فرسودگی زیستی

میراث فرهنگی، به عنوان ارزشمندترین یادگار گذشتگان، هویت فرهنگی و تمدنی آن ها، همواره زمینه ی توجه و خاستگاه فرهنگ های گوناگون بوده است، از این رو، نیازمند حفظ و انتقال برای آیندگان می باشد. فرسودگی زیستی، آسیب های برگشت ناپذیری است که به علت استقرار عوامل زیستی گوناگون نظیر قارچ ، باکتری ها، سیانو باکترها، گلسنگ ها، گیاهان، موریانه ها و سایر حشرات روی سطوح آثار تاریخی رخ می دهد. در این میان، میراث جهانی تخت جمشید و آثار موجود در عرصه های آن از گزند عوامل دخیل در فرسودگی زیستی در امان نبوده و طی سالیان سال در معرض عوامل فرساینده ی زیستی قرار گرفته اند. بنابراین، هدف از این تحقیق بررسی میدانی حضور کیفی و تنوع عوامل زیستی مخرب این مجموعه ی تاریخی می باشد تا زمینه را برای تحقیقات بعدی و شروع مباحث فرسودگی زیستی در حفاظت پیشگیرانه و مرمت آثار را فراهم نماید. در این پژوهش حضور عوامل مختلفی از جانوران، گیاهان گلدار، قارچ ها، گلسنگ ها، ریز جلبک های سبز و باکتری های فتوسنتز کننده و غیر فتوسنتز کننده به صورت کلی بررسی شدند. در ادامه بر اساس مشاهدات عینی حضور عوامل فرسودگی زیستی در کف و دیوار های شمالی، جنوبی، شرقی و غربی بنا های مختلف تخت جمشید به صورت کیفی بررسی شد. بر اساس نتایج بدست آمده، مناطق بررسی شده به چهار منطقه دارای خطر نسبی خیلی زیاد، زیاد، متوسط و کم درجه بندی شدند. در ضمن تخمین اولیه از تنوع زیستی عوامل موثر در فرسودگی زیستی تخت جمشید برای اولین بار ارایه و نقاط بحرانی حضور عوامل مخرب تعین گردید.

سنگ های بکار رفته در مجموعه ی میراث جهانی پاسارگاد در ظاهر به لحاظ بافت و رنگ متفاوت هستند و از نقطه نظر ظاهری شامل سه نوع سنگ متفاوت می شوند. به همین دلیل، ممکن است دارای رفتارهای متفاوت فیزیکی و شیمیایی نیز باشند. تخریب های سطحی صورت گرفته در این سنگ ها با وجود شرایط یکسان محیطی، شکل های متفاوتی دارند. هدف از این پژوهش تشخیص ماهیت شیمیایی سنگ های این محوطه از طریق آنالیزهای دستگاهی XRD و XRF و شناسایی تخریب های سطحی و نمک های احتمالی سطحی از طریق مشاهدات ریز ساختاری توسط میکروسکوپ دیجیتال و آنالیز دستگاهی SEM-EDS است. نتایج حاکی از آن هستند که سنگ های بکاررفته در مجموعه از نظر شیمیایی همگی نوعی سنگ آهک هستند که دو گونه ی آن خلوص بالاتر و ساختار فشرده تری دارند، اما یک گونه از سنگ های مجموعه که معروف به «سنگ کبود» است، ساختار ماسه ای و نسبتاً متخلخلی دارد. در آنالیز دستگاهی XRD فاز اصلی تمامی سنگ ها کلسیت (CaCO3) است که علاوه بر آن مقدار جزئی فاز کوارتز (SiO2) نیز گزارش شده است. در برخی از نمونه های سنگ کرم رنگ از بلوک های متفاوت، فاز دولومیت (Ca,Mg(CO3)2) نیز شناسایی شد. با وجود احتمال حضور نمک به عنوان عاملی برای تخریب، در نتایج آنالیزها هیچگونه نمکی مشاهده نشد که احتمال می رود یا بطور کلی عامل تخریبی نمک در اینگونه سنگ ها وجود نداشته و یا مقدار آن ها آنقدر ناچیز بوده که قابل شناسایی در آنالیزXRD نبودند. بر طبق تصاویر ماکروسکوپی و ریز ساختاری می توان اذعان داشت که عمده تخریب های صورت گرفته در سنگ های سیاه و کبود به علل ضعف ماهیتی خود سنگ بوده که از جمله ی آن رگه های کلسیت ثانویه و ذرات متشکله متفاوت هستند و مهمترین علت تخریبی سنگ کرم نیز فرسودگی زیستی شناسایی شد. با این وجود در مورد پاتین موجود بر بلوک های نقش انسان بالدار و دیواره تل تخت می توان اظهار داشت که با وجود اینکه گلسنگ در سطحِ اثر فرسایش ایجاد کرده، اما اگر بتوان شکل گیری پاتین را به گلسنگ نسبت داد؛ گلسنگ بطور متقابل با تشکیل لایه ی پاتین، مانند یک پوشش بر سطح بستر توانسته از تاثیر عوامل دیگر جوی بر سطح سنگ جلوگیری کند. بطور کلی نتایج حاصله از مشاهدات و آزمایشات ثابت کردند که مهم ترین عامل های محیطی مخرب در محوطه میراث جهانی پاسارگاد میکروارگانیزم ها و اثرات جانبی آب بواسطه انحلال فاز کربناتی و نیز تورم رسی هستند.

ایران با داشتن آثار هنری _ تاریخی متنوع ساخته شده از سنگ، آجر و خشتی به عنوان یکی از 10 کشور برتر در این حوزه شناخته می شود. عوامل فیزیکی، شیمیایی و زیستی در همکاری مشترک، از هم زیستی تا هم ستیزی، باعث فرسودگی زیستی می شوند. هر نوع تغییر نامطلوب در خواص مواد که به وسیله فعالیت های حیاتی ارگانیسم های زنده رخ می دهد را فرسودگی زیستی می نامند. فرسودگی زیستی آثار تاریخی _ هنری در کشورهایی با تاریخ کهن و داشتن ابنیهء تاریخی مورد توجه بسیاری از دانشمندان قرار گرفته است. ارگانیسم های زنده که می توانند موجب بروز فرسودگی زیستی شوند، به عنوان عوامل فرسایش زای زیستی شناخته می شوند. این عوامل با تشکیل بیوفیلم برروی سطوح باعث فرسودگی زیستی می شوند. موادی که در اثر فعالیت های موجودات دچار تغییر و فرسودگی می شوند به دو دسته آلی و غیر آلی تقسیم می شوند. توسعه گونه های زیستی خاص در مواد ساختاری خاص، بر اساس ماهیت، خواص مواد و عوامل محیطی خاص (ترکیبات معدنی، pH، درصد نسبی مواد معدنی مختلف، شوری، رطوبت و بافت دما، رطوبت نسبی - RH، شرایط نور، اکسیژن) تعیین می شود. در مقاله حاضر به بررسی عوامل فرسودگی زیستی آثار تاریخی _ هنری ساخته شده از مواد متخلخل در ایران پرداخته شده تا با ارزیابی عوامل موثر بر فعالیت ارگانیسم ها و تکثیرشان بر روی آثار تایخی _ هنری و درک مکانیزم های مربوط به فرسودگی زیستی طراحی راهکارهای مناسب برای کنترل و حفاظت بکار گرفته شود.

گلسنگ ها با استقرار خود در سطوح سنگی باعث ایجاد آسیب های جدی در سطح سنگ می شوند. استقرار برون سنگی باعث ایجاد آسیب های بصری شده ولی استقرار درون سنگی علاوه بر آسیب های بصری باعث ایجاد آسیب های جدی در اعماق سنگ و ایجاد حفرات و شکستگی های جزئی در سنگ می شود که زمینه را برای نفود سایر ارگانیسم ها، آسیب های عمیق فراهم می نماید. با توجه به اهمیت تاریخی سطوح سنگ های نقش دار در میراث جهانی تخت جمشید و آسیب های ناشی از گلسنگ های درون سنگی به این آثار ارزشمند، هدف این پژوهش، بررسی نقش مخرب گلسنگ های درون سنگی خانواده Verrucariaceae در این سایت میراث جهانی می باشد. در این مطالعه، جهت تشخیص جنس و بافت سنگ از لحاظ پتروگرافی، مقاطع نازکی تهیه گردید. برای تشخیص مواد آلی موجود در سطح سنگ و تغییر رنگ بین آن ها از مطالعات پتروگرافی و FTIR استفاده شد. همچنین با استفاده از میکروسکوپ الکترونی و استریومیکروسکوپ نوری آسیب های ناشی از بایوپیت های ناشی از تال گلسنگ درون سنگی بررسی شد. با مطالعات پتروگرافی، جنس و منشا پیدایش سنگ ها و میزان آسیب پذیری آن ها تعیین گردید، یافته های FTIR علت تغییر رنگ سنگ ها از خاکستری به سفید را افزایش رسوب اگزالات کلسیم، نشان داد. نتایج حاصل از تصویر برداری با میکروسکوپ الکترونی نشان می دهد که استقرار گلسنگ درون سنگی (Verrucaria buschirensis s.lat.) خانواده ی Verrucariaceae و نفود هیف ها به داخل سنگ آسیب جدی به سطوح سنگ های میراث جهانی تخت جمشید وارد می کند و هر گونه غفلت در این زمینه آسیب های جبران ناپذیر بیشتری بر نقوش ظریف میراث جهانی تخت جمشید بیشتری در پی خواهد کرد.

هدف: یکی از مشکلات عمده کتاب خانه ها و مراکز اسناد در سراسر جهان، مربوط به آسیب های بیولوژیکی مواد کتاب خانه ای است. شناخت کمی و کیفی عوامل بیولوژیک و عوامل محیطی مؤثر بر بقا و رشد میکروارگانیسم ها از بخش های اصلی حفاظت پیشگیرانه به شمار می آید. در این مطالعه در راستای حفاظت پیشگیرانه از تخریب آثار کاغذی و نسخ خطی موجود در مرکز اسناد و کتاب خانه پژوهشگاه میراث فرهنگی و گردشگری ایران، به بررسی آلودگی های بیولوژیک مخازن و بخش های مختلف این مرکز و ارزیابی فاکتورهای محیطی (دما، رطوبت نسبی) پرداخته ایم. روش/ رویکرد پژوهش: در این مطالعه بررسی کمی و کیفی آلودگی های بیولوژیک (باکتریایی و قارچی) با کمک روش رسوبی (غیرفعال) انجام شده است. هم چنین از فاکتورهای محیطی (دما و رطوبت نسبی) در دو مخزن اصلی این مرکز شامل مخزن دیداری شنیداری و مخزن اسناد نمونه برداری انجام شده است. یافته ها و نتیجه گیری: میزان نوسانات دما و رطوبت نسبی در مخزن اسناد و دیداری شنیداری زیاد و خارج از محدوده استاندارد بود. هم چنین در بررسی های بیولوژیک مخازن، میزان آلودگی باکتریایی و قارچیِ مخزن کتاب خانه بالاتر از سطح هشدار بود. سویه های غالب باکتریایی جداسازی شده در این مطالعه به جنس های باسیلوس و استافیلوکوکوس و سویه های غالب قارچی جداسازی شده به جنس های آسپرژیلوس، پنی سیلیوم، آلترناریا، کلادوسپوریوم تعلق داشتند که اغلب آن ها ظرفیت زیادی برای تولید آنزیم های تجزیه کننده کاغذ دارند.

آثار با ارزش تاریخی فرهنگی همواره در معرض هجوم عوامل بیولوژیکی و تخریب ناشی از آن قرار دارند به ویژه وقتی که شرایط فیزیکی و شیمیایی اثر و محیط اطراف آن با خصوصیات یک ارگانیسم یا یک میکروارگانیسم سازگار باشد. بنابراین جلوگیری از وقوع چنین شرایطی و پیشگیری از هجوم عوامل بیولوژیکی باید از جمله اهداف اصلی و اولیه هر مرکزی باشد. طی سال ها روش های مختلفی مانند استفاده از مواد ضد عفونی کننده برای کنترل عوامل بیولوژیکی در مجموعه های مختلف تاریخی و فرهنگی به کار گرفته شده است. با گذشت زمان و با افزایش آگاهی از تأثیرات مخرب ناشی از استفاده این مواد روی آثار مورد درمان محیط زیست و کاربران امروزه استفاده از روش های جایگزین غیرسمی بیشتر توصیه می شود. تجربه نشان داده است روشی که کمترین آسیب را به مجموعه ها و کارکنان وارد میکند روش پیشگیرانه و کنترل منظم است که از طریق نظارت و اداره محیط امکان پذیر است. مدیریت تلفیقی آفات با هدف نهایی دور کردن عوامل بیولوژیکی مخرب از یک مکان از جمله روش های پیشگیری دراز مدت و غیرسمی کنترل عوامل بیولوژیکی است که امروزه در بسیاری از موزه ها بایگانی ها و کتابخانه ها به کار گرفته می شود. در این مقاله ضمن مروری کوتاه بر فرسودگی زیستی و راهبردهای پیشگیرانه و کنترل آن پایش میکروبیولوژیک هوای داخل چهار مخزن در مجموعه میراث جهانی کاخ موزه گلستان شامل مخازن پوشاک مردم شناسی کتابخانه نسخ خطی مخزن فرش و تابلوهای نقاشی انجام گرفت. برای این منظور نمونه برداری از هوا به روش رسوبی انجام گرفت و کلونی های میکروبی جداسازی شده بر روی محیط های کشت بررسی و شناسایی شدند. نتایج حاصل از پایش میکروبیولوژیک هوای داخل مخازن در این مطالعه نشان داد به جز مخزن فرش بقیه مخازن شامل مخزن پوشاک مردم شناسی مخزن نسخ خطی و مخزن تابلوهای نقاشی از نظر تعداد میکروارگانیسم های موجود در هوا در سطح قابل قبول می باشند.

آثار تاریخی و فرهنگی همواره در معرض فرسودگی زیستی توسط میکروارگانیسم ها قرار دارد و کنترل و مهار آن ها بر روی آثار تاریخی امری ضروریست. نانو ذرات فلزی می توانند گزینه مناسبی برای رفع این مشکل به شمار آیند. به دنبال تولید و شناسایی نانو ذرات نقره و روی به روش سبز، در این مطالعه تلاش بر این است، فعالیت ضد میکروبی نانو ذرات تولید شده و میزان سمیت آن ها بر روی سلول های نرمال انسانی با هدف استفاده در حیطه میراث فرهنگی مورد ارزیابی قرار گیرند. جهت بررسی اثر ضد میکروبی نانو ذرات نقره و روی، 4 سویه باکتریایی B. subtilis، Ps. aeruginosa، B. licheniformis و Micrococcus و 5 سویه قارچی Aspergillus ، Penicillium، Alternaria، Chaetomium و Cladosporium مورد آزمایش قرار گرفتند. برای این منظور، آزمون انتشار آگار و تست رقت سازی مایع (جهت تعیین MIC) انجام و در مرحله بعد میزان MBC (برای باکتری ها) و MFC (برای قارچ ها) تعیین شد. همچنین، میزان سمیت سلولی نانو ذرات تولید شده با استفاده از روش MTT بر روی خطوط سلولی HDF ارزیابی شد. نانو ذرات نقره اثر ضد میکروبی علیه تمام سویه های باکتریایی و قارچی مورد آزمایش نشان داد. در حالی که از 5 سویه قارچی مورد بررسی تنها قارچ Chaetomium به نانو ذرات روی حساس بود؛ ولی تمام سویه های باکتریایی مورد آزمایش به جز Ps. aeruginosa به نانو ذرات روی حساس بودند. نانو ذرات نقره فعالیت سیتوتوکسی وابسته به غلظت را در برابر HDF نشان داد ولی نانو ذرات روی اثر سمی بر سلول های HDF نشان نداد. در بین دو نانو ذره مورد بررسی، نانو ذرات نقره دارای پتانسیل بالاتری جهت استفاده به عنوان ماده ضد میکروبی است. ولی نانو ذرات روی می تواند به عنوان گزینه مناسب جهت استفاده در برابر آلودگی های باکتریایی به شمار آید. با توجه به اثر سمی نانو ذرات نقره روی سلول های نرمال پوستی انسان، این مسئله باید طی فرایند ضدعفونی اثر از نظر حفظ سلامت و ایمنی مرمت گران و بازدیدکنندگان مورد توجه قرار گیرد.