文物黴害和蟲害的防治（簡體書）

《文物黴害和蟲害的防治》概述了文物黴害和蟲害的普遍性與嚴重性，文物黴腐的機理，文物黴害和蟲害發生的條件，及環境與文物保護的關係，結合我國對文物黴害防治的經驗，系統地介紹了防治文物黴害的方法和措施，對文物考古工作者具有一定的參考價值。

馬淑琴的《文物霉害和蟲害的防治》概述了文物霉害和蟲害的普遍性與嚴重性，文物霉腐的機理，文物霉害和蟲害發生的條件，及環境與文物保護的關系，結合我國對文物霉害防治的經驗，系統地介紹了防治文物霉害的方法和措施，對文物考古工作者具有一定的參考價值。

序一序二上篇文物黴害的防治第一章黴腐現象與機理第一節文物黴腐的普遍性與嚴重性第二節古建木結構發生腐朽的原因和條件第三節黴腐微生物黴腐有機質文物的機理第四節腐蝕微生物腐蝕金屬文物的機理第二章黴腐微生物第一節黴腐微生物的形態、結構與繁殖第二節黴腐微生物的細胞結構與功能第三節黴腐微生物與人類的關係第三章環境與文物第一節黴腐發生的條件第二節地下古屍與文物不腐之謎第三節環境條件對藏品的影響第四章黴害的防治第一節環境條件的控制第二節文物黴菌的監測與調查第三節文物黴害的防治措施參考文獻下篇文物黴害和蟲害的防治與其他幾種防黴劑對織物影響的試驗應加強文物黴害防治研究PM防黴劑在裱畫中的作用故宮文物黴菌的調查與分析文物生黴與文物質地PM防黴劑與文物書畫防黴關於文物黴腐機理的探討故宮文物蟲害防治初探敵敵畏煙劑薰蒸殺蟲的幾個問題古墓內屍體與隨葬品不腐原因的生物學探討淺述考古學與自然科學的關係後記

上篇 文物霉害的防治
第一章 霉腐現象與機理
第一節 文物霉腐的普遍性與嚴重性
霉腐微生物分布廣泛，地上、地下，江、河、湖、海無處不有，無孔不入。因此，文物遭受霉腐的可能性，普遍存在。
據《文物保護技術》（1982年第3期）報道，“在山西應縣佛宮寺釋迦塔之佛像腹內陸續發現珍貴的遼代文物。其中包括蝶裝的書籍，刻工精湛的契丹藏，書寫在硬黃紙上字體剛勁的寫經，木板刻印經著色的《熾盛光九曜圖》，以及鏤孔印刷在絹帛上的彩色《南無釋迦牟尼佛像》等，均具有重要科學價值與藝術價值”。以上文物“完整者幾乎無一，被糞尿腐蝕者，已糜爛成團，間有潮濕嚴重者，猶如糟朽的木棒”［1］。
1976年5月，山東臨沂金雀山九號漢墓出土帛畫一幅，深埋地下歷時兩千多年，由于飽受霉腐微生物的侵害，已嚴重腐朽。
《文物保護技術》（1982年第3期）載，浙江省東陽南寺塔出土的五代吳越時期《妙法蓮花經》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，就成片狀地剝落［2］。
可見，無論是在北方，還是在南方，無論是密藏在地上還是深埋于地下，都難免遭受霉腐微生物的侵害。
至于暴露于地面上的古建筑、壁畫，乃至石刻、石窟，由于霉腐微生物的參與遭受災害的情況，也是屢見不鮮。
館藏文物遭受霉害的情況，至今仍是沒有很好解決的世界性的問題。發達國家文物保護設施好些，文物霉害現象少些。發展中國家由于財力不夠，缺乏完善的設施，因此，霉腐致損文物的現象，較為普遍。然而，即使日本這樣發達的國家，文物遭受霉害的情況也是相當嚴重的。現將日本文化財蟲害研究所發表的文物受損情況（據不完全統計）列于表1-1。
從表1-1可知，日本遭受霉害文物的類別，也是相當廣泛的。同時，在表1-1中所列遭受霉害、蟲害的398件文物，霉害文物達168件，占總數的42%。可見霉害文物的情況，是不可忽視的問題［3］。
1982年全國人民代表大會公布了《中華人民共和國文物保護法》，1992年國務院批準《中華人民共和國文物保護法細則》。可見，我國文物工作納入法規管理剛剛開始。但博物館館藏文物的管理情況，基本上仍缺乏章程。有些已發展到相當嚴重而引起社會普遍關注的文物被盜案，仍有隱瞞不報的情況，至于館藏文物遭受霉害的事實，不僅不公之于世，甚至也不上報，詳情難以知曉。只有在十分嚴重而又難以隱瞞的情況下，才公之于報刊。例如，河姆渡遺址的出土文物和自然博物館的館藏珍貴標本，因保護設施不完善或保管不力等原因，發生過的霉害情況。
館藏文物保管設施較好和保管措施較為嚴密的故宮博物院，也存在文物遭受霉害的情況。文物霉害在1988年就發生過兩起。
其一，一套清代雕花屏風因放在庫房內的海綿上，被海綿中的積水浸泡，致使長滿了霉菌，改變了顏色，花紋也模糊不清。
其二，在翻修庫房時，正值雨季，屋頂漏水將一文物柜澆透，當保管人員發現時，整個文物柜已長滿了白毛，有的已變成黑色，說明霉菌的孢子已成熟。柜中衣物經過洗曬看起來損傷不太嚴重，但實際上纖維的強度已大大降低，第二年天氣剛轉暖，這個文物柜連同衣物又長了霉。
文物的分類，相當復雜。既可按時代區分為史前文物和歷史文物，細分之，又可冠之為舊石器時代文物、新石器時代文物、青銅時代文物及鐵器時代文物。后二者還可以朝代區分為夏、商、西周、春秋、戰國、秦漢文物。
又可按功能將文物區分為宗教建筑、生活民居、宮殿、官府衙門、生產工具、生活用具及禮樂兵器等。還可按所處環境分為地上、地下及館藏文物等。又可按質地而區分為石、陶、瓷、金、銀、銅、鐵、錫、紙、竹、木、棉、麻、絲、皮等類。從文物保護角度來看，可將文物歸為有機質地和無機質地兩類。
在一定條件下，最容易生霉的是那些有機質地文物，如紙、棉、麻、絲、竹、木、骨、皮、毛等。但在特殊環境下無機質地文物，如石窟、石刻等也出現過遭受霉害的情況。
我國歷史悠久，民族眾多，是古代文明大國。因而保留下來的文物數量之大，質量之精，規格之高，是世界少見的。同時，我國國土幅員遼闊，地跨熱帶、亞熱帶、溫帶及寒溫帶，文物所處自然條件相當復雜。加上改革開放以來形成的旅游熱，往往以文物為主要目標。諸如此類情況，一再說明文物保護工作不僅是繁重的和復雜的，又是十分緊迫的。因此必須大力推進保護文物的科技研究，加強用科技手段保護文物，使文物延年益壽。
第二節 古建木結構發生腐朽的原因和條件
一、腐朽的原因
古建中的木結構常常發生腐朽，腐朽的部位經常是由通風不良、潮濕所致，如與地面接觸的木柱，砌入墻內的橫梁，以及漏雨的屋頂等。
木結構腐朽主要是由于危害木材的微生物侵害所致。我們把可以腐生在木材上的微生物統稱為木材微生物。
在木材微生物中，細菌和放線菌雖然有的可以分解纖維素和木質素，但能使健全材腐壞的為數極少。而真菌對木材的破壞力、破壞速度要比細菌大得多，因此這里只談真菌的破壞作用。
危害木材的真菌有1000多種，其中主要有表面污染菌、變色菌、軟腐菌和木腐菌。
表面污染菌、變色菌、軟腐菌等對木材的危害情況各不相同，但它們都屬于子囊菌綱和半知菌類的真菌，而且它們的破壞情況又不能完全區分開來，因此統稱為微型真菌。
表面污染菌：主要有木霉、青霉和曲霉等，一般在遭受侵害的木材表面，可看到一片片黑色或淡綠色的霉斑。在溫暖潮濕的環境里，表面污染菌在木材上發展很快。表面污染菌只生長在木材的表面，菌絲沒有危害木材細胞壁，所以對木材的強度影響不大。
變色菌：如松材青變菌和山毛櫸材褐變菌，以及表面污染菌產生的顏色污染木材。在溫濕環境中，只需要幾周時間便可發生變色。針葉樹材發生變色從淺藍到鐵灰色，而闊葉樹材常變成暗棕色。變色主要發生在邊材周圍，變色菌的菌絲進入木材細胞內，是通過細胞壁上的紋孔，一般不破壞細胞壁，對木材強度影響不大，但影響木材的外觀。
軟腐菌：軟腐菌在許多場合都可發生，如在水中使用的木材上，與土壤接觸的木材上，高濕度環境中使用的木材上，及其他不適合擔子菌（蘑菇類）生長的環境中使用的木材上，常引起木材表層軟化，稱為軟腐朽。軟腐菌分解木材中的纖維素，在木材細胞次生壁中形成空洞，對木材危害較大。但由于軟腐朽主要發生在木材外表層，對深度方向進展較慢，因此對大斷面材所受的損害相對小些。
以上微型真菌對環境的適應性強，能夠生長的條件遠比擔子菌寬，而且有很高的侵染能力，如侵害木材3～6個月，也會造成木材百分之十幾的重量減少。
木腐菌：木材腐朽主要是由木腐菌引起的。木腐菌多屬于擔子菌綱傘菌目和多孔目的真菌，如蘑菇、黑木耳、白木耳等。木腐菌主要有褐腐菌、白腐菌和干腐菌。
木腐菌是以木材細胞壁為養料，菌絲進入細胞時不是通過細胞壁上的紋孔，而是利用它所分泌的酶把細胞壁溶解成一個孔洞，然后菌絲再進入另一個細胞。很多菌絲溶解細胞壁就形成很多孔洞，最后木材細胞壁徹底破壞，使木材腐朽。
破壞性最大的腐朽為褐腐，是最危險的腐朽。由褐腐菌引起的褐腐，開始時木材顏色發暗，日久變暗褐色。
褐腐菌主要分解纖維素和戊聚糖，木質素變化不大，因木質素是褐色的，所以木材呈現褐色或紅色。在褐腐材中纖維素可由原有約60%減少到約5%，隨著腐朽程度的增加，木材的重量和強度逐漸降低。褐腐發生后重量減少率若超過20%，木材在弦向和徑向都會明顯收縮。褐腐后木材的細胞壁完全破壞，木材內部出現縱橫斷面，最后分離呈棱形小塊或龜裂狀，用手捻易變成粉末，不能承受壓力，喪失使用價值。
引起木材白腐的真菌主要分解木質素，留下白色的纖維素，腐朽材呈白色。
白腐發生后木材內部顯出褐色或黑色細線，木材多少尚能維持原來的性質。
木結構房屋嚴重受害主要是干腐菌引起的，只要空氣中的相對濕度適宜，干腐菌的孢子即可萌發，菌絲伸展侵入木材內部，菌絲像棉花一樣覆蓋在受害木的表面。干腐菌還能通過磚瓦、石造建筑和混凝土等設施去利用新的木質營養源。
干腐的木材其橫向開裂明顯，同時發生縱裂，出現塊狀腐朽特征。干腐菌喜歡不通風的環境，在該條件下它能自行控制濕度，這種菌適應性很強，在條件不適情況下，可長期潛伏。
木材腐朽的過程是木材有機物被菌類分解的過程。各種菌類對有機營養物有一定的要求，它們的酶也各具特性，在復雜有機物的分解過程中，具有不同特性的菌類是按次序進行作用的。日本布施等對木材上菌類的生長和演替過程進行實驗研究，在木結構房屋的地面上埋進木樁，實驗發現在樁的地上部與地面相接的地際部以及地下部的菌類演替過程是不同的，在樁的表面和內部情況也不一樣。這是由于樁的部位不同，其含水率等菌類生長條件不同，不同部位生長的微生物種類不同造成的。木材腐朽的過程地際部和地下部較快，中心部和地上部較慢［4～6］。
二、真菌類在木材上生長的條件
木材微生物是屬于有機營養型（異養型）。木材的主要成分有20%～40%的木質素，40%～60%的纖維素，1%的礦物質及其他微量可溶于水的物質。木材中的纖維素、木質素可供給木材微生物豐富的碳源營養。木材中的蛋白質等高分子含氮物，可作為微生物的氮源營養，但木材中氮素含量很少，為0.03%～0.1%，對菌類生長氮素供給不足。盡管如此，木材腐朽仍能順利進行，因為菌絲在生長過程中會發生自溶（擔子菌），自溶所得的氮可被新的菌絲加以利用，木材中有限的氮素營養可以反復利用。木材中所含的礦物質、維生素等可以滿足菌類生長的需要。
適當的水分是真菌孢子萌發的基本條件。菌類在木材上生長與木材本身的含水率有密切關系，一般木材腐朽菌的孢子萌發，大體需要纖維飽和點以上的含水率。木腐菌生長的最適含水率為40%～50%，最低含水率為15%～20%，最高含水率約150%。各種菌類能夠適應的含水率范圍是不同的。軟腐朽可發生在含水率很高的木材上，變色菌生長允許的含水率在80%左右，而多數擔子菌則要求比較低的濕度。一般說來，菌類的生活細胞（菌絲）對干燥比較敏感，抵抗力較差，干燥常可引起死亡。
木材微生物的生長繁殖需要在一定的溫度范圍內進行。木材腐朽菌的生長溫度范圍為5～40℃，最適宜的溫度為25～30℃，不同種類的微生物需要的最適溫度不同，但在溫暖潮濕的環境中都能迅速地生長繁殖。
木材微生物是需氧微生物，完全沒有氧氣時就停止生長，真菌的生長繁殖一般都要求微酸性的環境（pH為4.5～5.5），通常木材是偏酸性的，很適合真菌的生長［5］。
第三節 霉腐微生物霉腐有機質文物的機理
霉腐微生物能引起非金屬文物霉腐變質、材質性能降低。霉腐破壞的形式多種多樣，破壞的材質形形色色。霉腐微生物作用的結果，嚴重的情況是使文物面目全非，乃至破壞殆盡。稍輕者，損害文物材質的化學成分與物理機械性能，并影響外觀。
霉腐破壞文物的原因很復雜，現大致歸納四種情況。
（1）文物材質被微生物作為養分分解利用，直接引起破壞。微生物為了生存，需要從外界環境不斷吸收營養物質，從中獲得能量以合成細胞物質及調節自身的新陳代謝。有些小分子物質，如離子、單糖、氨基酸、甘油、有機酸、烴類等，微生物可以直接利用。對于文物材質中的高分子物質，如淀粉、蛋白質、纖維素、果膠、脂肪等，微生物會分泌出相應的胞外酶，如淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、脂肪酶等；把大分子物質水解成能溶于水的小分子物質后，再被微生物吸收利用。微生物對這些高分子物質分解吸收的過程，就是文物的材質被霉腐破壞的過程。有實驗證明，由于霉菌活動的結果，紙張的牢固性在5天內就減低50%。圖書散頁、裱糊加固的字畫部分脫落，是霉菌同化黏著物――淀粉、動物膠等造成的惡果。
（2）微生物在代謝過程中產生的有機酸使文物遭到酸腐蝕。微生物代謝過程中產生的有機酸有檸檬酸（主要是青霉屬的許多種）、葡萄糖酸（主要是青霉屬和曲霉屬的某些種）、曲酸、乳酸、延胡索酸、丙酸、五倍子酸等。這些酸性代謝產物，使它周圍環境的酸度增加，環境pH的變化對文物造成腐蝕。酸可以降低纖維素配糖鍵破裂的活化能，加快水解速度，在濕度大的條件下更為明顯，使纖維素長鏈斷裂，成為易碎的水解纖維素。因此，紙張、書畫等文物變得陳舊，易于脆裂。
有些好氧性細菌或霉菌生長在石窟、石雕或壁畫的微小裂縫中，它們在代謝過程中產生的多種有機酸直接對壁畫及石質文物起風化破壞作用。同樣，有機酸也會對金屬文物產生腐蝕作用。
灰綠曲霉的孢子能夠在顯微鏡、照相機、望遠鏡等光學儀器的透鏡、棱鏡和反射鏡上萌發生長，分泌出的有機酸腐蝕鏡頭，影響光學儀器的性能。
（3）霉菌菌落產生的色素污染文物。有些霉菌在代謝過程中能產生色素。
不同種類的霉菌產生色素的顏色各異，有紅、黃、橙、綠、青、藍、紫、褐、黑等顏色。色素把文物污染得五顏六色，形成難看的霉斑。又由于菌體本身的堆積或它所產生的黏性物質，形成蝕爛部位的高度吸濕性，文物的這些部位變軟、發潮、發黏，并散發出難聞的霉爛氣味，時間一久，還會使圖書紙張粘連在一起，形成“書磚”。
（4）霉菌新陳代謝產生熱量，加快文物破壞速度。霉菌是好氧微生物，能將一些有機物經三羧酸循環徹底氧化，生成二氧化碳和水，并釋放出能量。其中一部分能量供霉菌生命活動的需要，另一部分能量則以熱的形式散發出來，因而文物生霉的部分發熱、發潮。由于這部分濕度增大和溫度升高，進而促使霉菌生長繁殖加速，文物被霉腐破壞加速，形成惡性循環［7～12］。