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纸质文物防霉除霉技术探讨

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《北京印刷学院学报》2016年第4期

摘要:

在适当条件下,纸质文物材料有机性使文物容易滋生霉菌,发生霉变。霉菌不仅破坏纸质文物原有样貌,而且降低其机械强度,改变其性质,甚至使文物面目全非,影响其价值。在前人研究的基础上,分析探讨纸质文物防霉和除霉技术,并利用纸浆修复方法对霉变文物进行修复实验,结合文献梳理和实验,对防止纸质文物霉变提出了建议。

关键词:

纸质文物;霉菌;除霉技术;防霉技术;纸浆修复

霉菌生长需要孢子、适宜的温湿度和营养物质3个必要条件。霉菌孢子分布广泛,空气中的尘埃颗粒带有大量霉菌孢子;在环境温度为22益~28益、相对湿度大于65%时,适宜霉菌的生长和繁殖[1]44;文物材料本身和其所处环境可以为霉菌生长和繁殖提供营养物质。因此,长期存放的文物在保存不当时极易发生霉变。相对于金、石、陶、瓷类无机文物而言,有机纸质文物更易遭受霉菌破坏。据《文物保护技术》载,浙江省东阳南寺塔出土的五代吴越时期《妙法莲华经》写本,虽密藏塔内,由于受潮发霉成了一个卷筒状的硬块,稍加触动,就成片状剥落[2]3。本人在进行纸质品常见霉菌类型鉴定课题研究时,搜集到一些霉变的纸币、书画和古籍样品。图1是一张民国纸币样品,整张币面都能清楚地看到霉斑。图2和图3是两张已发生霉变的书画样品。图4是一本清代古文释义书,其霉变情况不严重,但虫蛀情况非常严重。霉菌对纸质文物的破坏形式多种多样,轻者可破坏文物的原有样貌,降低其机械强度,改变其性质,重者可使文物面目全非,破坏殆尽。霉菌破坏纸质文物的原因复杂,主要表现为以下几方面:淤纸质材质被霉菌作为养分分解利用。霉菌分泌纤维素酶致使纸质文物材料中的纤维素水解,使纤维素变成可被霉菌吸收利用的纤维二糖或葡萄糖小分子物质,进而破坏文物。于霉菌在代谢过程中产生柠檬酸、葡萄糖酸、曲酸、五倍子酸等有机酸使纸质文物遭到酸腐蚀,易于脆裂。盂霉菌菌落产生的色素污染纸质文物,不同种类的霉菌产生的色素各异,色素把文物污染得五颜六色。榆霉菌代谢产生热量、水分和一些黏性物质,热量与水分能改变环境温湿度,黏性物质会使古籍粘连在一起,形成“书砖冶,这些变化可为霉菌繁殖创造更好的条件,形成恶性循环破坏文物[2]8。纸质文物遭受霉菌破坏的情况,至今仍是没有很好解决的世界性问题。从20世纪90年代起,我国就有人关注霉菌对纸质文物的破坏作用,研究了纸质文物上的霉菌类型及防治技术。虽然有人做过相应的探索和研究工作,也取得了一定成果,但仍存在一些缺陷,如南京博物馆曾经发明了一种NMF-1气相防虫防霉剂,已用于南京图书馆和南通图书馆的防霉工作中,实践证明:这种防霉剂确实能够防止许多霉菌生长,减少霉菌对图书的危害,但是它长期作用于纸质文物上是否会对文物造成其他影响,比如文物的机械性能、物理性能和化学性能等是否会受其影响,还需要进一步的科学实践检验[3]57。由于纸质文物防霉和除霉方法多而复杂,仍需要人们不断探讨和实践出既安全又有效的保护方法。通过查阅大量的文献资料,本文介绍了一些常用防霉和除霉方法,并利用纸浆修复方法对被霉菌污染的纸质文物进行修复实验,提出了纸质文物防霉和除霉的建议。

1防霉技术

以防为主、防治结合是文物保护工作的基本方针。纸质文物的防霉工作非常重要。由纸质文物发生霉变的3个必要条件可知,纸质文物的防霉工作可以从控制环境温湿度和防尘管理即控制孢子源头两个方面进行。另外,在保证文物安全的情况下,应用防霉剂也能对纸质文物保护起到很好的作用。控制环境条件和应用防霉剂可将霉菌抑制在初期状态,能达到很好的防霉效果。

1.1温湿度控制

温度和湿度是影响霉菌生长的重要因素。当温度为22益~28益、相对湿度为80%~96%时,霉菌生长繁殖旺盛;否则,其生命活动就会受到抑制。因此,控制纸质文物存储的环境温湿度,可有效地防止霉菌生长。温湿度太高或太低均会影响纸质文物的性能。纸质文物保护的环境温湿度可参考2006年开始实施的《图书馆古籍特藏书库基本要求》,它明确规定:古籍书库的相对湿度应控制在45%~60%,温度应控制在16益~20益,且相对湿度日较差不应大于5%,温度日较差不应大于2益[3]56。

1.2除尘管理

尘土是霉菌孢子的载体,定期对纸质文物及存放环境做除尘管理,可减少或防止霉菌对文物的污染。如:安装空气净化器,文物保存前进行防霉、消毒处理,人员入室时要更换干净衣服、鞋帽等措施,均可有效防止纸质文物霉变[4]6。

1.3防霉剂的应用

使用既安全又有效的防霉剂,也可以防止纸质文物霉变。有文献报道,国内外正在试用或已经投入使用的防霉剂如香叶醇长效抗菌灵、五氯苯酚钠和对硝基苯酚等可抑制霉菌大量繁殖,但他们对纸质文物的安全性还未可知。考虑到纸质文物的安全问题,同时,根据文物上曲霉属、青霉属、木霉属和根霉属等几种常见的霉菌类型[1]48,我们发现:丁香油防霉剂和纳米TiO2改性壳聚糖防霉剂对纸质文物有很理想的防霉效果[5—6],在纸质文物保护中具有广阔的应用前景,但能否直接用于纸质文物的防霉,还有待于进一步的实验和探讨。

2除霉技术

纸质文物的防霉效果虽好,但很难完全避免霉菌对文物的侵袭,总会有不同程度的霉变纸质文物存在。因此,如何在不伤害纸质文物安全的情况下有效地去除文物上已有的霉菌是非常重要的问题。除霉就是破坏霉菌的细胞结构和正常生理活动,使其不再生长或繁殖产生新的孢子,更不能代谢产生色素、纤维素酶、有机酸和毒素等对文物有害的物质。假如某种方法除霉效果很好,但会严重损害文物,此方法也是不可取的。纸质文物的除霉方法有许多,最常见的方法有酒精杀菌、除氧封存、微波杀菌、酌射线照射、环氧乙烷熏蒸等。相比之下,除氧封存和微波辐射更安全,在文物除霉保护方面有很好的应用前景。

2.1除氧封存

除氧封存杀菌的机理是破坏霉菌生长所需的条件。现存放的纸质文物基本都暴露在空气中,文物上霉菌都是好氧型的。因此,人为除去文物周围的氧气,霉菌会因缺氧而不能进行正常的生理活动而死亡。除氧方法有充氮气除氧、真空除氧等。

2.2微波杀菌

微波是指波长为1mm至1m,频率为300~300000MHz的电磁波。微波杀菌具有效率高、速度快及处理后不遗留有害物质等优点,国内已有单位将微波杀菌应用于文物保护中,取得了较理想的效果。首都图书馆开元新技术公司和档案科学技术研究所共同进行了微波杀菌对纸张影响的检测工作,结果表明:微波杀菌对纸张没有明显的影响;北京市印刷技术研究所检测了微波杀菌对纸张、字迹颜色的影响,经色差仪测试,对纸张字迹的色差均没有明显影响[2]98。

3纸浆修复方法

霉变纸质文物的外貌和强度容易发生变化,在除菌使文物不再生长霉菌后,如何恢复纸质文物的原有样貌与强度是一个值得探讨的问题。考虑到文物不可再生的特性,用与文物类似或相同的材料进行修复比较好。纸质文物主要成分是纸张,纸张是用植物纤维在特定的造纸工艺下生产的,因此,选用与文物相同或类似的原料纸浆进行修复效果会比较好。本文做了一些用纸浆进行文物霉变部位修复的实验。图5是纸浆修复前的纸币照片,黑色椭圆圈出部位是要修复的地方。图6是纸浆修复后的纸币照片,黑色椭圆圈出部位是修复后的地方。对比图5和图6发现,修复后纸币外观有明显改善。为了更清楚地再观察,利用超景深视频显微镜观察,结果如图7,(a)为空白处显微照片,(b)为修复后显微照片。对比发现,修复部位纤维增多,但不影响整体效果,此方法虽然达不到理想效果,但仍有可取之处,可视为一种很好的修复纸质文物的方法。

4结论

通过对纸质文物霉变原因与机理分析,可通过控制环境温湿度、除尘管理及应用防霉剂来对纸质文物进行防霉保护。在考虑纸质文物安全的前提下,丁香油防霉剂和纳米TiO2改性壳聚糖防霉剂对纸质文物上常见的几类霉菌有很好的抑制效果。纸质文物除霉方法较多,相比之下,除氧封存和微波杀菌在纸质文物除霉保护方面具有可观的应用前景。纸浆修复方法可较好地对霉变纸质文物进行修复,比较适合于纸质文物空白处的修复加工。鉴于纸质文物霉害的严重性,应加强文物霉害的防治研究。在利用传统保护方法的同时,应采用现代科学手段,寻找出既安全又有效的新的防霉和除霉保护技术,延长文物寿命。本文只是简单综述探讨,以后将会结合实验采用更多方法对霉变纸质文物的霉菌类型、特点、与环境个性间的关系进行详细研究。

参考文献:

[1]姚娜,闫丽,周文华,等.早期霉变纸币霉菌分离与鉴定研究[J].中国钱币,2015(6):44—48.

[2]马淑琴.文物霉害与虫害的防治[M].北京:科学出版社,2013.

[3]丁丽萍.浅谈古籍的防霉与除霉:以武汉大学图书馆为例[J].晋图学刊,2014(1):56—58.

[4]李晓楼,涂晓英,邓绯.纸质档案保存中防霉变措施探讨[J].广西轻工业,2010(5):5—6.

[5]周新光,吴来明,王克华,等.植物中药成分应用于文物虫霉病害防治中的适用性探讨[J].文物保护与考古科学,2012,24(Sup):20—24.

[6]赵艳,苏海佳,谭天伟.纳米TiO2改性壳聚糖抗菌防霉剂用于纸张防霉[J].北京化工大学学报:自然科学版,2008,35(6):67—70.

[7]闫丽,高雅,贾汀.古代书画文物上污染霉菌的分离与鉴定研究[J].中国文物科学研究,2011(1):78—82.

[8]李晓晨.古代书画保护修复过程中的霉菌防治[J].文物世界,2015(4):63—65.

作者:姚娜 习永惠 吴若菲 周文华 闫丽 单位:北京印刷学院 首都博物馆文物保护修复中心

北京印刷学院学报责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次
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