Mikrobielle Werkstoffzerstörung – Grundlagen: Grundvorgänge der Korrosion

Durch mikrobiologische Wachstumsprozesse auf Metalloberflächen werden eine Reihe von Korrosionsreaktionen induziert, die mit Änderungen der Bedingungen an der Grenzoberfläche zusammenhängen. Die in Frage kommenden Korrosionssysteme sind dabei sehr vielfältig und die Schädigungsmechanismen entsprechend unterschiedlich. Metallische Werkstoffe korrodieren nach bekannten elektrochemischen Mechanismen, wobei die Mikroorganismen eine indirekte Wirkung haben. Sie erzeugen Biofilme, die ihrerseits Ursache von Konzentrationselementen (Sauerstoff, pH, Metallsalze) sind und letztlich zu lokalen Korrosionserscheinungen führen. Ein weiterer, vielverbreiteter Mechanismus beruht auf der Sulfidbildung durch sulfatreduzierende Bakterien mit dem Effekt einer Stimulierung der elektrochemischen Teilvorgänge. Eine dritte große Gruppe ist den säurebildenden Mikroorganismen zuzuordnen, die sowohl metallische als auch anorganische Werkstoffe angreifen können. Eine direkte Beteiligung von Mikroorganismen an den Grundvorgängen der Metallkorrosion ist nicht nachgewiesen worden. Der Korrosionsmechanismus an anorganischen Werkstoffen wie z. B. bei dem System Beton/Schwefelsäure ist rein chemischer Natur und beruht auf Vorgängen wie Bindungsabbau durch Ionenaustausch, Solvatation, hydrolytischer Spaltung sowie auf chemischer Umwandlung. Im Gegensatz hierzu beteiligen sich bei organischen Werkstoffen die Mikroorganismen vorwiegend direkt am Abbauprozeß. Für jedes natürliches Hochpolymere existiert ein Mikroorganismus, der, zu ihrem teilweisen oder vollständigen Abbau befähigt ist, wobei sie selbst oder Additive (z. B. Weichmacher) als C‐ und/oder N‐Quellen dienen. Die Erklärung der Mechanismen verlagert sich hiermit auf das Gebiet der Mikrobiologie und kann physikalisch‐chemisch nur bedingt interpretiert werden.