Microbiologisch beïnvloede corrosie gecontroleerd door middel van een UV ballast water management systeem

In de afgelopen decennia werd MIC of Microbiologisch Beïnvloede Corrosie erkend als een aparte corrosievorm naast algemene corrosie, galvanische corrosie, spleetcorrosie, putcorrosie, interkristallijne corrosie, erosiecorrosie en stresscorrosie. Vandaag moet MIC beschouwd worden als een extra parameter, een biologisch element dat het abiotische elektrochemische corrosieproces versnelt. MIC verwijst naar de invloed van micro-organismen op de kinetica van het corrosieproces van metalen. Deze versnelde vorm van corrosie kan niet worden gekoppeld aan één specifiek organisme maar veeleer met een verzameling van bacteriën die tegelijkertijd op dezelfde plaats in een microbieel consortium naast en samen met elkaar bestaan. De belangrijkste soorten bacteriën die algemeen geassocieerd worden met corrosie van ijzer of staal zijn sulfaat reducerende bacteriën (SRB), zwaveloxiderende bacteriën (SOB), ijzer-oxiderende/reducerende bacteriën (IOB/IRB), mangaan oxiderende bacteriën en bacteriën die organische zuren en extracellulaire polymere stoffen (EPS) of slijm afscheiden. De klassieke mechanismen voor microbieel beïnvloede corrosie zijn: 1. Metabole productie van agressieve stoffen 2. Vorming van zuurstofcellen 3. Versnelling van anodische of kathodische reacties door depolarisatie 4. Waterstofbrosheid (depolarisatie). Het ballastwater afkomstig van schepen wordt in het algemeen gezien als een belangrijke oorzaak van de invoering van invasieve soorten in een omgeving zonder natuurlijke vijanden. De gevolgen van de introductie van deze nieuwe soorten zijn in veel gebieden verwoestend geweest. De nakende IMO ballast water conventie van 2004 (misschien van kracht dit jaar?) zal proberen om deze explosieve situatie onder controle te krijgen. Momenteel gebeurt dit al door middel van ballastwaterwissel op open zee maar in de toekomst zullen alle schepen uitgerust moeten worden met een ballastwaterbehandelingsinstallatie om de organismen effectief uit te schakelen. Een van de mogelijke technieken is het steriliseren van ballastwater met behulp van UV-licht. Een systeem dat voldoet aan de D-2 norm (IMO, 2004) zal minstens de volgende efficiëntie hebben: • niet meer dan 10 levensvatbare organismen per m³ ≥50 micrometer minimum dimensie en • niet meer dan 10 levensvatbare organismen per milliliter <50 micrometer in minimale afmetingen en ≥10 micrometer minimum dimensie. De indicator microbe concentraties bedragen niet meer dan: • toxicogenic Vibrio cholerae: 1 kolonievormende eenheid (kve) per 100 milliliter of 1 kve per gram zoöplanktonmonsters; • Escherichia coli: 250 kve per 100 milliliter • Intestinal Enterococci: 100 kve per 100 milliliter. Bacteriën zijn kleiner dan de organismen hierboven vermeld en strikt genomen wordt met bacteriën geen rekening gehouden bij de beoordeling van de efficiëntie van een D-2 ballastwatermanagementsysteem. We denken en verwachten door middel van dit experiment te kunnen aantonen dat de bacteriën, die aan de bron van MIC liggen, zullen worden gedood of onvruchtbaar gemaakt worden door ballastwatermanagementsystemen die werken met behulp van UV-licht. Als dit inderdaad het geval is zullen deze systemen MIC stoppen of op zijn minst vertragen. Vier groepen bacteriën, verantwoordelijk voor MIC, worden in een standaard Postgate "B" medium gekweekt en aansluitend verdund met zeewater. Dit mengsel wordt door een spiraalvormige buis gepompt die rond een UV-lamp is gewikkeld. De belichtingstijd zal worden geregeld door het variëren van de doorstroomtijd. Gedurende enkele weken zal het effluent over stalen plaatjes worden geleid, in kunstmatige, statische omstandigheden. Biofilmformatie wordt opgevolgd. In een tweede gelijkaardige opstelling wordt de glazen buis bekleed met een titaandioxide film. Deze zal fungeren als een katalysator op het UV-stralingseffect. Als dit kan worden vastgesteld moet het mogelijk zijn een tot vermindering van de belichtingstijden te komen en energiezuinige ballastwaterbeheersystemen te ontwerpen. De 'tour de force' van dit experiment is dat met één systeem, UV-bestraling van ballastwater, twee problemen kunnen worden opgelost: MIC van ballasttanks en het vervoer van invasieve soorten door ballastwater.