1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология
  4. № 5, 2023

Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, 2023, № 5, стр. 3-16

Инженерно-геологические процессы как результат деятельности микроорганизмов (на примере подземного пространства санкт-петербургского региона)

Р. Э. Дашко 1, *, А. Г. Карпенко 1, Д. Л. Колосова 1

1 Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II
199106 Санкт-Петербург, 21 линия Васильевского острова, 2, Россия

* E-mail: regda2002@mail.ru

Поступила в редакцию 28.08.2023
После доработки 28.08.2023
Принята к публикации 14.09.2023

Аннотация

В краткой форме показаны становление учения о подземных микроорганизмах и использование его научных обобщений и экспериментальных данных в теории и практике инженерно-геологических и гидрогеологических исследований с применением прямых и косвенных методов, в том числе современного метагеномного анализа 16S pPHK. Установлены основные источники поступления микроорганизмов в подземное пространство Санкт-Петербурга, которые систематизированы по масштабу их воздействия и генезису. Анализ и оценка инженерно-геологических процессов как результата деятельности подземной микробиоты отражают основные аспекты, определяющие уровень безопасности освоения и использования подземного пространства мегаполиса для различных целей: проектирования, строительства и эксплуатации подземных сооружений (перегонных тоннелей метрополитена) на различных глубинах, проходки глубоких котлованов для наземного строительства и др. Результаты исследований деятельности подземных микроорганизмов дают возможность сделать вывод о необходимости расширения инженерно-геологического, гидрогеологического и инженерно-экологического изучения подземного пространства различных регионов с целью познания степени опасности деятельности подземной микробиоты и снижения числа аварийных и предаварийных ситуаций.

Ключевые слова: подземное пространство, микробиологические исследования, источники поступления микроорганизмов, контаминация, природно-техногенные процессы, прогнозирование

Список литературы

  1. Абелев М.Ю., Бахронов Р.Р., Каралли Д.Л. Особенности устройства оснований зданий на газогенерирующих насыпных грунтах // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 7. С. 26–31. https://doi.org/10.33622/0869-7019.2020.07.26-31

  2. Андреюк Е.И., Билай В.И., Коваль Э.З. и др. Микробная коррозия и ее возбудители. Киев: Наук. думка, 1980. 287 с.

  3. Болотина И.Н., Сергеев Е.М. Микробиологические исследования в инженерной геологии // Инженерная геология. 1987. № 5. С. 3–17.

  4. Волохов Е.М., Мукминова Д.З. Оценка деформаций при строительстве эскалаторных тоннелей метрополитена способом искусственного замораживания грунтов для стадии формирования ледопородного ограждения // Записки Горного института. 2021. Т. 252. С. 826–839. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.6.5

  5. Гинзбург-Карагичева Т.Л. Микробиологические очерки: 1. Нефтяные микробы и возбуждаемые ими биохимические процессы. 2. О бесцветных и пурпурных серобактериях. М., Л.: Гос. науч.-техн. нефт. изд-во, 1932. 96 с.

  6. Голдобина Л.А., Орлов П.С. Анализ причин коррозионных разрушений подземных трубопроводов и новые решения повышения стойкости стали к коррозии // Записки Горного института. 2016. Т. 219. С. 459. https://doi.org/10.18454/pmi.2016.3.459

  7. Дашко Р.Э., Власов Д.Ю., Шидловская А.В. Геотехника и подземная микробиота. С-Пб.: ПИ Геореконструкция, 2014. 279 с.

  8. Дашко Р.Э., Лохматиков Г.А. Верхнекотлинские глины Санкт-Петербургского региона как основание и среда уникальных сооружений: инженерно-геологический и геотехнический анализ // Записки Горного института. 2022. Т. 254. С. 180–190. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.13

  9. Дашко Р.Э., Романов И.С. Прогнозирование горно-геологических процессов на основе анализа подземного пространства рудника Купол как многокомпонентной системы (Чукотский автономный округ, Анадырский р-н) // Записки Горного института. 2021. Т. 247. С. 20–32. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.1.3

  10. Духанина У.Н. Влияние бактериальных микроорганизмов на развитие биокоррозии бетона // Вестник науки. 2023. Т. 5. № 6 (63). С. 472–476.

  11. Зарецкий Ю.К. Теория консолидации грунтов. М.: Наука, 1967. 270 с.

  12. Звягинцев Д.Г. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1973. 176 с.

  13. Исаченко Б.Л. Геологическая деятельность микробов // Природа. 1950. № 8. С. 34–37.

  14. Исаченко Б.Л. О коррозии бетонов. Избранные труды. 1951. Т II. С. 254–256.

  15. Исаченко Б.Л. О нитрификации на стенах и о разрушении вследствие этого кирпича. Избранные труды. 1951. Т. I. С. 101–105.

  16. Колотова О.В., Могилевская И.В. Процессы микробного биоповреждения в подземных горных выработках // Известия Тульского государственного университета. Сер. Науки о Земле. 2020. № 2. С. 44–66.

  17. Крамаренко Л.Е. Геохимическое и поисковое значение микроорганизмов подземных вод. Л.: Недра, 1983. 181 с.

  18. Крисс А.Е. Жизненные процессы и гидростатическое давление. М.: Наука, 1973. 272 с.

  19. Кудина А.В., Сокоров И.О. Коррозия-биотехническая система разрушения технических объектов, снижающая их качество и надежность // Наука и техника. 2020. № 6. С. 512–520. https://doi.org/10.21122/2227-1031-2020-19-6-512-520

  20. Кузнецов С.И. Введение в геологическую микробиологию. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1962. 239 с.

  21. Куликов А.А., Харламова Т.А., Хабарова Е.И. К вопросу оценки влияния микробиологических биоценозов на геологические и геотехнические риски горных предприятий // Уголь. 2022. № 4. С. 67–71. https://doi.org/10.18796/0041-5790-2022-4-67-71

  22. Куликова Н.В., Данильев С.М., Ефимова Н.Н. и др. Моделирование данных сейсмотомографии и электротомографии для песчано-глинистого разреза с наличием приповерхностных скоплений газа // Мониторинг. Наука и технологии. 2020. № 2 (44). С. 26–30.

  23. Ларионов А.К., Нижерадзе Т.Н., Лаздовская М.А. Выявление природы и степени оглеености глинистых грунтов как результат жизнедеятельности микроорганизмов // Вестник ЛГУ. Сер. 7. 1987. № 4 (№ 28). С. 35–41.

  24. Максимович Н.Г., Деменев А.Д., Хмурчик В.Т. Трансформация минерального состава дисперсного грунта в условиях микробиологического воздействия // Вестник Пермского университета. Сер. Геология. 2021. Т. 20. № 1. С. 24–32. https://doi.org/10.17072/psu.geol.20.1.24

  25. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н. и др. Коррозия бетона и железобетона, Методы их защиты. М.: Стройиздат, 1980. 536 с.

  26. Надсон Г.А. Микроорганизмы, как геологические деятели: О сероводородном брожении в Вейсовом соляном озере и об участии микроорганизмов в образовании черного ила (лечебной грязи). С-Пб.: Тип. П.П. Сойкина, 1903. 98 с.

  27. Радина В.В. Патент “Способ закрепления плывунов”. Заявлено 29.12.1967 (№ 1207196/29–14). Опубликовано 24.05.1972. Бюллетень № 17.

  28. Роот П.Э., Хлебникова Г.М., Болотина И.Н. и др. Численность и роль микроорганизмов в грунтах // Инженерная геология. 1982. № 6. С. 72–78.

  29. Рубенчик Л.И. Микроорганизмы как фактор коррозии бетонов и металлов. Киев: Изд-во Акад. наук Укр. ССР, 1950. 65 с.

  30. Созина И.Д., Данилов А.С. Микробиологическая ремедиация нефтезагрязненных почв // Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 297–312. https://doi.org/10.31897/PMI.2023.8

  31. Сторожева М.Е., Денисова Я.В. Биокоррозия подземных сооружений: основные причины и защита конструкций // Ученые Записки Сахалинского государственного университета. 2020. № 15–16. С. 109–113.

  32. Таусон В.О. Великие дела маленьких существ. М.; Л.: Изд-во Акад. наук СССР в М., 1948. 116 с.

  33. Травуш В.И., Шулятьев О.А., Шулятьев С.О. и др. Анализ результатов геотехнического мониторинга башни “Лахта Центр” // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2019. № 2. С. 15–21.

  34. Bryukhanov A.L., Vlasov D.Y., Maiorova M.A., et al. The Role of Microorganisms in the Destruction of Concrete and Reinforced Concrete Structures // Power Technology and Engineering. 2021. V. 54. № 5. P. 609–614. https://doi.org/10.1007/s10749-020-01260-5

  35. Dashko R.E., Vlasov D.Yu., Voronov A.S. Negative impact of microorganisms on multicomponent underground space of St. Petersburg: engineering, geological and geotechnical aspects // Construction of Unique Buildings and Structures. 2020. V. 90. № 9001. https://doi.org/10.18720/CUBS.90.1

  36. Fonken G.S., Johnson R.A. Chemical oxidations with microorganisms. New York, M. Dekker, 1972, 292 p.

  37. Guo B., Liu C., Gibson C., Frigon D. Wastewater microbial community structure and functional traits change over short timescales // Science of The Total Environment. 2019. V. 662. P. 779–785. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.01.207

  38. Lahme S., Mand J., Longwell J., et al. Severe corrosion of carbon steel in oil field produced water can be linked to methanogenic archaea containing a special type of [NiFe] hydrogenase // Applied and Environmental Microbiology. 2021. V. 87. № 3. P. e01819–20. https://doi.org/10.1128/AEM.01819-20

  39. LaMartina E.L., Mohaimani A.A. Newton R.J. Urban wastewater bacterial communities assemble into seasonal steady states // Microbiome. 2021. V. 9. Iss. 1. P. 1–13. https://doi.org/10.1186/s40168-021-01038-5

  40. Lebedeva Y., Kotiukov P., Lange I. Study of the Geo-Ecological State of Groundwater of Metropolitan Areas under the Conditions of Intensive Contamination Thereof // J. of Ecological Engineering. 2020. V. 21. Iss. 2. P. 157–165. https://doi.org/10.12911/22998993/116322

  41. Little B.J., Blackwood D.J., Hinks J., et al. Microbially influenced corrosion – Any progress? // Corrosion Science. 2020. V. 170. P. 108641. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2020.108641

  42. Loseva E., Osokin A., Mironov D., et al. Specific features of the construction and quality control of pile foundations in engineering and geological conditions of Saint Petersburg // Architecture and Engineering. 2020. V. 5. № 2. P. 38–45. https://doi.org/10.23968/2500-0055-2020-5-2-38-45

  43. Narenkumar J., AlSalhi M.S., Prakash A.A., et al. Impact and Role of Bacterial Communities on Biocorrosion of Metals Used in the Processing Industry // ACS Omega. 2019. № 4 (25). C. 21353–21360. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b02954

  44. Pereiro I., Fomitcheva Khartchenko A., Petrini L., et al. Nip the bubble in the bud: a guide to avoid gas nucleation in microfluidics // Lab on a Chip. 2019. V. 19. № 14. P. 2296–2314. https://doi.org/10.1039/C9LC00211A

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска содержание выпуска

Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал