БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ ГРАНИТА В УСЛОВИЯХ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

Е.Г. Панова, А.Д. Власов, Т.А. Попова, М.С. Зеленская, Д.Ю. Власов

Аннотация


Проблема разрушения камня в городской среде вызывает большой интерес в связи с необходимостью повышения долговечности зданий и сооружений, а также сохранения объектов культурного наследия. Гранит относится к прочным типам камня, но и он подвергается процессам физического, химического и биогенного выветривания. В городской среде эти процессы могут ускоряться в связи с воздействием антропогенного фактора. В статье основное внимание уделено роли биологических объектов в разрушении гранитного камня в архитектурных сооружениях Санкт-Петербурга, а также оценки роли экологических факторов в развитии процессов биообрастаний и биоповреждений. Разработана методология комплексных исследований процессов деструкции гранита, предложена классификация основных форм разрушения гранита и описана последовательность этапов биологической колонизации каменного материала. С применением комплекса диагностических и аналитических методов выявлены и охарактеризованы основные биодеструкторы гранита, описаны формы макро- и микрообрастаний. Особое внимание уделено характеристике биопленок, распределению микроорганизмов на каменистом субстрате. Показано, что гранит рапакиви наиболее подвержен биогенной деструкции, а его заселение микроорганизмами во многом связано с особенностями минерального состава и структуры породы. Установлено, что в городской среде особенно заметно доминирование наиболее адаптированных видов обрастателей, которые составляют основу литобионтных сообществ. Строение этих сообществ может быть использовано в целях биоиндикации состояния городских экосистем.

Ключевые слова


выветривание биоповреждения макро- и микрообрастания гранит городская среда литобионтные сообщества

Полный текст:

PDF

Как процитировать материал

Литература


Булах А.Г. Каменное убранство Петербурга. Этюды о разном. - СПб. : Сударыня, 1999. - 135 с.

Булах А.Г., Борисов И.В., Гавриленко В.В., Панова Е.Г. Каменное убранство Петербурга. Книга путешествий. - СПб. : Сударыня, 2002. - 245 с.

Власов А.Д. Геоэкологические факторы разрушения гранита-рапакиви и особенности его биообрастания в нарушенных экосистемах // Известия РГПУ им. А.И. Герцена. - 2012. - № 153 (2). - С. 39-46.

Власов Д.Ю., Богомолова Е.В., Зеленская М.С., Горбушина А.А. Обзор методов исследования грибов, повреждающих памятники архитектуры и искусства // Труды Биологического НИИ СПбГУ «Актуальные проблемы микологии». - № 47. - СПб. : СПбГУ, 2001. - С. 88-100.

Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. - М. : Наука, 2004. - 677 с.

Крюков П.А. Горные, почвенные и иловые растворы. - Новосибирск : Наука, 1971. - 220 с.

Няникова Г.Г., Виноградов Е.Я. Bacillus mucilagenosus - перспективы использования. - СПб. : НИИХ СПбГУ, 2000. - 120 с.

Олейникова Г.А., Панова Е.Г. Геоинформационный ресурс анализа нанофракций горных пород // Литосфера. - 2011. - № 1. - С. 83-93.

Панова Е.Г., Власов Д.Ю., Лоудес Х. и др. Разрушение камня в условиях городской среды // Каменное убранство Северной Столицы. - СПб. : Копи-Р Групп, 2013. - С. 3-8.

Попова Т.А., Власов Д.Ю., Зеленская М.С., Панова Е.Г. Биообрастания гранитных набережных Санкт-Петербурга // Вестник СПбГУ. - Сер. 3, вып. 2. - 2014. - С. 30-40.

Раилкин А.И. Процессы колонизации и защита от биообрастания. - СПб. : Изд-во СПбГУ, 1998. - 269 с.

Сазанова К.В., Щипарев С.М., Власов Д.Ю. Образование органических кислот грибами, изолированными с поверхности памятников из камня // Микробиология. - 2014. - Т. 83, № 5. - С. 525-533.

Сверлова Л.И. Научные основы современного подхода к оценке уровня загрязнения атмосферного воздуха городов // Успехи современного естествознания. - 2009. - № 7. - C. 20-22.

Теппер Е.З., Шильникова В.К., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. - М. : Дрофа, 2005. - 256 с.

Тутакова А.Я., Романовский В.Р., Булах А.Г., Лир В.Н. Природный камень в современной архитектуре Санкт-Петербурга. - Л. : Эпиграф, 2011. - 165 с.

Удодов П.А., Назаров А.Д., Коробейникова Е.С. Геохимические особенности поровых растворов горных пород. - М. : Недра, 1983. - 213 с.

Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. - М. : Химия, 2010. - 352 с.

Adamo P, Violante P. Weathering of rocks and neogenesis of minerals associated with lichen activity // Applied Clay Science. 2000. - N 16. - P. 229-256.

Bennett P.C., Rogers J.R., Choi W.J. Silicates, Silicate Weathering, and Microbial Ecology // Geomicrobiology Journal. - 2001. - Vol. 18. - P. 3-19.

Berthelin J. Microbial weathering processes // Microbial Geochemistry. Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1983. - P. 223-262.

Carballal R., Paz-Bermudez G., Sanchez-Biezma M.J., Prieto B. Lichen colonization of coastal churches in Galicia: biodeterioration implications // International biodeterioration and biodegradation. - 2001. - N 47. - P. 157-163.

Dornieden T., Gorbushina A.A., Krumbein W.E. Patina - physical and chemical interactions of sub-aerial biofilms with objects of Art // In: Ciferri O., Tiano P., Mastromei G. (Eds.). Of Microbes and Art: The Role of Microbial Communities in the Degradation and Protection of Cultural Heritage., Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. - 2000. - P. 105-119.

Edwards H.G., Perez F.R. Lichen biodeterioration of the Convento de la Peregrina, Sahagun, Spain // Biospectroscopy. - 1999. - Vol. 5, № 1. - P. 47-52.

Favero-Longo S.E., Gazzano C., Girlanda M. and ect. Phisical and chemical deterioration of silicate and carbonate rocks by Meristematic Microcolonial Fungi and Endolithic Lichens (Chaetothyriomycetidae) // Geomicrobiology Journal. - 2011. - Vol. 28, N 8. - P. 732-744.

Fernandez-Camacho R., Rodrigues S. Ultrafine particle and fine trace metal (As, Cd, Cu, Pb and Zn) pollution episodes induced by industrial emissions in Huelva, SW Spain // Atmospheric Environment. - 2012. - N 5. - P. 507-517.

Fitzner B., Heinrichs K., Kowatzki R. Weathering forms - Classification and mapping. Verlag Ernst & Sohn, Berlin, 1995. - 124 p.

Griffin P.S., Indicator N., Koestler R.J. The biodeterioration of stone: a review of deterioration mechanisms, conservation case, histories and treatment // International Biodeterioration. - 1991. - Vol. 28. - P. 187-208.

Hesham A. Bioweathering and Biotransformation of Granitic Rock Minerals by Actinomycetes // Microb Ecol. - 2009. - Vol. 58. - P. 753-761.

Hutchens E. The role of heterotrophic bacteria in feldspar dissolution an experimental approach // Mineralogical Magazine. - 2003. - Vol. 67(6). - P. 1157-1170.

Jönsson A. Ni, Cu, Zn, Cd and Pb in sediments in the city-center of Stockholm, Sweden. Origins, deposition rates and bioavailability // Swedish Environmental Research Institute. - 2011. - 66 p.

Karaca Z., Öztürk A., Ünsal T. A Comparative study on the activity of oxygenic photosynthetic consortia on marble and granite // International Conference on Environmental Science and Technology. - 2011. - Vol. 6. - P. 447-451.

Krumbein W.E. Microbial interactions with mineral materials // Biodeterioration. - 1988. - Vol. 7. - P. 78-100.

Manta D., Angelone M., etc. Heavy metals in urban soils: a case study from the city of Palermo (Sicily), Italy // The Science of the Total Environment. - 2002. - N 300. - P. 229-243.

Mastromei G. (Eds.). Of Microbes and Art: The Role of Microbial Communities in the Degradation and Protection of Cultural Heritage., Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. - 2000. - P. 105-119.

Mitchell R., Gu J.D. Changes in the biofilm microflora of limestone caused by atmospheric pollutants // International Biodeterioration and Biodegradation. - 2000. - Vol. 46, № 4. - P. 299- 303.

Pope N., Tanner B. Harris, Rajakaruna N. Vascular plants of adjacent serpentine and granite outcrops on the deer isles, Maine, USA // RHODORA, 2010. - Vol. 112, No. 950. - P. 105-141.

Rampazzi L., Giusanni B., etc. Monuments as sampling surfaces of recent traffic pollution // Environ. Sc. Pollut. Res. - 2011. - N 18. - P. 184-191.

Roberts D.J., Nica D., Davis J.L., Zuo G. Quantifying microbially induced deterioration of concrete: initial studies // International Biodeterioration and Biodegradation. - 2002. - Vol. 49, № 4. - P. 227-234.

Saiz-Jimenez C. Biodeterioration and Biodegradation: the Role of Microorganisms in the Removal of Pollutants Deposited on Historic Buildings // International Biodeterioration and Biodegradation. - 1997. - Vol. 40, № 2-4. - P. 225-232.

Sanjurjo-Sánchez J., Juan Ramón Vidal Romaní, Carlos Alves. Comparative analysis of coatings on granitic substrates from urban and natural settings (NW Spain) // Geomorphology. - 2012. - N 138. - P. 231-242.

Silva B., Rivas T., Prieto B. Effects of lichens on the geochemical weathering of granitic rocks // Chemosphere. - 1999. - Vol. 39, No. 2. - P. 379- 388.

Silverman M.P. Biological and organic chemical decomposition of silicates // Studies in Environmental Science. - 1979. - Vol. 3. - P. 445- 465.

Song W., Ogawa N., Oguchi C.T., Hatta T., Matsukura Y. Effect of Bacillus subtilis on granite weathering: A laboratory experiment // Catena. - 2007. - Vol. 70. - P. 275-281.

Soubbotina T. Beyond Economic Growth. An introduction to Sustainable Development. Second Edition. Washington. - 2004. - 225 p.

Urzi C.E., Criseo G., Krumbein W.E., Wollenzien U., Gorbushina A.A. Are colour changes of rocks caused by climate, pollution, biological growth, or by interactions of the three? // Conservation of Stone and Other Materials. - 1993. - Vol. 1. - P. 279-286.

Walsh J.H. Ecological considerations of biodeterioration // International Biodeterioration and Biodegradation. - 2001. - Vol. 48, № 1. - P. 16-25.

Warscheid T. Integrated concepts for the protection of cultural artifacts against biodeterioration // Of Microbes and Art: The Role of Microbial Communities in the Degradation and Protection of Cultural Heritage. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. - 2000. - P. 185-202.

Warscheid Th., Braams J. Biodeterioration of stone: a review // International Biodeterioration and Biodegradation. - 2000. - N 46. - P. 343-368.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v7i1.47

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"