浅述霉菌生物学特性及常见馆藏文物防霉除霉方法

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【摘 要】馆藏文物霉菌病害长期以来都是困扰博物馆文物保护工作者的首要难题，要想从根本上解决霉菌对馆藏文物的侵害，就需要弄清楚霉菌自身的生物学特性及生长环境。因此本文试图通过对霉菌生长繁殖产生影响的外界环境因素进行探讨，以及对常见的防霉除霉方法进行论述，以期对馆藏文物常见霉菌病害的防治起到一定的借鉴作用。
【关键词】馆藏文物；霉菌；生物学特性；防霉除霉
《礼记·礼运》曰：古人“未有丝麻，衣其羽皮”。大量考古发现与文献资料均表明：早在远古时期我们的祖先已经有意识的利用动物毛皮作为保暖御寒之功用，并逐渐在此基础上发展出兽皮帐篷、兽皮船、羊皮纸、皮甲，以及萨满服饰物品等多种用途的毛皮类制品。毛皮类制品其构成成分主要为有机质，与书画档案类纸质藏品以及纺织类藏品相比，更易受到微生物的多方面侵害，因此通过了解病害微生物的基本生物学特性，有针对性地进行防霉除霉工作已成为毛皮类文物预防性保护工作的重中之重。
一、霉菌定义与生物学特性
“霉菌”一词其实并不是分类学中的名称，而是将凡是生长在营养基质上，能形成绒毛状、蛛网状或絮状菌丝体的真菌，均称为霉菌[1]。绝大多数霉菌的细胞中不含叶绿素，无法合成自身生长所需的碳水化合物，因此必须从外界环境中不断吸收营养物质加以利用，从中获得生命活动的能量，合成细胞物质，调节新陈代谢，因此均为异养型生物，营腐生或寄生生活。在自然界中，霉菌以孢子繁殖的无性生殖为主，在分类学中其霉菌孢子的形态特征也是重要依据。霉菌通过孢子萌发而产生菌丝，菌丝经过顶端延长，旁侧分支，互相交错成团，从而形成菌丝体，也称“菌落”。菌落的形状一般大而蓬松，多成絮状或绒毛状[2]。
二、外界环境因素对霉菌的影响
（一）温湿度
霉菌的生长繁殖都需要在一定的温度范围内进行，能使霉菌迅速生长繁殖的温度称为最适生长温度。根据适应温度的范围不同，霉菌又可分为嗜温菌，嗜热菌，嗜冷菌。其中绝大多数霉菌均为嗜温菌，嗜温菌的生长温度范围为10℃～40℃，最适温度为25℃～35℃。少数适热菌的生长温度范围为20℃～50℃，最适温度为40℃～42℃。极少为嗜冷菌，在0℃以下也可存活[3]。根据这一特性，路智勇等[4]对纺织品文物保存环境进行研究表明：在低于 25 ℃以下的环境中保存纺织品文物，可显著降低霉害发生的可能性， 在18℃～20 ℃的环境中最适合纺织品文物的保存。
水分是霉菌生长繁殖的最基本要素，当外界为干燥环境时，霉菌细胞失水使细胞内盐分浓度增高，蛋白质变性，导致霉菌生命活动降低或死亡。研究发现，多数霉菌在相对湿度95%～100%条件下生长良好，在相对湿度80%～85%的环境中生长不良或停滞，在相对湿度低于64%时任何霉菌都不能生存[5]。
因此严格控制环境温湿度对霉菌的防治具有积极意义。目前大多数文物保存时均能做到严格控制库房大环境的温湿度，但往往忽视个别文物局部环境的控制，可以考虑在重点文物旁边或内部放置吸湿盒、活性炭等干燥剂以降低局部环境湿度。需要特别引起重视的是展出文物入库后的温湿度检测，由于环境差异温湿度变化较大，因此文物库房应有过渡期藏品专门保管的地点设置，并对重点文物进行局部环境监测，待文物状态稳定后再行入库。
（二）酸碱度
一定的PH值也是霉菌正常生长繁殖的必要条件。霉菌喜欢在偏酸性的条件下生存，其最适pH为3～6。外界酸性环境能通过对营养物质理化状态的改变影响真菌细胞内PH，从而导致酶活力和细胞透过性发生变化。研究显示偏酸性的污染物会增大霉害发生的几率[6]，所以应采用性稳定材料对文物进行包装和存放，避免偏酸性材料引发霉害损失。
另外，由于霉菌可将纸棉麻木竹等材质的文物中的纤维素及毛皮类文物中的脂肪和蛋白质成分进行分解，合成自身所需营养物质，在分解过程中又会持续产生水和热量，以及柠檬酸、葡萄糖酸等有机酸类物质，使文物局部温湿度增高，环境PH值发生改变，加重文物的腐蚀程度[7]。值得注意的是，霉菌不仅对上述文物含有的有机质进行分解，导致其机械度下降牢固性降低，容易脆裂，发生粘连，变得陈旧，甚至出现字画脱落以及导致毛皮文物产生破洞的现象，其分解的有机酸类还会对文物本身镶嵌的金属饰件等其他材质产生腐蚀作用，严重影响文物品相。因此，应加大对文物进行全面检查力度，定期对文物进行除尘清洁工作，一旦发现霉菌应立即隔离消毒处理，防止霉菌进一步繁殖扩散。
（三）空气和光照
空气是霉菌生存的必要条件之一。除少数为厌氧菌外，大多数霉菌都是需氧菌，只能在有氧条件下生长繁殖[5]。因此可以利用霉菌这一生理特性，将有机质文物存放在无氧小环境中，更有利于避免霉害的发生。
在对光照的研究中表明，在强光照射下（尤其是紫外线），可导致纺织品文物和动物标本的老化加速，其原因可能为有机质文物中所含的蛋白质长链分子能够通过紫外线照射裂解为更易被霉菌分解吸收的短链分子。因此通过减少文物曝光时间，采取防紫外线的措施，以及减少红外光的施加量将有助于纺织品文物防霉。孙秀云等[8]也指出对于动物标本受潮后的处理不可曝晒；在展厅展示区应有避光设施，用人工光源代替自然光源，同时调整光源与物体的距离，减少照明时间和强度，尽量避免直射和集中照射。
三、针对霉菌危害常见的除霉方法
（一）清洗除霉法
清洗类的除霉方法虽然操作简单方便，但在清洗过程中需要文物与水或化学试剂接触，对于大部分质地脆弱、色牢度不强、表面附带重要文物信息或有附带其他材质的文物并不适用。
（二）机械除霉法
机械法除霉可以采用不同的技术实现，陕西考古研究院的路智勇通过工作实践总结出一种利用经过改装的特殊吸尘器进行吸除霉菌的操作方法[9]。其原理是将纺织品文物表面的霉菌吸离文物表面，并通过管道将其吸收过滤杀死在吸尘器的玻璃容器中。操作时，需要在玻璃容器内盛装一定的杀菌溶液以吸收杀死吸人的霉菌，并将吸尘器的软皮管吸人口处加以改造。操作时，将吸人口靠近霉菌表面，借助细软的小毛刷扰动霉斑，利用吸尘器的吸力将霉菌吸离文物表面。霉菌将通过软皮管被引人玻璃容器中，在液体中被吸收杀灭。除霉操作需在显微镜下进行，根据文物强度调节吸力的大小，通过使用不同的辅助工具和不同类型的改造软皮管口，实现将绝大部分霉菌清离纺织品文物表面的操作。对于脆弱文物，可在其表面覆盖一层细软尼龙网或其他类似透孔材料以保护文物表面，然后采用机械法吸除霉菌。这种机械除霉方法操作简便，可行性强，对文物损害较小，但对于大面积霉变或深层霉变的情况还需进一步观察，在实践中的霉变除净率和复发情况也有待于评定检测，另外，是否可以考虑在机械除霉后根据文物材质不同加入局部干燥措施，以待加强除霉防霉效果。
（三）除氧封存除霉法
除氧封存灭霉法的原理是制造无氧环境，使霉菌的新陈代谢收到抑制控制其生长繁殖，从而使文物得以保存，但这种除氧环境并不能杀死霉菌抱子，仅能抑制霉菌生长，霉菌抱子一旦遇到合适的环境会再次发生[10]。常见的除氧手段有填充惰性气体除氧法（以氮气和二氧化碳气体较为常见）和抽真空除氧法。具体使用哪种除氧方法则需要根据文物材质和自身条件进行选择，例如对于毛皮类服饰文物就可采用密封袋抽真空的保存方法，即隔绝空气又可真空袋又可多次利用，降低保管成本，但操作时可能存在褶皱现象需要进一步解决，对于其他条件要求严格、耗材价格高、提取不方便的文物保存，则不易使用此种方法。
（四）杀菌剂除霉法
杀菌防霉剂的杀菌效果好，效率高，但杀菌剂的效果易受环境条件的影响，存在对文物材质及操作者的潜在危害、药效有效期和药物残留等问题。例如，环氧乙烷熏蒸法，该方法杀菌效果好，药物残留少，国内有很多关于丝织物在环氧乙烷处理前后的对比研究显示该方法对织物纤维的力学性质，颜色等的影响很小。但国外资料显示该方法不适于处理附带有机染料的文物，因为这有可能给染料等其他附带物质的分子结构造成不可逆转的化学变化，也就是说大部分的染色纺织品文物都不适于用环氧乙烷处理[11，12，13]。另外，环氧乙烷的化学毒性大，文物经过环氧乙烷处理后，给后续保护研究及展览工作埋下了健康安全隐患。虽然环氧乙烷的具有上述缺点，但绝非要否定它在某些特殊情况下的适用性，如在保存条件差又需紧急处理大量严重发霉文物时采用环氧乙烷灭菌仍是较好的选择。
（五）植物灭菌除霉法
对于植物防毒药材的应用，我国是使用天然中草药防霉应用最早的国家，植物性防霉剂的最大优点是对人、畜安全，无污染，霉菌不易产生抗性。根据作用途径不同可分为接触型防霉剂和扩散型防霉剂两种：其中接触型防霉剂主要包括大黄、黄连、黄柏、连翘、金银花、金钱草、肉桂等，可以通过稀释后直接使用，也可制成包装制品用来存放文物；扩散型抗菌剂主要包括丁香、桂皮、花椒、八角、蕾香等无毒或低毒中草药，通过芳香气味在空气中扩散， 对多种微生物均有强烈的抑制作用，具有较好的杀菌防霉作用[14，15]。
最后，应当引起文物保护工作者注意的是，有些霉菌具有长达数年甚至数十年的休眠期，一旦遇到合适的生长环境霉菌病害将会重新爆发，因此对于微生物病害，应以防为主，防治结合，做好长期持续的预防工作，在源头上杜绝其对文物的严重危害[16]。另外，伴随着科学技术的迅猛发展，文物保护工作的涉及范围早已不仅仅局限于文博自身的研究领域，而是逐渐成为一种多学科交叉的应用性研究，为了更好地解决有机质文物生物病害这一世界难题，更应在今后的工作中不断加强与交叉学科科研院所及国内外文物保护机构的合作研究，以期通过不断加强的学术交流切实提高文博保护工作的成效。
参考文献：
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