Таким образом, при разработке мер борьбы с микробиологическими повреждениями следует всегда учитывать возможность образования на поражаемом материале ассоциаций, включающих бактерии и грибы и существенно различающихся в разных экологических условиях.
В настоящее время трудно найти группу материалов, на которую микроорганизмы не оказывают разрушающего действия. Биодеструкции подвержены бетон, древесина, бумага, пластмассы, резина, электроизоляция, нефтепродукты, металлы и их сплавы, металлическое оборудование, радиоэлектроника, электротехника, авиационная и космическая техника и т.д. Биодеструкция наносит огромный экономический ущерб, который исчисляется десятками миллиардов рублей в год. В ряде случаев ущерб вообще нельзя выразить в денежных единицах: сюда относятся аварии, приводящие к потере здоровья и гибели людей, связанные со взрывами, с разрушением химического оборудования; катастрофы авиалайнеров и судов, вызванные биокоррозией, и т.д.
Кроме того, следует иметь в виду, что бесконтрольное развитие микроорганизмов на материалах также представляет определенную опасность для здоровья людей, поскольку бактерии и грибы, повреждающие материалы, могут быть причиной кожных, аллергических и других заболеваний, а также источником сильно действующих токсинов.
Признаки повреждения материалов микроорганизмами достаточно разнообразны. В ряде случаев наблюдается «плесневение» материала, которое заметно невооруженным глазом и указывает на участие в его порче грибов. На древесине, бумаге, тканях, коже, пластмассах, лакокрасочных покрытиях под воздействием микроорганизмов часто появляются различные окрашенные пятна.
Плесневение и пигментация материалов нередко сопровождаются изменением их физико-химических свойств. Одни материалы теряют прочность, у других снижаются относительное удлинение при разрыве, показатели модуля упругости и напряжения при растяжении, у третьих ухудшаются диэлектрические свойства.
К настоящему времени, благодаря многочисленным исследованиям, в основном известны наиболее показательные и специфические представители различных микроорганизмов, вызывающих повреждения различных материалов. Наиболее характерные микроорганизмы, провоцирующие порчу конкретных материалов и пищевых продуктов, представлены в табл.1 (см. приложение).
Невосполнимый ущерб наносят микроорганизмы, разрушая сокровища мировой культуры - произведения живописи, прикладного искусства, исторические и архитектурные памятники. (Ильичев В.Д., 1987)
Во многих памятниках архитектуры с настенной живописью в силу ряда экологических факторов складываются благоприятные условия для развития микроорганизмов. Плесневые грибы, актиномицеты, бактерии могут использовать для своего развития органические связующие красочного слоя, растительные остатки в штукатурке, реставрационные материалы, загрязнения на поверхности красочного слоя, мертвые микробные клетки, вещества, приносимые вследствие капиллярного объема влаги в стенах памятника. Развитие гетеротрофных микроорганизмов приводит к распылению красочного слоя настенной живописи, разрушению штукатурной основы и изменению колорита вследствие перерождения пигментов. Наиболее полными являются исследования, проведенные в Рождественском соборе Ферапонтова монастыря прямыми микроскопическими методами (сканирующая электронная микроскопия), а также результаты микробиологических анализов, проведенные в соборе Рождества Богородицы в Боровском Пафнутьевском монастыре (Ребрикова и др.,1988; Ребрикова, Карпович,1988).Авторы доказали, что на стенописи развиваются не какие-либо отдельные микроорганизмы, а целые микробные сообщества, включающие бактерии, актиномицеты, грибы, а в некоторых случаях водоросли. В зависимости от конкретных экологических условий на одном и том же субстрате могут формироваться различные микробные ассоциации, а та или иная группа микроорганизмов – играть доминирующую роль.
Некоторыми авторами отмечено усиленное развитие микроорганизмов – деструкторов при нарушении температуро-влажностностного режима в памятниках архитектуры. В церквях и соборах, как правило, неотапливаемых, разница летней и зимней температуры достигает 27°С. Колебания относительной влажности воздуха в таких соборах с настенными росписями также бывают достаточно резкими (Леликова,1983).В работе Д.С. Курицыной (1969) показано, что в соборах с настенными росписями необходимо стремиться не допускать, чтобы относительная влажность воздуха поднималась выше 60-65 % , так как при 66%, хотя и слабо, уже могут развиваться плесневые грибы. (Ребрикова Н.Л., 1988)
Известно, что микроорганизмы заселяют неорганические строительные материалы и способствуют разрушению мрамора, известняка, кирпича и подобных субстратов, находящихся на открытом воздухе. Их развитие на камне усиливает процессы выветривания, приводит к образованию на поверхности скульптур и сооружении окрашенных пленок, корок, отслаиванию чешуи мрамора. Биопленки представляют собой cooбщества микроорганизмов, взаимно поддерживающих развитие друг друга на минеральном субстрате за счет выделения внеклеточных полимерных веществ (пигментов, полисахаридов, белков). Особенно активно деструктивные процессы протекают в условиях городов с высоким уровнем загрязнения воздуха. Частицы пыли, оседающие на поверхности мрамора, взаимодействуют микробными пленками и продуктами их метаболизма, в образующие органические кислоты.
В исследованиях последних лет была показана подущая роль микромицетов в разрушении античного и средневекового мрамора в Средиземноморье, Крыму и в условиях северной Европы. Микроколониальные меланизированные грибы, обладающие дрожжеподобным или меристематическим ростом, по мнению ряда авторов, способны длительное время развиваться на мраморе и вызывать постепенное разрушение его поверхностного слоя. Их отличает высокая устойчивость к неблагоприятным внешним факторам и способность проникать в толщу субстрата. Наряду с ними на поверхности мрамора, находящегося на открытом воздухе, повсеместно присутствуют пропагулы типичных почвенных грибов, попадающие на камень с током воздуха или частицами почвы. Их развитие происходит только при благоприятных внешних условиях и сопровождается быстрой колонизацией субстрата и изменением его поверхностных свойств. Очевидно, что интенсивность деструктивных процессов в поверхностном слое мрамора зависит от факторов внешней среды, а также качественного и количественного состава микрофлоры, изучение которой является непременным условием при анализе причин повреждения камня.
Многочисленные мраморные скульптуры и сооружения в Санкт-Петербурге экспонируются на открытом воздухе и подвергаются прямому воздействию атмосферных факторов и микроорганизмов. Роль последних в выветривании камня здесь изучалась ранее на примере аэробных гетеротрофных и нитрифицирующих бактерий в образцах разрушающихся строительных материалов.(Громов Б.В., 1963)
Объектами исследования выбраны следующие экспонаты:
1. Памятная доска Б.М. Шаховскому, проба на наружной стене главного корпуса АГТУ, установлен около 5 лет назад. (Памятная доска)
2. Монумент, посвященный погибшим в ВОВ, расположенный в парке АГТУ около главного корпуса, установлен около 10 лет назад. (Монумент ВОВ)
3. Памятник преподавателям и студентам Астррыбвтуза – жертвам политических репрессий, расположенный в парке главного корпуса и установленный около 3 лет назад. (Памятник жертвам репрессий)
4. Картина под названием «Старая Астрахань» - художник Дьяков П.К., написана в 90-х годах CC века, хранится в помещении Астраханской картинной галереи им. Кустодиева Б. (Картина)
5. Скульптура под названием «Рабочие фуражки» - неизвестного автора, материал бронза. (Скульптура № 1)
6. Скульптура – автор Шевченко Д.К., материал бронза, сделана в 90 х годах CC века. (Скульптура № 2)
Параллельно исследовалась чистота воздуха в помещениях музея по показателям обсемененности спорами грибов.
Исследуемые мною пробы отбирались стерильными тампонами, смоченными в стерильной воде, и помещались в пробирки со стерильной водой для дальнейшего использования.
Поверхность исследуемых экспонатов протиралась тампоном примерно с одинаковой площади 10×10 см2 .
Также бралась проба воздуха в помещении музея, путем открытия чашки Петри со средой Чапека на 15 мин. После чего все пробы транспортировались в лабораторию для немедленного исследования.
Стерилизацияявляется одним из важнейших и необходимых приемов в микробиологической практике. Слово «стерилизация» в переводе с латинского означает «обеспложивание». В практической работе под стерилизацией понимают методы, применяемые для уничтожения всех форм жизни как на поверхности, так и внутри стерилизуемых объектов. Микробиологи стерилизуют питательные среды, посуду, различные инструменты и другие необходимые предметы с целью не допустить развитие посторонних микроорганизмов в исследуемых культурах.