Bakterielle Holzzersetzung

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Falko Krüger
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1 Bakterielle Holzzersetzung

2 Relevanz Inhalt Allgemeine Einleitung Betroffene Holzanwendungen Befallsauswirkungen Holzzersetzenden Bakterien Befallsmuster Lebensbedingungen Bekämpfungsstrategien Praktische Anwendung der Forschung

3 Increasing Depth in Soil Übersicht über Zersetzungsformen Environmental Classification Redox Classification Typical Species Microbial Degraders Preservation conditions Water soil interface Oxic > 3 mgl -1 Oxidising (0 to +400mV) O 2, NO 3, Fe 3+, MnO 2, Mn (IV) White Rot Brown Rot Soft Rot Fungi Poor Wood Suboxic mgl -1 Reducing (0 to -200mV) SO 4, CO 2, NH 4+, Mn 2+, Fe 2+ Soft Rot Fungi Tunneling Bacteria Erosion Bacteria Anoxic <0.01 mgl -1 Highly Reducing (-200 to -400mV) H 2 S, HS -, CH 4, FeS Erosion Bacteria Good Gregory et al. 2008; The Use and Deployment of Modern Wood Samples as a Proxy Indicator for Biogeochemical Processes on Archaeological Sites Preserved in situ in a Variety of Environments of Differing Saturation Level, CONSERVATION AND MGMT OF ARCH. SITES, Vol. 10 No. 3, August, 2008,

4 Holzzersetzende Bakterien nicht konkurrenzfähig mit Holz zersetzenden Pilzen Ökologische Nische in sauerstoffarmen bzw. sauerstofffreien Bedingungen Holz nur in spezieller Verwendung Zersetzungsprozess trotz allem (ausgeschlossener Konkurrenz, Anpassung an Lebensbedingungen u.ä.) relativ langsam Ist bakterielle Holzzersetzung überhaupt relevantes Problem?

5 Betroffene Holzverwendungen Fundamentpfähle Archäologisches Holz

6 Pfahlfundamente

7 Auf Pfählen gebaut Venedig Stockholm Schweriner Schloß Amsterdam Hamburg Reichstag Berlin

8 Befallsauswirkungen

9 Befallsauswirkungen

10 Archäologische Hölzer

11 Archäologie Archäologische Ausgrabung in Dokkum (NL)

12 Archäologische Nassholzfunde

13 Archäologische Nassholzfunde

14 Kategorien holzbewohnender Bakterien (nach Greaves) a) Bakterien, die den Zellinhalt der Strahlen nutzen und die Durchlässigkeit für Flüssigkeiten beeinflussen b) Bakterien, die die Zellwand direkt angreifen c) Bakterien, die mit anderen Mikroorganismen assoziiert sind und zum Abbau beitragen d) Bakterien, die verhindern, daß Holz durch andere Mikroorganismen befallen wird (antagonistische Mikroorganismen)

15 Bakterien, die die Zellwand abbauen Zwei Haupttypen Tunnelbakterien (TB) und Erosionbakterien (EB) Keine Einzelbakterienarten, sondern immer Konsortien Eindeutige Artenzuordnung in Kategorien a-d nicht möglich Gliederung nicht taxonomisch sondern entsprechend der Befallsmuster

16 TB Spezielle Ausrichtung des Befalls in bestimmter Zellwandschicht nicht vorhanden können auch ligninreiche Mittellamelle zersetzen Zersetzung aller Holzkomponenten EB Befall in Fibrillenausrichtung Mittellamelle bleibt erhalten Zersetzung der Holocellulosen Lignin wird überwunden (modifiziert?)

17 TB-Befall

18 EB-Befall im Querschnitt

19 EB-Befall im Längsschnitt

20 TB Umweltbedingungen ähnlich der Moderfäule (oft mit ihr assoziiert) Sauerstoff Sehr tolerant gegenüber Fungiziden EB Umweltbedingungen mit sehr begrenztem/ keinem Sauerstoffvorkommen Hauptsächliche Holzzersetzer in wassergelagerten Bedingungen

21 EU-Projekt BACPOLES ( ) Preserving cultural heritage by preventing bacterial decay of wood in foundation poles and archaeological sites EVK4-CT Abteilung für Holzbiologie und Holzprodukte Abteilung für Ökopedologie der gemäßigten Zonen

22 Ziele des Projektes 1. Identifizierung der holzzersetzenden Bakterien 2. Verbesserung des Verständnisses der Bedingungen unter denen Befall stattfindet 3. Entwicklung und Erprobung möglicher Bekämpfungsstrategien

23 Laborexperiment zur Befallssimulation Luftschicht Wasserschicht befallenes Holz gesundes Holz Sediment

24 experimenteller Aufbau Gaseinleitung Luft Luft + O 2 N 2 vertikale Wasserzirkulation Sauerstoffoptoden Peristaltikpumpe

25 Ergebnisse des Laborexperimentes Befallssimulation erfolgreich, aber Befallsvoraussetzungen noch nicht abschließend geklärt geringste Sauerstoffmengen sind notwendig ph Optimum zwischen 7 und 8,5 In armen Substraten Befall wahrscheinlicher Wasserzirkulation/ Stofftransport scheint Befall zu begünstigen

26 Praktisches Interesse Verminderung der Reparaturkosten der Holzfundamente in Holland Versicherungsfragen hinsichtlich Schäden an Holzfundamenten nach Grundwasserabsenkungen durch Bauarbeiten oder Tagebautätigkeit Vor Ort - Konservierung archäologischer Hölzer

27 Vor-Ort-Konservierung

28 Bremer Hanse-Kogge von 1380

29 Zersetzung und Konsequenzen Zellulose Hemi-Zellulose Lignin

30 Zersetzung und Konsequenzen Aufzeigen der Zersetzung und Wasserauffüllung Erklärung der Evaluierung des Befallsgrades (Umax) Konservierungsnotwendigkeit Konservierungsbedingungen (wasserlösliche Konservierungsmittel,Einbringung über Difussion)

31 Konservierungsverfahren, - forschung Konservierungsmittel (PEG, Zucker, Lactitose, Kauramin) Verfahren (Sprühung, Tränkung, Konz., Trocknung) Auswirkungen der Konservierung auf Objekte (Dimensionsstabilität, Farbe, Holznähe) langfristige Auswirkungen?

32 Konservierungsgroßobjekt der Bremer Hanse-Kogge

33 Fundstelle

34 Bergung

35 Wiederaufbau

36 Wiederaufbau

37 Konservierungsvorbereitung

38 Konservierung

39 Konservierungsnachbereitung

40 Präsentation

41 Never ending Story?

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