Введение
ГЛАВА 1. Основные факторы разрушения природного камня в антропогенно-измененной среде (состояние изученности проблемы) 14
1.1. Камень в архитектуре современных городов 14
1.2. Особенности городских экосистем и их влияние на разрушение природного камня 19
1.3. Природный камень как объект биологической колонизации 25
1.4. Биообрастания природного камня (основные понятия, внешние проявления, условия возникновения) 30
1.5. Основные механизмы разрушения камня живыми организмами 43
1.6. Методические подходы к мониторингу
состояния объектов культурного наследия 53
ГЛАВА 2. Материал и методы исследований 59
2.1. Характеристика районов и объектов исследований 59
2.2. Характеристика материала исследований 66
2.3. Методы исследований
2.3.1. Визуальные наблюдения 68
2.3.2. Отбор проб для лабораторных исследований 69
2.3.3. Методы лабораторных исследований
2.3.3.1. Первичный осмотр и описание проб в лаборатории 72
2.3.3.2. Выбор участков для детального исследования аналитическими методами 73
2.3.3.3. Выявление биологических объектов на каменистом субстрате 73
2.3.3.4. Микологический анализ 74
2.3.3.5. Бактериологический анализ 75
2.3.3.6. Метагеномный анализ 77
2.3.3.7. Метаболомный анализ 77
2.3.3.8. Сканирующая электронная микроскопия 78
2.3.3.9. Петрографические исследования
2.3.3.10. Геохимические исследования 80
2.3.3.11. Конфокальная микроскопия 81
2.3.3.12. Методы моделирования литобионтных систем 81
ГЛАВА 3. Основные формы разрушения природного камня в антропогенных ландшафтах 86
3.1. Разработка классификации форм разрушения природного камня 86
3.2. Абиогенное (физико-химическое) выветривание 89
3.3. Антропогенное выветривание 94
3.4. Биогенное выветривание
3.4.1. Биопленки с доминированием водорослей 102
3.4.2. Биопленки с доминированием бактерий
3.4.2.1. Биопленки с доминированием цианобактерий 107
3.4.2.2. Хемоорганотрофные бактерии в биопленках на граните
3.4.2.2.1. Бактериологические исследования поврежденного гранита в Санкт-Петербурге 113
3.4.2.2.2. Бактериологические исследования поврежденного гранита в Выборге 117
3.4.2.2.3. Бактериологические исследования поврежденного гранита в карьере Монферрана 120
3.4.2.2.4. Метагеномный анализ бактериальных сообществ в биологических обрастаниях различного состава 122
3.4.3. Биопленки с доминированием микромицетов 126
3.4.3.1. Состав сообществ микромицетов на поверхности гранита в Санкт-Петербурге 126
3.4.3.2. Состав сообществ микромицетов на граните в карьере Монферрана 132
3.4.3.3. Метагеномный анализ сообществ микромицетов в биологических обрастаниях различного состава 138
3.4.4. Биопленки с доминированием лишайников 140
ГЛАВА 4. Моделирование процессов трансформации природного камня под воздействием микроорганизмов 145
4.1. Взаимодействие бактерий рода Bacillus с каменистым субстратом в контролируемых условиях 147
4.1.1. Колонизация мрамора микроорганизмами в условиях эксперимента 148
4.1.1.1. Эксперимент в жидкой питательной среде с бактериями рода Bacillus 148
4.1.1.2. Колонизация мрамора бактериями рода Bacillus в условиях влажной камеры 155
4.1.1.3. Эксперимент по совместной колонизации мрамора бактериями и грибами 158
4.1.1.4. Оценка способности бактерий Bacillus subtilis к выделению органических кислот и других метаболитов.. 163
4.1.2. Колонизация гранита и слюды микроорганизмами в условиях эксперимента 166
4.1.2.1. Бактериальная колонизация гранита и слюды в водной среде 166
4.1.2.2. Бактериальное выщелачивание гранита в водной среде... 170
4.1.2.3. Микробная колонизация гранита в условиях влажной камеры 172
4.1.3. Изменение рН среды под влиянием микроорганизмов в экспериментальных условиях 179
ГЛАВА 5. Развитие комплексного подхода к мониторингу памятников культурного наследия 183
5.1. Геоэкологические основы комплексного мониторинга памятников из камня в городской среде 183
5.2. Анализ изменений в поверхностном слое камня с признаками биологической колонизации (на микроуровне) 185
5.3. Мониторинг загрязнений окружающей среды как элемент системы мониторинга каменных памятников 188
5.4. Разработка метода мониторинга биоповреждений памятников из камня с применением компьютерных технологий 193
Заключение 209
Выводы 212
Список использованной литературы 213
