İstanbul'da önemli tarihi eserlerdeki taş malzemenin mikrobiyolojik bozunması
Biodeterioration of stone materials in important historical monument in Istanbul
Yazar: AYSUN ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. YAŞAR NUHOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu çalışmada; Yıldız Teknik Üniversitesi Yıldız kampüsü ve çevresinde bulunan tarihi eserlerdeki taş malzemenin biyolojik bozunmasında rol oynayan mikroorganizmalar belirlenip biyolojik bozunmaya katkıları araştırılmıştır. Taş yüzeyinde bulunan mikroorganizmalar mikroskobik, klasik kültürel ekim, 16 S rRNA gen analizine dayalı PCR, XRF ve SEM analizleri yapılarak tespit edilmiştir. Elde edilen bulgulara göre örneklerin çoğunda alg, mantar ve siyanobakteriler olmak üzere çeşitli mikroorganizma türleri tespit edilmiş, 1 gr. taş örneğindeki sayıları (CFU-1) belirlenmiştir. XRF-SEM çalışmalarıyla taşların minerolojik bileşenleri ile mikroorganizmaların taşın yüzeyinde ve gözeneklerindeki bulunma şekilleri ortaya konmuştur. Mikroskobik çalışmalar ile mikroorganizmaların morfolojik özellikleri belirlenmiştir.
Polimeraz zincir reaksiyonuna (PCR) dayalı moleküler tekniklerle 23 tür bakteri/siyanobakteri tespit edilmiştir. Klasik ekim yöntemleri ile 17 tür seviyesinde, 9 cins seviyesinde mantar ve 4 tür seviyesinde, 2 cins seviyesinde bakteri tespit edilmiştir. PCR analizleri ile taşlarda yaşayan mikroorganizmaların filogenetik soy ağacı oluşturulmuştur.
Tüm bu çalışmaların sonucunda tarihi eserlerdeki taş malzemenin yüzeyinde oluşan fiziksel ve mekaniksel bozunmanın yanında mikroorganizmaların da metabolik faaliyetleri sonucunda oluşturdukları asitler, pigmentler ve metobolitler ile taşın bozunmasında önemli bir etmen oldukları belirlenmiştir.
Bu çalışma ile tarihi yapılarda oluşan bozunmaların önlenmesi ve tarihi eserlerin ayakta kalmasını sağlamak için "T.C. Başbakanlık Vakıflar Genel Müdürlüğü"nün yaptığı restorasyon ve onarım çalışmaları çok önemli görülmüştür.

Abstract:
In this study; microorganisms that play a role on the bio-deterioration of historical stone materials were characterized and their contribution to the microbial degradation was determined around Yıldız Campus in Yıldız Technical University. The microorganisms on the stone surface were determined by microscopic investigation, classic cultural method, microbial characterization based on denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and PCR-amplified 16S rRNA gene fragments, X-ray fluorescence (XRF) and scanning electron microscope (SEM) analyzes. The results from this study indicated that most of the microbial communities were the group member of algae, fungi, cyanobacteria and bacterial species. Moreover, the numbers of CFU were calculated as colony forming unit per gram of sample. The mineralogical components of the historical stones was analyzed by XRF, while the presence of microorganism on the stone surface and pores were morphologically characterized by SEM. Further, the morphological characteristics of microbes were carried out by using the microscopic observation. The 23 species of bacterium/cyanobacteria were detected by the molecular techniques based on PCR and DGGE, in addition 17 species plus 9 genus of fungi and 4 species plus 2 genus of bacteria were cultivated by basic bacterial cultivation methods. A phylogenetic tree was constructed for community of microorganism living on stone surfaces via 16S ribosomal RNA (or 16S rRNA) gene sequencing results. The current work showed that microorganisms play an important role in the deterioration of stone due to producing several acids, pigments and metabolites besides the physical and mechanical degradation occurring on the surface of stone materials in historical monuments. Therefore, it is concluded that the restoration efforts by the "T.R. Prime Ministry Directorate General of Foundations" has a vital role in order to prevent the deterioration of historical monuments and survive historic buildings.