石质文物微生物腐蚀机理研究
微生物在石质文物加固保护中的应用
《微生物在石质文物加固保护中的应用》课题介绍图1 枯草杆菌-Ⅱ在培养基表面诱导生成碳酸钙图2 诱导生成的碳酸钙《微生物在石质文物加固保护中的应用》（合同编号为20050110）课题为国家文物局2005年度立项的文物保护科学和技术研究课题，课题承担单位是中国文化遗产研究院，课题负责人为陈青。
日前，该课题通过了国家文物局科研课题管理办公室组织的结项验收专家评审，现将课题主要研究内容介绍如下：一、课题研究的内容和意义本课题研究主要内容是筛选具有诱导产生碳酸钙结晶的微生物并对筛选出的微生物进行理化性质分析，研究其微生物最佳生长条件（培养液的筛选）、生理生化特性以及代谢物的成份、性质等，最后对筛选出微生物室内在含钙岩石样品上进行加固试验，微观观察诱导产生的碳酸钙结晶情况，对其产物及处理样品进行微观观察和分析检测，最终筛选出具有较好加固效果的微生物菌株。
细菌诱导碳酸钙加固石质文物将克服有机和无机加固剂对文物产生的副作用，其诱导产物持久、成本低、对人和环境没有危害，满足文物保护的要求，在文物保护的实践应用中具有重要意义，是石质文物未来一种环保和有效的保护方法。
二、解决的主要问题课题组筛选出能诱导碳酸钙生成的细菌，并对生成的碳酸钙成分及形貌进行分析研究，最终利用筛选出的细菌室内诱导生成的碳酸钙加固石头试验。
课题组在研究过程中，完成了对国内外相关文献资料的整理，基本掌握了国内外这方面的研究动态及研究情况。
参考国外研究情况，为确保采集菌种样品具有代表性，课题组分别在不同区域采集了不同样品。
利用选择性培养基进行诱导碳酸钙筛选，完成了诱导碳酸钙生成的微生物筛选试验，共筛选出能诱导生成碳酸钙的细菌9株，根据诱导物的特性进行二次筛选，最终筛选出一株诱导生成碳酸钙能力较强的菌株，经鉴定为枯草杆菌；以枯草杆菌为研究菌株，完成了细菌诱导碳酸钙生成过程培养液pH变化以及碳酸钙电镜形貌观察和X-衍射结构成分分析工作；完成培养基配方筛选及培养基优化研究，提高了碳酸钙生成的数量；完成了细菌在石头试块上加固试验，加固后石头的重量明显增加，说明具有一定的保护效果。
实验室模拟石质文物老化试验的研究综述
实验室模拟石质文物老化试验的研究综述目录一、内容概览 (2)1.1 研究背景及意义 (2)1.2 国内外研究现状 (4)二、石质文物老化概述 (5)2.1 石质文物老化定义 (6)2.2 老化类型与机制 (7)2.3 老化影响因素 (8)三、实验室模拟石质文物老化试验方法及技术 (9)3.1 物理模拟方法 (11)3.2 化学模拟方法 (11)3.3 生物学模拟方法 (13)3.4 综合分析技术 (14)四、实验室模拟石质文物老化试验研究进展 (16)4.1 试验设备与技术更新 (17)4.2 模拟自然环境能力提升 (19)4.3 数据分析与解释方法优化 (20)五、研究成果及案例分析 (21)5.1 研究成果概述 (23)5.2 案例分析 (24)5.3 研究成果对文物保护的启示 (25)六、存在问题及挑战 (26)6.1 试验条件与自然条件差异问题 (27)6.2 老化机制复杂性与模拟方法局限性 (28)6.3 数据分析解释的困难与挑战 (29)七、未来发展趋势及建议 (30)7.1 加强跨学科合作与交流 (32)7.2 提升模拟试验技术水平 (33)7.3 加强文物保护与利用的实践研究 (34)八、结论 (36)8.1 研究总结 (36)8.2 对石质文物保护的展望与建议 (38)一、内容概览随着科技的不断发展，实验室模拟石质文物老化试验已经成为研究石质文物保护和修复的重要手段。
本文对近年来国内外关于实验室模拟石质文物老化试验的研究进行了综述，以期为相关领域的学者提供一个全面、系统的参考。
本文介绍了实验室模拟石质文物老化试验的基本原理和方法，包括材料选择、试验设计、试验过程和数据处理等方面。
通过对不同试验条件的对比分析，揭示了石质文物老化过程中的各种影响因素及其作用机制。
本文对实验室模拟石质文物老化试验在文物保护和修复中的应用进行了总结。
通过对比分析不同老化条件下石质文物的性能变化，为文物保护和修复提供了科学依据。
文物保护-6石质文物保护
石质文物的黏结
2.1 表面比较完整，石刻质地比较结实的大块石质黏结
环氧树脂粘结剂
黏结操作：a.清洗石质文物断裂面→b. 干燥（自然干燥 或用吹风机干燥）→c. 用毛刷在断面均匀涂环氧树脂黏合 剂→d. 待半干时，合对碴口黏结→e. 固化→f. 修理做旧。
石质文物的黏结
2.2 比较脆弱的石质文物
采用硝酸纤维素黏合剂
石质文物的加固
3..2.2 环氧树脂浆液配方
3.2.3 环氧树脂浆液配制工艺
石质文物的加固
3.3 岩体强度较低的沙砾岩石窟的加固
沙砾岩力学强度较低，环氧树脂力学强度超过岩体强度。
沙砾岩、砂岩灌浆可用PS-C，即SiO2：K2O=4：1 机理是通过PS的渗透而形成许多二次支架和化学性质稳 定、强度好的新团粒，从而大大增强了交联骨架的稳定性， 提高了岩体的抗压强度和抗崩塌性。
石质文物的表面保护
5.2 石刻表面保护膜保护法
5.2.1 石质文物表面保护材料的要求
a. 黏合性要好，能将石刻表面疏松颗粒黏成一个整体。 b. 渗透性好，填充性能好。 c. 抗水性好，即疏水性好，可作石刻防水剂。 d. 透水性好，能使石刻内部的水出来，外部水不能进入表层。 e. 透气性好，当石刻毛细孔内水在温度高蒸发时，不会使膜破裂。 f. 成膜性好，成膜需无色透明、无眩光、致密。
中。如果裂缝较宽，可适当添加水泥、沙子、岩石粉，碎 石等填料。加锚杆是为了增加加固的深度、增加裂缝的加 固强度。
石质文物的加固
3.2.1 环氧树脂浆液配方的选择要求 a. 黏结性要好，黏结力应高于岩石的抗拉强度。 b. 要求有适当的黏度，使其可以灌入各种宽窄度的裂隙。 c. 要有较长的施工适用期。 d. 固化后性能要好，既坚硬有不失柔韧性。 e. 较好的抗腐蚀能力。 f. 固化时体积收缩要小。 g. 原料要来源方便、价格便宜。
石质文物生物风化机理及其防治对策探究
石质文物生物风化机理及其防治对策探究作者：阿拉腾乌拉来源：《科技风》2016年第06期摘要：石质文物因为暴露在自然界受到各种自然力的破坏，这种破坏是生物风化、物理风化和化学风化共同作用的结果。
本文在前人的基础上对石质文物的生物风化问题再做探讨，首先表述了相关的概念，其次论述了文物生物风化机理，最后提出了相关的防治策略。
关键词：石质文物；生物；风化机理；防治我国是几千年的文明古国，石质文物资源十分丰富。
由于石质文物长期暴露在自然界中，受到各种自然因素的侵害，这其中就包括生物因素，近年来，石质文物的生物风化问题越来越严重，引起了专家学者们的普遍关注。
一、相关概念表述1）石质文物。
石质文物，顾名思义，是用自然界的石头（如花岗岩、砂质岩、砾岩、石英、长石、云母、大理石等）作为原料加工而成的文物，包括艺术类文物、建筑类文物和生活类文物。
石质艺术类文物展现了古代人类社会的政治、经济和文化的方方面面，将自然与人们当时的社会生活和风俗人情有机结合起来，因此形成了各种各样的艺术类文物，有石雕、石刻、石碑、石窟、摩崖造像等等。
石质建筑类文物不仅仅指石质建筑物，如石桥、石塔、石城，而且还包含建筑物内部的艺术品，像石质建筑物中的石牌坊、石陵墓、石桥、石塔、石墙、石洞、石棚、石殿、石阙、石地板、石台级、石墙基、石柱、石雕、石碑、石刻、石栏杆等都属于建筑类文物。
石质生活类文物，主要包括人们在当时所用的石质劳动工具和生活用品。
石质工具出现的年代较早，像石刀、石斧、石磨和石碾；而石盆、石碗、石镯、石头枕之类属于当时人们的生活用品。
2）侵蚀石质文物的生物。
通常来讲，对石质文物造成侵蚀的生物有很多种类，从低级到高级，包括微生物、大型植物和动物。
经过专家的研究发现，能够侵蚀石质文物的微生物有藻类、真菌、地衣和细菌。
一旦确定了微生物的种类，将给人们防治石质文物的风化带来很大的便利。
二、石质文物生物风化机理1）藻类的风化机理。
藻类在大自然中分布很广，它的根、茎、叶并没有分离出来，属于原生生物界一类原核或真核生物。
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术
IDENTIFICATION AND APPRECIATIONTO CULTURAL RELICS 071文物鉴定与鉴赏2020.03（下）自人工合成高分子材料产生，文物保护工作者就将其应用于文物的加固、黏结和表面封护。
一般认为，相对于天然有机材料，有机合成材料具有更好的耐候性、化学稳定性、耐光性、耐水性和耐微生物性能。
对有机合成材料在文物保护领域的应用研究，目前主要集中在其理化性能的研究，对于材料可能遭受的生物侵害缺乏关注。
20世纪50年代就有关于聚醋酸乙烯酯感染微生物的报道；20世纪60年代，苏黎世克洛滕机场电力系统的绝缘材料因真菌腐蚀而发生短路。
与此同时，用在文物保护领域的有机合成材料感染微生物的报道也开始见著于报。
意大利北部卢尼的古罗马遗址中所使用的环氧树脂和丙烯酸-有机硅合成树脂材料上发现了杆状裂丝藻。
斯洛伐克德文地区一尊建于1989年的雕像，暴露在室外环境多年后，从雕塑上分离出15种细菌和23种真菌，该雕塑用环氧树脂1505制作。
干燥的丙烯酸树脂被认为是最能抵抗微生物腐蚀的材料之一，然2004年在米兰大教堂的大理石上发现了大量黑色的真菌，这些大理石曾于1972年用丙烯酸树脂保护过，经研究发现，这些真菌的滋生和保护材料的使用有直接关系。
2003年冬，由于库房漏水，卡曼地区一批早期用苯并三氮唑缓蚀后再用B72和蜡封护过的铜器被发现滋生大量微生物，经分析发现保护材料B72和蜡有明显的被微生物腐蚀现象。
一种常用于室外文物保护的Incralac丙烯酸清漆发现被酵母菌侵染。
意大利的里米尼Malatestiano寺庙用丙烯酸树脂保护，在老化的树脂裂隙中发现了黑霉菌的生长。
文物保护有机合成材料感染微生物的现象引起了文物保护者的关注，针对这个现象的研究也随之展开。
20世纪50年代就有文物保护工作者运用现代分析技术评价了几种用在遗址保护上的聚醋酸乙烯酯的耐微生物性能。
20世纪80年代，盖蒂保护研究所联合布卢姆菲尔德学院进行了包含几种天然树脂、聚醋酸乙烯酯、丙烯酸树脂、聚氨酯、有机硅、无机硅酸材料在内的16种文物保护材料的耐微生物性能测定。
石质文物病害分类研究报告
石质文物病害分类研究报告石质文物具有重要的历史、文化和艺术价值，然而，由于多种因素的影响，石质文物易受到各种类型的病害侵害。
为了更好地保护和修复石质文物，对其病害进行分类研究具有重要意义。
石质文物的病害可以分为生物性病害和非生物性病害两大类。
生物性病害主要是指由微生物和有机体引起的石质文物损害。
微生物包括细菌、真菌、藻类等，它们侵蚀石质文物表面，产生酸性物质，使石质文物溶解和腐蚀。
有机体主要指生物体的根系，如植物的根系和霉菌的菌丝，它们通过生长和机械作用，导致石质文物开裂和破坏。
非生物性病害包括物理性病害和化学性病害。
物理性病害主要是指石质文物在自然环境中所受到的风化、冻融、腐蚀等物理作用。
风化是由于气候变化和风沙的作用，使石质文物表面产生剥落、裂缝等问题；冻融则是由于温度变化引发的石质文物的开裂和崩落；腐蚀主要是由于水和空气中的化学物质导致石质文物发生物理变化。
化学性病害主要是指由污染和腐蚀性物质引起的石质文物损害。
污染物包括大气污染物、土壤污染物等，它们通过与石质文物接触，使其产生化学反应，并加速石质的溶解和破坏；腐蚀性物质主要是由于酸性物质的存在，如酸雨、酸性土壤等，直接腐蚀石质文物的表面。
根据以上分类，可以对石质文物的病害进行科学和系统的研究。
通过对各种病害的调查和分析，可以及时采取相应的保护和修复措施，减少石质文物的损害。
为了更好地保护石质文物，需要从多方面入手，包括加强文物保护的法律法规建设、提高文物保护意识、改善环境质量等措施。
同时，对文物病害分类研究的结果也为文物保护工作提供了重要的科学依据。
总之，石质文物病害的分类研究对于保护和修复石质文物具有重要意义。
在保护石质文物的过程中，应综合考虑各种病害因素，采取相应的保护措施，保证石质文物的持久保存。
同时，加强对石质文物的病害分类研究，为文物保护工作提供更多科学依据。
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术【摘要】本文介绍了文物保护中有机材料微生物腐蚀的理化分析技术。
在探讨了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细论述了有机材料在文物保护中的应用、微生物腐蚀对文物保护的影响、理化分析技术在文物保护中的作用，以及有机材料微生物腐蚀理化分析技术的原理和应用。
结论部分则展望了该技术的发展前景，总结了对文物保护的启示，并提出了未来研究方向。
通过本文的研究，可以更好地保护文物，延长其保存时间，同时也为相关领域的研究提供了新的思路和方法。
【关键词】文物保护、有机材料、微生物腐蚀、理化分析技术、原理、应用、发展前景、启示、研究方向1. 引言1.1 研究背景在文物保护领域，有机材料的运用得到了广泛的关注。
传统的文物保护材料多为无机材料，如石灰石膏等，但这些材料在保护文物时存在一定的局限性。
有机材料以其独特的特性逐渐被引入文物保护领域，为文物的保存和修复提供了更多的选择。
与有机材料的运用相伴随的是微生物腐蚀这一隐患。
微生物在有机材料表面生长繁殖，会产生酸性代谢产物，导致有机材料的腐蚀和破坏。
研究微生物腐蚀对文物保护的影响，寻找有效的防治方法显得尤为重要。
在此背景下，理化分析技术的应用尤为重要。
通过对文物和材料进行理化分析，可以了解文物的成分结构、腐蚀程度和修复需求，为文物保护工作提供科学依据。
有机材料微生物腐蚀理化分析技术的研究，旨在探索有效的文物保护方法，保护历史遗产，传承文化传统。
这一技术的发展具有重要的意义，对文物保护领域的发展具有重要的促进作用。
1.2 研究目的研究目的是通过对有机材料在文物保护中的应用、微生物腐蚀对文物保护的影响以及理化分析技术在文物保护中的作用进行深入研究，探讨有机材料微生物腐蚀理化分析技术的原理和应用，从而为文物保护工作提供更有效的方法和技术支持。
具体目的包括：1. 系统总结有机材料在文物保护中的应用现状和存在的问题，为有机材料的使用提供指导和建议；2. 分析微生物腐蚀对文物的危害机制和影响程度，探讨防止和抑制微生物腐蚀的方法与策略；3. 探讨理化分析技术在文物保护中的作用和意义，为有机材料微生物腐蚀的分析和检测工作奠定基础；4. 深入研究有机材料微生物腐蚀理化分析技术的原理和应用，为实际工作提供技术支持和科学依据。
探析石质文物病害的机理
探析石质文物病害的机理石质文物，就是原材料是天然岩石的文物。
其种类的划分包括多种类型，具体包括：石窟；经幢；石牌坊；岩画；石器；石桥；石塔；石碑；岩墓；石刻；石雕。
天然岩石具有很强的耐久性，环境对其的影响和侵蚀一般不是很明显。
但随着时代的发展，工业时代的来临使全球的环境遭到巨大的破坏，且有愈演愈烈的趋势，导致石质文物病害问题严重。
石质文物作为历史遗迹，承担着沿袭历史文化记忆的重要作用，因此，对石质文物病害的机理进行探析势在必行。
一、石质文物病害综述石质文物的病害，也可以称作石质文物的风化和劣化，指的是石质文物在物理或者化学的作用下，状态和组分遭到改变或者破坏，导致失去某种价值或者功用。
从这个意义上看，石质文物的自然老化过程也属于病害的一种。
石质文物的病害是一个渐变的过程，从诞生时期的完整，到遭到破坏，是多重因素共同作用的结果。
普遍而言，导致石质文物产生病害的因素主要有三种，即物理风；化学风；生物风。
这里，生物风其实也包含于物理风和化学风，因为在生物作用下，石质文物病害的产生可源于物理风化以及化学风化。
但从总体上来看，石质文物产生病害并不能简单地归结于某一种因素作用的结果，而应该从多方面因素来进行考虑。
石质文物病害从表现上来看，可划分为三种情况：稳定性相关问题；水的渗透腐蚀相关问题；风化相关问题。
出现稳定性相关问题的原因主要是石质文物凭靠的岩体或者山体的稳定性出现问题，也有局部危石的情况出现。
水的渗透腐蚀问题一般是由地下水、地表水或者冷凝水侵蚀文物造成的破坏。
风化相关问题是指在综合因素的作用下，石质文物的表面遭到一定程度的破坏，破坏程度在毫米到厘米级范围内。
其中，稳定性相关问题和水的渗透腐蚀相关问题都与地质结构不无关系，而在岩土领域，有关技术已经比较成熟，因此，此类文物基本上可以被保护完全。
目前针对于石质文物病害的研究，主要集中于对风化机理的研究，其中包括对冷凝水机理的研究。
二、石质文物病害分类和评价对石质文物进行病害分类和评价是制定有关保护措施，以及对石质文物耐久性进行预测的根本。
文物保护的微生物学研究和处理
文物保护的微生物学研究和处理文物保护是一个重要的文化事业，对于保护和传承人类历史和文化的遗产起着至关重要的作用。
然而，文物在长时间的保存过程中常常会受到微生物的侵害，从而造成文物的腐蚀和破坏。
为了解决这一问题，今天我们将探讨文物保护的微生物学研究和处理方法。
一、微生物对文物的侵害微生物在文物保护中起到双重作用。
一方面，一些微生物可以分解有机物质，从而促成文物的自然分解过程；另一方面，一些微生物对文物造成严重的腐蚀和破坏。
这些微生物主要包括真菌、细菌和藻类等。
1. 真菌真菌是文物保护中最常见的微生物。
它们以分解有机物质为生，故对于文物中的有机材料十分活跃，如纸质文物、织物、皮革等。
真菌会分泌酸性物质，对文物造成腐蚀和损坏。
同时，真菌还会生长丝状菌丝，形成真菌层，进一步加速文物的腐蚀进程。
2. 细菌细菌在文物保护中也起到重要的作用。
它们对各类文物有着不同的侵害方式。
例如，硫化细菌可以形成硫酸盐，导致金属文物的腐蚀；酸蚀细菌可以分解水泥或石灰石文物的结构；产酸细菌可以分解有机质，对纸张、织物等造成损害。
3. 藻类藻类是文物保护中的另一个重要微生物。
它们通常生长在文物表面，利用光合作用来为其提供能量。
虽然藻类对文物本身没有直接的损害作用，但它们的存在容易导致文物表面产生污染和光学变化。
二、微生物学研究在文物保护中的应用1. 微生物分析通过对文物的微生物进行分析，可以了解微生物种类和数量。
这有助于科学家们了解文物所受到的侵害程度，从而采取相应的保护措施。
例如，在分析中发现大量的真菌时，可以采取控制湿度和温度等方法来控制真菌的生长。
2. 微生物标本保存微生物标本的保存对于微生物学研究和文物保护都是至关重要的。
科学家们将收集到的微生物标本保存在恒温环境中，以备后续的研究和分析使用。
三、文物保护中的微生物处理方法1. 清洁和消毒清洁是文物保护中的基本步骤，可以去除文物表面的污染物和微生物。
常见的清洁方法包括擦拭、喷雾和浸泡等。
浅析石质文物微生物病害的清洗
邢 台 学 院 学报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＸＩ ＮＧＴＡＩ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
ＶＯ １ ． ２８ ＮＯ． １ Ｍａ ｒ ． ２Ｏ１ ３
浅析 石 质 文 物微 生物 病 害 的 清 洗
张 国勇 ，张
石质文物微 生物病害，根据国家文物局发布 的 石质文物病害分类与图示 ，系指 “ 微生物菌群 在石质化的现象”… 。与之相对应， 在意大利业界发布 的 “ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ １ ” 中，这种现象被描
述成 “ 生物锈 斑” 。
清洗法和机械 法三种途 径，它们有各 自 特 点和适用范 围，其 中化 学清洗法强调用化学清 洗剂和 杀菌剂来达到清洗 目的。 对于石质丈物上的微生物病害来说 ，清洗是 事后补救措施 ，预防性保护应该得到 重视 。
关键词 ：石质文物；微生物病害；清洗；杀菌剂
中图分类号 ：Ｋ８ ７ ６ ． ２ Ｋ８ ５ ４ ． ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ２ — ４ ６ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ２ ０ — ０ ５
一
、
一
２ ． 真菌。是另一类最活跃的腐蚀石质文物的微 生物 ，分布 甚 为广 泛 ，在 石质 文物 上观察 到 的真菌 常常为单菌丝或菌丝网形式的类似于酵母菌或者黑 色菌的真菌，导致石质文物表面的颜色变黑，含钙 石材表面石膏壳的变暗等现象，许多石材表面出现 的色斑也与真菌的生长繁殖有关，如石材表面出现 的桔红色色斑就是一些真菌染色的结果。另外，用 于石质文物的粘结、加固和防护材料，如石材表面 防护剂 、防水剂 、粘接剂 、粘接砂浆等，其有机物 为真菌的繁殖提供 了 碳源，很容易被真菌利用并使 石材 受到侵蚀 。 ３ ． 地衣 。地 衣分 泌 的地衣 酸 ，是 地衣 呈现各 种 颜色的物质基础 ，很多石材上的地衣呈灰褐色 ，并 且，空气 中的相对湿度加大，地衣颜色转深，反之 亦然 。 ４ ． 光合类微 生物，亦称光合细菌。石质文物表 面的光合类微生物主要是藻类和蓝细菌。在许多表 面湿润并有光照的石材表面均可发现藻类和蓝细菌， 其分布种类呈现一定 的区域特点，如以色列石质文 物上大多数是呈黑色的蓝细菌，德国北部大多是绿 色的藻类，在中国，不同地区情况差别很大。来 自 现场 和 实验 室的研 究表 明 ，经 过 一定周期 光合 类微 生物的作用 ，石质文物腐蚀层会 自发剥离 。 目前，精确 的微生物种属鉴别是一个难 点，须 根据细胞特征、群体形 态等进行实验室鉴定，如条 件 允许 ，也 可做碳 源利 用 的 Ｂ Ｉ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ － Ｇ Ｎ分 析和 １ ６ Ｓ ｒ Ｒ Ｎ Ａ序 列分 析 ，可综 合确定 微 生物 的属 和 种。 对于石质文物保护来说，显微观察是 目前最可行的 鉴别方法，可通过现场及分离培养等方式进行。 （ 二 ）石质 文物微 生物 病 害的作用机 理 １ ． 物理 作用 微 生物通过 生命体 的附着 、覆 盖及 穿插 、剥 离 等机械活动，使石质品的物理特性如色彩和密度发生 改变。以第五批全国重点文物保护单位宁波东钱湖石 刻群表 面的微生物病害为例 ，这些微 生物以片状、 点状或斑状覆盖在石刻上，颜色上有白色 、黑色、
文物保护中的微生物防治技术研究
文物保护中的微生物防治技术研究文物保护中的微生物防治技术研究摘要：随着科技的进步和人类对传统文化的日益重视，文物保护成为人们关注的焦点之一。
然而，文物在长期保存过程中会受到微生物的危害，导致其腐蚀和破坏。
因此，如何有效地防治文物中的微生物成为了文物保护的重要研究方向。
本文介绍了文物保护中常见的微生物防治技术，并讨论了其优点和不足之处。
探讨了未来该领域的发展方向，以提高文物保护的效果。
关键词：文物保护；微生物防治；技术研究；一、引言随着时间的推移，传统文物逐渐成为人们了解历史文化的重要窗口。
然而，由于长期的保存和环境变化等因素，文物往往会受到微生物的侵害，严重影响其保存和展示价值。
因此，如何有效地防治文物中的微生物成为了文物保护领域的关键问题。
微生物防治技术作为文物保护的重要手段之一，可以有效地控制微生物的生长和繁殖，从而延长文物的寿命。
二、文物保护中常见的微生物防治技术1. 物理方法物理方法是文物保护中常用的微生物防治技术之一。
常见的物理方法包括温度控制、湿度控制和辐射消毒等。
温度控制可以通过调节环境温度来阻止微生物的生长和繁殖，从而达到防治的目的。
湿度控制则是通过控制环境湿度来减少微生物的生长和繁殖。
辐射消毒则是利用电离辐射或紫外线等辐射方式来杀死或抑制微生物的生长。
物理方法防治微生物的优点是操作简单、无毒副作用，并且不会对文物造成损坏。
然而，物理方法缺乏选择性，只对特定类型的微生物有效。
2. 化学方法化学方法是文物保护中常用的微生物防治技术之一。
常见的化学方法包括使用抗生素、消毒剂和防腐剂等。
抗生素是一类特定类型的化合物，可以抑制或杀死微生物。
消毒剂则是针对特定微生物的化合物，可以杀死或抑制微生物的生长。
防腐剂则是一类常用的化学物质，可以抑制微生物的生长和繁殖。
化学方法防治微生物的优点是效果显著，能够对大部分微生物产生杀灭或抑制作用。
然而，化学方法可能对文物产生损害，因此使用时需要谨慎考虑。
成都王建墓地宫石质文物盐分破坏机理及保护对策
盐结晶的形成是一个化学反应过程，会消耗石材 中的某些矿物质，使石材的化学成分发生变化。
艺术价值
盐害影响石质文物的外观，使雕刻图案和色彩受 到一定程度的破坏，降低文物的艺术价值。
04
保护对策与建议
物理保护方法
清洗去除盐分
通过物理清洗方法，如水洗、机械去除等，去除石质文物表面的 盐分沉积。
加固支撑
研究意义
通过本研究，可以更好地了解石质文物的盐分破坏机理，为 文物的长期保存提供科学依据。同时，本研究可以为石质文 物的保护提供新的思路和方法，促进文物保护领域的发展。
02
盐分对石质文物的破坏机理
盐分的来源与分布
01
02
03
土壤盐分
石质文物长期暴露在土壤 中，土壤中的盐分通过毛 细作用向上迁移，在石质 文物表面沉积。
对博物馆或展厅的环境进行实时监测，控 制温湿度、光照、空气污染物等环境因素 ，确保石质文物处于适宜的保存环境中。
提高公众保护意识
定期检查与评估
通过宣传教育活动，提高公众对石质文物 盐分破坏的认识和重视程度，鼓励社会力 量参与文物保护工作。
定期对石质文物进行检查和评估，及时发 现和处理盐分破坏问题，防止文物的进一 步损坏。
03
成都王建墓地宫石质文物的现 状
文物保存现状
石质文物表面状况
成都王建墓地宫的石质文物表面 存在风化、裂纹、剥落等现象。
盐害程度
石质文物表面覆盖着一层白色盐结 晶，部分区域盐害严重，导致石质 文物结构疏松。
保存环境
墓地宫内的温湿度波动较大，空气 流通不畅，不利于文物的长期保存 。
盐害情况分析
盐害来源
水分蒸发
水分在石质文物表面蒸发 时，会将盐分留在文物表 面，日积月累形成盐分沉 积。
石质文物保护中的微生物问题
采样 1
• 灭菌器材的准备
高温灭菌：干热灭菌法（火焰灼烧、烘箱），湿热灭菌（消 毒）法（常压—巴氏消毒、煮沸消毒、间歇灭菌，加压—
常规加压灭菌、连续加压灭菌）
采样 2
根据检测的目的、技术选取方法和器材：
•镜检：接种针，碳导电胶„„ •培养：灭菌离心管、消毒棉签、接种针、培养基、封口膜
„„
•提取DNA：灭菌离心管、保温桶（含冰块/袋）、接种针„„
常条件下，微生物可能分泌柠檬酸和丙酮酸）。而这些酸类物质
就会引发生物腐蚀。
微生物对石质文物造成的影响
微生物对石质文物造成的损害 – 生物硫酸的作用
微生物对石质文物造成的影响
微生物对石质文物造成的损害 – 生物硫酸的作用
微生物对石质文物造成的影响
微生物对石质文物造成的损害
2. 盐胁迫
链霉菌
真菌：酵母菌
• 特点：
（1）个体一般以单细胞状态存在；
（2）多数出芽繁殖，也有裂殖；
（3）能发酵糖类产能； （4）细胞壁常含甘露糖； （5）喜在含糖量较高、酸度较大的水生环境生长。
直径一般是细菌的10倍。
真菌：霉菌
• 一些丝状真菌的统称，菌丝体发达而又不产生大型子实 体。 • 自然界中，各种复杂有机物，尤其是纤维素、木质素和 半纤维素的分解者。
化。其机制可被归纳为以下几类：
微生物对石质文物造成的影响
微生物对石质文物造成的损害
1. 酸蚀
微生物对矿物材料所造成的最严重的损害往往由此而成。例如， 化能无机自养型的硫杆菌属（ Thiobacilli ）微生物会将硫转化为
硫酸，如果这类微生物出现在矿物材料上，就很可能引发生物腐
蚀。同理，硝化细菌（亚硝化菌和硝化菌）会将基质中的氨转化 为亚硝酸和硝酸。并且，几乎所有微生物都会分泌有机酸（在异
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术文物保护是一项重要的工作，对于文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术的研究对于文物的保护具有重要意义。
本文将介绍相关技术的理化分析原理和应用情况，以及将来的发展方向。
一、技术原理有机材料微生物腐蚀是指有机材料与微生物相互作用，导致有机材料的腐蚀、降解或变质。
微生物腐蚀有机材料的主要种类有真菌、细菌和藻类等。
真菌是最主要的有机材料微生物腐蚀的原因。
微生物腐蚀是一种生物性腐蚀，它的发生受到许多因素的制约，包括环境条件、微生物和基质的性质等。
为了研究文物保护有机材料微生物腐蚀的情况，需要进行理化分析技术。
理化分析技术是通过对有机材料微生物腐蚀的材料进行分析，探究微生物腐蚀的原因和机制。
常见的理化分析技术包括扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振光谱（NMR）等。
二、应用情况文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术已经广泛应用于文物保护领域。
通过对文物中有机材料微生物腐蚀的分析，可以有效地了解文物的腐蚀情况和腐蚀原因，为文物的保护和修复提供科学依据。
对于木质文物的腐蚀情况，可以通过扫描电镜等技术观察微生物在木材中的分布情况，从而了解微生物的种类和分布规律。
这些信息对于文物保护工作者来说非常重要，可以指导文物的保护和修复工作。
理化分析技术也可以用于对文物保护材料的研究和开发。
通过分析文物保护材料的微生物腐蚀情况，可以了解材料的耐蚀性和稳定性，指导文物保护材料的研发和选择。
这些工作对于文物保护具有重要意义，可以有效地延长文物的寿命，保护文物的完整性和历史价值。
三、展望文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术将会在未来得到更广泛的应用和发展。
随着理化分析技术的不断进步，对于文物保护有机材料微生物腐蚀的研究将会变得更加深入和全面。
随着电子显微镜技术的发展，将可以更加细致地观察微生物在有机材料中的分布和作用机制，从而更好地了解微生物腐蚀的原因和趋势。
文物保护中的微生物防治技术研究
文物保护中的微生物防治技术研究一直是文物保护领域一个十分重要且备受关注的方向。
由于文物本身具有历史性和文化价值，对其保护显得尤为重要。
然而，由于文物保存环境的特殊性，微生物对文物的腐蚀破坏是不可避免的问题之一。
因此，研究如何利用微生物防治技术来保护文物，成为当前研究的焦点之一。
微生物是指生活在地球各种环境中的微小生命体，它们对文物的损害主要通过生物腐蚀来实现。
微生物可以分解文物中的有机物质，形成酸性物质，导致文物的腐蚀和破坏。
在文物保护技术中，常见的微生物包括细菌、真菌和藻类等。
因此，如何有效地利用微生物防治技术来抑制这些有害微生物的活动，保护文物的完整性，是当前亟待解决的问题之一。
在文物保护中，微生物防治技术的研究主要包括两方面内容，一是研究微生物的分布和对文物的损害情况，另一方面是探讨如何利用有效的方法来抑制有害微生物的生长和繁殖，从而达到文物保护的目的。
目前，常见的微生物防治技术包括生物防治、化学防治和物理防治等多种手段。
生物防治是指利用有益微生物或微生物产生的抗菌物质来抑制有害微生物的生长和繁殖。
在文物保护中，一些特定的微生物具有抑制有害微生物生长的能力，可以起到保护文物的作用。
例如，乳酸菌可以产生乳酸，具有抑制真菌和细菌生长的作用，可以用来保护一些易受微生物损害的文物。
化学防治是指利用化学物质来灭活有害微生物或抑制其生长的方法。
在文物保护中，一些化学物质如甲醛、异丙醇等可以被用来消毒文物，杀死有害微生物，防止其继续对文物造成损害。
然而，化学防治也存在一些问题，如对文物本身的化学腐蚀和环境污染等，因此在使用化学防治方法时需要慎重考虑。
物理防治是指利用物理手段来抑制有害微生物的生长和繁殖。
在文物保护中，常见的物理防治方法包括温度控制、湿度控制和紫外线照射等。
通过控制文物保存环境的温度和湿度，可以有效地抑制有害微生物的生长，保护文物的完整性。
此外，紫外线照射也可以杀死有害微生物，起到保护文物的作用。
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术
近年来，随着科技的发展，文物保护技术也得以飞跃发展。
然而，文物保护仍然面临
着许多技术难题，其中之一就是有机材料微生物腐蚀问题。
针对这一难题，现代科技推出
了一种理化分析技术，可以在微生物腐蚀问题中发挥重要作用。
有机材料广泛存在于文物中，例如木制品、纸张、织物、染料等等。
这些材料容易被
微生物侵蚀，引起腐朽等变质现象。
为了保护这些有机材料的完整性和保存价值，需要采
用一些有效的保护方法。
而其中之一就是微生物腐蚀分析技术。
此项技术常常使用于实际文物保护项目中，其目的在于通过仪器分析、化学实验等手段，精确检测文物中的微生物种类和数量，掌握微生物腐蚀的发展情况，并相应采取保护
措施。
该技术可以通过对文物微生物的标本、样本进行观察，实现对微生物的分类、鉴定、计数等步骤。
同时，通过对微生物外部形态、内部构造等方面的研究，可以探究微生物腐
蚀的机理和特点。
将这些研究成果运用到文物保护中，可以有效解决微生物腐蚀问题，并
对文物保护事业做出重要贡献。
在实施微生物腐蚀分析技术时，常常使用的方法包括电子显微镜技术、生物化学技术、微生物培养及生态学技术等。
通过这些技术手段，可以精准监测微生物的生长情况和数量，研究其形态、生物学特性及生态学特性，从而实现对微生物腐蚀的分析、评估与预测。
总之，有机材料微生物腐蚀理化分析技术是文物保护领域中的一项重要技术，对于保
护和修复文物，探索文化遗产的价值，都具有重要的意义。
该技术作为理化分析技术中的
一种，正成为文物保护工作中不可或缺的重要手段。
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术文物保护是一项十分重要的工作，文物的保护不仅仅是为了保存历史的原貌，更是要保护历史的珍贵资源，让后人能够通过这些文物了解到历史的细节和风貌。
由于文物器物的制作材料和保存环境等因素的影响，使得文物遭受到了腐蚀和破坏。
微生物的腐蚀是文物保护中的一个重要问题。
随着科技的发展，人们开发出了许多用于文物保护的技术和材料，在这些方法中，有机材料微生物腐蚀的理化分析技术是一个较为先进和重要的一项技术。
有机材料微生物腐蚀的理化分析技术主要是通过对文物中的微生物种类和腐蚀程度进行分析，然后根据分析结果采取相应的防腐措施。
这项技术的应用可以有效地控制微生物的腐蚀，保护文物的完好性和原始性。
下面将对有机材料微生物腐蚀的理化分析技术进行详细介绍。
一、有机材料微生物腐蚀的影响因素有机材料微生物腐蚀是由多种因素共同作用造成的，主要包括环境因素和微生物因素。
1. 环境因素环境因素是有机材料微生物腐蚀的主要因素之一，主要包括温度、湿度、光照等。
在高温高湿的环境中，微生物的生长会受到极大的促进，加快了有机材料的腐蚀速度。
尤其是在潮湿的环境下，会使文物表面形成水膜，为微生物的生长提供了天然的生长环境。
一些文物还会受到阳光的直射，紫外线和紫外线会使有机材料发生变色，劣化。
2. 微生物因素微生物是有机材料微生物腐蚀的直接原因，它们包括真菌、细菌、藻类等不同种类的微生物。
这些微生物会在文物表面形成生物膜，分泌酶类和有机酸等物质，导致文物表面产生腐蚀和劣化。
真菌是最具有破坏性的微生物之一，在文物保护中尤为严重。
为了有效地防止有机材料微生物腐蚀，人们研究出了许多理化分析技术，主要包括微生物分析、腐蚀产物成分分析、材料表面性能测试等。
1. 微生物分析微生物分析是对文物中的微生物种类和数量进行检测和鉴定的过程。
通过对微生物的种类和数量进行分析，可以了解微生物对文物的腐蚀程度，以及为后续的防腐措施提供依据。
目前，常用的微生物分析方法主要包括显微镜观察、培养鉴定和PCR技术等。
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术一、微生物腐蚀对文物的危害微生物腐蚀是指微生物在特定环境条件下对文物材料进行降解和破坏的过程。
微生物腐蚀具有以下特点：1）可利用各种材质为基质；2）对各种各样的文物都可能造成不同程度的破坏；3）难以发现和及时控制。
微生物腐蚀会导致文物的质量下降、形态变化、表面破坏，严重时还会导致文物的完全损坏。
如何有效地识别文物微生物腐蚀情况，并采取相应的措施进行保护与修复，成为文物保护的重要问题。
在文物保护和修复过程中，传统的理化分析技术已经不能完全满足对复杂微生物腐蚀情况的分析需求。
而有机材料微生物腐蚀理化分析技术，是指将化学、生物学和物理学的理化分析技术结合起来，对文物微生物腐蚀进行深入的分析和研究。
这种技术广泛应用于文物保护、考古学、文物鉴定等领域，能够对文物微生物腐蚀情况进行准确、全面的分析，为文物保护与修复提供科学依据，被誉为文物保护领域的一项重要技术。
目前，国内外对文物微生物腐蚀理化分析技术进行了大量的研究工作。
在文物保护领域，研究人员通过对微生物腐蚀进行深入分析，探索了微生物腐蚀的机理和规律，开发了各种先进的分析仪器和设备。
扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪等，可以对文物微生物腐蚀情况进行细致的分析和检测。
在生物学方面，通过对微生物的分离、培养和鉴定，可以了解微生物对文物的腐蚀过程，为文物保护提供有效的控制措施。
这些研究成果，在实际的文物保护与修复工作中得到了广泛的应用，并取得了显著的效果。
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术的应用前景十分广阔。
一方面，随着文物保护工作的不断深入，对微生物腐蚀的研究也将更加深入，相关理化分析技术的研发也会更加先进。
随着社会科技的不断发展，文物保护将会越来越注重科研技术的应用，以提高文物保护与修复工作的效率和质量。
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术将在文物保护领域发挥更大的作用，为文物保护工作提供科学依据和技术支持。
文物保护有机材料微生物腐蚀理化分析技术是一门具有重要意义的学科，对文物保护与修复工作具有重要的意义。
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。微生物附着石材的能
力， 受微生物的细胞结构和表面电荷的影响， 也受石材的性质和表面孔隙结构的影响， 同时微 生物本身的生存能力也是决定性的因素。堆积形成的微生物和尘埃的履盖层，由于微生物的
第"期
张秉坚等： 石质文物微生物腐蚀机理研究
・0,・
代谢作用会逐渐增加石材表面的粘着力，使石材表面的持水能力和捕获空气中营养性浮尘及 有机物的能力增加， 从而进一步改善微生物群落的生存条件。 !" ! 微生物与岩石的相互作用阶段 # 对数期 $ 在这一阶段，生物化学及生物物理的作用是相互交错的，现在已经可以通过实验检测来估 计微生物腐蚀石材的速率。石材腐蚀过程的化学反应十分复杂， 不仅涉及到微生物代谢和繁殖 的机理， 还涉及许多中间产物的转换。首先， 岩石矿物晶粒间的联接性会因微生物分泌的酸、 深 入石材微孔隙的菌丝的生物粘液、生物体吸湿和干燥的变化、分泌物凝胶—溶胶间自动调节的 变动等等因素而被削弱 ! " # 。其次， 微生物的存在改变了石材微孔隙毛细管水吸收和气体扩散等 性能， 加快了有机或无机营养浮尘的沉积速度。各种微生物以其擅长的生存方式在石头上和石 “保护体系” 头内生长。有证据表明 ! $ # ， 微生物细胞具有一个内部和一个外部的 。作为内部保护， 细胞合成有机互溶溶质 % 单糖、 二糖、 己醇、 氨基酸和甜菜碱等 & ， 这些物质使细胞在盐应力和干 旱条件下生存。例如， 石内生群落的硝化细菌的细胞内就积累有海藻糖、 蔗糖和甜菜碱。作为外 部保护， 微生物群落利用其细胞 % 由几个到几千个 & 所构成的生物膜堵塞石材微孔， 使吸湿性代 谢产物 % 例如： 形成水巢。 微生物 ’(’)* 或 +( % ’)* & " & 在生物膜构成的生态龛中储存并吸收水分， 通过调节盐的浓度和储水量使自己获得较好的生存环境， 同时也引起石材表层的物理和化学性 质的明显变化。 这种变化有可能会缓解天然石材对于干湿、 温差和冰冻等破坏因素的敏感性， 但 是微生物生长的穿透性、 增容压力等易引起机械破坏， 特别是酸等分泌物 % 这是微生物获取矿物 质的重要环节 & 造成的化学破坏将使石质文物的表面层面目全非。 !" % 腐蚀层的剥离和腐蚀循环 # 恒定期 $ 在古旧石材表面覆盖的微生物层的演化发展过程中，随着石面层某些产物的积累和基本 矿物的退化，占据石面层的微生物群落的种类和复杂程度会随时间变化，生物充分作用后的 疏松的岩石外壳会从石材上剥离，新鲜暴露的石材表层会再度被微生物侵占，腐蚀过程将继 续并不断循环下去， 形成持续恒定的破坏进程。 微生物腐蚀石材的过程和速率明显地受到环境因素的影响。由于人类的活动使空气中的 污染物和飘尘增加，例如已经发现脂肪烃和芳香烃会加速古老建筑石材上的异养菌的繁殖速 率和腐蚀进程 ! , # 。 通过对取自不同地区古旧建筑物的石材样品进行对比， 发现异养菌和硝化细 菌对建筑石材的侵占和破坏作用，在城市区域要强于农村区域。城市的空气污染物可能是上 好的营养源， 使许多石材表面微生物生长旺盛， 从而加速了石材的腐蚀 ! - # ! , # 。除空气污染对生 物腐蚀的影响之外， 酸雨、 冻融、 盐结晶、 风沙、 干湿循环等其他环境破坏因素与微生物腐蚀之 间的关系还在研究之中。
#
微生物腐蚀作用的观测
我们在检测和维修石质文物时经常会发现有生物破坏的迹象 ? " @ ， 例如在杭州闸口白塔 ! 建
于公元 +$& 年 ’ 和杭州灵隐寺双塔 ! 建于公元 +A$ 年 ’ 的石灰岩上都有生物生长和腐蚀的证据， 尤其是微生物几乎在所有古旧建筑上都有它们生长和侵蚀的痕迹。在古旧建筑石材上发现的
表# 古旧石材浸渍液中发现的羧酸以及由真菌培养基中检测到的羧酸 $ " & 5=> (?@ABCDEF( ?(FG FH BEG IJBH> E>?(=FH, EFK*FG B@ FH )*H,F (*EJ*@> 0>GF*0
&’()* #
注： —表示未检测到
.
微生物腐蚀的机理
野外石质文物的生物腐蚀过程可分为生物化学机理和生物物理机理两类。侵蚀石质文物
・!"・
文物保护与考古科学
第 !# 卷
各种混合烃形式存在的环境污染，工厂排放的易挥发性有机化合物和有机尘埃，以及鸽子和 蝙蝠的排泄物等 $ " % 都是异养菌的碳源； 另外， 应用于石材的有机防护材料， 例如防水剂和粘接 剂等也是异养菌的碳源。异养菌在利用碳源的同时也产生有机酸， 例如葡糖酸和乳酸等， 它们 可以直接与岩石的无机组分发生鳌合或酸化反应。已经发现细菌在大理石上分泌的粘液是使 其腐蚀的主要因素 $ ! % 。 另外细菌也产生无机酸， 例如会产生亚硝酸、 硝酸和硫酸等。 从腐败石材 上发现的大多数微生物是异养型细菌，它们对石质文物的表面腐蚀起着重要作用，下面我们 以硝化细菌和硫杆菌为例具体说明。 硝化细菌有两类，即能将氨氧化成亚硝酸盐的亚硝化细菌和将亚硝酸盐氧化成硝酸盐的 硝化细菌。细菌从氨或硝酸盐的氧化过程中获得能量， 消化碳源以合成细胞物质 $ & % 。建筑石材 表层中氨的浓度越高硝化细菌的数量也越多， 实验发现岩石环境的 ’( 值为 )—* 时硝化细菌 最为活跃， 古建筑石材最常见的 ’( 值为 +—*， 此时硝化细菌是主要的产生酸的细菌之一。在 不同类型的古建筑石材样品中都已发现硝化细菌氧化得到亚硝酸，再得到硝酸的现象。硝化 细菌的繁殖与石材本身的结构特征有关，当石材微孔半径为 !—!,!- 时硝化细菌数量最多， 在微孔小于 !!- 的石面层中硝化细菌的数量就很少。 硝化细菌的繁殖也与石材的化学成分有 关， 含碳砂岩 $ * % 中硝化细菌的数量很多。 另外， 若岩石表面有黑色风化壳层， 硝化细菌就很容易 繁殖。 硫杆菌主要靠氧化还原态的硫化物 . 包括硫化氢、 硫代硫酸盐、 元素硫、 多硫酸盐等 / 而最 终形成硫酸盐， 从中获得能量， 消化碳源以合成细胞物质。硫杆菌是好氧菌， 其突出特点是耐 酸性强， 有些种类能在 ’( 值为 !—0 的条件下生长。当有挥发性含硫化合物 . 例如 (0 1 / 存在 从而侵 时， 硫杆菌生长旺盛， 由于这类细菌的繁殖会产生硫酸， 由此不断降低周围的 ’( 值 $ " % ， 蚀寄居的石材。 !" # 真菌 真菌是另一类最活跃的腐蚀石质文物的微生物。在每一处被腐蚀的古旧建筑上几乎都能 发现真菌的存在。真菌与细菌在许多方面不同， 特别是细胞的构成形式， 多数真菌表现为多细 胞有机物而非单细胞。 总的来说， 真菌是异养型且常为需氧有机物 . 除某些例外 / 。 在石质文物 上观察到的真菌常常为单菌丝或菌丝网形式。在很多石材上常见到类似于酵母菌或者黑色菌 的真菌。这些真菌在光学显微镜下酷似石灰质沉积， 在标准真菌培养基上还难以生长， 故不太 容易鉴定。但是已经发现许多建筑石材， 特别是城市区域建筑石材表面的颜色变黑， 以及含钙 石材表面石膏壳层的变暗等都与黑色菌的作用有关 $ ! % 。 另外， 许多石材表面出现的色斑常常与 真菌的繁殖和作用有关， 例如石材表面出现的桔红色斑块就是一些真菌染色的结果 $ * % 。另外， 石块间粘接的沙浆、 维修加固材料和防护材料等， 如石材表面防护剂、 防水剂、 粘接剂等， 由于 含有有机物 . 如淀粉、 蛋白或人工高分子材料等 / 成为了真菌繁殖的上好碳源， 很容易为真菌 利用并使石材受到侵蚀。一项 ) 周的短期实验表明， 在相对湿度较高的条件下， 高分子粘接剂 和有机表面防护剂都有很好的维持真菌生长的能力 $ * % 。有机物质的存在可为真菌的繁殖提供 很好的环境条件，这提醒我们，有必要深入研究在保护和修复石质文物中使用的有机高分子 材料的负面作用。 !" ! 光合类微生物 石面生微生物群落的光合类主要是藻类和蓝细菌 . 或蓝绿藻 / 。蓝细菌的细胞类似于细菌 而不是植物，但蓝细菌的生物光合作用过程与植物相似。在多数保持湿润并受到光照的古旧 建筑石材的表面都可以找到藻类和蓝细菌。藻类和蓝细菌的种类明显地呈区域分布，例如在
摘要
危害石质文物的因素很多， 微生物降解作用是主要危害因素之一。 本工作研究了微生物腐蚀
过程的生物化学和生物物理机理， 包括细菌、 真菌、 光合类微生物和地衣等有关微生物的侵蚀作用 过程。了解这一过程对于我们管理和保护石质文物具有重要意义。 关键词 生物腐蚀， 微生物， 侵蚀作用， 机理 ()*+" 文献标识码 , 中图分类号
第 #" 卷 第 % 期 %$$# 年 ## 月
文物保护与考古科学
BCD2EC2B FG CFEB2HI,(DFE ,EJ ,HCK,2FLFMN
IO/: #"P EO: % EOQ.37.RP %$$#
石质文物微生物腐蚀机理研究
张秉坚 周 环 贺筱蓉
! 浙江大学化学系、 生物系， 杭州 "#$$%& ’
中国是历史悠久的文明古国， 我们的祖先创造了灿烂的文化， 留下了丰富的历史遗产。目 前， 散布在野外的各种石质文物是其中重要的一类。除了酸雨、 冻融、 盐结晶、 风沙、 干湿循环 等因素会破坏野外的石质文物外， 生物也是侵蚀石质文物的最重要因素之一。近一二十年来， 生物腐蚀石质文物的问题已经越来越受到人们的关注。生物的破坏作用尽管较为缓慢，但累 积效果不可小视， 据初步估计有 %$> 到 "$> 的石头表层腐蚀是生物作用的结果 ? # @ 。地球生物 圈持续不断演化过程的一个环节是吸收和转化矿物质。暴露在自然环境中的岩石都难以避 免生物的污染和侵蚀， 尤其是那些经过长年风吹雨打的古旧建筑的石材。对于生物来说， 石头 是相对艰难的生存环境。石头的温度会随雨露和干旱等情况而变化， 一旦湿度下降， 盐浓度会 升高直至形成盐结晶； 而且， 建筑物表面层会面临每天及每一季节的急剧的温度变化。尽管如 此， 也难以阻止生物在岩石上的生存和对岩石的破坏。从微观上的石面裂化矿物、 腐生矿物和 生物代谢物的沉积， 到宏观上的一些石面的片状剥落、 裂开和粉化等等， 经常可以看到生物或 微生物破坏的痕迹。生物的污染和腐蚀不仅破坏石质文物的外观， 它更严重地破坏石建筑、 石 刻和纪念碑的文化特征， 即表面的雕刻和铭文等细微结构。因此， 研究石质文物的生物腐蚀机 理和防护措施对于我们保护石质文物具有十分重要的意义。 常见的破坏石质文物的生物主要有两大类： ! # ’ 微生物： 即细菌、 真菌、 藻类及地衣等； ! % ’ 较高级生物： 包括藓类、 植物、 昆虫及哺乳动物等； 本文主要就较隐蔽的微生物的腐蚀作用进行论述。