Микробиологические исследования объектов культурного

УДК 579.26
Хмелевская И. А.
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ОБЪЕКТОВ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ Г. ПСКОВА
Высокая пластичность микроорганизмов к действию внешней среды, возможность роста и развития при минимальных количествах питательных веществ позволяет им повреждать самые разнообразные материалы и объекты [9]. Установлено,
что более 50 % общего объема регистрируемых в мире повреждений связано с деятельностью микроорганизмов [4]. Обеспечение эффективного противодействия биоповреждениям различных строительных конструкций, вызываемым жизнедеятельностью различных микроорганизмов и грибов, становится все более острой научной
и практической проблемой в области строительства и эксплуатации зданий и сооружений [11].
В условиях городской среды биохимической коррозии зданий в значительной
степени способствует загрязнение окружающей среды и деградация экосистемы
города в целом и, прежде всего, почвенной экосистемы, что и способствует активизации и изменению механизма действия микроорганизмов. Основным условием жизнедеятельности микроорганизмов является наличие в окружающей среде
источников углерода, а также доноров и акцепторов электронов для проведения
окислительно-восстановительных реакций, которые служат для них источником
энергии [7].
По типу питания микроорганизмы могут быть органогетеротрофами, литоавтотрофами, органоавтотрофами. В качестве питательных субстратов бактерии поглощают летучие неорганические соединения серы и азота. Литотрофные бактерии
окисляют эти соединения до серной и азотной кислот, которые растворяют карбонатный клей известняка и бетона. Возникшая коррозия наносит огромный ущерб, в
частности разрушая здания и монументы, представляющие историческую ценность
[8]. Из литотрофных бактерий наиболее активными агентами биоповреждений являются сульфатредуцирующие, тионовые, нитрифицирующие и железобактерии [1].
В результате техногенного воздействия в почву и подземные воды в избытке
поступают органические соединения. Следовательно, основные микробные процессы в геологической среде города определяются гетеротрофной микрофлорой, развивающейся на органике. В крупных промышленных городах, кроме органики, самым мощным загрязнителем являются соединения серы, которые входят в состав
выбросов почти всех предприятий. Попадая в почву, воду, атмосферу, эти соединения
вовлекаются в цикл превращений в аэробном и анаэробном блоках микробной системы. В анаэробной зоне образующийся сероводород вызывает коррозию металлов,
образуя сульфиды. В аэробной зоне развиваются тионовые бактерии, вызывающие
кислотную коррозию металлических сооружений и строительных материалов, растворение карбонатных пород. Серная кислота способствует замещению карбонатных пород на гипс, имеющий больший объём, что может привести к растрескиванию мраморных плит и других подобных материалов. Образующаяся серная кислота
выщелачивает из окружающих пород металлы, в первую очередь железо, и создает
агрессивную среду [6, 7].
53
Нитрифицирующие бактерии вызывают коррозию металлов и биоповреждения
пористых строительных материалов в результате образования азотной кислоты при
окислении аммиака [3].
Участие железобактерий в процессе аэробной коррозии, в отличие от участия
тионовых и нитрифицирующих бактерий, сводится к образованию дифференцированно аэрируемых ячеек на поверхности коррозируемого субстрата, в которых вентилируемые участки имеют более высокий потенциал и функционируют как катод;
менее аэрируемые, подвергшиеся обрастанию, действуют как анод. В анодной зоне
металлическое железо растворяется в соответствии с уравнением Fe=Fe2++2e, что
свидетельствует о начале процесса коррозии. Очевидно, что в коррозионной деятельности железобактерий немаловажна также их каталазная активность и увеличение
скорости коррозии за счёт продукта метаболизма — перекиси водорода [5].
Заселение строительных материалов различными микроорганизмами обуславливается, прежде всего, факторами окружающей среды. При этом микроорганизмы
образуют собственный, достаточно устойчивый микроценоз, который оказывает на
материал сложное комплексное воздействие.
Микробиологические исследования объектов культурного наследия ведутся активно в последние десятилетия, как в России, так и за рубежом [2]. Это связано,
в первую очередь, с процессами биоповреждения памятников истории и культуры,
вызванными геохимической деятельностью микроорганизмов и их ферментативной
активностью в каменной кладке и настенных росписях в исторических зданиях, музеях, церквях и монастырях, на поверхности мрамора скульптур [10].
Псков — один из древнейших городов нашей страны. В Пскове сохранилось
множество памятников истории и архитектуры от своеобразных псковских церквей
до характерных лишь для Пскова наполовину каменных, наполовину деревянных
купеческих домов. Сохранение исторических памятников является важнейшей задачей, поэтому проведение микробиологических исследований повреждений объектов
культурного наследия города Пскова представляется интересным.
Материалы и методы исследований
Для исследования биоповреждений в городе Пскове были использованы различные объекты культурного наследия, характеристика которых представлена в таблице 1 (см. фото, приложения 1–11).
Для проведения микробиологического анализа повреждений зданий и сооружений города Пскова осуществляли их визуальное обследование [7], устанавливали общий количественный состав микрофлоры строительного материала изучаемых
объектов, а также определяли наличие тионовых и нитрифицирующих бактерий на
исследуемых объектах.
Для определения общего количества бактерий использовали количественный
метод. При этом оценивалось их содержание в 1 грамме исследуемого материала
прямым высевом на твердую питательную среду. С соблюдением правил асептики
навеску образца (сыпучего материала) массой 1 г измельчали в стерильной ступке
и переносили во флакон с 10 мл стерильного физиологического раствора. Флакон
тщательно встряхивали не менее 15 минут, 1 мл полученной суспензии соответствовал 0,1 г исходного материала. Полученную суспензию объемом 0,1 мл вносили в
расплавленный и остуженный до 45 º С питательный агар, изготавливаемый из гидролизата рыбной муки (Агар питательный сухой, ТУ42-14-33-75). После застыва54
Таблица 1
Краткая характеристика исследуемых объектов культурного наследия г. Пскова
1
Крепостная стена I,
Летний сад.
2
Крепостная стена II, Участок расположен в удалении от дороги. Укрепления
Ботанический сад.
Пскова, создавались на протяжении XIV–XV вв.
3
Храм Николы со
Усохи,
ул. Советская, 19.
4
Храм Михаила Архангела с Городца,
ул. Советская, 18.
5
Храм Василия на
Горке,
Октябрьский проспект, 5.
Храм Анастасии
Римлянки,
Октябрьский проспект, 9.
Памятник в честь
300-летия героической обороны Пскова от войск Стефана
Батория, пл. Победы.
Памятник Кирову,
Октябрьский проспект.
Памятник Ленину,
пл. Ленина.
6
7
8
9
10
11
12
13
Памятник Поэту и
крестьянке, парк
А. С. Пушкина.
Скульптура «Материнство», Летний
сад.
Памятник Великой
Княгине Ольге, Октябрьская площадь.
Участок располагается вблизи от дороги. Укрепления Пскова, создавались на протяжении XIV–XV вв.
Храм располагается вблизи от дороги с интенсивным транспортным потоком. Сооружен в 1371 году. Осенью 2009 года
проводились косметические работы по улучшению состояния храма.
Храм располагается вблизи от пл. Ленина, построен в
1399 г. Название «Городец» говорит о том, что раньше
на этом месте находилось укрепление, возможно, одно из
древних поселений Пскова.
Храм располагается в Детском парке, первоначально храм
был деревянный, выстроенный до 1377 года, в 1413 году
был сооружен нынешний каменный храм.
Храм располагается в Детском парке. Как гласит местное
предание, храм построен в 1377 г, нынешний каменный
храм выстроен в 1539 г, после большого пожара в городе
Пскове.
Памятник располагается на пл. Победы, был заложен во
время празднования 300-летнего юбилея обороны в 1881 г.
на петровском бастионе у Баториева пролома — в месте
самой жаркой схватки псковичей с захватчиками. Осенью
2009 года проводились косметические работы по улучшению состояния памятника
Памятник располагается вблизи от дороги с интенсивным
движением, заложен в 1934 г.
Памятник располагается на площади Ленина, в районе объекта наблюдается интенсивный людской поток. Поставлен
в 1960 г.
Памятник располагается в парке А. С. Пушкина, вблизи дороги, в районе объекта наблюдается интенсивный людской
поток. Поставлен в 1983 г.
Скульптура находится в Летнем саду.
Памятник располагается на Октябрьской площади, вблизи
дороги. Открытие памятника состоялось 23 июля 2003 г, в
дни празднования 1100-летия первого упоминания Пскова
в летописи.
Поганкины палаты, Объект располагается вблизи от дороги, построен в XVII
ул. Некрасова, 7.
веке по заказу известного и богатейшего псковского купца
Сергея Ивановича Поганкина
55
14
ПсковГУ (ЕГФ), ул.
Советская, 21.
15
Кинотеатр «ОкРасполагается вблизи от дороги, построен в 1954. Осенью
тябрь», пл. Ленина, 3. 2009 года проводились косметические работы по улучшению состояния кинотеатра.
Городской культур- Располагается вблизи дороги, построен в 1986 году. Учрежный центр,
дение культуры города Пскова в области социокультурной
пл. Победы, 1.
и досуговой деятельности. Осенью 2009 года проводились
косметические работы по улучшению состояния центра.
16
Располагается напротив Детского парка, в районе объекта
наблюдается интенсивный людской поток.
ния среды чашки с посевами помещали в термостат вверх дном и инкубировали при
температуре 25–28 º С в течение 3–5 суток. Подсчитывали колонии бактерий и пересчитывали на 1 г исследуемого материала.
Для определения тиобацилл использовали среду Бейеринка следующего состава
(г⁄л): Na2SO4 — 5,0; NH4Cl — 0,1; NaHCO3 — 0,1; Na2HPO4∙2H2O — 2,0; MgCl2∙6H2O
— 0,1; FeSO4∙7H2O — следы; стерильная вода. Тиосульфат и бикарбонат стерилизовали по отдельности, растворив в небольшом количестве воды, и после охлаждения
добавляли в раствор остальные соли вместе с FeSO4 (рН среды 9,2–9,4). Исходную
суспензию засевали в готовую среду. При наличии тионовых бактерий в посевном
материале среда мутнеет через 2–3 дня, и на ее поверхности появляется пленка молекулярной серы, которая образуется при окислении тиосульфата.
Для определения нитрифицирующих бактерий использовали среду Виноградского следующего состава (г⁄л): (NH4)2SO4 — 1; K2HPO4 — 0,5; MgSO4∙7H2O — 0,2;
FeSO4∙7H2O — 0,2; NaCl — 1; стерильная вода 0,5 л. Среду разливали в колбы по
15 мл с толщиной слоя 1–1,5 см. В каждую колбу вносили на кончике шпателя небольшое количество мела. Посев проводили в объеме по 1 мл из исходной суспензии.
Инкубацию посевов проводили при 28–30 º С в течение трех недель. Присутствие
нитрифицирующих бактерий устанавливали по появлению нитратов. Выявление
нитратов проводили с помощью дифениламина по появлению интенсивного синего
окрашивания.
Результаты исследований
Для идентификации биоповреждений по визуальным признакам и определения
характерных проявлений стадий развития этих повреждений и прогнозирования тяжести последствий различают четыре стадии [7].
Нами были обследованы ряд объектов на предмет биоповреждений по различным визуальным признакам (см. таблицу 2).
Как следует из таблицы 2, большинство изученных объектов подвержено коррозии и находятся в разной степени разрушения, что может быть вызвано как климатическими факторами (дождь, ветер, перепады температуры, влажности и другие), так
и деятельностью микроорганизмов. Как уже отмечалось, в условиях города самым
мощным загрязнителем являются соединения серы, которые в ходе микробиологических превращений преобразуются в серную кислоту. Серная кислота взаимодействует с карбонатами, образуя трещины в строительном материале. Следствием этого,
по-видимому, является более значительное разрушение таких объектов как крепостная стена и стены храмов, для которых использован строительный материал карбонатной природы (известняк).
56
Таблица 2
Результаты визуального обследования строительных материалов, имеющих
признаки биоповреждения
№
1.
2.
3.
Объекты исследований
Крепостная стена
I, Летний сад
Крепостная стена
II, Ботанический
сад
Храм Николы со
Усохи
Характер повреждений
Наблюдается нарушение целостности поверхности в
виде сыпучих и порошащих веществ. Отслоение поверхностных корок, нарушение связности отделочных
материалов. Отмечено зарастание стены. Встречаются
древесные и травянистые виды растений: рябина обыкновенная, чистотел большой, злаковые.
Имеются значительные признаки повреждения в виде
сыпучих и порошащих веществ.
Имеет характерные признаки повреждения, не только
нижняя, но и верхняя часть в виде сыпучих материалов. Растрескивание, отслоение штукатурных слоев.
4. Храм Михаила
Имеет признаки повреждения, в основном нижняя
Архангела
часть в виде сыпучих материалов. Отслоение поверхс Городца
ностных корок, нарушение связности отделочных материалов. Появление на горизонтальных поверхностях
и в трещинах растительности.
5. Храм Василия на
Имеются значительные повреждения в нижней части.
Горке
Растрескивание, отслоение штукатурных слоев. Скалывание, расслоение конструкционных материалов.
6. Храм Анастасии
Нижняя и верхняя часть имеет признаки повреждения
Римлянки
в виде сыпучих веществ Отслоение поверхностных корок, нарушение связности отделочных материалов.
7. Памятник в честь Имеет признаки повреждения, в основном нижняя
300-летия обороны часть в виде сыпучих материалов. Растрескивание, отПскова от войск
слоение штукатурных слоев. Скалывание, расслоение
Стефана Батория
конструкционных материалов.
8. Памятник Кирову Имеются значительные признаки повреждения в виде
сыпучих материалов. Зарастание лишайниками, мхами, появление признака слегка заметной шероховатости открытых поверхностей.
9. Памятник Ленину Выявлены микротрещины, нет сыпучих материалов.
Локальные изменения в поверхностном слое (отдельные небольшие очаги пигментации, поверхностные
шелушения).
10. Памятник Поэту и Выявлены микротрещины, нет сыпучих материалов.
крестьянке
Локальные изменения в поверхностном слое (отдельные небольшие очаги пигментации, поверхностные
шелушения).
11. Скульптура
Локальные изменения в поверхностном слое (отдель«Материнство»
ные небольшие очаги пигментации, поверхностные
шелушения). Зарастание лишайниками.
57
Стадия
повреждения
4а
4б
4б
4а
4б
4а
4б
3а
1
1
2б
12. Памятник Великой Выявлены микротрещины, нет сыпучих материалов.
Княгине Ольге
Локальные изменения в поверхностном слое (отдельные небольшие очаги пигментации, поверхностные
шелушения).
13. Поганкины палаты Имеются значительные повреждения в нижней части.
Интенсифицируется процесс отшелушивания наиболее
плотных поверхностных слоев
14. ПсковГУ
Повреждение незначительное в виде сыпучих материалов. Зарастание лишайниками, мхами, появление
признака слегка заметной шероховатости открытых поверхностей.
15. Кинотеатр
Имеет характерные признаки повреждения в виде тре«Октябрь»
щин, сыпучих веществ. Нарушение связности отделочных материалов.
16. Городской
Признаки повреждения имеются как в нижней, так и
культурный центр в верхней части в виде трещин, сыпучих материалов.
Отслоение поверхностных корок.
1
3б
3а
4а
4а
Растрескивание, появление в трещинах растительности, отслоение поверхностного слоя — все эти визуальные признаки, наблюдаемые на строительных камнях,
свидетельствуют о 3 или 4 стадии проявления биоповреждений. Так, зарастание лишайниками, мхами отмечено на памятнике Кирову, скульптуре «Материнство», а
также повсеместно на крепостной стене в пределах Летнего сада, на которой встречены различные травянистые и даже древесные растения.
Высоким уровнем биоповреждений характеризуются крепостная стена в Ботаническом саду, храм Николы со Усохи, храм Василия на Горке и памятник в честь
300-летия героической обороны Пскова от войск Стефана Батория. Значительные
повреждения отмечены также для большинства изученных зданий, особенно для кинотеатра «Октябрь» и Городского культурного центра на площади Победы.
Визуальное обследование также показало, что для ряда памятников (памятник
Ленину, Поэту и крестьянке и Великой Княгине Ольге) характерна слабая степень
повреждений. Материал, из которого изготовлены эти памятники (гранит, базальт и
другие), является более прочным и менее пригоден для развития различных микроорганизмов, в том числе нитрифицирующих и тионовых бактерий, которые вызывают максимальные биоповреждения.
Микробиотическое заселение может происходить при определенных условиях:
наличие в строительном материале различных неорганических и органических веществ, уровень рН, окислительно-восстановительный потенциал среды, влажность
и температура. Причинами заселения строительных материалов микроорганизмами
является возможность удовлетворения их пищевых и энергетических потребностей.
Характер заселения определяется в значительной степени, как условиями окружающей среды (абиотическими факторами — влажностью, температурой и т. д.), так и
химическим составом материала (субстрата).
Как отмечалось ранее, строительные камни по своей природе не являются благоприятной питательной средой для бактерий, но в городской среде действует комплекс разрушающих факторов, которые могут вызывать образование мелких трещин.
В образующиеся трещины могут попадать бактерии, которые, отмирая, создают питательную среду для жизнедеятельности других микроорганизмов, а также растений
и мелких животных.
58
В этой связи нами был исследован количественный состав микрофлоры сыпучего материала на различных объектах культурного наследия города Пскова в разные сезоны года. Сыпучий материал является следствием разрушения исследуемых
объектов. Следует заметить, что сооружения, характеризующиеся незначительными
биоповреждениями, и отсутствием, соответственно, сыпучего материала, исследовались в отношении количественного состава микрофлоры путем снятия мазка стерильной кисточкой с поверхности объекта площадью 100 см2 (1 дм2).
В ходе проведенных исследований нами были получены результаты, приведенные в таблице 3 и 4.
Как следует из таблицы 3, количественный состав микрофлоры сыпучего материала на различных объектах исследования отличается между собой и изменяется в
различные сезоны года. Наибольшее количество бактерий за все изученные сезоны
обнаружено в сыпучем материале строительного камня храма Михаила Архангела
и памятника Кирову. Возможно, это связано с наибольшей площадью повреждений,
так как по данным визуального обследования (см. таблицу 2), характер повреждений
этих объектов соответствует 4 стадии. Чем больше площадь повреждений, тем больше возможностей для роста и развития бактерий, которые в свою очередь еще более
усугубляют эти повреждения. Меньшее число бактерий в сыпучем материале отмечено на таких объектах, как кинотеатр «Октябрь», крепостная стена в Летнем саду,
и храм Николы со Усохи. На остальных объектах число бактерий за весь период исследований имеет незначительные отличия. Наименьшее число бактерий наблюдается в сыпучем материале скульптуры «Материнство». Все эти данные положительно
коррелируют с данными визуального обследования вышеперечисленных объектов.
Как и предполагалось по результатам визуального обследования, минимальное
число бактерий отмечено на строительном камне памятника Поэту и крестьянке, Великой Княгине Ольге и Ленину (см. таблицу 4). Это можно объяснить отсутствием сыпучего материла (пробы были взяты методом мазка), а также слабой степенью
биоповреждений.
Анализ содержания общего числа бактерий в сыпучем материале исследуемых
объектов по сезонам показал, что в подавляющем большинстве случаев наибольшая
бактериальная загрязненность характерна для сыпучего материала изучаемых объектов в весенний период. Аналогичная картина наблюдается и в отношении поверхности строительного материала памятников (см. таблицу 4). Вероятнее всего это
связано с повышенной влажностью воздуха и температурой в момент взятия проб —
условиями, благоприятными для размножения и развития бактерий.
Несколько меньшую активность микроорганизмы проявляют в летний и осенний период, что, возможно, связано с сухостью воздуха летом и низкой температурой
осенью в момент взятия проб.
Таким образом, высокая бактериальная загрязненность сыпучего материала соответствует наибольшему биоповреждению исследуемых объектов в условиях высокой влажности воздуха и температуры.
Как отмечалось ранее, под влиянием тионовых бактерий корродируют металлические конструкции, каменные и бетонные сооружения. Значение тионовых бактерий сводится не только к образованию серной кислоты, но и окислению закисного
сернокислого железа до окисного (Fe2+ до Fe3+) , являющегося чрезвычайно агрессивным по отношению к металлическим сооружениям, поскольку оно выступает как
активный окислитель. Поэтому обнаружение тионовых бактерий в местах биоповреждений является их важной характеристикой и дает возможность прогнозировать
характер будущих разрушений.
59
Таблица 3
Количественный состав микрофлоры строительного материала
различных зданий и сооружений города Пскова, число бактерий•103/1г
сыпучего материала
№ Объект исследований
Лето
Осень
Весна Всего
1. Крепостная стена, Летний сад
18,0
25,0
32,0
75,0
2. Крепостная стена, Ботанический сад
15,0
17,0
21,0
53,0
3. Храм Николы со Усохи
25,0
20,0
19,0
64,0
4. Храм Михаила Архангела с Городца
36,0
32,0
42,0
110,0
5. Храм Василия на Горке
14,0
19,0
26,0
59,0
6. Храм Анастасии Римлянки
16,0
11,0
9,0
36,0
7. Памятник в честь 300-летия героической обороны
Пскова от войск Стефана Батория
10,0
13,0
16,0
39,0
8. Памятник Кирову
32,0
28,0
48,0
108,0
9. Скульптура «Материнство»
12,0
10,0
8,0
30,0
10. Поганкины палаты
16,0
14,0
16,0
46,0
11. ПсковГУ (ЕГФ)
20,0
17,0
19,0
56,0
12. Кинотеатр «Октябрь»
25,0
22,0
32,0
79,0
13. Культурный городской центр
14,0
15,0
16,0
45,0
253
243
304,0
800,0
Всего
Таблица 4
Количественный состав микрофлоры поверхности строительного
материала различных памятников города Пскова,
число бактерий·103/1дм2 поверхности
№ Объект исследований
Лето
Осень
Весна
Всего
1. Памятник Ленину
0,7
0,5
3,0
5,4
2. Памятник Поэту и крестьянке
0,1
0,1
0,4
0,6
3. Памятник Великой Княгине Ольге
1,2
0,1
1,8
3,1
2,0
0,7
5,2
7,6
Всего
Нами были исследованы различные объекты культурного наследия г. Пскова,
которые подверглись разрушению с образованием сыпучего материала. Данный сыпучий материал анализировался на предмет наличия тионовых бактерий. Характер
развития бактерий оценивался условно по образованию пленки, осадка или помутнению вследствие образования серы по следующей шкале:
Слабая степень образования серы — среда мутная, без осадка.
Средняя степень образования серы — среда мутная, с осадком.
60
Сильная степень образования серы — среда мутная, с хорошо выраженным
осадком и образованием заметной пленки.
В ходе проведенных исследований нами были получены результаты, представленные в таблице 5. Из нее видно, что тионовые бактерии были выявлены на всех исследуемых объектах, но степень образования пленки серы отличается между собой и
изменяется в различные сезоны года.
В летний период в большинстве изученных случаев наблюдается слабая степень
образования пленки серы, но есть объекты со средней степенью образования пленки
серы — ПсковГУ (ЕГФ), кинотеатр «Октябрь», памятник Кирову, с сильной — Городской культурный центр, Поганкины палаты, храм Василия на Горке. В осенний
период в большинстве случаев наблюдается слабая и средняя степень образования
пленки серы, но есть объекты с сильной степенью образования пленки серы — храм
Михаила Архангела с Городца, памятник в честь 300-летия героической обороны
Пскова от войск Стефана Батория, памятник Кирову.
В весенний период в большинстве случаев наблюдается слабая и средняя степень образования пленки серы, в ряде случаев — сильная степень образования пленки серы (храм Михаила Архангела с Городца, памятник Кирову).
Таблица 5
Обнаружение тионовых бактерий в сыпучем материале строительного
материала различных объектов культурного наследия г. Пскова
№
Объект исследований
Степень образования
пленки серы
Лето
Осень
Весна
1. Крепостная стена, Летний сад
Слабая
Средняя
Средняя
2. Крепостная стена, Ботанический сад
Слабая
Слабая
Слабая
—
Слабая
Средняя
4. Храм Михаила Архангела с Городца
Слабая
Сильная
Сильная
5. Храм Василия на Горке
Сильная
Слабая
Слабая
6. Храм Анастасии Римлянки
Слабая
Средняя
—
7. Памятник в честь 300-летия героической обороны
Пскова от войск Стефана Батория
Слабая
Сильная
Слабая
8. Памятник Кирову
Средняя
Сильная
Сильная
9. Скульптура «Материнство»
Слабая
Слабая
Слабая
10. Поганкины палаты
Сильная
Средняя
Средняя
11. ПсковГУ (ЕГФ)
Средняя
Слабая
Слабая
12. Кинотеатр «Октябрь»
Средняя
Средняя
Средняя
13. Культурный городской центр
Сильная
—
Средняя
3. Храм Николы со Усохи
Таким образом, наличие тионовых бактерий в исследуемых образцах свидетельствует о возможной микробиологической природе характерных для данных объектов разрушений.
Нитрифицирующие бактерии также вызывают коррозию металлов и биоповреждения строительных материалов в результате образования азотной кислоты (см. выше).
61
Нами были исследованы различные здания и сооружения г. Пскова, которые
подверглись разрушению с образованием сыпучего материала, на предмет присутствия нитрифицирующих бактерий (см. таблицу 6).
Таблица 6
Обнаружение нитрифицирующих бактерий в строительном материале
различных зданий и сооружений г. Пскова
(по появлению синего окрашивания в присутствии дифениламина)
№
Объект исследований
Наличие синей окраски
Лето
Осень
Весна
1. Крепостная стена, Летний сад
─
─
─
2. Крепостная стена, Ботанический сад
+
+
─
3. Храм Николы со Усохи
+
+
+
4. Храм Михаила Архангела с Городца
─
─
+
5. Храм Василия на Горке
─
─
─
6. Храм Анастасии Римлянки
─
─
+
7. Памятник в честь 300-летия героической обороны
Пскова от войск Стефана Батория
8. Памятник Кирову
─
─
+
─
─
─
9. Скульптура «Материнство»
─
─
─
10. Поганкины палаты
─
─
─
11. ПсковГУ (ЕГФ)
─
─
─
12. Кинотеатр «Октябрь»
─
─
─
13. Культурный городской центр
+
+
─
Как следует из таблицы 6, в большинстве случаев нитрифицирующие бактерии
в сыпучем материале отсутствовали. Летом и осенью нитрифицирующие бактерии
были обнаружены в строительном материале Крепостной стены (Ботанический сад)
и Городского культурного центра. Только весной данная группа бактерий выявлена в
пробах сыпучего материала храмов Михаила Архангела с Городца и Анастасии Римлянки, а также памятника в честь 300-летия героической обороны Пскова от войск
Стефана Батория. В течение всего периода исследований нитрифицирующие бактерии были обнаружены в в сыпучем материале строительного камня храма Николы
со Усохи. Таким образом, перечисленные объекты подвержены разрушительной деятельности не только тионовых, но и нитрифицирующих бактерий.
Проведенные исследования позволили нам сделать следующие выводы:
1. Наибольшими биоповреждениями характеризуются крепостная стена в Ботаническом саду, храм Николы со Усохи, храм Василия на Горке и памятник в честь
300-летия героической обороны Пскова от войск Стефана Батория. Слабая степень
повреждений отмечена для памятников Ленину, Поэту и крестьянке и Великой Княгине Ольге.
62
2. Наибольшее количество бактерий обнаружено в сыпучем материале строительного камня храма Архангела Михаила и памятника Кирову. Высокая бактериальная загрязненность строительного материала этих объектов соответствует наибольшему биоповреждению.
3. Тионовые бактерии были выявлены на всех исследуемых объектах, но степень образования пленки серы отличается между собой и изменяется в различные
сезоны года. Степень образования серы положительно коррелирует с характером
биоповреждений.
4. Крепостная стена в Ботаническом саду, храм Николы со Усохи, Городской
культурный центр, храм Михаила Архангела с Городца, храм Анастасии Римлянки и
памятник в честь 300-летия героической обороны Пскова от войск Стефана Батория,
подвержены разрушительной деятельности не только тионовых, но и нитрифицирующих бактерий.
Литература
Андреюк Е. А., Билай Р. А., Коваль Э. З. Микробная коррозия и ее возбудители. Киев.:
Наукова думка, 1980. 288 с.
2. Власов Д. Ю. Микромицеты в литобионтных сообществах: разнообразие, экология, эволюция, значение // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук. Санкт-Петербург, 2008.
3. Гусев М. В., Минеева Л. А. Микробиология. М.: Академия, 2003. 464 с.
4. Иванов Ф. М, Горшин С. Н. Биоповреждения в строительстве. М., 1984. 320 с.
5. Ильичев В. Д, Бочаров Б. В, Анисимов А. А. Биоповреждения : Учеб. пособие для биол.
спец. вузов. М., 1987. 352 с.
6. Инчик В. В. Высолы и солевая коррозия кирпичных стен. СПб.: Изд-во СПб ГАСУ, 1998.
7. Князева В. П. Экология. Основы реставрации. М., 2005. 400 с.
8. Ленгелер Й., Древс Г., Шлегель Г. и др. Современная микробиология. Прокариоты. М.,
2005. 1152 с.
9. Огарков Б. Н. Методы микробиологических исследований биоповреждений гражданских объектов и памятников архитектуры // Материалы рос. науч.-практ. конф., посвящ.
100-летию со дня рождения проф. Е. В. Талалаева, 11–13 марта 2002 г. Иркутск, 2002.
С. 219–223.
10. Петушкова Ю. А. Методологические аспекты исследования микробиоты памятников
истории и культуры // Автореферат дисс. на соискание уч. степени канд. биол. наук.
М., 2005.
11. Шаповалов И. В. Биоповреждение строительных материалов плесневыми грибами. Белгород, 2003. 149 с.
1.
63
Приложение 1
Памятник поэту и крестьянке
64
Приложение 2
Памятник Великой княгине Ольге
65
Приложение 3
Памятник Кирову
66
Приложение 4
Памятник в честь 300-летия героической обороны Пскова
от войск Стефана Батория
67
Приложение 5
Храм Василия на Горке
68
Приложение 6
Храм Николы со Усохи
69
Приложение 7
Храм Анастасии Римлянки
70
Приложение 8
Храм Архангела Михаила с Городца
71
Приложение 9
Поганкины палаты
72
Приложение 10
Городской культурный центр
73
Приложение 11
ПсковГУ (естественно-географический факультет), ул. Советская, 21
74
Khmelevskaia I.
MICROBIOLOGICAL STUDY OF CULTURAL HERITAGE OBJECTS
IN PSKOV
The present work deals with the microbiological research of cultural heritage objects
in Pskov. This problem is relevant in connection with the preservation of historical monuments in environmental pollution and degradation of the city ecosystem as a whole, as they
are often caused by the destruction due to microorganisms activity. Pskov is one of the
oldest cities in our country, which still has many historical and architectural monuments.
In this paper, visual inspection and study of cultural heritage objects in Pskov by microbiological methods were carried out. During the overall microflora composition analysis
of the loose materials covering various objects under study thionic and nitrifying bacteria
were detected in the construction materials of various objects in Pskov.
Key words: corrosion, biological micro-organisms, microcenosis, environmental
pollution, thionic bacteria, nitrifying bacteria, iron bacteria.
75