Como ficou demonstrado em ensaios anteriores, os métodos de limpeza química podem deixar ficar sobre o arenito, resíduos substanciais dos químicos aplicados.
Numa certa quantidade de ensaios laboratoriais, MacDonald (1993) descobriu níveis de retenção de químicos entre cerca de 30 a 85 %, em percentagem da quantidade total do material aplicado no arenito.
Nas soluções de limpeza usadas nos actuais ensaios, as usadas no método A continham 28 % de H3PO4 e, no método B, continham 1,3 % de H3PO4 (em diluições de trabalho).
O fosfato é um elemento que é vital para o crescimento dos organismos e existe, normalmente, em quantidades limitadas na maioria das superfícies de pedra.
Em condições normais, a quantidade de fosfato biodisponível pode ser uma condição limitativa para o crescimento das algas.
A quantidade de fosfato no arenito usado no dispositivo de ensaio (e na maioria dos outros arenitos) era baixa.
O fosfato nos arenitos, principalmente está ligado em minerais tais como a apatite (Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)) ou a mozanite ((Ce,La,Th)PO4).
Estes minerais só estão, habitualmente, presentes em quantidades residuais (<<1%) e o fosfato, em geral, não está imediatamente disponível para os organismos.
O fosfato sob a forma de ácido fosfórico (H3PO4), conforme é usado nalguns químicos de limpeza, está sob uma forma que é facilmente utilizada pelos microrganismos.
Entre os dois métodos de limpeza, o A tinha, obviamente, potencial para deixar mais fosfato residual sobre os arenitos, a seguir à limpeza, já que ele continha aproximadamente 20 vezes a concentração presente na solução do método B.
Era, assim, possível que estes níveis aumentados de fosfato sobre o arenito fossem responsáveis pelo aumento do crescimento de algas nalgumas das amostras limpas por via química.
Os dados mostraram, claramente, níveis relativamente elevados de fosfato hidrossolúvel (63 a 64 ppm) nas amostras de arenito de Corsehill e de Cat Castle limpas pelo método A.
O terceiro tipo de arenito limpo pelo método A (arenito de Leoch), e os outros arenitos limpos pelo método B (Blaxter, Clashach e Locharbriggs), apresentaram todos eles níveis relativamente baixos de fosfato solúvel em água (2 a 9ppm), apesar de estes níveis ainda serem relativamente elevados em comparação com os níveis encontrados nos arenitos não tratados (0,2 a 0,3 ppm para todos os tipos de arenito).
É provável que o aumento do crescimento de algas observado nos arenitos de Corsehill e de Cat Castle, limpos por via química, fosse consequente dos relativamente elevados níveis de fosfatos deixados sobre os arenitos, a seguir à limpeza química.
Também foram observados níveis aumentados de crescimento de algas no arenito de Leoch limpo por via química, apesar de os níveis de fosfato residual, embora elevados, em comparação com os arenitos não tratados, não serem particularmente altos.
No entanto, o arenito de Leoch tinha uma porosidade muito menor do que os outros arenitos.
Embora possa ser assumido que fosse provável que os químicos aplicados ficassem regularmente distribuídos nos outros tipos de arenitos (todas as amostras tinham aproximadamente 155 mm de espessura), os químicos aplicados no arenito de Leoch podem ter sido retidos perto da superfície onde esses químicos tinham sido aplicados.
Todos os resíduos de fosfatos foram calculados como uma concentração média, assumindo-se uma distribuição regular por toda a amostra.
Esta presunção não pode ser mantida no caso do arenito de Leoch.
Se fosfato ficou retido perto da superfície do arenito de Leoch, a sua concentração nessa superfície (onde ocorreu o crescimento de algas) era substancialmente superior do que seria indicado assumindo-se uma distribuição regular em toda a amostra, e isso pode ter contado para o crescimento de algas acrescido que se registou nas amostras de arenito de Leoch limpas por via química.
Apesar de inicialmente elevado, o crescimento de algas entrou em declínio, no arenito da Cat Castle limpo por via química, depois de cerca de um ano e meio, até que passou a haver pouca diferença em comparação com as amostras não tratadas.
Isto mostra que o factor dos químicos a promoverem a crescimento de algas, no método A, declinava após um certo tempo.
Uma vez que as alterações na porosidade dos arenitos iam ser permanentes, isto é outro indicador de que os resíduos dos químicos de limpeza eram responsáveis pelo aumento do crescimento de algas, e não as alterações da porosidade.
Estas diferenças entre arenitos, quanto à retenção de químicos, também foram observadas no que respeita à retenção de biocidas (Young et al., 1995).
Este efeito é atribuído a variações no grau de absorção dos biocidas pelos minerais de argila nos arenitos.
Muitos biocidas são catiões ou compostos orgânicos que podem ligar-se a, ou ser absorvidos por, minerais 2:1, tais como as esmectites e as ilites.
Os aniões, tais como o fosfato, também se podem ligar aos minerais da argila, mas podem ficar ligados por um mecanismo diferente e em lugares diferentes.
Os aniões podem ser trocados por iões hidróxido, em pontos situados nas arestas da rede cristalina, e são mais fortemente ligados a argilas 1:1, tais como a caulinite.
A semelhança do comportamento dos arenitos, no que respeita à actividade dos biocidas e à retenção dos fosfatos, não pode, no entanto, ser consequente do mesmo mecanismo de absorção.
Os arenitos de Corsehiil e de Leoch contêm tipos de argilas, tais como a esmectite, a ilite e a clorite, que podem absorver e reter catiões, mas o arenito de Cat Castle contém principalmente, caulinite que é melhor a absorver aniões (por exemplo, fosfato).
O fosfato também se pode ligar a outros minerais da rocha. O fosfato tem uma afinidade pelo ferro e pode-se ligar aos óxidos de ferro que estão presentes nalguns arenitos em quantidades relativamente elevadas.
Os arenitos de Crosehill e de Leoch contém quantidades relativamente elevadas de óxidos de ferro (1,4 % e 4,0 % de Fe2O3, respectivamente) em comparação com outros arenitos.
O arenito de Cat Castle só contém cerca de 0,6 % de Fe2O3. Embora a quantidade do crescimento de algas no arenito de Cat Castle limpo por via química tenha aumentado inicialmente, ela declinou para os níveis encontrados na pedra não tratada, depois de cerca de 1 1⁄2 anos.
Por outro lado, os níveis acrescidos do crescimento de algas nos arenitos de Corsehill e de Leoch mantiveram-se até ao final dos ensaios (cerca de 3 1⁄2 anos).
Isto sugere que, embora o fosfato possa ficar ligado à caulinite dos arenitos, ele pode ficar mais fortemente ligado aos óxidos de ferro e pode persistir, durante mais tempo, nos arenitos vermelhos (ou outros ricos em ferro).
Alguns dos agentes de limpeza portadores de fosfatos são recomendados para utilização nos arenitos ricos em ferro, já que a adição do fosfato pretende reduzir a mobilização de iões na pedra.
Isto tem implicações importantes no que respeita à velocidade do um novo desenvolvimento de sujidade biológica nos edifícios cuja pedra foi limpa, já que os dados anteriores sugerem que podem persistir, durante muitos anos, acrescidos níveis de crescimento de algas na pedra limpa.
Não é só o crescimento de algas que pode pode ser encorajado pela limpeza química.
Os dados sobre o crescimento de líquenes nas amostras de arenitos indicaram acrescidos crescimentos de líquenes nos arenitos limpos por via química pelo método A, relativamente aos arenitos não tratados e às amostras limpas pelo método B.
Apesar de estar presente um grande número de espécies, a única espécie identificada nas amostras tratadas pelo método A foi a Xanthoria, uma espécie caracteristicamente encontrada nos locais ricos em nutrientes (Dobson, 1992).
Neste ensaio, o crescimento de líquenes não começava a ser observado até relativamente bastante tarde, e na ocasião em que se começavam a notar os primeiros crescimentos de líquenes (verão de 1995), a quantidade do crescimento de algas sobre o arenito de Cat Castle limpo por via química não se conseguia distinguir da que era observada nas amostras não tratadas.
Isto pode indicar que os líquenes são estimulados por quantidades mais baixas de fosfato do que o crescimento de algas, ou que talvez os líquenes consigam extrair, pelo ataque ácido, mais o fosfato que está fortemente ligado por contacto directo com os minerais a que esse fosfato está ligado.
Os arenitos de Blaxter, de Lochabriggs e, em menor extensão, de Clasach limpos por via química pelo método B, também tinham níveis de fosfatos (2 a 9 ppm) que eram superiores aos níveis normais da envolvente (0,3 ppm).
No entanto, estes arenitos não mostraram níveis aumentados de crescimento de algas nas amostras limpas por via química.
Em muitos casos, o tratamento com o método B pareceu diminuir a capacidade dos arenitos para suportarem o crescimento de algas.
Possivelmente, apesar de estas amostras conterem, originalmente, níveis de fosfatos moderadamente elevados, ainda assim estes eram insuficientes para estimularem o aumento do crescimento de algas.
Também não havia qualquer indicação de qualquer aumento do crescimento de líquenes nas amostras tratadas, em comparação com as amostras não tratadas.
Na verdade, há outros factores que são importantes, como se pode concluir pelo facto de, no arenito de Cat Castle virado a Sul, os resíduos de fosfato não terem conseguido estimular quantidades significativas de crescimento de algas, como tinha acontecido nas amostras viradas a Norte, talvez por causa da relativamente superior importância dos níveis de humidade no lado do dispositivo de ensaio virado a Sul. Ou então, os níveis de fosfato podem ter declinado para níveis iguais à envolvente na ocasião em que os crescimentos de algas e de líquenes ficaram estabilizados sobre as amostras.
Outra possibilidade é que outros factores associados à limpeza química desencorajem activamente os crescimentos biológicos, negando os efeitos dos níveis de fosfatos aumentados. Houve alguma evidência de retenção de sais de sódio nos resultados do exame SEM a alguns dos arenitos limpos pelo método B.
Apesar de a concentração de NaOH ser menor no método B do que no método A (6 % e 25 %, respectivamente), no método B o NaOH permanecia em contacto com a pedra durante 24 horas na forma de emplastro, comparado com os 20 minutos na forma líquida, no método A.
É possível que tenham ficado retidos no arenito resíduos do emplastro portador de NaOH, mesmo depois do enxaguamento. É possível que os resíduos de sal que não proporcionem nutrientes, possam reduzir a quantidade de crescimento de algas e de líquenes.
Os resíduos dos agentes químicos de limpeza sobre os arenitos foram estudados por MacDonald (1993). Ele descobriu que, usando os mesmos métodos de limpeza que foram usados aqui, podiam ser retidos pelos arenitos quantidades substanciais dos químicos aplicados.
De forma semelhante aos resultados encontrados no dispositivo de ensaio, MacDonald (1993) também encontrou resíduos de fosfatos muito maiores nos arenitos limpos pelo método A, em comparação com os limpos pelo método B.
MacDonald (1993) também encontrou resíduos de fosfatos superiores aos que foram encontrados nas amostras do dispositivo de ensaio, no entanto os seus blocos de arenito eram de tamanho muito superior e podiam, facilmente, ter retido mais químicos aplicados, os quais podiam penetrar mais profundamente no arenito e migrar de volta para a superfície, depois do enxaguamento.
Isto sugere que o problema do aumento do crescimento de algas nos edifícios limpos por via química pode ser ainda maior do que é sugerido pelos resultados do dispositivo de ensaio, uma vez que a razão implícita seria que os níveis de fosfatos retidos nas pedras maiores podem ser muitas vezes superiores aos das amostras pequenas.
Houve alguma variação na quantidade do crescimento de algas dos arenitos limpos por via química situados nos lados virados a Norte e a Sul do dispositivo de ensaio.
A maior variabilidade dos resultados nas amostras viradas a Sul parecem indicar que, em certos casos, estiveram fortemente envolvidos outros factores, para além da nutrição, no controle do crescimento de algas no lado virado a Sul do dispositivo de ensaio.
Apareceram evidências de que as diferenças na disponibilidade de humidade influenciam fortemente o crescimento das algas, e foi sugerido que, nos casos onde o padrão do crescimento de algas, sobre amostras não tratadas e limpas por via química no lado Norte do dispositivo de ensaio, não era repetido nas amostras viradas a Sul, essa diferença pode ser devida ao maior grau de importância da limitação da humidade no lado Sul do dispositivo de ensaio, no que respeita ao crescimento ao crescimento de algas.
O declínio no aumento do crescimento de algas, observado no arenito de Cat Castle depois de 1 1⁄2 anos, implica que o aumento no crescimento de algas sobre as fachadas dos edifícios, provocado pela limpeza por via química, também pode entrar em declínio depois de alguns anos.
No entanto, conforme o tipo de pedra e a exposição, o efeito pode persistir durante muitos anos, especialmente nos arenitos ricos em ferro, e os efeitos de sujidade consequentes dos crescimentos de algas podem persistir durante mais tempo do que os efeitos nutrientes.
