Участие микроскопических грибов в биоповреждении древесностружечных плит

Содержание

Среди всех видов биоповреждений микробиологические особенно часто встречаются и приносят большой ущерб. На их долю, по данным статистики, приходится около 20% от общего числа повреждений материалов (Экологические и биологические аспекты., 2002). Известно, что древесина иительные материалы на ее основе (древесностружечные плиты — ДСП) могут подвергаться процессу биоповреждений. Основными агентами биоповреждений древесностружечных плит являются различные микроорганизмы, главным образом микроскопические грибы (Баженов и др. 1992).

В последнее время много внимания уделяется биодеградации строительных материалов на основе древесины. Такими материалами, имеющими широкое применение в строительстве, мебельной промышленности, вагоно- и автомобилестроении являются древесностружечные плиты (ДСП). В настоящее время используются ДСП на основе фенолформальдегидных и на основе карбамидных полимеров. Однако имеется ряд преимуществ карбамидных плит перед фенолформальдегидными ДСП. К недостаткам фенолформальдегидных ДСП относятся выделение свободного фенола и формальдегида, специфический запах и темная окраска. Плиты на основе карбамидных полимеров не имеют запаха, бесцветны, стойки к действию окружающей среды, экологически безопасны. Известно, что и ДСП на основе фенолформальдегидных, и на основе карбамидных полимеров подвержены разрушающему действию грибов, главным образом микромицетов. Однако процесс биодеструкции изучен слабо.

Учитывая постоянно совершенствующиеся рецептуры изготовления и прессования ДСП, а также высокие адаптационные возможности микроскопических грибов, необходимо изучение механизмов и причин деструкции ДСП.

Цели и задачи исследований. Данная работа посвящена исследованию процесса деструкции микроскопическими грибами ДСП различных рецептур с целью поиска эффективных средств защиты данных строительных материалов от микробиологических повреждений.

Для достижения поставленных целей были сформулированы следующие задачи: изучить видовой состав микроскопических грибов, выделенных с зараженных ДСП, выявить наиболее активных деструкторов ДСП, провести биохимическое тестирование микроскопических грибов на наличие ферментов, участвующих в разрушении лигноцеллюлозного комплекса, исследовать некоторые физиолого-биохимические особенности грибов -истинных деструкторов ДСП, изучить микодеструкцию лигнина, выделенного из ДСП, произвести отбор наиболее активных биоцидов среди производных дитерпеноидов: Биопаг-2- Биоцик Т-ТДК Н- Биоцид К-ОК-9 О- Биоцик Т-ТДК О с целью защиты ДСП от биоповреждений.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа выполнена в рамках Всероссийской программы фундаментальных исследований ООБ РАН «Проблемы общей биологии и экологии- рациональное использование биологических ресурсов (1998−2005 г. г.). Направление 12. Экологические проблемы биоповреждений».

Научная новизна работы. В работе впервые дан сравнительный видовой анализ микобиоты двух типов древесностружечных плит на фенолформальдегидной и карбамидной основе.

Установлены активные микромицеты — деструкторы ДСП среди стандартных тест — культур ГОСТ 9.049−91 и 9.051−91.

Выделены и идентифицированы «дикие» штаммы микроскопических грибов, значительно превышающие стандартные культуры по своей способности осуществлять биодеструкцию древесностружечных плит.

Впервые определены наиболее активные грибы — деструкторы, идентичные для фенолформальдегидных, и карбамидных ДСП: Aspergillus fumigatus, Paecilomyces carneus, Stemphylium verruculosum, Trichoderma koningii. Для данных микроскопических грибов определены оптимальные условия культивирования, обеспечивающие наиболее высокий выход метаболитов, связанных с процессом биоповреждения ДСП.

Исследованы физиолого-биохимические особенности микромицетов -деструкторов данного материала. Выявлена высокая фенолоксидазная, пероксидазная, каталазная и целлюлазная активность исследуемых грибов. Установлено, что микромицеты, имеющие более широкий спектр лигнинолитических и целлюлолитических ферментов, являются более активными деструкторами ДСП.

Изучена микодеструкция 4 видов лигниновых препаратов, выделенных из ДСП: сернокислотного лигнина из ДСП на основе фенолформальдегидных смол (СЛ из ФФДСП), сернокислотного лигнина из ДСП на основе карбамидных смол (СЛ из КДСП), диоксанового лигнина из плит на основе фенолформальдегидных смол (ДЛ из ФФДСП), диоксанового лигнина из плит на основе карбамидных смол (ДЛ из КДСП).

Среди производных дитерпеноидов выявлены наиболее перспективные с точки зрения ингибирующего действия на рост микроскопических грибов и бактерий, участвующих в деструкции промышленных и строительных материалов. Предложен метод защиты ДСП от биоповреждений.

Практическая значимость работы. Разработаны приемы повышения биостойкости древесностружечных плит. Данные меры могут служить основой для создания новой рецептуры изготовления и прессования ДСП грибостойкого типа. Рекомендуемые нами препараты могут быть использованы не только на стадии производства ДСП, но и на стадии эксплуатации данного материала. Даны рекомендации по дополнению существующего ГОСТа культурами «диких» грибов — активных деструкторов древесных материалов.

Структура и объем работы. Материалы диссертации изложены на 141 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов и списка литературы. В работу включено 26 рисунков и 13 таблиц. Указатель литературы включает 145 источников, в том числе 28 на иностранных языках.