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2023-12-23T13:29:04Z

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Die '''Biokorrosion''' (auch ''biotische Verwitterung'' oder ''mikrobielle Korrosion'') ist eine Form der [[Korrosion]], die durch [[Mikroorganismus|Mikroorganismen]], [[Pilze]], [[Flechte]]n oder andere Lebewesen verursacht wird.

Je nach Art der ablaufenden Vorgänge werden physikalisch-chemische Prozesse als '''Biofouling''' (siehe dazu auch [[Fouling (Kühlwasser)|Fouling von Kühlwasser]]) und rein chemische Prozesse als ''Biokorrosion'' unterschieden.<ref> ''Feuchtigkeits- und Schimmelschäden.'' S. 27 ({{Google Buch|BuchID=s7PfV6PKV-4C|Seite=27}}).</ref>

== Definition ==
Mit ''Biokorrosion'' bezeichnet man die durch Aktivitäten von Lebewesen bewirkte Veränderung von Stoffen, die zu deren Zerstörung oder zur Beschädigung von damit verbundenen oder daraus bestehenden Gegenständen führen. Beispiele: [[Zersetzung (Chemie)|Zersetzung]] von Stoffen durch biotisch gebildete [[Säure]]n oder [[Salze]] (chemische Biokorrosion); mechanische Biokorrosion durch [[Mehrzeller]], vor allem durch pflanzliche Wurzelsprengung. Chemische und mechanische Biokorrosion können gemeinsam auftreten, beispielsweise bei einer Anreicherung biotisch gebildeter Salze in [[Baustoff]]en wie [[Beton]], die zur Auflösung von Beton und Abplatzen bei Frost führen. Im engeren Sinn bezeichnet Biokorrosion nur die durch biotische Aktivitäten bewirkte Auflösung von [[Metalle]]n.<ref>Hector A. Videla: ''Manual of Biocorrosion – Environmental science and engineering.'' CRC Press 1996. ISBN 978-0-87371-726-7.</ref>

Angriffsmechanismen wären:<ref>W. Sand: ''Mikrobielle Werkstoffzerstörung - Grundlagen: Mikrobielle Schädigungsmechanismen.'' In: ''Materials and Corrosion/Werkstoffe und Korrosion.'' 45, 1994, S. 10, {{DOI|10.1002/maco.19940450106}}.</ref>
# Angriff durch Säurehydrolyse von Werkstoffen durch Mineralsäuren (Schwefelsäure, Salpetersäure, Kohlensäure)
# Angriff durch Säurehydrolyse von Werkstoffen durch organische Säuren wie Essigsäure, Zitronensäure, Oxalsäure, Gluconsäure, Ameisensäure, Aminosäuren mit Chelatisierung von Metallionen.
# Salzstreß durch Reaktionsprodukte von 1) und 2) mit „treibender“ Volumenvergrößerung (Bindung von Kristallwasser, Erhöhung des Wassergehaltes, Umkristallisationen) und (Frost)Sprengwirkung sowie Metallkorrosion durch Bildung lokaler Spannungselemente
# Einwirkung von Schadstoffen wie Schwefelwasserstoff, Stickoxide und mikrobieller Abbau samt Säurebildung oder Metallkorrosion mit Ausfällung von Metallsulfiden.
# Füllen und Verstopfen von Porenraum.
# Angriff durch Enzyme mit Spaltung unlöslicher organischer Makromoleküle wie Cellulose in kleine, wasserlösliche Bruchstücke wie Glucose
# Ausscheidung von Stoffwechselzwischenprodukten, die die Wasserlöslichkeit hydrophober Substanzen erhöhen.

== Pflanzen ==
Von Pflanzenwurzeln werden [[Organische Chemie|organische]] Säuren abgesondert, die säureempfindliche Stoffe angreifen können, zum Beispiel unedle [[Metall]]e oder Beton. Von [[Wurzel (Pflanze)|Pflanzenwurzeln]] abgesonderte Säuren (beispielsweise [[Kohlensäure]] und andere [[Carbonsäuren]]) greifen Minerale an. Wurzeln können [[Gestein]] mechanisch zerstören durch den Druck, den sie beim Wachstum auf die Umgebung ausüben.

== Tiere ==
Bei Tieren ist vor allem die chemische Biokorrosion durch [[Urin]] beschrieben. Der Harn ist leicht sauer und enthält verschiedene [[Polarität (Chemie)|polare Stoffe]] wie [[Harnsäure]], [[Harnstoff]], [[Ammoniak]] und [[Salze]], welche sich beim Eintrocknen oder Einziehen im Material anreichern und es chemisch verändern oder Nährstoffe für Organismen bieten.

== {{Anker|Bakterien}}Prokaryoten ==
Die Biokorrosion durch Prokaryoten ([[Bakterien]] und [[Archaeen]]) ist im Wesentlichen chemisch. Abhängig von der Einbeziehung von [[Sauerstoff]] unterscheidet man [[aerob]]e (Einbeziehung von O<sub>2</sub>) und [[Anaerobe Biokorrosion|anaerobe]] (ohne O<sub>2</sub>) Biokorrosion.

Beim mikrobiellen Abbau von organischen Stoffen entstehen oft Säuren, die zersetzend wirken, beispielsweise Kohlensäure, [[Huminsäuren]], beim anaeroben Abbau auch organische Säuren wie [[Citronensäure]], [[Milchsäure]] und [[Weinsäure]]. Durch mikrobielle Oxidationen können auch starke anorganische Säuren gebildet werden, beispielsweise [[Salpetersäure]] und [[Schwefelsäure]]. Durch mikrobielle [[Oxidation]]en und [[Reduktion (Chemie)|Reduktionen]] kann es zur Auflösung von Mineralen kommen. Die Bildung eines [[Biofilm]]s kann die Biokorrosion verstärken, weil ein Biofilm das mechanische Abspülen der Säuren vom besiedelten Material verhindert.

Beispiele für aerobe prokaryotische Biokorrosion sind die Korrosion durch die Bildung von Schwefelsäure infolge der Oxidation anorganischer Schwefelverbindungen (beispielsweise vom Bakterium ''[[Acidithiobacillus]]'' und von dem [[Archaeen|Archaeon]] ''[[Sulfolobus]]'') und die [[Salpetersäure]]-Bildung bei der [[Ammoniak]]oxidation durch [[Nitrifizierer|nitrifizierende Bakterien]].

Anaerobe bakterielle Biokorrosion findet in einem Milieu ohne Sauerstoff statt. Viele [[Organotrophie|organotrophe]] Bakterien bilden unter [[anoxisch]]en Bedingungen korrodierende Säuren (Kohlensäure, organische Säuren). Anaerobe mikrobielle Biokorrosion kann auch durch [[Lithotrophie|chemolithoautotrophe]] Bakterien verursacht werden. In [[Stahl]]tanks mit [[Erdöl]]produkten kann unter anoxischen Bedingungen eine bakterielle Oxidation von molekularem [[Wasserstoff]] mit Sulfat als [[Oxidans]] zur Biokorrosion ([[Dieselpest]]) führen.

{{Hauptartikel|Anaerobe Biokorrosion}}
{{Siehe auch|Bakterielle anaerobe Korrosion}}
{{Siehe auch|Bioleaching}}

== Literatur ==
* {{RömppOnline|ID=RD-13-02267|Name=mikrobielle Korrosion|Abruf=2014-04-30}}
* Holger Brill (Hrsg.) u. a.: ''Mikrobielle Materialzerstörung und Materialschutz''. Gustav Fischer Verlag, Jena, Stuttgart 1995, ISBN 3-334-60940-5.
* Henry Lutz Ehrlich, Dianne K. Newman: ''Geomicrobiology.'' 5. Auflage. CRC Press, Boca Raton FL u. a. 2009, ISBN 978-0-8493-7906-2.
* Kurt Konhauser: ''Introduction to Geomicrobiology.'' Blackwell Publishing, Malden MA u. a. 2007, ISBN 978-0-632-05454-1.
* Michael T. Madigan, John M. Martinko, Jack Parker und Thomas D. Brock: ''Mikrobiologie''. Spektrum Akademischer Verlag, ISBN 3-8274-0566-1.
* P. Howsam: ''Microbiology in Civil Engineering: Proceedings of the Federation of European Microbiological Societies Symposium held at Cranfield Institute of Technology, UK.'' Ausgabe 59 von FEMS Symposium, CRC Press 2003. ISBN 978-0-203-47381-8.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Biochemische Reaktion]]
[[Kategorie:Korrosionsart nach Ursache]]

Biokorrosion - Versionsgeschichte

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