浅析石质文物微生物病害的清洗

第２ ８ 卷 第 １ 期 ２ ０ １ ３年 ０ ３月
邢 台 学 院 学报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＸＩ ＮＧＴＡＩ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
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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、
从根本上说，大多数文物病害都是 以某一因素 为主的多因素综合作用 的结果，但为方便研 究和保 护工作，习惯上将病害原因分为物理风化、化学风 化及生物风化 （ 病害 ） 。从 石质文物病害分类与 图示 来看，生物病害又可划分为动物、植 物、微 生物病害… ，它们均可参与石质文物的腐蚀风化过 程，其中以微 生物的活动最为频繁和影响最大，也 最具研 究价值 。据初步估计，有 ２ Ｏ ％ ～３ ０ ％ 的石材 表层腐蚀是生物作用的结果，其中就以 微生物为主 。 总体上看 ，微 生物病害具有分布广，种类多，数量 大，代谢 旺，繁殖快和适应能力强等特点，大量石 质文物尤其是室外文物因此都存在微生物病害而被 不同程度腐蚀 的现象 （ 图 １ ）。虽然这种破 坏作用 缓慢 ，但累积效应相当惊人，需要引起足够重视。
（ １ ． 邢 台 市文物 管理 处 ，河 北 邢 台
欣 ，王
欢。
０ ５ ０ ０ ３ １ ）
０ ５ ４ ０ ０ １ ；２ ． 河 北 省文 物 保 护 中心 ，河 北 石 家庄
摘 要：表面微生 物病害是导致石质 文物 劣化 的一个重要 因素 。对微 生物病害的清洗 ，可 以通 过物理 清洗法 、化 学
图 １ 被 微 生 物侵 蚀 的 明十 三 陵石 构件
石质文物表面微生物病 害的种类及作 用机理 （ 一） 常见的石质文物表面微生物病害种属 般情况下，影响石质文物，导致其加速劣化 的微生物主要有四类：细菌、真菌、地衣及光合类 微 生物 。 １ ． 细菌。腐蚀石质文物的细菌以 异养细菌为主 ， 石质文物上的有机污染物、有机防护材料等都 能成 为它 的碳 源 。
［ 收稿 日期 ］ ２ ０ １ ２ － ０ ９ — ２ ３ ［ 作者 简介 ］ 张国 勇 （ １ ９ ７ ８ ）， 男， 河 北临 西县 人， 毕、 于河 北大 学研 究生 院， 文博馆 员
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灰 色和绿色等，从而影响石刻表面的正常颜色 ， 而微生物的菌丝穿插和钻孔作用 弓 ｉ 起石质文物的机 械破坏，使石刻 出现疏松 、裂纹、脱落、粉 化，碑 文字迹以及雕刻线条的模糊淡化等风化现象，进而发 生岩石微环境的水分冻融交替、盐份结晶导致的内 部压力等，加速 了石质文物的劣化 ２ ． 化 学作用 微 生物通过 自身分 泌及 死后遗体析 出的酸及 ｃ Ｏ 等物质 ，和组成岩石的矿物之 间发生化学反应 并对其进行溶解，对石质文物造成腐蚀。微生物 的 活动可以导致硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氧化物和 硫化物等矿物被破坏，并使一些重要元素如 ｓ ｉ 、 Ａ ｌ 、Ｆ ｅ 、Ｍ ｇ 、Ｍ ｎ 、Ｃ ａ 、Ｋ 、Ｎ ａ 、Ｔ ｉ等从矿物 中溶 出， 为 自身吸收利用 ，即通常所说 的 “ 螫合”作用。 微生物对石质文物的化学作用可分为几种不同 类型，即酸的作用、胞外聚合物 的作用、生物膜的 作用、酶解 、碱解 以及氧化还原作用。 二 、石质 文物 表面 微生 物病 害 的清 洗 在石质文物保护修复技术 中，清洗技术是重要 环，是保护修复工作的第一道工序 ，其 目的是为 了清除污物对石材的侵蚀和损害 ，打开石材被污物 封闭的气孔，恢复石材微孔和水蒸气通道，并除去 通过毛细管渗入石材 内部的病变材料 。在这个过程 中，对石材有害的污染物需要被清除。根据布兰迪 的修复理论 ，修 复是 一个包括美学和历史在 内的评 判过程 ，修复的评判必须尊重历史、尊重艺术品的 艺术性。从这个角度来说，清洗时要规避 一些有价 值 的东西的，如名贵的铜绿、作为初始加 工的灰浆 等 。微生物病害的存在对石质文物的安全构成严 重威胁 ，是必须清除的。 石质文物微 生物病害的清洗方法可分为物理清 洗、化学清洗和机械 清洗法三种 ，依次递进 ，各有 其适用 范围。无论是哪一种清洗方法，在 清洗效果 和清洗剂的选择上，大致有以下几个因素需要考虑： １ ． 避免产生残 留在石质 内部的副产物如可溶盐 等，以免为以后 的处理带来不利影响。 ２ ． 全部清洗过程的可控性，在一定情况下可终 止 清 洗。 ３ ． 清 洗 完成后 出现 干净 平滑 的表 面 ， 而不是 造 成开 裂和 孔 洞。 ４ ． 对环境和人体健康影响的最小化。 （ 一 ）物理 清 洗法 清洗过程不伴随化学反应的发生，通常使用去 离子水作清洗剂，主要针对的是 附着性相对较弱的 微生物，以及附着层较厚的地衣类等微生物，一般 适用于表面致密的石质文物 物理清洗法可分软毛刷干刷或湿刷两种办法。 前者是使用软毛刷在表面轻刷，经过刷洗，一部分 微 生物从石质文物表面脱落，但是在洼陷的部位会