Способ обнаружения микробиологического повреждения в минеральных строительных материалах

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при изготовлении, обследовании и испытании в процессе эксплуатации сооружений, зданий, памятников архитектуры, скульптуры, выполненных из таких материалов, как известняк, песчаник, гранит, бетон, кирпич. В способе обнаружения микробиологического повреждения в минеральных строительных материалах, включающем отбор проб для микроскопии и их микробиологический анализ с последующим вынесением суждения о микробиологической деструкции минеральных строительных материалов, предварительно устанавливают зависимость между влажностью внутри указанных материалов и содержанием микроорганизмов, осуществляют замеры влажности внутри указанных материалов с использованием контактного влагомера, по полученным значениям составляют компьютерную схематическую карту для выявления зон с различной влажностью, по которой с использованием указанной зависимости выносят суждение об участках, являющихся потенциальными очагами развития микроорганизмов. Замеры осуществляют на глубине от 0,01 до 0,04 м. Точки замеров располагают на расстоянии от 0,1 до 0,2 м друг от друга. Дополнительно проводят замеры переменой флуоресценции в точках замеров влажности, причем измеренные значения флуоресценции используют для определения содержания фотосинтезирующих микроорганизмов - бактерий и микроводорослей. Технический результат изобретения – разработка метода анализа минерального материала строительных конструкций, позволяющего, не разрушая изделие, оценить, в каких зонах исследуемого материала, как на поверхности, так и в глубине, наблюдается повышенная активность микроорганизмов-деструкторов. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области строительства, в частности строительства с использованием минеральных строительных материалов, и может быть использовано при изготовлении, обследовании, реконструкции и ремонте зданий, памятников архитектуры, скульптур и так далее, выполненных из таких минеральных материалов, как известняк, песчаник, гранит, бетон, кирпич и т. д.

Известен способ определения зараженности микроорганизмами сооружения, выполненного из минеральных материалов (Обследование и испытание сооружений, /под редакцией О.В. Лужина/, Москва, Стройиздат, 1987, с. 156), включающий частичное механическое разрушение объекта при внедрении нагрузочного органа в проверяемое сооружение.

Недостатком известного способа следует признать его разрушающий характер, а также низкую достоверность, обусловленную вероятностным механизмом выбора места точки бурения в объекте.

Известен также способ анализа структуры (ГОСТ 18105-86 и ГОСТ 10180-90) механически неразрушающими методами, которые основаны на косвенных методах определения свойств и характеристик бетонных конструкций.

Недостатком известного способа следует признать то, что данный метод направлен только на изделия из бетона и не пригоден для анализа изделий из иного материала.

Известен способ анализа структуры (RU, патент 2179722, G 01 N 33/38, 2002), включающий взятие проб из строительных конструкций методом бурения образца, выполняемого алмазной бурильной установкой, причем перед бурением на месте взятия пробы на некоторое время замачивают участок исследуемого строительного материала, пробу, полученную бурением, анализируют под микроскопом с определением содержания микроорганизмов, а анализ проводят с учетом данной влажности.

Недостатком известного способа следует признать необходимость бурения, что приводит к порче и разрушению испытываемого материала.

Известен способ анализа структуры минеральных строительных материалов с целью обнаружения микробиологического повреждения (Sterflinger К.” Krumbein W., 1995. Precision replicas of microbially contaminated surfaces for optical and SEM analyses. Journal of microbiological methods, 23, pp. 301-308) методом оптического анализа поверхности пробы материала и ее микрофлоры с использованием электронного микроскопа.

Недостатком известного способа следует признать ограниченность данного метода, так как анализ материала проводят только на поверхности, не затрагивая глубинные участки материала, а также дорогостоимость используемого оборудования.

Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, состоит в разработке способа глубинного анализа материала на содержание микроорганизмов, проводимого без разрушения поверхности.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в разработке анализа минерального материала строительных конструкций, позволяющего, не разрушая изделие, оценить, в каких зонах исследуемого материала как на поверхности, так и в его глубине наблюдается повышенная активность микроорганизмов-деструкторов.

Указанный технический результат достигается использованием способа обнаружения микробиологического повреждения в минеральных строительных материалах, включающего отбор проб для микроскопии и их микробиологический анализ с последующим вынесением суждения о микробиологической деструкции минеральных строительных материалов, причем предварительно устанавливают зависимость между влажностью внутри указанных материалов и содержанием микроорганизмов, осуществляют замеры влажности внутри указанных материалов с использованием контактного влагомера, по полученным значениям составляют компьютерную схематическую карту для выявления зон с различной влажностью, по которой с использованием указанной зависимости выносят суждение об участках, являющихся потенциальными очагами развития микроорганизмов.

Замеры могут осуществлять на глубине от 0,01 до 0,04 м.

Точки замеров предпочтительно располагают на расстоянии от 0,1 до 0,2 м друг от друга.

Дополнительно можно проводить замеры переменой флуоресценции в точках замеров влажности, причем измеренные значения флуоресценции используют для определения содержания фотосинтезирующих микроорганизмов - бактерий и микроводорослей.

При реализации способа предварительно устанавливают на опытных образцах той же природы соответствие между влажностью внутри минеральных строительных материалов и содержанием микроорганизмов внутри образца. Для этого в участках с измеренной влажностью пробуривают отверстия и анализируют полученный керн на содержание микроорганизмов. Затем осуществляют замеры влажности участка объекта с использованием контактного влагомера, замеры проводят предпочтительно на глубине от 0,01 до 0,04 м, причем расстояние между соседними точками замеров приблизительно составляет от 0,1 до 0,2 м, после получения результатов замеров составляют компьютерную схематическую карту для выявления зон с различной влажностью, что позволяет определить участок, являющийся потенциальным очагом развития микроорганизмов, который соответствует зоне повышенной влажности материалов.

Микробиологическое исследование проб, взятых в зонах различной влажностью, показало, что в большинстве случаев в пробах с влажностью 1-5% количество клеток микроорганизмов на 1 г пробы составляет 0-10 клеток хемолитотрофных бактерий, 0-100 клеток хемоорганотрофных бактерий и микромицетов, в пробах с влажностью 5-8% эти величины составляют 0-100 и 100-1000 соответственно, в пробах с влажностью 8-10 и более % показатели находятся в пределах от 100 до 1000000 и от 1000 до 10000000 соответственно.

Полученные данные наносят на карту влажности и по предварительно выявленной зависимости содержания микроорганизмов от влажности судят об участках, являющихся потенциальными очагами развития микроорганизмов, на которых вероятны микробиологические повреждения.

Дополнительно могут быть проведены замеры относительной переменной флуоресценции в точках с повышенной влажностью. Данные замеры проводятся также неразрушающим методом, в тех же точках, что и проводимые замеры влажности. Полученные данные также наносят на карту влажности и делают вывод о фотосинтетической активности поверхностной микрофлоры минерального материала.

В дальнейшем изобретение раскрывается на следующих примерах реализации.

1. Предварительно устанавливают соответствие между влажностью внутри белокаменной и кирпичной кладки стены Малого дворца ″Каприз″ и содержанием микроорганизмов известным образом с использованием не менее 5 образцов с различной влажностью. Далее проводят замеры влажности исследуемого участка стены с использованием контактного влагомера на глубине 0,04 м с расстоянием между замерами приблизительно 0,2 м, затем составляют компьютерную схематическую карту для выявления зон с различным влагосодержанием, что позволяет определить участок, являющийся потенциальным очагом развития микроорганизмов, который соответствует зоне повышенной влажности материала.

2. Предварительно таким же образом устанавливают соответствие между влажностью внутри кирпичной кладки стены Грота Государственного музея усадьбы "Архангельское" и содержанием микроорганизмов, далее проводят замеры исследуемого участка кладки с использованием контактного влагомера на глубине 0,01 м с расстоянием между замерами приблизительно 0,1 м, затем составляют компьютерную схематическую карту для выявления зон с различной влажностью, что позволяет определить участок, являющийся потенциальным очагом развития микроорганизмов, который соответствует зоне повышенной влажности материала. Далее проводят замеры переменной флуоресценции бесконтактным методом в тех же точках. Данные также наносят на карту влажности, затем делают вывод о том, что внутри минерального материала находятся микроорганизмы, которые обнаруживают флуоресцентным анализом. При выращивании на накопительной культуры на среде Костенхольца пробы, взятой из полученного при бурении керна, было установлено, что в пробе преобладают водоросли рода Сhortlla и нитчатые цианобактерии порядка Oscillatoriales.

3. Предварительно устанавливают тем же образом соответствие между влажностью внутри известняка Грота Государственного музея - усадьбы "Архангельское" и содержанием микроорганизмов. Проводят замеры влажности исследуемого участка известняка на глубине 0,02 м с расстоянием между замерами приблизительно 0,2 м, затем составляют компьютерную схематическую карту для выявления зон с различной влажностью, что позволяет определить участок, являющийся потенциальным очагом развития микроорганизмов, который соответствует зоне повышенной влажности материала. Далее проводят замеры переменной флуоресценции тем же методом и в тех же точках, данные также наносят на карту влажности. На основании полученных данных делают вывод о наличии микроорганизмов, способных к флуоресценции.

Предложенный способ позволяет, не разрушая изделие, оценить, в каких зонах исследуемого материала как на поверхности, так и в его глубине наблюдается повышенная активность микроорганизмов-деструкторов.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения микробиологического повреждения в минеральных строительных материалах, включающий отбор проб для микроскопии и их микробиологический анализ с последующим вынесением суждения о микробиологической деструкции минеральных строительных материалов, отличающийся тем, что предварительно устанавливают зависимость между влажностью внутри указанных материалов и содержанием микроорганизмов, осуществляют замеры влажности внутри указанных материалов с использованием контактного влагомера, по полученным значениям составляют компьютерную схематическую карту для выявления зон с различной влажностью, по которой с использованием указанной зависимости выносят суждение об участках, являющихся потенциальными очагами развития микроорганизмов.

2. Способ по п.1 отличается тем, что замеры осуществляют на глубине от 0,01 до 0,04 м.

3. Способ по п.2 отличается тем, что точки замеров располагают на расстоянии от 0,1 до 0,2 м друг от друга.

4. Способ по п.1 отличается тем, что дополнительно проводят замеры переменной флуоресценции в точках замеров влажности, причем измеренные значения флуоресценции используют для определения содержания фотосинтезирующих микроорганизмов - бактерий и микроводорослей.