Tarihi yapılarda kalker esaslı taşlar üzerinde bakteriyel faaliyetlerin etkisi: Sultanahmet Camii ve Nusretiye Camii örneği
Effect of bacterial activities on limeter-based stones in historical buildings: Sultanahmet Mosque and Nusretiye Mosque example
Yazar: BİNNAZ VURAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ A.CÜNEYT DİRİ ; PROF. DR. GÜLŞEN ALTUĞ
Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Fiziği ve Malzemesi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Bu çalışmada, fiziksel, kimyasal ve biyolojik etkilere uzun süre maruz kalmış tarihi yapılarda kullanılan kalker esaslı taş malzemeler üzerinde mikrobiyal faaliyetleri incelemek, özellikle bakterilerin bu yapılara olumlu ya da olumsuz anlamda etkisini araştırmak hedeflenmiştir. Bu amaçla yapılan çalışmada İstanbul'da iki önemli tarihi yapı olan Sultanahmet Camii ve Nusretiye Camii avlu duvarlarından alınan taş örnekleri üzerinde bakteriler tarafından gerçekleşen mikrobiyal faaliyetler araştırılmıştır. İklimsel faktörlerin etkisini gözlemleyebilmek için, bakteriyolojik deneysel çalışma prosedürleri dört mevsim boyunca uygulanmıştır. Her mevsim yapıların aynı noktasından numuneler alınarak bakteriyolojik deneyler tekrarlanmıştır. Bakteriyolojik deneyler, bakteri sayımı ve bakteri tür tespiti şeklinde iki aşamada gerçekleşmiştir. Bakteri sayıları her mevsim için hesaplanmış, bakterilerin tür tespiti de yapılarak birlikte değerlendirilmiştir. Mikrobiyal faaliyetlerde rol aldığı tespit edilmiş bakteri türlerinin bir kısmının kalker taşını ayrıştırıcı, bir kısmının ise kalsit çökeltme yeteneğine sahip olduğu tespit edilmiştir. Aynı zamanda alınan taşların mineral içeriklerini ve taş türü tespitlerini yapabilmek amacıyla petrografik ve minerolojik analizleri yapılmıştır. İç yapıda meydana gelen değişimleri gözlemek amacıyla taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılım spektrometresi ile incelemeler yapılmış ve taşlardaki ayrışma ve kristallenme oluşumları tespit edilmeye çalışılmıştır.
Yurtdışında, bakterilerin taşlar üzerindeki yıpratıcı etkisi üzerine yoğun araştırmaların olduğu yapılan literatür araştırması ile ortaya konmuştur. Ülkemizde de son yıllarda daha fazla gündeme gelen bu konuda çalışmalar başlamıştır.
Bu tez çalışması dört bölümden oluşmaktadır; Birinci bölümde, çalışmanın amacı, önemi, kapsam ve yöntemi anlatılmıştır.
İkinci bölümde, kalker taşı ile ilgili genel bilgiler verilip, tarihi yapılarda kalker taşının kullanımı irdelenmiş, mikrobiyolojik yaşamın türleri ve ortamları açıklanmış, kalker taşının bozunma ve ayrışma şekillerine yer verilmiş, kalker taşı üzerindeki mikrobiyolojik aktiviteler ise korozyona uğratma ve bakteriyolojik kalsiyum karbonat oluşumu açısından incelenmiştir. Bu bölümde son olarak yurtdışında ve ülkemizde kalker taşı üzerinde bakterilerin etkisi ile ilgi yapılmış çalışmalar incelenmiş, bu tez kapsamında yapılan çalışmanın literatüre katkısı sunulmuştur.
Üçüncü bölümde, çalışmada kullanılan deney yöntemleri hakkında bilgi verilmiştir. Yapılan tüm deneyler, deney akış şemasıyla özetlenmiştir. Deney prosedürleri ve çalışmadaki numunelerin deneylerinin yapıldığı laboratuvarlar ve kullanılan aletler açıklanmıştır. 
Dördüncü bölümde deneysel çalışma anlatılmış, deney numunelerinin alınma süreci ve bu numuneler üzerinde yapılan deneyler ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Deney bulguları sunulmuş ve yorumlanmıştır.
Beşinci bölümde, tüm çalışmadan elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş, sentezlenip yorumlanmıştır. Elde edilen bulgular ışığında başka araştırmacıların yapacakları çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.
Çalışmada elde edilen veriler ışığında, seçilen iki tarihi yapıda kullanılmış olan kalker taşlarında bakteriyolojik etkilerle bozunmalar olduğu, aynı zamanda kalker oluşumunda etkili olan bakterilerin tespit edilmesi ile de çeşitli bölgelerde bakteriler vasıtasıyla kendiliğinden onarımın da gerçekleşmiş olabileceği sonucuna varılmıştır. Yapılardan elde edilen numuneler üzerinde yapılan bakteriyolojik testlerle tespit edilen bakterilerin enzim reaksiyonları özelliklerini incelemek, bakteriler vasıtasıyla taşlarda meydana gelebilecek değişikleri değerlendirmede etkili olmuştur.


Anahtar Kelimeler; kalker, mikrobiyal korozyon, bakteri, bozunma, biyokalsifikasyon

Abstract:
In this study, it is aimed to examine the microbial activities on the limestone-based stone materials used in historical buildings that have been exposed to physical, chemical and biological effects for a long time, and to investigate the positive or negative effects of bacteria on these structures. In this study, microbial activities by bacteria were investigated on stone samples taken from the courtyard walls of the Blue Mosque and Nusretiye Mosque, two important historical buildings in Istanbul. In order to observe the effect of climatic factors, bacteriological experimental study procedures were applied throughout the four seasons. Bacteriological experiments were repeated by taking samples from the same point of the structures in each season. Bacteriological experiments were carried out in two stages as bacterial enumeration and bacterial species identification. Bacterial numbers were calculated for each season, and the species of bacteria were determined and evaluated together. It has been determined that some of the bacterial species that have been found to play a role in microbial activities have the ability to decompose limestone and some have the ability to precipitate calcite. At the same time, petrographic and mineralogical analyzes were made in order to determine the mineral content and stone type of the stones taken. In order to observe the changes in the internal structure, investigations were made with scanning electron microscopy and energy distribution spectrometry, and the disintegration and crystallization formations in the stones were tried to be determined.
It has been revealed by the literature research that there is intense research on the abrasive effect of bacteria on stones abroad. In our country, studies have started on this issue, which has become more popular in recent years.
This thesis consists of four parts; In the first chapter, the aim, importance, scope and method of the study are explained.
In the second part, general information about the limestone is given, the use of limestone in historical buildings is examined, the types and environments of microbiological life are explained, the decomposition and decomposition forms of the limestone are given, and the microbiological activities on the limestone are examined in terms of corrosion and bacteriological calcium carbonate formation. In this section, the studies on the effect of bacteria on limestone in our country and abroad were examined, and the contribution of the study conducted within the scope of this thesis to the literature was presented.
In the third chapter, information about the experimental methods used in the study is given. All experiments performed are summarized with the experiment flow chart. Experiment procedures and laboratories where the tests of the samples in the study were made and the tools used are explained.
In the fourth chapter, the experimental work is explained, the process of taking the test samples and the experiments on these samples are explained in detail. Experimental findings are presented and interpreted.
In the fifth chapter, the results obtained from the whole study were evaluated, synthesized and interpreted. In the light of the findings obtained, suggestions were made for the studies to be carried out by other researchers.
In the light of the data obtained in the study, it was concluded that the limestone stones used in the two selected historical buildings were degraded by bacteriological effects, and that spontaneous repair by bacteria in various regions may also have been achieved by the detection of bacteria that were effective in the formation of limestone. Examining the enzyme reaction properties of bacteria detected by bacteriological tests on the samples obtained from the structures has been effective in evaluating the changes that may occur in the stones by bacteria.

Key Words: limestone, microbial corrosion, bacteria, decay, biocalcification