紙質文物防霉除霉技術探討范文

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《北京印刷學院學報》2016年第4期

摘要:

在適當條件下,紙質文物材料有機性使文物容易滋生霉菌,發生霉變。霉菌不僅破壞紙質文物原有樣貌,而且降低其機械強度,改變其性質,甚至使文物面目全非,影響其價值。在前人研究的基礎上,分析探討紙質文物防霉和除霉技術,并利用紙漿修復方法對霉變文物進行修復實驗,結合文獻梳理和實驗,對防止紙質文物霉變提出了建議。

關鍵詞:

紙質文物;霉菌;除霉技術;防霉技術;紙漿修復

霉菌生長需要孢子、適宜的溫濕度和營養物質3個必要條件。霉菌孢子分布廣泛,空氣中的塵埃顆粒帶有大量霉菌孢子;在環境溫度為22益~28益、相對濕度大于65%時,適宜霉菌的生長和繁殖[1]44;文物材料本身和其所處環境可以為霉菌生長和繁殖提供營養物質。因此,長期存放的文物在保存不當時極易發生霉變。相對于金、石、陶、瓷類無機文物而言,有機紙質文物更易遭受霉菌破壞。據《文物保護技術》載,浙江省東陽南寺塔出土的五代吳越時期《妙法蓮華經》寫本,雖密藏塔內,由于受潮發霉成了一個卷筒狀的硬塊,稍加觸動,就成片狀剝落[2]3。本人在進行紙質品常見霉菌類型鑒定課題研究時,搜集到一些霉變的紙幣、書畫和古籍樣品。圖1是一張民國紙幣樣品,整張幣面都能清楚地看到霉斑。圖2和圖3是兩張已發生霉變的書畫樣品。圖4是一本清代古文釋義書,其霉變情況不嚴重,但蟲蛀情況非常嚴重。霉菌對紙質文物的破壞形式多種多樣,輕者可破壞文物的原有樣貌,降低其機械強度,改變其性質,重者可使文物面目全非,破壞殆盡。霉菌破壞紙質文物的原因復雜,主要表現為以下幾方面:淤紙質材質被霉菌作為養分分解利用。霉菌分泌纖維素酶致使紙質文物材料中的纖維素水解,使纖維素變成可被霉菌吸收利用的纖維二糖或葡萄糖小分子物質,進而破壞文物。于霉菌在代謝過程中產生檸檬酸、葡萄糖酸、曲酸、五倍子酸等有機酸使紙質文物遭到酸腐蝕,易于脆裂。盂霉菌菌落產生的色素污染紙質文物,不同種類的霉菌產生的色素各異,色素把文物污染得五顏六色。榆霉菌代謝產生熱量、水分和一些黏性物質,熱量與水分能改變環境溫濕度,黏性物質會使古籍粘連在一起,形成“書磚冶,這些變化可為霉菌繁殖創造更好的條件,形成惡性循環破壞文物[2]8。紙質文物遭受霉菌破壞的情況,至今仍是沒有很好解決的世界性問題。從20世紀90年代起,我國就有人關注霉菌對紙質文物的破壞作用,研究了紙質文物上的霉菌類型及防治技術。雖然有人做過相應的探索和研究工作,也取得了一定成果,但仍存在一些缺陷,如南京博物館曾經發明了一種NMF-1氣相防蟲防霉劑,已用于南京圖書館和南通圖書館的防霉工作中,實踐證明:這種防霉劑確實能夠防止許多霉菌生長,減少霉菌對圖書的危害,但是它長期作用于紙質文物上是否會對文物造成其他影響,比如文物的機械性能、物理性能和化學性能等是否會受其影響,還需要進一步的科學實踐檢驗[3]57。由于紙質文物防霉和除霉方法多而復雜,仍需要人們不斷探討和實踐出既安全又有效的保護方法。通過查閱大量的文獻資料,本文介紹了一些常用防霉和除霉方法,并利用紙漿修復方法對被霉菌污染的紙質文物進行修復實驗,提出了紙質文物防霉和除霉的建議。

1防霉技術

以防為主、防治結合是文物保護工作的基本方針。紙質文物的防霉工作非常重要。由紙質文物發生霉變的3個必要條件可知,紙質文物的防霉工作可以從控制環境溫濕度和防塵管理即控制孢子源頭兩個方面進行。另外,在保證文物安全的情況下,應用防霉劑也能對紙質文物保護起到很好的作用。控制環境條件和應用防霉劑可將霉菌抑制在初期狀態,能達到很好的防霉效果。

1.1溫濕度控制

溫度和濕度是影響霉菌生長的重要因素。當溫度為22益~28益、相對濕度為80%~96%時,霉菌生長繁殖旺盛;否則,其生命活動就會受到抑制。因此,控制紙質文物存儲的環境溫濕度,可有效地防止霉菌生長。溫濕度太高或太低均會影響紙質文物的性能。紙質文物保護的環境溫濕度可參考2006年開始實施的《圖書館古籍特藏書庫基本要求》,它明確規定:古籍書庫的相對濕度應控制在45%~60%,溫度應控制在16益~20益,且相對濕度日較差不應大于5%,溫度日較差不應大于2益[3]56。

1.2除塵管理

塵土是霉菌孢子的載體,定期對紙質文物及存放環境做除塵管理,可減少或防止霉菌對文物的污染。如:安裝空氣凈化器,文物保存前進行防霉、消毒處理,人員入室時要更換干凈衣服、鞋帽等措施,均可有效防止紙質文物霉變[4]6。

1.3防霉劑的應用

使用既安全又有效的防霉劑,也可以防止紙質文物霉變。有文獻報道,國內外正在試用或已經投入使用的防霉劑如香葉醇長效抗菌靈、五氯苯酚鈉和對硝基苯酚等可抑制霉菌大量繁殖,但他們對紙質文物的安全性還未可知。考慮到紙質文物的安全問題,同時,根據文物上曲霉屬、青霉屬、木霉屬和根霉屬等幾種常見的霉菌類型[1]48,我們發現:丁香油防霉劑和納米TiO2改性殼聚糖防霉劑對紙質文物有很理想的防霉效果[5—6],在紙質文物保護中具有廣闊的應用前景,但能否直接用于紙質文物的防霉,還有待于進一步的實驗和探討。

2除霉技術

紙質文物的防霉效果雖好,但很難完全避免霉菌對文物的侵襲,總會有不同程度的霉變紙質文物存在。因此,如何在不傷害紙質文物安全的情況下有效地去除文物上已有的霉菌是非常重要的問題。除霉就是破壞霉菌的細胞結構和正常生理活動,使其不再生長或繁殖產生新的孢子,更不能代謝產生色素、纖維素酶、有機酸和毒素等對文物有害的物質。假如某種方法除霉效果很好,但會嚴重損害文物,此方法也是不可取的。紙質文物的除霉方法有許多,最常見的方法有酒精殺菌、除氧封存、微波殺菌、酌射線照射、環氧乙烷熏蒸等。相比之下,除氧封存和微波輻射更安全,在文物除霉保護方面有很好的應用前景。

2.1除氧封存

除氧封存殺菌的機理是破壞霉菌生長所需的條件。現存放的紙質文物基本都暴露在空氣中,文物上霉菌都是好氧型的。因此,人為除去文物周圍的氧氣,霉菌會因缺氧而不能進行正常的生理活動而死亡。除氧方法有充氮氣除氧、真空除氧等。

2.2微波殺菌

微波是指波長為1mm至1m,頻率為300~300000MHz的電磁波。微波殺菌具有效率高、速度快及處理后不遺留有害物質等優點,國內已有單位將微波殺菌應用于文物保護中,取得了較理想的效果。首都圖書館開元新技術公司和檔案科學技術研究所共同進行了微波殺菌對紙張影響的檢測工作,結果表明:微波殺菌對紙張沒有明顯的影響;北京市印刷技術研究所檢測了微波殺菌對紙張、字跡顏色的影響,經色差儀測試,對紙張字跡的色差均沒有明顯影響[2]98。

3紙漿修復方法

霉變紙質文物的外貌和強度容易發生變化,在除菌使文物不再生長霉菌后,如何恢復紙質文物的原有樣貌與強度是一個值得探討的問題。考慮到文物不可再生的特性,用與文物類似或相同的材料進行修復比較好。紙質文物主要成分是紙張,紙張是用植物纖維在特定的造紙工藝下生產的,因此,選用與文物相同或類似的原料紙漿進行修復效果會比較好。本文做了一些用紙漿進行文物霉變部位修復的實驗。圖5是紙漿修復前的紙幣照片,黑色橢圓圈出部位是要修復的地方。圖6是紙漿修復后的紙幣照片,黑色橢圓圈出部位是修復后的地方。對比圖5和圖6發現,修復后紙幣外觀有明顯改善。為了更清楚地再觀察,利用超景深視頻顯微鏡觀察,結果如圖7,(a)為空白處顯微照片,(b)為修復后顯微照片。對比發現,修復部位纖維增多,但不影響整體效果,此方法雖然達不到理想效果,但仍有可取之處,可視為一種很好的修復紙質文物的方法。

4結論

通過對紙質文物霉變原因與機理分析,可通過控制環境溫濕度、除塵管理及應用防霉劑來對紙質文物進行防霉保護。在考慮紙質文物安全的前提下,丁香油防霉劑和納米TiO2改性殼聚糖防霉劑對紙質文物上常見的幾類霉菌有很好的抑制效果。紙質文物除霉方法較多,相比之下,除氧封存和微波殺菌在紙質文物除霉保護方面具有可觀的應用前景。紙漿修復方法可較好地對霉變紙質文物進行修復,比較適合于紙質文物空白處的修復加工。鑒于紙質文物霉害的嚴重性,應加強文物霉害的防治研究。在利用傳統保護方法的同時,應采用現代科學手段,尋找出既安全又有效的新的防霉和除霉保護技術,延長文物壽命。本文只是簡單綜述探討,以后將會結合實驗采用更多方法對霉變紙質文物的霉菌類型、特點、與環境個性間的關系進行詳細研究。

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作者:姚娜 習永惠 吳若菲 周文華 閆麗 單位:北京印刷學院 首都博物館文物保護修復中心