我国文物微生物病害防治工作的八大误区_六开彩开奖现场直播
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我国文物微生物病害防治工作的八大误区

  微生物病害是文物常见而又难以根除的顽疾,虽然文化遗产微生物学(Cultural Heritage Microbiology)在国外已著书立说,但在我国的研究仍徘徊于起步阶段,相较于医学微生物学、环境微生物学、食品微生物学等,差距甚远。   中国文化遗产研究院自上世纪80年代建成国内第一个文物微生物实验室后,为解决文物保护项目中的微生物问题做了不少努力。近年来,在承接“高句丽墓葬壁画原址保护工程”“大足石刻千手观音造像抢救性保护工程”“山东灵圣湖定陶汉墓保护预研究”等与微生物病害密切相关的重大项目的同时,主动投入经费开展研究,于文物微生物检测、抑菌剂筛选、保护材料抗菌性等方面取得了一些突破,通过各种文物保护培训班积极推广成果,并完成了生物实验室的升级改造。   我们在多年的工作实践中发现,我国文物微生物保护最令人忧心的是文保人员普遍欠缺应有的微生物基础知识,无意间造成了病害的生成、传播和加重;遇到病害后,往往不知如何寻求生物专业机构的帮助,也不知道如何提出技术要求。   故而,我们在此梳理日常工作中所见的八大误区,以期业界深入了解文物微生物病害,重视文物的日常防护,知道基本的病害处理方法,逐渐提高我国文物微生物研究水平,建立起更加规范、完善的病害防治体系。     概念混淆,导致不能找准专业机构,问题悬而不决或被敷衍了事   目前,我国大部分的文博单位都不具生物鉴定的能力,遇到生物病害必须寻求外援。由于缺乏专业背景,有的误以为找一个生物机构可以解决所有问题。实际上,仅粗略地划分,生物学就分为动物学、植物学、微生物学等,相互差异亦可用“隔行如隔山”来形容。如果拿属于植物的苔藓、藻,或者属于动物的虫卵请微生物实验室鉴定,无疑是错投医门。   那么,是不是所有的微生物问题都可以在一个微生物实验室全部解决呢?答案也是否定的。文物保护工作接触最多的微生物是细菌、真菌、地衣以及显微藻类,其中,真菌包括大型真菌(即俗知的蘑菇)、酵母菌和丝状真菌(即俗知的霉菌);地衣则是真菌和藻的共生体。在鉴定方法上,真菌和细菌比较一致,而地衣或藻则各有门道,因此需分别寻找研究室。

  缺乏生物劣化概念,见文物被蛀了、长霉了才认为是遭受了生物侵害   我们熟知光、氧、热会造成文物的劣化,对生物劣化却所知甚少。如果没有形成菌斑、产生色素,使文物外观受损,或产生腐臭气味,我们就认为不存在生物问题。这种意识,首先会造成忽视日常防范工作,直到出现肉眼可见的病害才匆忙应对:其谬误好比人不根据冷暖添减衣裳,而只在感冒的时候以吃药来维护健康。   这种意识的危害还体现在筛选文物保护材料上。开展保护材料老化实验,我们通常会考虑光、氧、水等因子的作用,却很少想起微生物;或乐观地认为微生物无法利用高分子材料——事实并非如此,如文物保护常用的PEG,就具有生物可降解性。若我们选用的材料遭遇菌害,其老化失效时间自然会提前,更严重的后果则是感染文物。   世间万物“尘归尘,土归土”,而微生物正是这个归零过程的主导者,使亿万年来地球上的元素循环不绝。它们对物质的分解作用时刻都在进行,长霉、变色、发臭等,只是劣化发展到一定程度的表象而已。但当这些现象发生时,就是我们被动处理病害的时候了。       提起生物病害便是“长霉”,其实细菌对文物的破坏更为广泛   “在非常潮湿的条件下,(文物)不太可能发生直接的物理损伤,但是这样的条件却适合霉菌和真菌的生长。”——这句话摘自一本文物保护译著。作者显然不清楚霉菌属于真菌。同样的问题,在我们业内的报告及出版物上也比比皆是。   我们在日常生活中频频接触生霉现象,所以容易将生物病害与霉变划等号。其实,在各种微生物中,霉菌对氧气和营养的要求都比较高,对于处在缺氧(如地下、水底)、高湿、低温、寡养等环境的文物,往往细菌才是主要致病菌。细菌是比真菌更低等的生物,对环境的适应能力也更强。比如,在我院实施保护的一个古代壁画项目中,由于高湿而寡养,壁画表面覆盖着大面积白斑,曾被很多人认为是霉菌,但经我们检测发现,主要是细菌中的放线菌造成的。   低估微生物的生存能力,认为其在缺氧、寒冷、干燥、寡养等环境不会生长   因为平常所见的生物很少能在恶劣环境下生存,所以有人就想当然地误以为微生物亦如是,认为制造真空或充氮气绝氧就能杀死微生物;将物品放在低温中就可以长久保存;干燥的戈壁滩上,文物不存在微生物问题;有机材质的文物才会遭受生物侵害,金属、砖石等可以高枕无忧……这些都是我们在工作中的惯常思维。   微生物不可用肉眼看见,生存能力也远非我们所能想见。它们是地球上最早的生命形态,从一开始就适应着各种极端环境,而今,仍在高温、高压、高盐、高辐射、极冷、极干、极酸等地方生存着。   所以,文物所处的环境不可能做到无菌,我们充其量只能针对某一些微生物采取相应的控制措施,抑制它们的生长而已。

  寻求一劳永逸,不知生物病害“野火烧不尽,春风吹又生”   在我们的保护项目或者培训班上,“应该用什么杀菌剂?”是大家提得最多的问题。希望有这么一种药,文物喷上它,万事大吉,再也不会出现菌害问题。   其实,文物的微生物病害防治工作,“防”是重点,“治”只是万不得已的选择,因为一旦感染菌害,很难斩草除根;而且每一次菌害的清除,都难保文物毫发无伤。就像我们自己每年都要体检一样,文物状况也需定期监测,尽量把菌害控制在最小范围,消灭在萌发状态。   如果菌害不幸爆发,切不可图省事沿用上一次的方法,而必须从重新检测做起,对症下药。   采样及检测方法不当,不能揭示真正导致文物病害的微生物   经常有同志拿来样品,希望知道文物染了什么菌,但或是数量不足,或是质量达不到要求,无法实施检测。所以我们经常建议请检测人员到现场亲自采集。因为微生物的采样工具往往要求事先灭菌;不同的检测方法对样品量的需求也不同;另外,一些微生物——如地衣的检测,在样品的完整性方面还有特殊要求。   相较于采样,我们的文保人员更应该知道什么样的检测结果才是可信的。   我们遇到这样的情况:有的同志先请某个生物实验室从文物病害样品上分离培养出了一些微生物,然而,在我们接手项目以后,使用DNA检测到的结果与培养出来的菌株迥异。这是什么原因呢?   旧时使用的微生物检测方法,称为分离培养法,是将样品接种于人工培养基,在一定的条件下培养一段时间,然后鉴定培养基上长出来的各种菌,即认为是文物感染的微生物。然而微生物无处不在,尽管我们使用灭菌的工具和器皿,采样过程加倍小心,混入环境中的微生物仍不可避免。用这样的样品接种,长出来的很可能不是真正侵害文物的菌群。如果我们翻阅较早时期的文物保护资料,会发现几乎每个样品都检测出了青霉、曲霉等生活环境常见的微生物,很难说它们就是当时文物上的致病菌。须知,目前人类能够培养的微生物不超过自然界的10%,尤其是很多文物处于特殊环境,欲在实验室培养危害它们的微生物更加困难。   因此,我们提倡使用分子检测法。这种方法根据样品中的DNA、RNA等遗传分子,直接确定微生物的种类及数量。因为达到一定量的菌群才会被检测出来,所以采样操作中混入的个别微生物不会对结果造成影响——当然,因为微生物繁殖快,样品采集之后必须及时放置在装有冰袋的保温盒里,回实验室后转移到冰箱冷冻。   即使我们需要得到文物致病菌,也一定要求鉴定单位先做分子检测,参照分子检测结果再分离培养目标菌。

  示例:针对前述的壁画菌害,我们使用了克隆文库、变性梯度凝胶电泳和宏基因组3种分子检测方法,不仅确定了主要致病种群,而且揭示了群落变化,还解释了菌斑对不同颜料呈现出偏好性差异的原因。而这些,都是传统的分离培养检测法难以做到的。   克隆文库使我们确定造成壁画大面积白斑的主要致病种群并非霉菌,而是放线菌门的假诺卡氏菌(Pseudonocardia sp.)。   变性梯度凝胶电泳使我们了解到仅仅1年之中,菌斑的群落构成已发生了较大变化,长期监测工作非常必要。   宏基因组使我们了解到菌斑中的微生物具有多种重金属抗性基因,尤其是大量的铜和汞的抗性基因,解释了它们能够在壁画的绿色颜料[石绿CuCO3· Cu(OH)2]以及红色颜料[朱砂(HgS)]上生长的原因。       大量喷洒抑菌剂,破坏生态系统,造成菌害越杀越旺,以至无药可治   我们开展微生物检测的目的,是为了知道什么菌造成了文物的病害,从而根据其生理特性,采取相应的环境控制措施,或有针对性、小面积地使用该菌敏感的药剂。然而,我们很多同志检测微生物只是因为保护修复方案需要那么一段装饰性内容,不论检测结果如何,都像没有检测似的处理——拿抑菌剂喷洒了事。   今天在医学领域,微生物的耐药性已经引起关注,普通人也都知道滥用抗生素会导致耐受多种抗生素的“超级细菌”出现,将对人类造成极大的威胁。有责任心的医生会尽量避免抗生素的使用,文物保护工作也应该如此。动辄靠抑菌剂来消除菌害,对于封闭展柜里的馆藏文物或有效果,对于原址保护文物,不仅收效甚微,更可能加重菌害。   法国的拉斯科岩洞(Lascaux Cave)从上世纪60年代就因为微生物问题停止向公众开放,多年来仍饱受其害。从2001至2008年,工作人员反复使用苯扎氯铵喷杀洞内微生物,2009年发现抗性菌富集。日本的高松冢自1970年代末,反复使用福尔马林、酒精、三氯乙烯、TBZ、甲醇等抑菌剂,未能使高松冢逃离解体搬运的结局。可叹的是,今天,在我国的多个文物保护地,我们看到相似的教训正在重复上演。   市面上没有一种抑菌剂是万能的,自然界必然存在其抗性菌株,而原址保护文物所在的环境与自然界总有一定程度的沟通,因此同样栖息着抗性菌。大范围喷洒抑菌剂,破坏了菌群之间相互竞争彼此制约的平衡局面,在造成一部分微生物死亡的同时,帮助抗性菌株获得生长优势,繁殖开来;同时,大量的抑菌剂会增加环境湿度,也更加有利生物的生长。   因此,抑菌剂的使用必须谨慎,如果不得不用,应针对主要致病菌选择其敏感药剂;采用最低有效浓度;将施药面积控制在病害区,以点擦为主,避免喷洒扩散;在抑菌时间完成之后,及时清除,尽量减少药剂的残留。   要实现抑菌剂的合理使用,适宜的效力检测方法非常必要。

  示例:我们优化了ATP生物发光法,使之不仅可以针对在人工培养条件下不能存活、生长状况不好,或呈“活的非可培养”状态(viable but non-culture,VBNC)的文物致病微生物,在实验室评价抑菌剂效力,而且可以快速高效地运用于文物现场检测抑菌剂效力和药剂残留状况。    优化后的ATP生物发光法,能够使我们在文物现场快速评估抑菌剂效力,并且可以检测药剂效力持续情况,或者擦洗后残余情况(如图所示,2日后,R和B残余药剂抑菌效果仍然明显;30日后,B区菌落恢复,但R还有抑菌效果;60日后,所有区域菌落恢复)。

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