BACTERIE BESCHERMT DOOR ZURE REGEN AANGETAST MONUMENT

Bacteriën kunnen een belangrijke rol spelen bij de bescherming van kalkachtige monumenten en beelden tegen de aantasting door zure regen. Dat blijkt uit onderzoek onder leiding van mineraloog Carlos Rodríguez-Navarro van de Universiteit van Granada (Applied and Environmental Microbiology, april). Samen met twee microbiologen van dezelfde universiteit startte hij het onderzoek vanwege de ernstige aantasting van bijzondere gebouwen zoals het uit de 9e eeuw daterende Alhambra.

Kalksteen in mindere mate dolomiet en marmer, maar in veel sterkere mate kalkhoudende zandsteen is buitengewoon gevoelig voor zure regen, doordat het water in de poriën doordringt. Het poriënrijke gesteente heeft in totaal een oppervlakte dat vele malen groter is dan het buitenoppervlak van een gebouw of monument, waardoor de oplossing van de kalksteen in zwavelzuur sterk wordt versneld. Er wordt dan ook reeds geruime tijd gezocht naar methoden om die oplossing te verminderen. Daarvoor zijn in het verleden proeven gedaan met bacteriën (o.a. Bacillus pasteurii en Bacillus subtilis) die kalk afscheiden, maar dat middel bleek erger dan de kwaal: er ontstonden proppen van calciet (CaCO3) in de poriën zonder dat daarmee het verweringsproces werd gestopt, en de bacteriën plantten zich vaak zo sterk voort dat er ook kalklaagjes werden afgezet op plaatsen waar dat niet gewenst was.

In het nu uitgevoerde laboratoriumexperiment maakten de Spaanse onderzoekers echter gebruik van een andere bacterie (Myxococcus xanthus), die wijd verbreid in de bodem voorkomt en waarvan geen schadelijke effecten voor andere organismen bekend zijn. Ook deze bacterie scheidt kalk af door biomineralisatie, maar hij doet dat op een heel andere manier. De gevormde kristallen vormen één geheel met het bestaande kalkoppervlak, waardoor zich als het ware een resistente coating aan de binnenzijde van de poriën vormde. Myxococcus scheidt behalve calciet een mengsel van carbonaten, fosfaten en sulfaten af. Dolomiet, struviet, newberyiet, scherteliet an taloyriet zijn daarbij de belangrijkste gevormde mineralen. Dit mengsel van in elkaar vergroeide mineralen vormt een zeer dun laagje dat verdere verwering tegengaat, omdat het niet merkbaar wordt aangetast door vuil of zure regen.

De onderzoekers brachten de bacterie via een vloeibare cultuur aan op monsters van enkele van de in Granada aangetaste gebouwen. Een extra voordeel bleek dat de bacteriën zich na opdroging van het gesteente niet langer meer vermenigvuldigden en geleidelijk afstierven. Het proces van coating kan daardoor precies zo lang worden voortgezet als nodig is (door het blijven toevoeren van een vloeibare cultuur), zonder dat daarna negatieve neveneffecten door ongewenste reproductie van de bacteriën optreedt.

Tijdens het experiment hielden de onderzoekers het gewicht van de behandelde steenmonsters (onder invloed van de door de bacteriën gevormde carbonaten) voortdurend in de gaten. Daarbij bleek dat de chemische neerslag van kalk vrijwel geheel in de eerste vijf tot tien dagen plaatsvond. Dat is dus de duur van de behandelingsperiode. Na deze tijd deed zich nog een kleine gewichtstoename voor, maar na twintig tot dertig dagen stopte die geheel, wat aangeeft dat er geen bacteriën meer actief waren.