Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

28
BIODETERIORAREA SI BIODETERIOGENII 7 7.1. Biodeteriorarea 7.2. Condiţii de dezvoltare a biodeteriogenilor 7.3. Surse de contaminare 7.4. Categorii de biodeteriogeni şi rolul lor în procesul de biodeteriorare 7.1. Biodeteriorarea B iodeteriorarea este un proces cu efecte distructive asupra monumentelor istorice şi este rezultatul unui complex de interacţiuni între biodeteriogeni (organisme care se dezvoltă pe suprafaţa, în profunzimea sau în apropierea monumentului, între aceştia şi substrat, respectiv condiţiile de microclimat. Caracteristicile substratului, prezenţa apei și a depunerilor în principal de natură organică, valoarea temperaturii, lumina, determină desfăşurarea procesului de biodeteriorare cu intensitate diferită deoarece creşterea şi multiplicarea biodeteriogenilor are loc numai dacă parametrii specifici care le asigură metabolismul au valori corespunzătoare. Prof. Univ. Dr. Ioana Gomoiu* Prof. Dr. Elias Chatzitheodoridis** * Universitatea Națională de Arte ** Universitatea Națională Tehnică din Atena

description

BIODETERIORAREA SI BIODETERIOGENIIProf. Univ. Dr. Ioana Gomoiu* Prof. Dr. Elias Chatzitheodoridis*** Universitatea Națională de Arte ** Universitatea Națională Tehnică din Atena7.1. Biodeteriorarea 7.2. Condiţii de dezvoltare a biodeteriogenilor7.3. Surse de contaminare7.4. Categorii de biodeteriogeni şi rolul lor în procesul de biodeteriorareBiodeteriorarea este un proces cu efecte distructive asupra monumentelor istorice şi este rezultatul unui complex de interacţiuni între biodeteriogeni (organisme care se dezvoltă pe suprafaţa, în profunzimea sau în apropierea monumentului, între aceştia şi substrat, respectiv condiţiile de microclimat. Caracteristicile substratului, prezenţa apei și a depunerilor în principal de natură organică, valoarea temperaturii, lumina, determină desfăşurarea procesului de biodeteriorare cu intensitate diferită deoarece creşterea şi multiplicarea biodeteriogenilor are loc numai dacă parametrii specifici care le asigură metabolismul au valori corespunzătoare.

Transcript of Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

Page 1: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

BIODETERIORAREA SI BIODETERIOGENII

7

7.1. Biodeteriorarea

7.2. Condiţiidedezvoltareabiodeteriogenilor

7.3. Sursedecontaminare

7.4. Categoriidebiodeteriogenişirolullorînprocesuldebiodeteriorare

7.1. Biodeteriorarea

Biodeteriorarea este un proces cu efecte distructive asupra monumentelor istorice şi este rezultatul unui complex de interacţiuni între biodeteriogeni (organisme care

se dezvoltă pe suprafaţa, în profunzimea sau în apropierea monumentului, între aceştia şi substrat, respectiv condiţiile de microclimat. Caracteristicile substratului, prezenţa apei și a depunerilor în principal de natură organică, valoarea temperaturii, lumina, determină desfăşurarea procesului de biodeteriorare cu intensitate diferită deoarece creşterea şi multiplicarea biodeteriogenilor are loc numai dacă parametrii specifici care le asigură metabolismul au valori corespunzătoare.

Prof. Univ. Dr. Ioana Gomoiu* Prof. Dr. Elias Chatzitheodoridis**

* Universitatea Națională de Arte** Universitatea Națională Tehnică din Atena

Page 2: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

142

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

Biodeteriorarea este efectul activităţii metabolice a organi-smelor vii care găsesc condiţii optime de dezvoltare. In funcţie de intensitatea proceselor metabolice suprafaţa operei de artă poate fi colonizată de microbiodeteriogeni (microorganisme: bacterii, fungi, alge). Efectele biodeteriorării sunt specifice pentru fiecare categorie de microbiodeteriogen; acestea se cumulează în timp în funcţie de mecanismele prin care tipurile de microbiodete-riogeni au colonizat în trepte suprafaţa respectivă şi au acţionat distructiv.

Biodeteriorarea s-a identificat atât la exteriorul cât si la inte-riorul monumentului Corbii de Piatră. La exterior, acest proces acţionează la nivelul rocii şi a unicului zid existent dar efectele majore se constată pe termen lung. Astfel, la baza zidului ex-terior s-au pus în evidenţă detaşări prin acţiunea combinată a plantelor şi a factorilor climatici. In spaţiile dintre pietrele de construcţie care au devenit decoezive, plantele ierboase îşi fixează rădăcinile. Acelaşi proces s-a identificat în fisurile rocii situate deasupra bisericii unde se dezvoltă plante lemnoase (de-talii în cap. 3).

La interior, biodeteriorarea acţionează direct la nivelul pic-turii murale şi a suportului acesteia. Efectele biodeteriorării s-au identificat insitu prin examinarea directă, cu ajutorul apa-ratelor de mărire, în lumină directă şi razantă iar înregistrarea fotografică a devenit un document care reflectă starea de con-servare a picturii murale studiată in perioada 2007-2010. Exa-minarea insitu permite pe baza recunoaşterii morfologiei spe-cifice să fie emisă suspiciunea de biodeteriorare. Dovada certă a desfăşurarii procesului de biodeteriorare şi implicit a existenţei biodeteriogenilor s-a adus după recoltarea probelor prin meto-de non distructive, examinarea la microscopul optic şi electro-nic şi prelucrarea lor în condiţii de laborator, respectiv identifi-carea categoriei sau a apartenenţei taxonomice a acestora.

In biserica rupestă Corbii de Piatră procesul de biodeterio-rare este extins la toţi pereţii precum şi la obiectele existente în fiecare încăpere. Totuşi, se poate spune că, peretele nordic din naos se află in faza cea mai avansată de biodeteriorare pentru că a fost colonizat în timp de mai multe generaţii succesive de cia-nobacterii, alge verzi, fungi și briofite. La momentul examinării, în zonele unde s-au identificat briofite stratul pictural nu mai există iar mortarul este decoeziv şi aderă la părţile componente ale talului acestora. Un strat extins de biofilm verde este vizibil pe tot peretele nordic, sudic, pe boltă şi în altar. De fapt, la in-trarea în naos, privirea oricărui vizitator este atrasă de culoarea verde în diferite nuanţe care nu permite citirea scenelor picturii murale nici în locurile unde aceasta se mai păstrează; lacune-le sunt acoperite de asemenea de biofilmul de culoare verde în diferite nuanţe în funcţie de grosime şi tipul de microorganism generator.

Efectele biodeteriorării pot fi puse in evidenţă insitu chiar de către restauratori prin examinarea aspectului estetic al suprafeţelor şi recunoaşterea morfologiei specifice. Modificările apărute ca urmare a procesului de biodeteriorare precum şi in-tensitatea acestora depinde de tipul de biodeteriogen/i precum şi de numărul generaţiilor de colonizatori care s-au succedat.

In biserica rupestră Corbii de Piatră au fost identificate următoarele tipuri morfologice de degradări determinate de acţiunea combinată a biodeteriogenilor şi a condiţiilor de mi-croclimat:

■ Cruste de culoare neagră, patină de culoare brun-neagră, exfolieri, pulverulenţă - sunt determinate de dezvoltarea bacteriilor autotrofe; s-au identificat în partea inferioară a catapetesmei şi în altar (fig. 7.1 şi 2);

■ Pulverulenţă de culoare gri-albicioasă, patină de culoare închisă - sunt determinate de bacterii heterotrofe fila-mentoase (actinomicete; fig. 7.3); s-au identificat în zona mediană a catapetesmei;

■ Suprafaţă acoperită de biofilm lucios şi/sau mat de cu-loare albăstrui-verzuie, patină de culoare închisă - sunt determinate de cianobacterii; s-au identificat în pronaos, pe peretele nordic din naos şi în altar (fig. 7.4);

■ Suprafaţă acoperită de biofilm lucios şi/sau mat de cu-loare verde de diferite nuanţe, patină de culoare închisă - sunt determinate de alge verzi; s-au identificat pe toţi pereţii din naos şi altar;

■ Aspect pâslos sau prăfos, pete colorate, exfolieri - sunt de-terminate de fungi; s-au identificat pe pereţii din naos, în altar şi proscomidiar (fig. 7.6-9)

■ Strat de culoare verde în diferite nuanţe, cu aspect conti-nuu sau în mase izolate este determinat de briofite; s-au identificat pe pereţii exteriori ai rocii, pe peretele interior nordic din naos (fig. 7.10) şi în altar (fig. 7.11);

■ Cruste de diferite culori, excavaţii, clivări - sunt deter-minate de licheni; s-au identificat pe partea exterioară a zidului şi pe rocă;

■ Crăpături, detaşări de materiale - sunt determinate de plante superioare (acţionează mecanic prin rădăcini; fig. 7.12) identificate la baza zidurilor precum şi de li-cheni identificaţi pe zidul exterior şi pe rocă (acţionează biochimic prin producerea de acizi organici; fig. 7.13);

Un aspect morfologic deosebit al biodeteriorării observat predominant pe mortar, în altar şi sporadic pe peretele nordic este reprezentat de stratul de origine biologică gros de 1-3 mm de culoare brună, consistenţă moale, având forme neregulate. Pictura murală care s-a mai păstrat, are aspect lucios datorită peliculei foarte subţire de apă de la suprafaţă rezultată atât din

Page 3: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

143

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

Fig.7.1. Patinășicrustedeculoareneagrăpecatapeteasmă Fig.7.2. Patinășicrustedeculoareneagrăinaltar

Fig.7.3. Stratpulverulentdeculoaregriprodusdeactinomicetesporulateînparteamedianăacatapetesmei

Fig.7.4. Biofilmprodusdecianobacteriiperetelenordicdinnaos

Fig.7.5. Biofilmprodusdealgeverziînnaos

Page 4: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

144

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

Fig.7.6. Exfolieriînpronaos Fig.7.7. Zonecolorateîngalbenînnaos

Fig.7.8. Aspectpâslos-miceliunesporulat(Aspergillusniger)înaltar Fig.7.9. Aspectpâslos-miceliusporulat(Aspergillusflavus)înaltar

Fig.7.10. Briofitepeperetelenordicînnaos Fig.7.11. Briofiteidentificateînaltar

Fig.7.12. Plantefixateîncrăpăturilerocii Fig.7.13. Licheni,briofiteşiplantesuperioarepepereteleexteriorșideasupraacestuia

Page 5: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

145

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

percolarea apei în substrat cât şi din atmosfera saturată cu va-pori (fig. 7.14 şi 15).

In altar s-au identificat zone în care se menţin următoarele stadii: strat de organisme fotoautotrofe în dezvoltare, mase mici neregulate de organisme fotoautotrofe descompuse (fig.16), strat continuu extins de microorganisme fotoautotrofe în curs de descompunere (fig. 7.17).

Prin examinarea macroscopică (fig. 7.18) în funcţie de as-pectul morfologic s-a presupus că organismele fotoautotrofe sunt reprezentate de briofite şi alge iar descompunătorii sunt fungi microscopici. Câteva mase de dimensiuni mici şi forme neregulate deşi extrem de fragile au fost desprinse de pe mortar şi au fost examinate la microscop. Acestea prezintă la suprafaţă în cea mai mare parte alge descompuse dar şi în fază activă; se observă de asemenea hife ale unor specii de fungi neidentifica-

te taxonomic dar implicate în descompunerea algelor moarte. Existenţa algelor în fază activă este o dovadă a existenţei apei în substratul respectiv, a folosirii acestuia ca nişe ecologică şi a pătrunderii luminii (fig. 7.19 şi 20).

Algele, ajunse în interiorul monumentului la senescenţă sunt descompuse de fungi (fig. 7.21). Pe dosul maselor analizate ca şi în zona centrală a acestora se găsesc briofite şi alge în curs de descompunere (fig. 7.22). Ritmul de descompunere este lent în condiţiile de microclimat din biserică, dar se poate afirma cu certitudine că cel de descompunere al briofitelor este mai lent decât cel al algelor datorită complexităţii structurii pere-telui celulei vegetale. Menţinerea “tulpiniţelor” de briofite şi a “frunzuliţelor” în structura maselor analizate ne determină să considerăm că forma şi reţinerea pe suprafaţa mortarului este dependentă de prezenţa acestei categorii de organisme foto-

Fig.7.14. Urmedinstratulgrosdeorganismefotoautotrofeînregresie Fig.7.15. Stratgrosdeorganismefototrofeînfazadedescompunereşiurmedincelanterior

Fig.7.16. Diferitefazedeexistenţăaorganismelorfotoautotrofe Fig.7.17. Stratdebriofitesialgeîndezvoltareşiîndescompunere

Page 6: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

146

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

autotrofe precum şi de mortarul decoeziv la care au aderat. In măsura în care particulele de mortar se deprind de perete formaţiunea se detaşează şi se identifică la baza peretelui sub formă de depunere. In zonele unde mortarul este liber pre-supunem că acesta a fost colonizat numai de către algele verzi filamentoase care s-au descompus mai repede, s-au desprins cu uşurinţă şi au lăsat locul accesibil pentru o nouă colonizare; aceasta este posibilă în permanenţă în condiţiile de microclimat existente în biserică.

In structura unor mase mici de orgine biologică s-au pus în evidenţă prin observaţiile microscopice alge verzi care aderă la particule ale mortarului devenit decoeziv (fig. 7.23). Cercetările efectuate ne permit să propunem următorul scenariu al proce-

sului de biodeteriorare pe suprafeţele mai sus menţionate:Analizele biologice efectuate la nivelul picturii murale de-

monstrează faptul că cea mai mare parte a acesteia se află într-un stadiu foarte avansat de biodeteriorare. Prezenta starea de con-servare nu este rezultatul exclusiv al biodeteriorarii ci a acţiunii simultane a factorilor fizici, chimici si a organismelor vii care au găsit conditii optime pentru creştere, dezvoltare şi multipli-care (prezența apei, valori optime de temperatură, pH, lumină, compuşi organici etc). Ca urmare a procesului de biodeterio-rare, la suprafaţa şi în profunzimea picturii murale precum si a obiectelor de cult din biserica rupestră Corbii de Piatră apar modificări uneori greu sau imposibil de restaurat. Astfel culoa-rea albăstruie si verde determinată de prezenţa cianobacteriilor

Fig.7.19. Masemicineregulatedeorganismefototrofe(altar)

Fig.7.18. Detaliuconţinândurmedinstratulgrosdeorganismefototrofe(al-tar)

▶ Desprinderea unor părţi de biofilm descompus duce la apariţia spaţiilor libere;

▶ Formarea maselor mici, groase având contur neregulat prin înglobarea particulelor de mortar devenit decoeziv, a fragmentelor de briofite, alge moarte dar şi de alge verzi vii;

▶ Recolonizarea spaţiilor libere;▶ Menţinerea stratului de origine biologică şi contur

neregulat sub forma maselor dispuse diferit;▶ Continuarea procesului de descompunere şi

detaşare a părţilor corespunzătoare

▶ In stadiul de senescenţă stratul de orgine biologică este descompus de către fungi şi actinomicete ceea ce determină înlocuirea culorii verzi cu brun şi ne-gru în diferite nuanţe;

▶ Formarea stratului de origine biologică, continuu, de culoare verde, rezultat din colonizarea suprafeţei de către alge verzi şi briofite;

▶ Aderarea acestuia la particulele de mortar;

Page 7: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

147

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

şi algelor pe pereţii din naos si altar se poate îndepărta de la suprafaţa picturii murale prin procesul de curăţare dar la nive-lul porilor rămân celule care pot iniţia un nou proces de biode-teriorare în condiţiile în care microclimatul nu se schimbă. In cazul în care se folosec algicide suprafeţele trebuiesc monitori-zate pentru că eficienţa poate să nu fie cea sperată şi in plus pot apare efluorescenţe. Incercările de decontaminare efectuate pe peretele nordic au fost eficiente dar după un an de la aplicare au apărut eflorescenţe. In alte cazuri, culoarea neagră datorată eli-berarii pigmenţilor melanici de către fungi (Ulocladiumcharta-rum,Cladosporiumsp.) poate fi redusă ca intensitate prin folo-sirea compuşilor care sunt compatibili cu pigmenţii din pictura murală dar nu poate fi îndepărtată în totalitate deoarece aceştia

sunt fixaţi chimic la nivelul stratului pictural sau a mortarului (catapeteasmă, proscomidiar).

Biodeteriorarea poate avea ca efect pierderea de materie (lacune în stratul pictural si mortar, pierderea coeziunii identi-ficate în pronaos, naos si altar) când microbiodeteriogenii folo-sesc depunerile organice de la suprafaţa picturii murale ca su-bstrat nutritiv și eliberează in timpul colonizarii acizi organici. Modificări cu efect estetic datorită dezvoltării biodeteriogenilor chimioautotrofi şi fotoautotrofi (patina de culoare verde, negră, apariţia petelor colorate) s-au pus în evidenţă pe peretii tuturor încăperilor precum şi pe bolta naosului şi altarului).

Biodeteriorarea este iniţiată de biodeteriogeni prin fo-losirea substratului ca nişă ecologică, nutrient (procese de

Fig.7.20. Nouageneraţiedealge

Fig.7.21. Fungicurolîndescompunereaalgelor

Fig.7.22. Briofiteînfazadedescompunere-capeteleconidienedeAspergillusniger.

Fig.7.23. Algeverziaderândlamortaruldecoeziv

Page 8: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

148

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

pe suprafeţe cu un conţinut foarte scăzut de compuşi organici (urme) şi sintetizează acizi care determină solubilizarea com-ponentelor minerale dar şi procese de decolorare (Tomaselli, 2003). Efectele biodeteriorării determinate de această catego-rie de biodeteriogeni s-au identificat la baza pereţilor interiori din naos (la baza acestora). Microorganismele fotoautotrofe se dezvoltă pe paviment şi pe pereţii umezi care primesc lumină naturală (prin unica fereastră din naos, uşa din pronaos) şi/sau artificială (iluminatul electric). Conţinutul crescut de compuşi organici de la suprafaţa picturii murale reprezentaţi de depu-nerile atmosferice, contactul direct al enoriaşilor şi produşii rezultaţi din descompunerea biodeteriogenilor după încetarea activităţii vitale, permit colonizarea acesteia de către microor-ganisme heterotrofe (bacterii şi fungi) care acţionează în sens distructiv prin mecanisme biochimice şi mecanice, toate con-ducând la alterarea estetică a imaginii. Acumularea materiei particulate din atmosferă la suprafaţa dezintegrată în condiţii de microclimat adecvate (lumină şi umiditate) favorizează dezvol-tarea briofitelor.

Momentul în care a început prezentul studiu care a constituit obiectivul proiectului “Strategie integrată de cercetare a stării de conservare a unor biserici rupestre în vederea restaurării şi punerii în valoare-studiu de caz: Corbii de Piatra” (SICBR) 91-001/2007 nu a permis punerea în evidenţă a tuturor etapelor de colonizare pe suprafaţa picturii murale. Acestea au fost identifi-cate în diferitele încăperi ale monumentului sau au fost presupu-se pe baza cercetărilor de microscopie optică şi electronică.

asimilaţie=anabolism) sau prin metaboliţii produşi (procese de descompunere=catabolism; Gaylarde şi colab., 2003). Substra-tul care urmează să fie colonizat devine bioreceptiv (totalitatea proprietăţilor care favorizează ataşarea, creşterea şi multiplica-rea uneia sau mai multor categorii de organisme). Biodeteriora-rea conduce la modificarea microstructurii, conţinutului de apă şi a umidităţii relative.

Pe suprafața picturii murale din biserca Corbii de Piatră s-au identificat microorganisme care determină un proces intens de biodeteriorare și acţionează atât la nivelul stratului pictural cât şi al suportului. După apariţia procesului de colonizare, mi-crobiodeteriogenii fac parte integrantă din monument şi con-tribuie la pierderea semnificativă a stratului pictural, la acoperi-rea acestuia cu biofilm de culoare verde sau neagră. In biserici, comunităţile microbiene şi stratul pictural fac parte din meso-cosm şi se caracterizează prin stabilitate şi izolare de mediul ex-tern (Pepe şi colab., 2008).

Procesul de biodeteriorare a picturii murale executate în teh-nica “al fresco” începe chiar din momentul iniţierii colonizării iar intensitatea acestuia se corelează cu cea a metabolismului pe termen scurt, cantitatea de depuneri de natură organică şi cu cea a numărului etapelor de succesiune parcurse de la prima colonizare (Saarela şi colab., 2004).

Primii colonizatori ai picturii murale executate în tehnica “al fresco” sunt bacteriile chemolitotrofe care determină coroziu-nea biologică a materialelor de legătură prin capacitatea acesto-ra de a produce acizi. Bacteriile chemoorganotrofe se dezvoltă

7.2. Condiţii de dezvoltare a biodeteriogenilor

In biserica rupestră Corbii de Piatră există condiţii optime pen-tru dezvoltarea biodeteriogenilor pe tot pracursul anului, ceeace determină un proces continuu de deteriorare, accentuat de cel de biodeteriorare. Pictura murală, acolo unde există sau mor-tarul, pot fi folosite ca nişe ecologică sau ca substrat nutritiv în funcţie de tipul de microbiodeteriogen colonizator. Biodeterio-genii se dezvoltă şi exercită actiunea lor distructivă asupra mo-numentului în condiţiile existenţei substratului ce prezintă ca-racteristici favorabile, a compuşilor nutritivi, a apei în substrat şi în aer, a luminii, a valorilor optime de temperatură, a curenţilor de aer şi a desfăşurării unor activităţi umane neadecvate cu asi-gurarea conservării.

Substraturilepe care s-au identificat biodetriogeni sunt re-prezentate de pictura murală, mortar, rocă (ultimele au suprafeţe ce vin în contact direct cu mediul din biserică) şi diferite obiecte religioase sau de folosinţă curentă.

Microorganismele fotoautotrofe se dezvoltă pe pictura murală şi pe mortar pe care le folosesc ca nişe ecologică.

Pentru fotosinteză, în majoritatea cazurilor, aceşti microbio-deteriogeni preiau sărurile minerale din apa care percolează prin rocă şi în mod excepţional cele din substrat; CO2 există ca gaz în atmosferă dar concentraţia acestuia creşte datorită procesului de respiraţie a biodeteriogenilor, a enoriaşilor care participă la serviciul religios şi a vizitatorilor; lumina naturală pătrunde prin fereastra din naos si uşa despărţitoare din pronaos iar cea artificială provine de la candelabrul situat in naos.

Structura poroasă a stratului pictural,a mortarului şi a rocii, prezenţa unor fisuri şi a lacunelor contribuie la creşterea ran-damentului de fixare a microorganismelor, condiţie esenţială pentru iniţierea procesului de colonizare. In acelaşi timp, celu-lele fixate sunt protejate de variaţiile de temperatură, compuşii chimici folosiţi în decontaminare si au acces mai uşor la apa

Page 9: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

149

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

Fig.7.24. Colonizareapicturiimuraleşiamortaruluidecătrealge(peretenordicdinnaos)

Fig.7.25. Colonizarealacunelordecătrealge(peretenordicdinnaos)

Fig.7.26. Algefixateînfisuri(altar) Fig.7.27. Algefixatelanivelulporilor(pronaos)

Fig.7.28. Dezvoltareafungilorpecorpurilemoartealeţânţarilorexistenteinaltar

Fig.7.29. Biofilmalgalindiferitefazededezvoltare(peretesudicdinnaos)

Page 10: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

150

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

existentă în pori (fig. 7.25 şi 26). In pronaos, unii pori, prin pier-derea pereţilor au confluat iar la suprafaţă sunt colmataţi de alge (fig. 7.27).

Prezenţa unor compuşi organici în structura stratului pic-tural (dispersia de cazeinat), sau a unor obiecte din biserică (ştergare, icoane, strane, cutii de depozitare, suport papetar de natură celulozică, lumânări), a depunerilor organice care se acumulează din atmosferă de-a lungul timpului sau din de-scompunerea colonizatorilor constituie substratul nutritiv pen-tru microorganismele heterotrofe (bacterii si fungi). Corpurile ţânţarilor sau ale altor insecte, ale acarieni care după încetarea activităţii vitale rămân ataşate de pereţii şi bolta altarului dar şi în proscomidiar, reprezintă de asemenea o sursă nutritivă pen-tru fungii ai căror produşi de metabolism acţionează distructiv asupra picturii murale - în locurile unde se mai păstrează- sau asupra mortarului (fig. 7.28).

Apa percolează prin structura poroasă a rocii şi a stratu-lui pictural şi determină în corelaţie cu valoarea temperaturii creşterea valorii umidităţii relative. Apa este un factor vital pen-tru biodeteriogeni dar cantitatea optimă este specifică pentru fiecare categorie taxonomică. Astfel, cianobacteriile, algele si briofitele se dezvoltă pe suprafeţe care au un conţinut mare de apă dar care primesc şi lumină. Culoarea verde determinată de dezvoltarea algelor, identificată pe toţi pereţii din naos indife-rent dacă au pictură murală sau nu, se corelează întotdeauna cu existenţa apei în suprafaţa acoperită. Incetarea activităţii vitale este desigur dependentă de starea fiziologică a celulelor respec-tive dar şi de reducerea conţinutului de apă din suprafaţă chiar dacă are loc pentru perioade scurte și pe suprafeţe limitate. Deşi microorganismele folosesc apa din substrat pentru propriul me-tabolism, conţinutul acesteia nu se reduce substanţial datorită aportului provenit din percolarea prin structura poroasă.

Lumina este strict necesară pentru microorganismele foto-autotrofe. Acestea se dezvoltă abundent în direcţia pătrunderii fasciculului luminos sau a distribuţiei luminii de la candelabru. Lumina este de asemenea necesară pentru desfăşurarea proce-sului de sporulare pentru unele genuri fungice (Cladosporium,Ulocladium,Alternaria). In acest ultim caz lumina nu afectează procesul de biodeteriorare produs de fungi ci numai parcurge-rea ciclului biologic al speciilor respective. Răspândirea acestora pe suprafeţe necontaminate şi implicit colonizarea se poate face prin fragmente de hife (propagule) desprinse din miceliu.

Deşi temperatura fluctuează pe parcursul anului, micro-organismele fotoautotrofe sunt adaptate la valorile acesteia şi în permanenţă patina de culoare verde în diferite nuanţe este evidentă. Momentul încetării activităţii vitale a microorganis-melor fotoautotrofe se corelează cu reducerea intensităţii culorii verzi, modificarea acesteia spre brun şi intrarea în descompu-nere, ceea ce echivalează cu procesul de colonizare aparţinând treptei următoare, iniţiată în principal de fungi (micoroganis-me heterotrofe care sintetizează enzime ce descompun pereţii celulari și conţinutul citoplasmatic al microorganismelor fo-toautotrofe. Fluctuaţiile de temperatură favorizează apariţia condensului pe ferestre (fig. 7.30), mortar sau chiar pe stratul pictural. O parte a condensului de pe pereţi se evaporă şi con-tribuie la creşterea valorii umidităţii relative iar alta se absoarbe. In ultimele două cazuri, picăturile de condens au atât rolul de a stimula creşterea şi multiplicarea biodeteriogenilor (fig. 7.32 şi 33) cât şi cel de a transporta celule ale microbiodeteriogenilor de pe suprafeţe contaminate pe alte suprafeţe care vor fi astfel contaminate şi colonizate în 2-10 zile. In plus, condensul, con-tribuie la creşterea valorii umidităţii relative şi a conţinutului de apă din pereţi.

In biserică, temperatura medie zilnică este de 12.4°C iar umi-ditatea relativă este de 80.3%. Curenţii de aer chiar şi de intensi-tate mică determinaţi de deplasarea enoriaşilor şi a vizitatorilor în interiorul bisericii sau formaţi prin menţinerea deschisă în permanenţă a ferestrei din naos şi a uşii de la intrarea în prona-os, acţionează ca un vehicul al celulelor microbiodeteriogenilor existente pe unele suprafeţe spre cele necontaminate; în acelaşi timp transportă noi microorganisme din exteriorul bisericii, unele dintre acestea fiind chiar biodeteriogeni.

Condiţiile de microclimat din biserica rupestră Corbii de Piatră sunt favorabile pentru dezvoltarea microorganisme-lor pe orice suport cu structură organică. De aceea, existenţa obiectelor religioase şi de folosinţă permanentă care au struc-tura lemnoasă, cele ce au suport textil si papetar reprezintă atât substraturi care sunt colonizate rapid cât si surse peremanente de microbiodeteriogeni. Mentionăm dintre acestea covoarele găsite în anul 2008, ştergarele, icoanele policrome pe substrat lemnos (fig. 7.34), casetele de lemn (fig. 7.35), pervazul ferestrei din naos, stranele, uşa din pronaos (fig. 7.36), cutiile de depo-zitare a lumânăriilor din pronaos (fig. 7.37), notele informative pe hârtie (fig. 7.43 şi 44)

Page 11: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

151

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

Fig.7.30. Apariţiacondensuluipeferestre

Fig.7.34. Coniophoraputeanaperamauneiicoaneînnaos

Fig.7.31 Apariţiacondensuluipemortar

Fig.7.32. Apariţiacondensuluipepictură Fig.7.33. Condenslasuprafaţabiofilmuluiverde

Fig.7.35. Fungidezvoltaţipecutiacumoaşteînnaos

Fig.7.36. Colonizareauşiidinpronaosdecătrefungi Fig.7.37. Colonizareadecătrefungialumânărilordepozitateînpronaos

Page 12: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

152

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

Sursele de microbiodeteriogeni pot fi localizate atit în exteriorul şi cât si în interiorul bisericii. Prin mijloace de transport spe-cifice sau nespecifice aceştia ajung la suprafaţa picturii murale şi a mortarului, unde în funcţie de necesităţile nutritive şi mi-croclimat pot coloniza sau nu suprafaţa respectivă, ajungând la maturitatea biologică sau nu.

Pentru a evalua riscul de contaminare a picturii murale trebuiesc luate în considerare: curenţii de aer şi încărcătura microbiană a aerului (variază în funcţie de microclimat, sezon, orele de desfăşurare a serviciului regios şi cele de vizitare, fluxul enoriaşilor si al vizitatorilor), structurile arhitecturale (aperturi, înălţimea încăperii, locul de plasare a picturii murale).

Principalele surse de microorganisme din afara bisericii sunt: vegetaţia ierboasă şi lemnoasă din curtea perimetrală, de pe rocă, păşunile şi culturile agricole din înprejurimi, animalele moarte (accidental). Celulele vegetative bacteriene, fragmente-le hifale şi sporii din exterior sunt transportate în interior prin intermediul precipitaţiilor (ajung în naos prin spaţiile din jurul ferestrei), prin apa care percolează prin porii rocii, a curenţilor de aer (calzi, reci sau de convecţie) şi a enoriaşilor (încărcătura microbiană a vestimentaţiei şi a părţilor organismului uman care vin în contact cu suprafaţa picturii murale).

Principalele surse de contaminare din interiorul bisericii se găsesc pe pictura murală, mortar, cărămizi, cablul electric. Ana-lizele de laborator au demonstrat prezenţa fungilor producători de pigmenţi melanici (Aureobasidium sp., Alternaria sp.Cladosporiumsp.Ulocladiumchartarum,Stachybotrysatra) pe cablul electric (fig. 7.38).

Pe suportul lemnos al icoanelor , pervaz, strane s-au idene-dtificat Coniophora puteana, Chaetomium globosum şi Tricho-dermaviride (fig. 7.39). Tetrapodul a fost colonizat în exclusivi-tate de Coniophoraputeana (fig. 7.40).

Pe suportul textil ce conţine fibre de celuloză dar şi depuneri de natură organică s-au observat pete de culoare brună ce core-spund existenţei următoarelor specii fungice: Aspergillusniger,Cladosporium sp., Alternaria alternata, Aureobasidium pullu-lans.Se consideră că acesta reprezinţă o sursa de biodeteriogeni pentru pictura murală deoarece există identitate taxonomică (fig. 7.41).

Suportul papetar din conţinutul caietului de impresii ale vizitatorilor (situat în pronaos; fig. 7.42), a notelor informative (situate în pronaos şi naos; fig. 7.43 şi 44) şi cel din structura unor icoane, conţine următoarele specii fungice cu activitate celulozolitică: Cladosporium herbarum, Alternaria alternata,Chaetomiumglobosum,Trichodermaviride,Aspergillussp.

Lumânările (fig. 7.45 şi 46) depuse de enoriaşi în diferite lo-curi, picăturile de ceară rezultate din arderea nesupravegheată a lumânărilor, corpuri ale insectelor moarte (fig. 7.47) şi restu-rile alimentare ce conţin carbohidraţi se contaminează rapid în interiorul bisericii datorită conţinutului lor în compuşi organici şi a umidităţii crescute. Toate acestea devin o sursă de contami-nare pentru pictura murală.

Aerul de la interiorul şi exteriorul monumentelor conţine în mod constant microorganisme dar numai numărul redus se consideră a fi “normal”. Prima semnalare asupra naturii tran-smisibile a deteriorării locuinţelor umane şi a vestimentaţiei se

7.3. Surse de contaminare

Fig.7.38. Cabluelectriccolonizatdeaceleaşispeciifungicedepepicturamurală(naos)

Fig.7.39. PervazulestecolonizatdeConiophoraputeana(naos)

Page 13: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

153

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

Fig.7.40. TetrapodulcontaminatdemiceliudeConiophoraputeanaîndezvoltare(naos)

Fig.7.41. Stergarcolonizatdefungicelulozolitici(naos)

Fig.7.42. Caietulpentruvizitatoriestecontaminatdefungi(pronaos) Fig.7.43. Noteleinformativecontaminatedefungi(naos)

Fig.7.44. Noteleinformativecontaminatedefungi(pronaos) Fig.7.45. Lumânăricontaminateînloculdedepunere(catapeteasmă)

Fig.7.46. Fungidezvoltaţipepicăturidelumânăriacoperitedecondens(al-tar)

Fig.7.47. Fungidezvoltaţipecorpurimoartedeţânţari(altar)

Page 14: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

154

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

află în capitolul 14 al Bibliei, Leviticus. Baza ştinţifică a efectului distructiv al microorganismelor nu a fost menţionată pentru că la momentul respectiv lipseau cunoştinţele despre această categorie de organisme. Cercetările efectuate pe picturile din peşterile paleolitice (Groth şi colab.,1999) au pus în evidenţă extinderea contaminării cu actinomicete (bacterii filamentoase heterotrofe) prin intermediul curenţilor de aer.

Celulele microbiene (vegetative, spori, propagule) sunt transportate în interiorul monumentului prin intermediul curenţilor de aer, apei (care circulă de la suprafaţă prin porii ro-cii, condens), animalelor, slujitorilor bisericii, enoriaşilor şi vizi-tatorilor. O parte dintre acestea nu se pot înmulţi şi îşi încetează activitatea vitală pentru că nu găsesc condiţiile optime pe noul substrat; altele ramân ataşate dar în stare latentă pentru că pe moment nu au condiţii pentru creştere şi multiplicare; altele cresc şi se multiplică rapid colonizând substratul şi iniţiind pro-cesul de biodeteriorare. Umiditatea, temperatura, prezenţa altor microorganisme şi caracteristicile suprafeţei sunt esenţiale. Pe aceaşi pictură murală care are în structură sau la suprafată (ca depuneri) compuşi organici, în funcţie de conţinutul de apă se pot succeda colonizatori primari (Aspergillusniger,A.versicolor,Paecilomyces variotii, Penicillium sp când apa disponibilă Aw ‹0,85) secundari (Aspergillus flavus, Cladosporium herbarum,C.cladosporioides,Mucorcircinelloides,Rhizopus când Aw=0,85-0,90) sau colonizatori terţiari (Alternariaalternata,Aspergillusfumigatus, Fusarium moniliforme, Trichoderma sp., Sporobo-lomyces sp, Ulocladium consortiale când aw ›0,90). In cazul în care între colonizatorii de acelaşi grad există relaţii antagoniste diversitatea taxonomică se reduce. Succesul cel mai mare în co-lonizare îl au speciile cu viteza cea mai mare de creştere.

Pentru ca microorganismele să ajungă în aerosporă celule vegetative şi/sau sporii trebuie să se detaşeze de pe suprafaţa pe care au contaminat-o. Acest proces este dependent de viteza curenţilor de aer şi turbulenţă (valori ridicate), structura colo-niei (coloniile de Aspergillus versicolor şi Penicillium sp. sunt mari, au conidiofori lungi, spori sferici dispuşi în lanţuri lun-gi şi se răspândesc mai uşor; coloniile de Cladosporiumsp sunt mai mici, au conidiofori scurţi şi subţiri, spori de formă ovală dispuşi în lanţuri scurte, se răspândesc mai greu la intensităţi mai mari ale curenţilor de aer), vibraţii (deplasarea persoane-lor în încăpere, sunete, închiderea uşii cu forţă, funcţionarea instalaţiilor de aer condiţionat, trafic, cutremurele determină frecvenţe oscilatorii care rup legătura dintre spori, spori şi co-nidiofori, hife).

Sursa de contaminare reprezentată de o suprafaţă colonizată (pictura murală, mortar, rocă, lemn,

textile, lumânări, picături de lumânări)

Detaşarea de substrat a celulelor vegetative şi a sporilor

Dispersia în aer

Depunerea pe o nouă suprafaţă (ca urmare a actiunii forţei de gravitaţie)

Impactul pe noua suprafaţă:▶ încetarea activităţii vitale (spori de

Coniophoraputeana care ajung pe suprafaţa picturii murale);

▶ rămânerea în starea de latenţă (Aspergillusfumigatus,Aspergillusterreus,Cladosporiumsphaerospermum,Ulocladiumchartarum care ajung pe suprafeţe pe care se află eflorescenţe);

▶ colonizarea şi iniţierea biodeteriorării (spori de Coniophoraputeana care ajung pe suprafaţa lemnului din structura stranelor, obiectelor religioase; spori deAspergillusfumigatus,Aspergillusterreus,Cladosporiumsphaerospermum,Ulocladiumchartarum care ajung pe biofilmul algal sau talul briofitelor care şi-au încetat activitatea vitală).

Etapele parcurse de microorganismele care se răspândesc prin intermediul aerului sunt următoarele:

Page 15: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

155

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

In cazul în care vehiculul de transport al microbiodeterioge-nilor este altul decât aerul se parcurg următoarele etape:

Cercetările efectuate la microscopul optic au demonstrat că sporii care sunt pe suprafeţe umede şi sunt preluaţi de condens sunt transportaţi în interiorul picăturilor de apă iar cei preluaţi de pe suprafeţe uscate (foarte reduse ca dimensiune în interiorul bisericii) sunt transportaţi la exteriorul acestora.

In structura aerosporei predomină ziua sporii de Cladospo-riumiar noaptea cei de Sporobolomyces. Numărul cel mai mare de spori de Alternaria se găseşte în aerospora de la sfârşitul lu-nii august-începutul lunii septembrie, cel de Sporobolomycesîn luna august iar cel de Cladosporiumîn luna august şi începutul lunii septembrie. Sporii bazidiomicetelor (Serpulalacrymans şi Coniophoraputeana) predomină în aerospora din lunile august-octombrie (Lacey, 1996). Cercetările referitoare la compoziţia aerosporei din interiorul bisercii Corbii de Piatră au pus în evidenţă existenţa sporilor de: Alternariaalternata,Aspergillusniger, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Penicilium sp,Coniophoraputeana,Cladosporiumherbarum, Trichodermavi-ride,Ulocladiumchartarum.

Fragmentele hifale şi sporii existenţi în aer sau inhalaţi prin aplecarea asupra zonelor contaminate, determină reacţii imu-nologice specifice în organismul uman. Majoritatea sporilor fungici sunt alergeni datorită faptului că au proteine cu greu-tatea moleculară 10.000-80.000Da, localizate la nivelul perete-lui celular, membranei plasmatice şi citoplasmei. Literatura de specialitate menţionează că reactivitatea imunologică a frag-mentelor hifale se estimează prin citotoxicitate şi producerea de mediatori proinflamatori (Gorni, 2004).

Deşi majoritatea sporilor fungilor sunt alergeni, cei de Al-ternaria şiCladosporium determină apariţia astmului bronşic. Aspergillus fumigatus şi Aspergillus niger produc aspergiloza invazivă cu efecte grave asupra stării de sănătate (Lacey, 1966). Sensibilitate mare la sporii fungici şi fragmentele hifale au per-soanele cu sistem imunitar deficitar dar cele care frecventează regulat biserica se vor sensibiliza în timp scurt datorită faptului că toxinele fungice se percep olfactiv chiar de la intarea în biserică. Inhalate zilnic şi pe termen lung toxinele se manifestă ca agenţi cancerigeni.

Sursa de contaminare reprezentată de o suprafaţă colonizată (pictura murală de pe peretele de sud,

mortar de pe catapetasmă, rocă din proscomidiar)

Preluarea de către picăturile de condens, insecte, contactul direct al enoriaşilor

şi al slujitorilor bisericii

Depunerea pe o nouă suprafaţă

Impactul pe noua suprafaţă:▶ încetarea activităţii vitale (sporii

de Aspergillusnigerde pe uşa de la intrarea în pridvor care ajung pe pictura murală fără depuneri organice);

▶ rămânerea în starea de latenţă (aceeaşi spori care ajung pe suprafaţa mortarului de pe peretele nordic pe care se dezvoltă briofite dar care sunt în stare activă);

▶ colonizarea şi iniţierea biodeteriorării (aceeaşi spori care ajung pe suprafaţa mortarului de pe peretele nordic din altar pe care s-a identificat atât biofilm inactiv cât şi briofite în descompunere).

7.4. Categorii de biodeteriogeni şi rolul lor în procesul de biodeteriorare

Principalele categorii de biodeteriogeni identificaţi în biserca rupestră Corbii de Piatră sunt: cianobacteriile, algele, briofitele (organisme fotoautotrofe) şi fungii (microscopici şi macrosco-pici ca microorganisme heterotrofe).

7.4. 1. Cianobacteriile şi algeleBiodeteriogenii cu cea mai mare raspândire în interiorul bise-ricii Corbii de Piatră sunt reprezentaţi de cianobacterii şi alge verzi. Nutriţia lor de tip fotoautotrof a determinat prezentarea

Page 16: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

156

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

lor împreună în această lucrare şi nu tipul de organizare celulară (procariot respectiv eucariot)

In pronaos, deşi pereţii sunt văruiţi este vizibilă culoarea verde determinată de dezvoltarea algelor verzi atât pe suprafaţa văruielii (fig. 7.48), în lacunele existente (fig. 7.49), cât şi pe treapta care conduce spre naos; pavimentul situat la baza pereţilor prezintă de asemenea biofilm de culoare verde.

In naos, cianobacteriile şi algele verzi au fost identificate pe peretele sudic (fig. 7.50-52) şi nordic (fig. 7.53), pe catapeteasmă în partea inferioară şi mediană, pe paviment inclusiv pe treapta care conduce spre altar, în altar precum (fig. 7.54) şi pe boltă (fig. 7.55 şi 56).

In altar, algele verzi şi cianobacteriile sunt mai mult vizibi-le pe peretele de est atât partea dinspre sud (fig. 7.57) cât şi

Fig.7.48 Algeverzipesuprafaţavăruielii(pronaos) Fig.7.49 Algeverziînlacuneledinvăruielă(pronaos)

Fig.7.50 Microorganismefotoautotrofepeparteainferioarăapereteluisudicdinnaos

Fig.7.51 AlgeverzidezvoltatepescenaNasterealuiIisus,detaliuBaiaPruncului

Fig.7.52 AlgeverzidezvoltatepedetaliudinscenaÎntâmpinareaDomnului Fig.7.53 Algesicianobacteriidezvoltatepeperetelenordicdinnaos

Page 17: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

157

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

Fig.7.54 Algeverzidezvoltatepecatapeteasmăşipetreaptă Fig.7.55 Algeverzişicianobacteriidezvoltatepeboltă

Fig.7.56 Inluminărazantăseobservăcăauexistatmaimulteetapedecolonizarede-alungultimpului

Fig.7.57 Algeverzişicianobacteriiînaltar-pereteestic

cea dinspre nord datorită accesului direct al luminii naturale (fig. 7.58).

Este cunoscut faptul că accesul direct al luminii stimulează dezvoltarea microorganismelor fotoautotrofe atât pe suprafaţa picturii murale, în lacune (fig. 7.58) cât şi în fisuri (fig. 7.59).

De asemenea algele se pot fixa în porii mortarului şi de la acest nivel pot genera mai multe trepte de colonizare a suprafeţei

respective în cazul în care se încearcă îndepărtarea mecanică sau condiţiile de mediu sunt nefavorabile pentru perioade scurte de timp (fig. 7.60). Pe suprafaţa stratului pictural reprezentând detaliu din scena Naşterii Domnului se observă de asemenea biofilmul de culoare verde în stare activă.

Algele verzi au fost puse in evidentă şi prin studiile de mi-croscopie optică atât în stare activă (culoare verde) pe suprafaţa

Fig.7.58 Algelesedezvoltăşiînlacune Fig.7.59 Algelesedezvoltăşiînfisuri

Page 18: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

158

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

mortarului din scena Invierea lui Lazăr (fig. 7.61) cât şi în faza de regresie (culoarea devine brună datorită încetării fotosinte-zei; fig. 7.61).

Algele verzi pot fi colonizatori unici ai suprafeţei picturii murale (fig. 7.62) sau în asociaţie cu briofitele (fig. 7.63).

Cianobacteriile au fost identificate prin cercetările efectuate la microscopul electronic atât la suprafaţa mortarului cât şi în la-cunele existente, ca celule de formă sferică, inconjurate de “tea-ca polizaharidică”. Pe unele suprafeţe s-a identificat consorţiul cianobacterii-fungi (fig. 7.64).

Microorganismele fotoautotrofe reprezintă colonizatorii primari majori de-a lungul timpului şi sunt recunoscute uşor datorită culorii albăstru-verzui şi verde care acoperă cea mai mare parte a pereţilor bisericii inclusiv acolo unde pictura se mai păstrează. Apa sub toate formele ei şi temperatura acţionează ca factori de deteriorare dar în acelaşi timp favorizează dezvoltarea acestor biodeteriogeni. Algele şi cianobacteriile s-au adaptat la lumina redusă care pătrunde prin fereastră sau uşă (când este

deschisă) dar şi la cea artificială din timpul serviciului religios.Cianobacteriile şi algele sunt organismele generatoare de

biofilme; celulele sunt înconjurate de un strat de polizaharide în care se absorb atît minerale (compuşii anorganici în general) cât și compuşi organici din substrat; în plus, favorizează adera-rea materiei particulate din aer, a particulelor pulveruente din stratul pictural şi mortar (aflate in stare decoezivă). Biofilmul creează un micromediu în care se acumulează acizi organici care sunt produşi de metabolism ce deteriorează biochimic prin extragerea componenţilor minerali sau dizolvarea carbonaţilor. Sub biofilm s-au observat chiar excavaţii datorită faptului că ace-ste microorganisme se localizează în fisuri microscopice sau la nivelul interfeţei cristalelor unde determină creşterea capacităţii locale de reţinere a apei şi dizolvare a materialului adiacent. Apa care percolează provoacă detaşarea cristalelor şi formarea exca-vaţiilor. După încetarea activităţii vitale a algelor, biofilmul de-vine de culoare brună sau neagră (în absenţa pigmenţilor verzi); este umed si poate avea chiar aspect lucios (datorită apei care

Fig.7.60 AlgefixateinporiimortaruluipescenaÎnvierealuiLazăr(Marta) Fig.7.61 Algeînfazăactivăpemortaruldetaşat

Fig.7.62 Algeînfazăderegresie Fig.7.63 Asociaţiaalgeverzi-briofite(altar)

Page 19: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

159

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

percolează). Ca urmare a traseului parcurs de condens sau de apa care provine din rocă se observă în altar resturi ale biofil-mului inactiv .

Biofilmele afectează distribuţia apei prin capilaritate şi di-fuzia vaporilor de apă. Compuşii activi de suprafaţă (acizi graşi, glicolipide, enzime) din structura biofilmului imobilizat în pori scad tensiunea apei şi implicit umiditatea specifică; în consecinţă micorogansimele sunt protejate de uscăciune, este stimulată colonizarea şi activitatea de biocoroziune.

La momentul examinării, colorarea picturii murale poate fi aparentă sau reală. Biofilmul activ de culoarde verde-albăstruie (format de Cyanobacteria: Gloeocapsa sp) şi verde (format de alge verzi-Chlorophyceae:Chlorococcumsp.şiChlorellavulgaris), patina brună (apare după încetarea activităţii vitale a cianobacte-riilor şi algelor), patina verde intens (formată de Chlorophyceae), determină colorarea aparentă a picturii murale. Prin îndepărtarea în termen scurt de la punerea în evidenţă a patinei şi a biofil-mului se constată că stratul pictural nu prezintă modificări de

culoare. Pigmenţii verzi de origine biologică se sintetizează nu-mai în faza activă şi sunt implicaţi în procesul de fotosinteză. Când condiţiile de microclimat devin improprii, biofilmul este în regresie iar culoarea verde dispare. Zurita şi colab. (2005) au pus în evidenţă pe suprafaţa pietrei acoperită de microalge cru-ste minerale sau stromatolite în care carbonatul de calciu era predominant. Biofilm în stare activă şi în regresie s-a identificat în toate încăperile monumentului. Examinările la microscopul optic au demonstrat că cianobacteriile si algele verzi pătrund prin fisurile şi crăpăturile din stratul pictural. In cazul în care acesta s-a pierdut, pe mortar, cărămizi şi chiar la nivelul rocii s-a constatat că atât cianobacteriile cât şi algele verzi pătrund în structura poroasă unde se fixează prin intermediul stratului extern de exopolizaharide. De la acest nivel acţionează ca sursă care poate genera în permanenţă un nou biofilm sau o nouă patină verde. Pierderea coeziunii substratului acoperit de biofil-mul verde este rezultatul contracţiei şi expansiunii acestuia.

Lucrările de restaurare nu trebuiesc începute până nu se re-duce umiditatea sub toate formele la minimum posibil pentru condiţiile pe care le oferă situsul geologic, reducerea contactului cu lumina şi tratamentul cu algicid. Examinarea periodică a stării de conservare şi implicit a creşterii biologice se vor efectua atât pe parcursul lucrărilor de restaurare cât şi după ce acestea s-au terminat. Este o activitate care trebuie desfăşurată în para-lel cu monitorizarea microclimatului (Nugari şi colab., 2009). Chertov şi colab. (2004) sugerează îndepărtarea periodică a de-punerilor de natură organică şi tratamentul periodic cu biocizi. In cazul bisericii Corbii de Piatră recomandăm îndepărtarea resturilor substraturilor organice imediat după încheierea ser-viciului religios, evitarea depozitării lumânărilor, publicaţiilor şi obiectelor religioase în incinta bisericii, desfăşurarea unei activităţi educaţionale a enoriaşilor şi vizitatorilor pentru evi-tarea depunerii picăturilor de ceară pe paviment sau pictura murală, a substratului papetar şi a lumânărilor sub icoane, spaţii libere, crăpături.

7.4.2.BriofiteleBriofitelesunt plante inferioare fotoautotrofe şi de dezvoltă în spaţii şi pe substraturi umede, cu acces la lumină. In biserica rupestră Corbii de Piatră s-au identificat briofite pe peretele nor-dic din naos şi în altar, în zonele unde apa a acţionat ca factor de deteriorare şi care au fost colonizate anterior de multe generaţii de alge şi cianobacterii .Macroscopic s-au pus în evidenţă mase compacte de briofite care se dezvoltă în lacune profunde dar şi tulpiniţe ale acestora, individualizate, care aderă la stratul pic-tural (fig. 7.65).

Examinările microscopice au confirmat existenţa briofitelor şi algelor în fază activă (fig. 7.66) şi inactivă de creştere (fig. 7.67).

Fig.7.64a)Cianobacteriidezvoltatelasuprafaţamortaruluişiînstratulsuperficial

Fig.7.64b)Cianobacteriişifungilasuprafaţamortaruluişiînstratulsu-perficial

Page 20: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

160

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

Pe aceeaşi suprafaţă pot coexista diferite faze din ciclul biologic al acestor organisme fototrofe (fig. 7.68). Sub talul briofitelor s-au observat celule de alge moarte, cu dispunere filamentoasă şi s-a constatat că nu mai exista strat pictural iar mortarul era decoeziv. Aşa se explică ancorarea rhizoizilor pe depuneri, chiar la nivelul porilor şi colonizarea unor suprafeţe mari. Tulpiniţele izolate sunt ferm ataşate de substrat şi au pe termen scurt ro-lul de a menţine particulele pulverulente de mortar. In gene-

ral talul briofitelor este subţire dar pe peretele nordic din altar, există taluri suprapuse cu grosimea de 2-3mm. După încetarea activităţii vitale, talul briofitelor este descompus în prinicipal de fungi iar procesul se recunoaşte prin identificarea miceliului cu aspect pâslos şi de culoare albă în faza nesporulată respectiv cu aspect catifelat, diferit colorat după sporulare (fig. 7.69).

Valorile acide ale pH din substrat (de la nivelul rizoizilor) precum şi acidul carbonic (rezultat din reacţia cu apa a dioxi-

Fig.7.65 Masecompactedebriofite-tulpiniţeleaderălastratulpictural Fig.7.66 Briofiteşialgeînstareactivă

Fig.7.67 Briofiteînfazadedescompunere Fig.7.68 Briofiteşialgeîndiferitefazedeexistenţă

Fig.7.69 MiceliudeAspergillusnigercurolîndescompunereabriofitelor Fig.7.70 Briofitelesuntindicatoriaisuprafeţelorumede(seobservăpicăturidecondens)

Page 21: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

161

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

dului de carbon produs în timpul respiraţiei) creează mediul de reacţie pentru extragerea cationilor (minerali) din sub-strat. Umiditatea crescută din substratul acoperit cu briofite se menţine permanent atât datorită percolării apei cât şi a faptului că talul se interpune între substrat şi atmosfera înconjurătoare iar apa se evaporă greu; în funcţie de temperatură, pe suprafaţa talului de briofite ca de altfel şi pe suprafaţa biofilmului s-au pus în evidenţă picături de condens (fig. 7.70). Briofitele sunt

bioindicatori ai suprafeţelor umede, a unei stări de conservare neadecvate – în consecinţă a pierderii stratului pictural, şi a pro-cesului de bioteriorare în fază avansată.

7.4.3. FungiiFungii sunt microorganisme heterotrofe şi au fost puşi în evidenţă în toate spaţiile interioare, pe diferite suporturi: pic-tura murală şi mortar acoperite de compuşi organici, hârtie, lemn, textile, lumânări, picături de lumânări, corpuri de ţânţari moarte, cablul electric. Fungii microscopici pot fi recunoscuţi de către restauratori ca formaţiuni de origine biologică de cu-loare neagră, brună, albăstruie, albă cu aspect catifelat (faza de sporulare) sau pâslos (miceliu nesporulat).

Aspectul morfologic al suprafeţelor suspectate de a fi co-lonizate de către fungi a fost înregistrat fotografic. De pe toa-te suprafeţele menţionate s-au recoltat probe prin decuparea unui fragment de substrat biologic, mortar sau de miceliu, cu excepţia picturii murale de pe care s-au recoltat probe prin rula-rea unui bastoncini steril umectat în apă distilată sterilă. Probe-le s-au prelucrat micologic în 20 ore de la momentul recoltării.Ulterior s-au identificat taxonomic speciile predominante. S-au efectuat de asemenea, observaţii la microscopul optic şi la cel electronic.

In natură, fungii sunt microorganisme cu rol de descom-punători ai materiei organice. Acest rol se păstrează şi în cazul bisericii rupestre Corbii de Piatră unde fungii au ca substrat nutritiv depunerile atmosferice, organismele fotoautotrofe şi corpurile insectelor de la suprafaţa picturii murale. Pe peretele nordic din naos s-a identificat o zonă cu alge în fază finală de descompunere (fig. 7.71) dar si zone care sunt în timpul unui nou proces de colonizare de către alge. In funcţie de momentul în care a început colonizarea unele mase intra în descompunere.In partea inferioară a peretelui nordic are loc procesul de co-lonizare de către organisme fotoautotrofe şi este iniţiat cel de descompunere bacteriană şi fungică (Actinomyces sprespectivFusariumsp).In zona centrală a peretelui nordic a fost surprins momentul începutului colonizării de către Aspergillus niger(fig. 7.72); în aceeaşi zonă se află miceliu deshidratat de culoare neagră(în diferite nuanţe) aparţinând genurilor Alternaria,Ulo-cladiumşiCladosporium.

S-au identificat diferite faze de colonizare a stratului pictural: în desfăşurare (Aspergillus niger) şi terminală dar se menţine viabilitatea sporilor de Alternaria,UlocladiumşiCladosporium.In zona centrală a aceluiaşi perete la procesul de descompunere participă Actinomycessp(bacterie heterotrofă filamentoasă),Al-ternaria,Cladosporiumsp.şiChaetomiumsp.

Pe catapeteasmă s-au identificat mase compacte şi izolate de de miceliu de culoare neagră (în diferite nuanţe) aparţinâd

Fig.7.71 Peperetelenordicdinnaossuntalgeînfazafinalădedescompu-nere

Fig.7.72 ColoniedeAspergillusnigernesporulată

Page 22: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

162

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

genurilor Aspergillus, Ulocladium, Cladosporium şi Alternaria (fig. 7.74). Deşi colonizarea zonei centrale de către alge nu este extinsă, procesul de descompunere este iniţiat de către Asper-gillusniger (miceliu de culoare neagră pentru că este sporulat intens) şi de Ulocladiumchartarum(miceliu de culoare brună cu sporulare moderată; fig. 7.75).

In altă zonă a catapetesmei s-a identitificat miceliu gros, sporulat, de culoare neagră şi aspect lucios (Aureobasidiumpullulans), miceliu sporulat, de culoare brună cu aspect ca-tifelat (Alternariaalternata) şi miceliu dens cu aspect pâslos de culoare albă (Aspergillusniger fig. 7.76). Pictura murală este acoperită cu miceliu de culoare violetă aparţinând unei specii de Fusarium (fig. 7.77). Mortarul (inclusiv resturile vegetale din stratul de intonaco) este acoperit cu miceliu sporulat de Ulocla-diumchartarum şi Chaetomiumglobosum.

Pe peretele sudic al naosului, pe ornamentul de pe arcul de deasupra nișei centrale ca şi pe scena Iisul Emanuel binecuvân-

tând (detaliu din nișa centrală) – speciile descompunătoare aparţin genurilor Actinomyces (bacterie filamentoasă) şi Fu-sarium (fig. 7.78). Aceleaşi specii au fost identificate pe chipul Păstorului din scena Nașterii Domnului (fig. 7.79) dar în lacune apare un nou proces de colonizare iniţiat de alge verzi.

Folosind lupa sau microscopul mobil, s-a observat insitu miceliu format din hife ramificate (de formă tubulară) şi chiar sporii de formă aproximativ sferică sau alungită, de culoa-re brună, neagră sau violacee. Miceliul nesporulat în curs de dezvoltare este alb sau colorat specific pentru fiecare specie, are aspectul pâslos şi se poate prelua prin mişcări de răsucire pe un ac lung. După efectuarea testului, acul se sterilizează prin încălzire la roşu pentru a evita răspândirea miceliului pe alte suprafeţe sau în aer. Miceliul nesporulat în regresie este casant şi de culoare brună (diferite nuanţe).

Prin observaţiile la microscopul optic ale probelor recol-tate prin metode non distructive s-a pus în evidenţă miceliu

Fig.7.73 Suprafaţăextinsăcolonizatădeorganismefotoautotrofeînfazădedescompunere(naos)

Fig.7.74 Suprafaţăextinsăcolonizatădealgeînfazădedescompunere(catapeteasmă)

Fig.7.75 MiceliudeAspergillusnigerşiUlocladiumchartarum(catapeteasmă).

Fig.7.76 Fungidescompunătoriproducătoridepigmenţimelanici

Page 23: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

163

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

aerian format din hife tubulare, cu grade diferite de ramificare (fig. 7.80). Miceliu aerian dezvoltat pe biofilm demonstrează procesul de descompunere în desfăşurare.

Unele fragmente de tencuială care se desprind datorită decoe-ziunii, anterior colonizate de alge verzi, la momentul observaţiei au fost colonizate în totalitate de fungi, ceea ce demonstrează faptul că primul proces de colonizare s-a desfăşurat cu intensi-tate mare datorită condiţiilor optime de la suprafaţa peretelui, iar după senescenţă procesul s-a desfăşurat de asemenea cu in-tensitate mare datorită faptului că în prezenţa resturilor alimen-tare ajunse intâmplător fungii s-au dezvoltat rapid (fig. 7.81). In zonele de pe perete unde mortarul este decoeziv, după desprin-dere, s-a identificat la microscop miceliu sporulat de Aspergillusniger(fig. 7.82) şi ulterior prin prelucrarea micologică a probei prin metode cultivării pe mediu nutritiv specific s-a confirmat aceeaşi identitate.

La fel ca şi organismele fotoautotrofe insectele care îşi încetează activitatea intră în descompunere prin participarea fungilor. Pe piciorul unei insecte moarte s-au observat capete conidiene de Ulocladiumsp. ceea ce sugerează maturitatea mice-liului şi procesul intens de descompunere a chitinei (fig. 7.83).

Picăturile de ceară ajunse pe suprafaţa picturii murale sau pe sfânta masă sunt colonizate rapid de fungi. Microscopic s-au pus în evidenţă capete conidiene de Penicilliumsp(fig. 7.84).

La microscopul electronic s-a constatat că aceeasi bucată mică de mortar era colonizată în acelaşi timp de alge şi de fun-gi (fig. 7.85). Distribuţia miceliului pe suprafaţa biofilmului semnifică iniţierea procesului de descompunere. In zonele unde miceliu se distribuie la suprafaţa mortarului şi chiar la nivelul porilor acestuia se presupune prezenţa depunerilor or-ganice. Experimentul efectuat in situ care a constat în analiza microscopică a unui fragment de mică înainte şi după plasare în proscomidiar timp de 6 luni a demonstrat că aceasta a fost colonizată de Aspergillusniger (fig. 7.86) precum şi de miceliu aparţinând altor specii.

Decolorarea stratului pictural pe suprafeţele anterior co-lonizate de fungi este rezultatul capacităţii acestor biodeterio-geni de a sintetiza acizi organici. Prin scăderea pH se modifică nuanţa pigmentului original. Aceste forme de degradare s-au observat în naos şi în altar.

Colorarea reală a picturii murale de către pigmenţii de ori-gine biogenă, apare când microbiodeteriogenii sintetizează aceşti compuşi pe care îi localizează la nivelul peretelui celular sau îi eliberează în substrat (pictura murală, resturi vegeta-le din intonaco, mortar). Colorarea picturii murale de către fungii care produc pigmenţi melanici (Ulocladiumchartarumşi Cladosporium herbarum, Aureobasium pullulans) s-a pus în evidenţă în biserica rupestră Corbii de Piatră, în partea

Fig.7.77 ZonădeculoareviolaceecolonizatădeFusarium sp

Fig.7.78 SpeciideActinomycesşiFusariumpescenaIisusEmanuelbinecuvântând

Fig.7.79 SpeciideActinomycesşiFusariumpechipulPastoriidinscenaNașterealuiIisus

Page 24: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

164

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

inferioară a catapetesmei. Aceste specii sintetizează un strat complex de polizaharide (50% carbohidraţi, 15-20% melanină, proteine şi acizi graşi) cu dispunere externă faţă de peretele celular. Pentru celulele producătoare, polizaharidele extra-celulare favorizează aderarea la support (condiţie esenţială şi pentru colonizare şi implicit pentru biodeteriorare), protecţia în condiţii de uscăciune dar reprezintă şi un loc de depozitare a sursei de carbon ca rezervă nutritiva. In funcţie de cantita-tea de polizaharide sintetizată şi de etapa din ciclul biologic al speciei pe suprafaţa colonizată se poate observa biofilmul de culoare neagră. Volumul stratului de polizaharide poate fi mai mare decât cel al citoplasmei datorită apei reţinute. In funţie de condiţiile de microclimat, se produce stres mecanic asupra substratului datorită ciclurilor repetate de deshidratare-rehi-dratare (Warscheid şi Braams, 2000). In acelaşi timp stratul de polizaharide reprezintă o barieră pe care biocizii trebuie să o străbată în drumul spre atingerea ţintei de acţiune. Pigmenţii melanici sunt foarte rezistenţi la biodegradare şi de aceea suprafaţa colonizată ulterior de o altă specie rămâne de cu-loare neagră datorită menţinerii nealterate a acestor pigmenţi (Gutierrez şi colab., 1995). Patina de culoare neagră este rezul-tatul acţiunii successive a proceselor biotice şi abiotice care transformă suprafaţa picturii murale,a mortarului sau a pie-

trei într-un micromediu hidrofilic adecvat pentru colonizare. Biopolimerii sintetizaţi în cursul fazei active de creştere şi cei eliberaţi din celule prin autoliză pot suferi un process spontan de copolimerizare. Enzimele care catalizează reacţii oxidative au un rol important în condensarea compuşilor cu greutate moleculară mică. In stadii avansate ale procesului, reacţiile abiotice contribuie la întărirea materialului polmeric şi fixa-rea fizico-chimică pe suprafeţele mai sus menţionate. Stratul de exopolizaharide contribuie la procesul de biodeteriorare şi prin capacitatea de a favoriza aderarea materiei particulate din atmosferă (praf, compuşi organici) şi implicit la formarea unui strat hidrofilic; reprezintă în acelaşi timp un mediu în care difuzează acizii organici sintetizaţi sau acidul carbonic format chimic- aceştia acţionează ca agenţi de solubilizare sau chelatare a mineralelor.

Detaşările stratului pictural au loc în timp şi pot fi un efect al creşterii fungilor sub acesta, folosind fisurile şi crăpăturile ca nişe ce asigură aderarea şi protecţia sporilor şi a propagu-lelor (naos, perete nord şi sud). Cu siguranţă respectivul strat pictural nu aderă perfect la stratul de intonaco iar hifele prin acţiune mecanică îl detaşează cu uşurinţă. Specii ca Aspergillusniger,Ulocladiumchartarum,AlternariaalternataşiCladospo-riumherbarum,produc si acizi organici (în cantităţi diferite în

Fig.7.80 Miceliuaeriandezvoltatpebiofilm Fig.7.81 Miceliupesuprafaţamortarului

Fig.7.82 MiceliusporulatdeA.niger Fig.7.83 MiceliusporulatdeU.chartarum

Page 25: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

165

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

Fig.7.84 CapeteconidienedePenicilliumsppepicăturideceară Fig.7.85 Hifecolonizândmortarulşibiofilmulsenescent

Fig.7.86 Micaplasatăînproscomidiar Fig.7.87 MiceliusporulatdeAspergilliusnigerdezvoltatpemică

funcţie de informaţia genetică deţinută) care determină dezin-tegrarea stratului de intonaco şi arriccio. Fungii formează mi-celiu de substrat care aderă la suprafaţa stratului pictural iar încercările de îndepărtare provoacă straparea. Aceast meca-nism de acţiune a fost demonstrat în condiţii de laborator pe o frescă ce a fost contaminată cu fungi izolaţi de pe pictura murală de la monumentul Corbii de Piatră.

Pierderea coeziunii şi apariţia pulverulenţei s-a observat de asemenea pe suprafeţele de mortar şi cărămidă (naos pere-te de nord şi catapeteasmă) anterior colonizate de către fungi producători de acizi organici.

Hifele ca structuri tipice ale fungilor penetrează suprafeţele poroase (mortar, rocă, stratul pictural) pe care ulterior le coloni-zează ceea ce are ca efect fărămiţarea, modificarea porozităţii şi a permeabilităţii (Gaylarde şi colab., 2003). Ca urmare a capacităţii de a sintetiza acizi organici care sunt ulterior eliberaţi în subs-trat apar eroziuni şi desfacerea lamelară a mineralelor. Apa care perfolează roca precum şi condensul format pe pereţii interiori reacţionează cu dioxidul de carbon rezultat din respiraţia tutu-ror biodeteriogenilor, enoriaşilor şi vizitatorilor şi se formează acidul carbonic. Acesta dizolvă carbonatul de calciu, carbonatul de magneziu, silicaţii şi azotaţii din structura mortarului şi a rocii. In consecinţă are loc alterarea compoziţiei substratului şi

pierderea unor fragmente (Jain şi colab, 2009).Activitatea de restaurare nu se poate începe înainte de de-

contaminarea suprafeţelor. Pentru recomandarea unui biocid se efectuează în laborator teste de sensibilitate a biodeteriogenilor izolaţi de pe suprafeţele ce urmează a fi decontaminate (Blazquez I. colab., 2000). Măsurarea zonei de inhibiţie a creşterii biode-teriogenilor permite alegerea biocidului şi a concentraţiei în ve-derea efectuării tratamentului de decontaminare.Pentru monu-mentul Corbii de Piatră în care conţinutul de apă (substrat, aer) este mare, în urma testelor de laborator, testarea compatibilitaţii cu pictura murală şi consideraţiile ecotoxicologice s-a ales Bio-tin R 5%.

Examinarea periodică a suprafeţei picturii murale restaurate poate pune în evidenţă depunerile de compuşi organici ce pot fi îndepărtate folosind biotehnologii specifice pentru restaura-re (suprafaţa care prezintă depuneri proteice este inoculată cu cellule de Pseudomonas stutzeri aplicate pe o compresă; pro-teazele sintetizate de această bacterie hidrolizează depunerile proteice; în ultima etapă suprafaţa se tratează pentru asigurarea îndepărtării celulelor- Fernandes, 2006).

In vederea efectuării tratamentelor pentru decontaminarea picturii murale şi a suportului s-a testat sensibilitatea microor-ganismelor în cultură pură faţă de biotin R în concentraţie de

Page 26: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

166

troducerea în soluţia de iotin R 5%. Rularea fiecărui bastoncini s-a făcut pe suprafaţa de 50 mm, în 3 etape. Suprafeţele pe care s-au efectuat bioteste au fost supuse monitorizării din punct de vedere al aspectului estetic precum şi al conţinutului de mi-croorganisme (alge, bacterii heterotrofe, fungi). Inregistrările fotografice şi analizele microbiologice s-au efectuat după 8 şi 12 luni de la aplicarea tratamentului.

Suprafaţa aleasă pentru biotest conţine atât pictură murală cât şi mortar acoperite de biofilm algal în dezvoltare, identifi-cat prin culoarea verde şi aspectul lucios cât şi biofilm în faza de senescenţă recunoscut prin culoarea neagră cu aspect lucios dacă suprafaţa conţine apă şi cu aspect mat dacă aceasta este uscată. S-a remarcat prezenţa algelor în principal în lacune şi secundar pe pictura murală; în unele lacune biofilmul se află în faza de descompunere.

Menţionăm că în funcţie de conţinutul de apă din substrat pot fi identificate şi eflorescenţe.

Zona 1 a fost reprezentată de o lacună în care s-a identificat prin examinarea directă şi prin microscopie optică biofilmul format în principal de alge verzi şi rare briofite. In zona nr. 1 mortarul este decoeziv şi acoperit cu alge verzi şi sporadic cu briofite. Datorită faptului că mortarul avea aspect pulverulent,

Fig.7.88 Aspectulmorfologicalzoneialeasăpentrudecontaminare Fig.7.89 Aspectulzonei1dupădecontaminare

Fig.7.91 Aspectulzonei1la12lunidupădecontaminare Fig.7.93 Eficienţatratamentuluisemenţinedupă12lunidelaaplicareatratamentului

1,0; 2,0; 3,0; 4,0 şi 5,0ml/100(în acetonă). Concentraţia eficientă s-a considerat a fi aceea care a determinat cea mai mare zonă de inhibiţie a creşterii fiecărei culturi pure. Alegerea bioci-dului Biotin R a avut la bază atât spectrul larg de acţiune cât şi proprietatea de a fi insolubil în apă, calitate care ar răspunde la condiţiile de microclimat din biserică. Solubilitatea acestuia în acetonă sau white spirit îi asigură remanenţa în substrat în condiţiile în care prin pereţii monumentului percolează apa iar umiditatea relativă depăşeşte valoarea de 90%. Cercetările efectuate în etapele anterioare au pus în evidenţă că în anumi-te perioade ale anului în funcţie de regimul de precipitaţii şi temperatură se formează condens ale cărui picături se scurg pe perete sau formează o peliculă fină de apă la suprafaţa picturii care are temporar un aspect lucios; în altar s-a identificat chiar acumularea apei pe paviment.

Biotestele s-au efectuat în naos pe pictura murală şi suportul acesteia, într-un spaţiu reprezentând o escavaţie, pe cărămidă şi pe lemn.

Pentru pictura murală s-a ales o zonă din partea centrală de pe peretele de nord al naosului (în prima nişă dinspre vest). Metoda a constat în rularea unui bastoncini steril având la una din extremităţi vată ferm ataşată la suprafaţa acestuia, după in-

Page 27: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

167

Biodeteriorarea și biodeteriogenii

prin rulare s-a îndepărtat şi partea superficial a acestuia. La sfârşitul tratamentului au rămas câteva zone de culoare verde imposibil de îndepărtat datorită faptului că algele erau fixate în structura poroasă (fig. 7.89).

După 8 şi respectiv 12 luni de la tratamentul cu Biotin R pe suprafaţa mortarului s-au identificat aceleaşi zone în care algele erau fixate în suprafaţa poroasă. Tratamentul cu biocid nu a per-mis recolonizarea sau extinderea algelor fixate (fig. 7.91). Pictu-ra murală devine vizibilă deşi se păstrează pe suprafaţa redusă.

Zona 2 a fost reprezentată de asemenea de mortar al cărui as-pect era pulverulent. Aceasta a fost colonizată de către alge di-spuse în mase isolate datorită prezenţei masive a eflorescenţelor.Tipul de dezvoltare este determinat de prezenţa eflorescenţelor pe suprafaţa respectivă şi implicit de sensibilitatea algelor la săruri. Prin tratamentul efectuat cu biocid a avut loc îndepărtarea alge-lor cu excepţia celor fixate în structura poroasă. Faptul că după 8 şi respective 12 luni de monitorizare s-a constatat că suprafeţele de culoare verde nu s-au extins demonstrează că tratamentul a fost eficient.

Zona 3 a fost reprezentată de pictură murală şi era acoperită de biofilm în regresie. In lacună se observă la nivelul mortarului colonizarea de către alge (fig. 7.94). După prima etapă de trata-

ment, pigmentul verde de origine algală este vizibil în lacunele existente în stratul pictural. După ultima etapă a tratamentului stratul pictural devine vizibil. Eficienţa tratamentului cu Biotin R s-a pus în evidenţă pe parcursul monitorizării atât la 8 cât şi la 12 luni. La sfârşitul interalului sunt vizibile eflorescenţele pe marginea suprafeţei tratate (fig. 7.96).

Zona 4 este reprezentată de mortar acoperit de alge şi briofi-te. După tratamentul cu biocid s-au îndepărtat numai briofitele; zonele de culoare verde identificate după 8 respectiv 12 luni de la aplicarea tratamentului nu semnifică procesul de recoloniza-re ci pigmentul de culoare verde, de origine biologică fixat în suprafaţa poroasă. Rămân evidente tulpiniţele briofitelor uscate (din generaţiile anterioare).

Biotestele în nişa de mici dimensiuni practicată in stâlpul dinspre est al primei arcade s-au efectuat de asemenea cu Bio-tin R 5%. Suprafaţa respectivă era acoperită cu briofite şi cia-nobacterii.

Etapele parcurse pentru acest biotest sunt comune cu cele de pe pictura murală. Pe parcursul tratamentului unele tulpiniţe de briofite s-au fixat pe suprafaţa rugoasă mortarului şi de aceea au fost îndepărtate cu ajutorul pensei. După 12 luni de moni-torizare s-a constatat că briofitele nu s-au mai dezvoltat. Este

Fig.7.94 Aspectulzonei3înaintedetratament(biofilmînregresie) Fig.7.96 Aspectulzonei3la12lunidupătratamentpicturaestevizibilădarpemarginiapareflorescenţe

Fig.7.102 După12lunicărămidaestenecolonizatădealgedarapareflorescenţele

Fig.7.101 Suprafaţacărămiziiînaintedetratamentcompletacoperităcualgeverzi

Page 28: Corbi de Piatra - Studiu Interdisciplinar - Biodeteriorarea si biodeteriogenii (Cap. 7)

168

CORBII DE PIATRA - Studiu Interdisciplinar

Blazquez, A., B., Lorenzo, J., Gomez-Alarcon, G., 2000, Evalua-tion of the effect of some biocides against organisms isolat-ed from historic monuments, Aerobiologia, 16, 423-428.

Chertov, O., Gorbushina, A., Deventer, B., A model for micro-colonial fungi growth on rock surfaces, Ecological Model-ling, 177, 415-426.

Fernandes, F., 2006, Applied microbiology and biotechnology in the conservation of stone cultural heritage materials, Appl. Microbiol. Biotechnol., 73, 291-296.

Gaylarde, C., Gaylarde, P., 2005, A comparative study of the ma-jor microbial biomass of biofilms on exteriors of buildings in Europe and Latin America, International Biodeteriora-tion & Biodegradation, 55, 131-139.

Gaylarde, C., Ribas Silva, M., Warscheid, Th., 2003, Microbial impact on buiding materials:an overview, Materials and Structures, 36, 342-352.

Gorbushina, A.A., Petersen, K., 2000, Distribution of microor-ganisms on ancient wall paintings as releated to associated faunal elements, International Biodeterioration & Biodeg-radation, 46, 277-284.

Gorbushina, A.A.,Heyrman, J., Dornieden, T., Gonzales-Del-valle, M., Krumbein, W.E., Laiz, L., Petersen, K., Saiz-Jimenez, C., Swings, J., 2004, Bacterial and fungal diversity and biodeterioration problems in mural painting environ-ments of St.Martins church (Greene-Kreiensen, Germany), International Biodeterioration & Biodegradation,53, 13-24

Gorny, R., L., 2004, Filamentous microorganisms and their frag-ments in indoor air, Ann Agric Environ Med, 11, 185-197.

Groth, I., Vettermann, R., Schuetz, B., Schumann, P., Saiz-Jimenez, C., 1999, Actinomycetes in Karstic caves of north-ern Spain, J Microbiol Methods, 36, 114-122.

Gutierrez, A., Martinez, M.,J., Almendros, G., Gonzales-Vila, F.J., Martinez, A.T., 1955, Hyphal-sheath polysaccharides in fungal deterioration, The Science of the Total Environ-ment, 167, 315-328.

Jain, A., Bhadauria, S., Kumar, V., Chauhan, R.S., 2009, Biode-terioration of sandstone under the influence of different humidity levels in laboratory conditions, Building and En-vironment, 44, 1276-1284.

Lacey, J., 1996, Spore dispersal – its role in ecology and disease: the British contribution to fungal aerobioogy.

Nugari, P.,M., Realini, M., Roccardi, A., 1993, Contamination of mural paintings by indoor airborne fungal spores, Aero-biologia, 9, 131-139.

Nugari, M., P., Pietrini, A.,M., Caneva, G., Imperi, F., Visca, P., 2009, International Biodeterioration & Biodegradation, 63, 705-711.

Pepe, C., Sannino, L., Palomba, S., Anastasio, M., Blaiotta, G., Villani, F., Moschetti, G., 2008, Heterotrophic microorgan-isms in deteriorated medieval wall paintings in southern Italian churches, Microbiologogical Research, doi:10.1016/j.micres.2008.03.005.

Saarela, M., Alakomi, H-L., Suihko, M_L., Maunuksela, L., Raaska, L., Mattila-Sandholm, T., 2004, Heterotrophic microorganisms in air and biofilm samples from Roman catacombs, with special emphasis on actinobacteria and fungi, International Biodeterioration & Biodegradation, 54, 27-37.

Tomaselli, L., 2003, Biodeterioration process on inorganic sub-strata. COALITION, Newsletters 6, 5-9.

Zurita, Y.P., Cultrone, G., Sanchez Castillo, P.S., Sebastian, E., Bolivar, F.C., 2005, Microalgae associated with deteriorated stonework of the fountain of Bibatauin in Granada, Spain, International Biodeterioration & Biodegradation, 55, 56-61.

Warscheid, T., Braams, J., 2000, Biodeterioration of stone, Inter-national Biodeterioration & Biodegradation, 46, 343-368.

Xxx Bible, Leviticus, 14th chapter, verses 34-35

BIBLIOGRAFIE

efectul combinat al curăţării mecanice (s-au îndepărtat resturile de mortar şi de tal) şi a celei chimice. Rămân totuşi vizibile cia-nobacteriile fixate în structura poroasă. Biotestele pe cărămidă s-au efectuat urmând aceeaşi procedură, pe latura liberă a unei cărămizi din catapeteasmă (în stânga uşii diaconeşti din partea nordică) acoperită în întregime de biofilm algal (fig. 7.101).

Monitorizarea efectuată pe parcursul a 12 luni a demonstrat absenţa recolonizării suprafeţei tratate şi implicit eficienţa tra-tamentului cu Biotin R (fig. 7.102). Se remarcă totuşi prezenţa eflorescenţelor ca rezultat al percolării apei prin substrat, a evaporării acesteia şi cristalizării sărurilor.