Микологическое обследование древесины исторических объектов культурного наследия

УДК

632.4:[69.059+620.186]

DOI:

10.17238/issn0536-1036.2019.4.212

Аннотация

Деревянная англиканская церковь, построенная в 1853–1855 гг. на месте сгоревшей в 1852 г., находится в г. Архангельске и является объектом культурного наследия регионального значения. Цель настоящей работы – исследование древесины здания церкви для выяснения долговечности и микологической устойчивости деревянных конструкций. Для определения состояния деревянных конструкций памятника проведено микологическое обследование, на основании которого были уточнены сохранность и долговечность древесины. В ходе работ было установлено, что долговечность некоторых деревянных конструкций и деталей памятника внушает опасения. Древесина этих конструкций была изучена с количественным определением разрушающих жизнеспособных спор грибов на 1 см². Прочность древесины определялись по ГОСТ 16483.11–72 и ГОСТ 16483.10–72. Объектом микологических исследований являлись конструкции сруба (главного, северного, бокового фасадов), фундамента, крыши и оконного заполнения. Устанавливались: количество жизнеспособных спор грибов на 1 см² в пробах древесины; общее количество колониеобразующих микроорганизмов в 1 г пробы; таксономическая принадлежность выделенных штаммов микроорганизмов. В результате микологических исследований в деревянных конструкциях обнаружены биоповреждающие грибы: Trichoderma viride, Trichoderma koningii, Fusarium solani, Alternaria alternata. В пробах выявлены актиномицеты, дрожжеподобные грибки и бактерии, что свидетельствует о жизнеспособности спор грибов. Дереворазрушающие грибы отсутствовали. В результате определения зависимости прочности древесины от количества жизнеспособных спор установлено, что значительные разрушения древесины начинаются при наличии в ней более 100 спор/см². Представленные образцы древесины показали микологическую устойчивость и прочность. При использовании в реставрационных работах старой и новой древесины рекомендуется обязательная обработка защитными средствами, которые активно подавляют развитие всех видов микроорганизмов, включая дереворазрушающие и плесневые грибы. Проведенные исследования здания деревянной англиканской церкви показывают, что сочетание натурного и микологического обследования конструкций памятника будет способствовать его сохранности в течении длительного времени.

*Статья опубликована в рамках реализации программы развития научных журналов в 2019 г.

Сведения об авторах

Е.Н. Покровская¹, д-р техн. наук, проф.; ORCID: 0000-0001-9726-0084
Д.В. Агапов², дир. ООО «Архстройэкспертиза»
Ю.Л. Ковальчук³, канд. биол. наук, ст. научн. сотр.; ORCID: 0000-0002-0656-008X
¹Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Ярославское шоссе, д. 26, Москва, Россия, 129337; e-mail: elenapokrovskaya@bk.ru
²ООО «Архстройэкспертиза», просп. Троицкий, д. 63, г. Архангельск, Россия, 163000; e-mail: dv.agapov@yandex.ru
³Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук, Ленинский проспект, д. 33, Москва, Россия, 119071; e-mail: jlkovalchuk@rambler.ru

Ключевые слова

деревянная англиканская церковь, натурное обследование, сохранность древесины, микологические исследования, биоразрушающие микроорганизмы, определение прочности древесины

Для цитирования

Покровская Е.Н., Агапов Д.В., Ковальчук Ю.Л. Микологическое обследование древесины исторических объектов культурного наследия // Лесн. журн. 2019. № 4. С. 212–220. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.212

Литература

1. Билай В.И., Коваль Э.З. Аспергиллы. Киев: Наук. думка, 1988. 204 с.
2. Биоповреждения и биокоррозия в строительстве // Материалы междунар. науч.-техн. конф. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2004. 255 с.
3. Ванин С.И. Домовые грибы, их биология, диагностика и меры борьбы. Л.: Кубуч, 1931. 112 с.
4. Вахрамеева Т.И., Вахрамеев Е.В., Любимцев А.Э. Обследование и подготовка проектной документации на противоаварийные работы на памятниках деревянного зодчества. Петрозаводск, 2013. С. 6–15.
5. Мейер Э.И. Определитель деревоокрашивающих грибов. М.; Л.: Гослесбумиздат, 1953. 116 с.
6. Покровская Е.Н. Увеличение прочности частично разрушенной древесины памятников деревянного зодчества // Вестн. МГСУ. 2018. Т. 13, вып. 11. С. 1305–1314. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.11.1305-1314
7. Покровская Е.Н., Ковальчук Ю.Л. Биокоррозия. Сохранение памятников истории и архитектуры. М.: МГСУ, 2013. 212 с.
8. Покровская Е.Н., Котенёва И.В., Нагановский Ю.К. Долговечность защитного действия составов для древесины на основе элементорганических соединений // Строительные материалы. 2004. № 5. С. 52–54.
9. Покровская Е.Н., Ковальчук Ю.Л. Химико-микологические исследования древесины // Сб. тр. I Междунар. научн.-практ. конф., г. Йошкар-Ола, 20–23 сент. 2016 г. Йошкар-Ола: ПГТУ, 2016. С. 16–19.
10. Соломатов В.И., Ерофеев В.Т., Смирнов В.Ф., Семичева А.С., Морозов Е.А. Биологическое сопротивление материалов: моногр. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2001. 196 с.
11. Туркова З.А. Исследование спонтанной микофлоры комбинированных строительных материалов на минеральной основе // Биологические повреждения строительных и промышленных материалов. М., 1973. С. 100–105.
12. Bjordal C.G. Microbial degradation of waterlogged archaeological wood. Journal of Cultural Heritage, 2012. Vol. 13. Issue 3. pp. S118-S122. DOI: 10.1016/j.culher. 2012.02.003.
13. Hongbo Yu, Fang Liu, Ming Ke, Xiaoyu Zhang. Thermogravimetric analysis and kinetic study of bamboo waste treated by Echinodontium taxodii using a modified three-parallel-reactions model. Bioresource Technology, 2015. Vol. 185, pp. 324–330.
14. Naidu Y., Siddiqui Y., Rafii M.Y., Saud H.M., Idris A.S. Investigating the effect of whiterot hymenomycetes biodegradation on basal stem rot infected oil palm wood blocks: Biochemical and anatomical characterization. Industrial Crops and Products, 2017. Vol. 108, pp. 872–882.
15. Pokrovskaya E. Increasing the strength of destroyed wood of wooden architecture monuments by surface modification. MATEC Web of Conferences, 251, 01034 IPICSE-2018.
16. Pedersen N.B., Bjordal C.G., Jensen P., Felby C. Bacterial degradation of archaeological wood in anoxic waterlogged environments // In: Harding S.E. (ed.) Stability of Complex Carbohydrate Structures: Biofuels, Foods, Vaccines and Shipwrecks. Cambridge, 2013. pp. 160-187. DOI: 10.1039/9781849735643-00160.
17. Rabinovich M.L. Lignin by-products of Soviet hydrolysis industry: resources, characteristics, and utilization as a fuel. Cellulose Chemistry and Technology, 2014, no. 48 (7–8), pp. 613–631.
18. Raper K.B., Thom Ch., Fennel D.I. A manual of the Penicillia. Baltimore: Williams and Wilkins, 1949. 875 p.
19. Wetzig M., Sieverts T., Bergemann H. Mechanical and physical properties of wood, heat-treated with the vacuum press dewatering method. Bauphysik, 2012. Vol. 34, issue 1, pp. 1–10.

Поступила 13.02.19

Ссылка на английскую версию:

Mycological Investigation of a Wood Substance of Historic Cultural Heritage

UDC 632.4:[69.059+620.186]
DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.212

Mycological Investigation of a Wood Substance of Historic Cultural Heritage*

E.N. Pokrovskaya¹, Doctor of Engineering, Prof.; ORCID: 0000-0001-9726-0084
D.V. Adapov², «Arkhstroyekspertiza» LLC, director;
Yu.L. Kovalchuk³, Candidate of Biology, Senior Research Scientist; ORCID: 0000-0002-0656-008X
¹National research Moscow state construction university, 26 Yaroslavskoye Highway, Moscow, 129337, Russian Federation; е -mail: elenapokrovskaya@bk.ru
²Arkhstroyekspertiza LLC, 63 Troitsky Ave., Arkhangelsk, Russian Federation; e-mail: dv.agapov@yandex.ru
³Institute of environmental problems and evolution named after A.N. Severtsov of the Russian Academy of Sciences, 33 Leninsky Ave., Moscow, 119071, Russian Federation; e-mail: jlkovalchuk@rambler.ru

The wooden Anglican church developed in Arkhangelsk in 1837 is now a regional site of cultural heritage. The main objective of the present research was to investigate the wood substance of the building elements in order to define their durability and mycological vulnerability. The performed examination revealed that the durability of some wooden components and details of the monument gives cause for concern. The wood substance of those details was investigated by the method of quantitative definition of the viable disrupting spores of fungi per 1 cm² and number of colony-forming microorganisms per 1 g of a test mass. Durability of the wood substance was determined in accordance with GOST 16483.11-72 and GOST 16483.10-72. The objects of the mycological researches were: the crib works (main, northern and lateral facades); the basement; the roof; the window framings. The taxonomical accessory of the allocated strains of microorganisms was determined. As a result of mycological investigation, the biodeteriorating fungi of Trichoderma viride, Trichoderma koningii, Fusarium solani and Alternaria alternata were discovered. Detection of the actinomycetes, yeast-like fungi and bacteria confirmed the fungi spores viability. Destructive wood fungi were not found. As a result of determination of wood durability dependence on quantity of the viable spores it is verified that significant destructions of wood substance begins at concentration level more than 100 spore/cm2. The presented samples of wood have indicated the mycological stability and durability. During usage of the old and new timber for restoration works, obligatory treatment with the protective agents actively suppressing development of all species of microorganisms, including wood-destructive and mold fungi is recommended. The results of the examination of the wooden Anglican church indicate that combination of on-site and mycological investigations of components of a monument enables preservation of historical monuments for long term.
For citation: Pokrovskaya E.N., Agapov D.V., Kovalchuk Yu.L. Mycological Investigation of a Wood Substance of Historic Cultural Heritage // Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 4, pp. 212–220. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.4.212
Keywords: wooden Anglican church, on-site investigation, mycological researches of biodestructive microorganisms, determination of durability of wood substance, restoration works.
*The article was published in the framework of implementation the development program of scientific journals in 2019.

REFERENCES

1. Bilai S.I., Koval E.S. Aspergilli [Aspergillus]. Kiev. Naukova dumka, 1988, 204 p.
2. Biodamages and biocorrosion to construction. Proceedings of the International Conference, Saransk, Russia, 2004, 255 p.
3. Vanin S.I. Нouse mushrooms, their biology, diagnostics and measures of fight. Leningrad, 1931, 112 p.
4. Vahrameeva T.I., Vahrameev E.V., Lyubimtcev A.E. Inspection and preparation of project documentation for antiemergency works on monuments of wooden architecture. Petrozavodsk, 2013, pp. 6–15.
5. Meyer E.I. Determinant of tree painting mushrooms. Moscow – Leningrad. 1953, 116 p.
6. Pokrovskaya E.N. Increase in durability of partially destroyed wood of monuments of wooden architecture. Vestnik MGSU, 2018, Vol. 13. no. 11, p. 1305–1314.
7. Pokrovskaya E.N., Kovalchuk Yu.L. Biocorrosion. Preservation of monuments of history and architecture. Moscow, МGSU Publ., 2013. 212 p.
8. Pokrovskaya E.N., Kovalchuk Yu.L. Chemical and mycologic researches of wood. Proceedings of the International Conference, Yoshkar-Ola, Russia, 2016, pp. 16–19.
9. Pokrovskaya E.N., Koteneva I.V., Naganovski Yu.K. Durability of protective action of structures for wood on the basis of the organic compounds. Stroitelnyje materialy, 2004. p. 52-54.
10. Solomatov V.I., Erofeev V.T., Smirnov V.F., Semicheva A.S., Morozov E.A. Biological resistance of materials. Saransk, Мordovskiy University Publ., 2001. 196 p.
11. Turkova Z.A. Research of a spontaneous mikoflora of the combined construction materials on a mineral basis. Biological damages of construction and industrial materials. Moscow, 1973. Pp. 100–105.
12. Bjordal C.G. Microbial degradation of waterlogged archaeological wood. Journal of Cultural Heritage, 2012. Vol. 13. Issue 3. pp. S118-S122. DOI: 10.1016/j.culher.2012.02.003.
13. Hongbo Yu, Fang Liu, Ming Ke, Xiaoyu Zhang. Thermogravimetric analysis and kinetic study of bamboo waste treated by Echinodontium taxodii using a modified three-parallel-reactions model. Bioresource Technology, 2015. Vol. 185, pp. 324–330.
14. Naidu Y., Siddiqui Y., Rafii M.Y., Saud H.M., Idris A.S. Investigating the effect of white-rot hymenomycetes biodegradation on basal stem rot infected oil palm wood blocks: Biochemical and anatomical characterization. Industrial Crops and Products, 2017. Vol. 108, pp. 872–882.
15. Pokrovskaya E. Increasing the strength of destroyed wood of wooden architecture monuments by surface modification. MATEC Web of Conferences, 251, 01034 IPICSE-2018.
16. Pedersen N.B., Bjordal C.G., Jensen P., Felby C. Bacterial degradation of archaeological wood in anoxic waterlogged environments // In: Harding S.E. (ed.) Stability of Complex Carbohydrate Structures: Biofuels, Foods, Vaccines and Shipwrecks. Cambridge, 2013. pp. 160–187. DOI: 10.1039/9781849735643-00160.
17. Rabinovich M.L. Lignin by-products of Soviet hydrolysis industry: resources, characteristics, and utilization as a fuel. Cellulose Chemistry and Technology, 2014, no. 48 (7–8), pp. 613–631.
18. Raper K.B., Thom Ch., Fennel D.I. A manual of the Penicillia. Baltimore: Williams and Wilkins, 1949. 875 p.
19. Wetzig M., Sieverts T., Bergemann H. Mechanical and physical properties of wood, heat-treated with the vacuum press dewatering method. Bauphysik, 2012. Vol. 34, issue 1, pp. 1–10.

Received on February 13, 2019