А. Н. Геращенко, И. Ю. Кирцидели, В. А. Парфенов. Противодействие биологическим поражениям памятников с помощью лазерной обработки
В настоящее время биологические поражения являются одной из главных причин разрушения памятников. Биоповреждением принято называть изменение свойств материала памятника вследствие воздействия на него живых организмов. Это комплексная проблема, которая затрагивает самые различные материалы: камень (мрамор, известняк, песчаник), органические материалы (бумагу, кожу, ткань, древесину и т. д.), керамику, стекло и даже металл [1, 2]. В качестве биодеструкторов памятников выступают бактерии, плесневые грибы, микроскопические водоросли, лишайники, мхи, а иногда и высшие семенные растения.
Микромицеты (их еще иногда называют плесневыми грибами) – многочисленная и разнородная в систематическом отношении группа биологических организмов. Мицелий грибов состоит из длинных разветвленных нитей – гиф, которые разрастаются на поверхности материала и часто проникают в него.
Споры грибов часто очень стойки к экстремальным воздействиям. Благодаря своему малому весу споры легко распространяются воздушными потоками и, оседая на предметы, проникают в мелкие поры и трещины. Отличаясь большим разнообразием физиологических и биохимических свойств, они способны к жизнедеятельности в экстремальных условиях, непригодных для других организмов.
Появление микроорганизмов на поверхности объектов культурного наследия приводит к ухудшению их внешнего вида, что проявляется в изменении исходного цвета. Однако это только «верхушка айсберга», поскольку главная опасность биологических поражений связана с физическим и химическим воздействием микроорганизмов на материал памятника. Проникая в материал исторического объекта, они постепенно разрушают его структуру. Например, при биопоражении мрамора и известняка микромицеты, укоренившиеся в порах между кристаллами кальцита, вызывают отслаивание (с последующим «отшелушиванием») отдельных фрагментов поверхностного слоя. В результате микроорганизмы могут ускорять темпы деструкции камня во много раз.
Используя материал памятника как субстрат, микроорганизмы растут на нем, питаются, размножаются, выделяют продукты обмена веществ. В качестве питательных веществ они могут использовать вещества органической природы (в том числе, остатки старой плесени или слизистой бактериальной пленки), пыль (как музейную, так и привносимую извне), следы рук, реставрационные полимерные материалы и т. п. Более того, многие грибы и бактерии могут получать необходимые им углерод и энергию из органических веществ, содержащихся в минеральных материалах.
Для того чтобы использовать различные вещества в качестве источника своего питания, микроорганизмы выделяют специфические белки – ферменты, которые катализируют реакции в процессах расщепления сложных структурных макромолекул материала на отдельные фрагменты. Так, например, микроорганизмы, разрушающие материалы растительного происхождения (бу маг у, древесину, холст и др.), выделяют группу ферментов – целлюлазы, которые катализируют реакции расщепления целлюлозы (структурного полисахарида растительных материалов) до моно– и дисахаридов, т. е. до глюкозы