показал, что их поверхность во многих местах покрыта многочисленными колониями плесневых грибов родов Aspergillus, Penicillium, Cladosporium. Установлено, что поверхностная прочность бетонов здесь снижалась в 2 раза.

Биологическое повреждение зданий с наружной стороны связано, как правило, с нарушением водоотводящих элементов, гидроизоляции, запыленностью фасадов и повышенным содержанием в атмосфере аммиачных, сернистых, углеродистых и других соединений. И не случайно фактические сроки службы бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатируемые примерно в одинаковых условиях, различаются в 3-7 раз.

В последние годы отмечается рост разнообразия и численности микроорганизмов, вызывающих биоповреждения материалов и сооружений. Возросла агрессивность известных видов. Внедрение новых материалов в строительство лишь на первых порах способствуют ограничению этого вида разрушения. Подсчитано, что ущерб, причиняемый объектам в результате биоповреждений, составляет многие десятки миллионов долларов. Процессы биоразрушений прогрессируют с каждым годом. Выборочное обследование зданий и сооружений в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Владивостоке, Якутске, Саранск и в других городах показало, что большое их число поражено микроорганизмами многих видов.

Совокупность экстремальных изменений окружающей природной среды, проявляющая себя в виде различных процессов инфицирования населения и биодеградации материалов и строительных конструкций, представляет серьезную угрозу безопасности жизнедеятельности людей и препятствует внутригосударственным мерам по защите их здоровья. Риск возникновения и развития биоповреждений следует исключить на самой ранней стадии, т. е. уже при проектировании строительных изделий и конструкций, так как внешне безобидные пятна плесени, разрушающие материалы, могут представлять серьезную опасность для людей и животных. Не исключено, что микроорганизмы, для которых питательной средой являются вещества, вредные для человека, становятся значительно более вредными для человека и животных, чем сами эти вещества. Специальный журнал Европейского медицинского общества сообщает, что попавшие в человеческий организм небольшие дозы микотоксинов могут вызвать через несколько лет появление раковых опухолей.