Bakteriyel kalsifikasyon ile mermer yüzeylerin iyileştirilmesi

ÖZET Mermer anıtların ve yapıların çoğu, hizmet ömrü boyunca oluşabilecek mikro ve makro çatlakların varlığı nedeniyle bozunmalara uğramaktadır. Bu çatlaklar, zararlı maddelerin mermer matrisine girmesi için uygun yollar oluşturur. Bakteriyel biyokalsifikasyon; Üreolitik bakterlerin gerekli ortam koşulları ve besin sağlandığında ortamda biriken kalsiyum karbonat çökelmesi ve kalsit oluşması sonucu bir bağlayıcı gibi davranarak bulunduğu çatlağı doldurması ve iyileştirmesi olayıdır. Mikro/makro çatlaklara uygulandığında su sızmasını engellemekte ve yapının dayanıklılığını arttırabilmektedir. Bu çalışmada Bacillus subtilis ATCC 6633 kullanılmıştır. Üre, kalsiyum klorür ve kalsiyum asetat içeren besiyerilerinde bekletilen mermer örneklerine canlı ve ölü bakteri hücreleri (107 CFU/mL) uygulanmıştır. Kullanılan mermer örneklerinin yarısı CO2'li etüvde 30 gün bekletildi. Diğer yarısı da karbonlanmamıştır. 2x2 ve 4x4 cm boyutundaki mermer örnekleri yerel işletmelerden temin edilmiştir. Stereo mikroskop SEM görüntülemeleri, EDX-Mapping analizi, XRD analizi ve AFM analizi yapılmıştır. B. subtilis'in CaCl2'lü ortamda yoğun bir şekilde CaCO3 çökelmelerinin olduğu görülmüştür. CaCl2'lü ortamda genellikle kalsit ve aragonit polimorflarına rastlanmıştır. C4H6CaO4'lı ortamda CaCO3 çökelmelerinin daha az olduğu görülmüştür. C4H6CaO4'lı ortamda genellikle kalsit, aragonit ve vaterit polimorflarının olduğu tespit edilmiştir. Karbonlanmış ve canlı bakteri hücrelerinin uygulandığı mermer numunelerinin makro gözeneklerinin kısmen mikro gözeneklerin ise tamamen doldurulduğu tespit edilmiştir. Karbonlanmamış ölü ve canlı bakteri uygulanan mermer numunelerinin mikro gözeneklerinin de kısmen doldurulduğu yapılan stereo mikroskop ve SEM görüntülerinde görülmüştür. 3-5mm çapında ve 0.03-0.02 mm çapındaki gözeneklerde biyolojik iyileştirmeler gerçekleştirilebilmiştir. SEM-EDX, mapping, XRD ve AFM analizleri ile bu oluşumların mermer yapısından farklı olduğu ve yeni CaCO3 kristal yapıları olduğu doğrulanmıştır. Bu çalışmada CaCO3 çökelmesi sonucunda mermerde oluşan gözeneklerin iyileştirilebildiği, doğal ve çevreye zarar vermeden biyolojik olarak onarılabildiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Bacillus subtilis ATCC 6633, biyokalsifikasyon, biyolojik iyileştirme, Kalsiyum klorür, Ölü/Canlı bakteri.