Содержание к диссертации
Введение
1 Аналитический обзор 11
1.1 Причины повреждения бумаги микроорганизмами 11
1.2 Микробиота книгохранилищ 14
1.3 Методы дезинфекционной обработки документов
1.3.1 Физические методы 18
1.3.2 Химические методы
1.3.2.1 Газообразные соединения 26
1.3.2.2 Элементоорганические соединения 28
1.3.2.3 Ароматические соединения 30
1.3.2.4 Поверхностно-активные вещества 33
1.3.2.5 Производные гуанидина 34
1.3.2.6 Гетероциклические соединения 35
1.3.2.7 Антибиотики 36
1.3.2.8 Природные биоциды 37
1.3.2.9 Механизмы действия биоцидов, используемых в консервации 38
2 Материалы и методы 42
2.1 Материалы исследования 42
2.2 Методы исследования
2.2.1 Используемые культуры микроорганизмов 51
2.2.2 Определение минимальной биостатической и минимальной биоцидной концентрации препаратов в жидкой среде 52
2.2.3 Определение грибостойкости бумаги, обработанной биоцидами 52
2.2.4 Определение изменения физико-механических свойств бумаги, обработанной биоцидами 53
2.2.5 Определение рН бумаги 54
2.2.6 Искусственное старение бумаги з
2.2.7 Определение активности роста микромицетов на бумаге газохроматографическим методом 55
2.2.8 Определение зараженности бумаги 56
2.2.9 Определение содержания биоцидных препаратов в бумаге 57
2.2.10 Тест на определение летучих компонентов биоцидов 59
2.2.13 Выделение микромицетов из воздуха и с поверхности документов .60
2.2.13 Микроскопирование культур микромицетов 61
2.2.13 Метод статистической обработки 61
3 Выбор биоцидов для обработки бумаги 62
3.1 Схема испытаний при выборе фунгицидных препаратов 62
3.2 Определение минимальной биостатической и минимальной биоцидной концентрации препаратов в жидкой среде 65
3.3 Определение минимальной ингибирующей концентрации биоцидов на бумаге 67
3.4 Определение изменения механических свойств бумаги после обработки биоцидами 70
3.5 Изменение свойств бумаги, обработанной биоцидами, до и после искусственного старения 72
4 Исследование полимерных препаратов в качестве биоцидов для обработки бумаги 80
4.1 Поиск оптимальной концентрации полимеров для обработки бумаги 81
4.2 Влияние тепловлажного и светового старения на физико-механические характеристики бумаги, обработанной полимерными препаратами 86
5 Свойства бумаги, обработанной композиционными смесями биоцидов 89
5.1 Прочность бумаги, обработанной композиционными смесями биоцидов89
5.2 Определение биоцидных свойств бумаги, обработанной композиционными составами препаратов 94
5.3 Определение изменения физико-механических свойств бумаги, обработанной композиционными смесями биоцидов до и после искусственного старения 99
5.4 Определение содержания препаратов в бумаге
6 Исследование микобиоты в библиотеках различных регионов России 106
7 Испытания биоцидов на характерных представителях микобиоты воздуха книгохранилищ и документов
7.1 Определение минимальных биоцидных и биостатических концентраций на различных микромицетах в жидкой среде 117
7.2 Определение минимальных биоцидных концентраций на бумаге для различных микромицетов 121
7.3 Влияние обработки биоцидами на морфологию микромицетов 127
8 Оценка пролонгированного действия фунгицидов 138
8.1 Определение газохроматографическим методом грибостойкости бумаги, обработанной фунгицидами, после искусственного старения 138
8.2 Определение грибостойкости бумаги, обработанной биоцидами, в соответствии с ГОСТ 9.048-89 140
7.1 Определение эффективности обработки бумаги фунгицидами .142
8.1 Тест на определение летучих компонентов биоцидов 143
Выводы 145
Список литературы 146
- Газообразные соединения
- Определение минимальной биостатической и минимальной биоцидной концентрации препаратов в жидкой среде
- Определение минимальной ингибирующей концентрации биоцидов на бумаге
- Определение изменения физико-механических свойств бумаги, обработанной композиционными смесями биоцидов до и после искусственного старения
Введение к работе
Актуальность темы. Биоповреждение документов микромицетами возникает как в случае аварий, так и при нарушении условий хранения. Микромицеты представляют наибольшую опасность для книг, рукописей и графики и занимают центральное, а зачастую и единственное место среди микроорганизмов, заселяющих бумагу. Защита документов от развивающихся на них микроскопических грибов является научно-практическим направлением решения проблемы биоповреждения библиотечных материалов, а использование биоцидов — один из важнейших способов защиты бумаги от микробиологического воздействия.
В настоящее время основной концепцией практической и исследовательской деятельности Федерального центра консервации библиотечных фондов (ФЦКБФ) Российской национальной библиотеки является обеспечение сохранности документов посредством соблюдения температурно-влажностного, светового и санитарно-гигиенического режимов, а также использованием современных методов консервации: научной реставрации, нейтрализации и внедрением новых материалов. Несмотря на все превентивные меры, периодически возникает необходимость применения биоцидов для дезинфекционной обработки документов. В связи с этим исследования в области поиска эффективных мер защиты документов от биоповреждения имеют большое практическое значение.
Из-за высоких и многочисленных требований, предъявляемых к биоцидам для обработки документов на бумаге, применение в практике консервации нашли лишь некоторые из них. Количество биоцидов огромно и продолжает постоянно увеличиваться как за счет модификации структуры уже известных веществ, так и за счет синтеза новых соединений. Однако отсутствие общего подхода при их испытаниях затрудняет введение новых биоцидов в практику консервации.
Цели и задачи исследования. Целью данной работы была разработка единой схемы испытаний при выборе биоцидов для обработки бумаги документов, поврежденных микромицетами, и скрининг биоцидов в соответствии с выбранной схемой.
Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:
— определение минимальной ингибирующей концентрации биоцидов при обработке бумаги;
— определение изменения свойств бумаги, обработанной биоцидами, непосредственно после обработки и после искусственного старения;
— исследование полимерных препаратов, применяемых в реставрационной практике, в качестве биоцидов для обработки бумаги;
— выявление комплекса микромицетов-индикаторов контаминации документов и воздушной среды книгохранилищ;
— составление набора тест-культур микромицетов для испытаний биоцидов;
— определение эффективности биоцидов против тест-культур микромицетов, в том числе их пролонгированного действия;
— разработка композиционных смесей биоцидов для дезинфекционной обработки бумаги и оценка их эффективности.
Научная новизна. Впервые разработан системный подход для выбора биоцидов, предназначенных для обработки материалов, с помощью которого проведен комплексный анализ 33 биоцидов по всем показателям, определяющим возможность их применения в консервации бумаги. Впервые предложены композиционные смеси биоцидов, которые обладают высокой эффективностью против микромицетов и не снижают основные физико-химические показатели бумаги. Установлено влияние исследованных биоцидов на морфологию клеток грибов. Из 27 библиотек России выделены микромицеты 64 видов: 55 — из воздуха, 46 — с поверхности документов. На основании значений индекса Шеннона показано, что экосистемы всех библиотек обладают значительным видовым разнообразием. Установлено, что видовой состав микобиоты воздуха библиотек и документов зависит как от специфического микроклимата книгохранилищ, так и от климатических условий регионов, в которых расположены библиотеки. Впервые составлен набор тест-культур, наиболее часто встречающихся в библиотеках, для испытаний биоцидов, предназначенных для консервации документов. Впервые использована оценка степени зараженности документов с помощью ультрафиолетового флуоресцентного анализа с учетом особенностей проявления контаминации.
Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при решении задач консервации библиотечных фондов. Проведено микологическое обследование библиотек 20 городов из 4 регионов России, даны методические рекомендации по хранению и обработке биоцидами документов, поврежденных микромицетами. Внедрен экспресс-метод определения зараженности документов с помощью лампы Вуда. Предложены методики для определения содержания в бумаге остаточного количества биоцидов на основе солей полигексаметиленгуанидина. Практическая значимость работы подтверждена приведенными в диссертации 3 актами испытаний. Результаты приведены в методических рекомендациях, опубликованных в методическом пособии «Комплексное обследование книгохранилищ», и вошли в нормативно-методическую базу по реализации Национальной программы сохранения библиотечных фондов Российской Федерации.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на заседаниях секции биоповреждений Русского ботанического общества (2006-2008 гг.); на V международной конференции «Обеспечение сохранности памятников культуры: традиционные подходы — нетрадиционные решения» (Санкт-Петербург, 2006 г.); на XV Конгрессе Европейских микологов (Санкт-Петербург, 2007 г.); на международной научно-методической конференции «Исследования в консервации культурного наследия» (Москва, 2007 г.); на VI международной научно-практической конференции «Сохранность и доступность культурных и исторических памятников. Современные подходы» (Санкт-Петербург, 2009 г.); на международном научно-практическом семинаре «Актуальные проблемы сохранения архивных, библиотечных и музейных фондов» (Санкт-Петербург, 2011 г.); на XVI Конгрессе Европейских микологов (Греция, Неос Мармарас, 2011 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 25 работ, из них 10 в журналах, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов, списка литературы, насчитывающего 322 наименования, и 3 приложений. Работа изложена на 177 страницах, содержит 17 таблиц и 39 рисунков.
Газообразные соединения
Хранилища фондов библиотек можно рассматривать как искусственные экониши открытого типа, в которых сформировалась и существует определенная микробиота, адаптировавшаяся к условиям ее существования. Споры микроорганизмов, оседая из воздуха на поверхность документов, при определенных температуре и влажности могут прорастать и вызывать повреждения библиотечных материалов. Первоначальный рост грибов на книгах начинается за счет небольших загрязнений, например, пыли, адсорбированных газов, клея и др. Очаги биоповреждений на книгах могут стать источником новых спор, которые разносятся потоками воздуха и заражают чистые документы.
На документах, изготовленных на бумаге, кроме грибов могут поселяться водоросли, бактерии, дрожжи, актиномицеты. Микромицеты являются наибольшей биологической опасностью для книг, рукописей и графики и занимают центральное, а зачастую и единственное место среди микроорганизмов, заселяющих бумагу [24, 69, 144, 145]. Микробиологическому исследованию воздуха в книгохранилищах и документов посвящены многие работы [96, 113, 121, 129, 139, 192, 253, 275, 296]. В разных климатических зонах, в которых расположены библиотеки, состав микобиоты воздуха и бумаги, как правило, одинаков, различие определяется специфическим микроклиматом книгохранилищ, представленным субстратом и присутствием людей [121, 129, 139, 144, 164, 265]. Кроме того, бумага различных видов не в равной степени поражается микроорганизмами [24,153,191,224].
Представители родов Alternaria, Aspergillus, Chaetomium, Cladosporium, Mucor, Peniclllium, Stemphilium, Stachybotrys, Trichoderma встречаются повсеместно. Чаще всего документы заражены представителями таких видов как Aspergillus, Cladosporlum, Penicillium [19, ИЗ, 121, 125, 129, 144, 164, 192, 265, 275, 281, 296, 322].
В музеях и архивах стран Европы, Азии, США и России с поверхности бумаги были выделены микромицеты 65 родов: Acremonium, Acrotecium, Alternaria, Aspergillus, Aureobasidium, Botryotrichum, Botrytis, Cephalosporium, Ceretocystic, Chaetomella, Chaetomium, Chloridium, Chrysosporium, Cladobotryum, Cladosporium, Coniosporium, Coprinus, Coriolus, Curvularia, Epicoccum, Fusariwn, Geotrichum, Gliocladium, Gymnoascus, Haplographium, Helicostylum, Helminthosporium, Humicola, Lentinus, Melanospora, Memnoniella, Microsporium, Monilla, Mortirella, Mucor, Mycogone, Myrothecium, Myxotrichum, Oidium, Neurospora, Paecilomyces, Pellicularia, Penicillium, Pestalotia, Phialophora, Phoma, Preussia, Rhizoctonia, Rhizopus, Rhodotorula, Scopulariopsis, Sepedonium, Serpula, Sordari, Spicaria, Sporotrichum, Stachybotrys, Stemphylium, Torula, Trichocladium, Trichoderma, Trichosporum, Trichothecium, Ulocladium, Verlicillium [113,256,260,263,265,284,314,322].
При обследовании библиотек, архивов и музеев разных регионов России с поверхности документов были выделены микромицеты 118 видов из 29 родов [162] и 44 вида из 21 рода — из воздуха книгохранилищ [316].
Микромицеты 111 видов, относящихся к 40 родам, выделены из воздуха и с поверхности документов в Российской Государственной библиотеке [121], при изучении микобиоты воздуха книгохранилищ Национальной библиотеки Украины им. В.И. Вернадского идентифицировано 83 вида из 26 родов [192], из воздуха экспозиционных залов, а также с поверхности экспонатов Государственного Эрмитажа выделено 85 видов грибов из 37 родов [190] и 47 видов из 27 родов — в Государственном Русском Музее [276].
С 1919 по 1977 гг. микромицеты, представленные 234 видами из 84 родов, были выделены с таких материалов, как бумага, пергамен, кожа, клей, чернила, фотографии, аудио- и видеопленки и синтетические материалы, в том числе микромицеты только 57 родов выделены непосредственно с бумаги [322].
Наиболее полный список грибов, развивающихся на бумаге, представлен 288 видами из 167 родов, принадлежащих к четырем классам: Zygomycetes (14 видов), Ascomycetes (54 вида), Basidiomycetes (8 видов) и Deuteromycetes (212 видов) [139]. Из них около 40 видов представляют для документов наибольшую опасность, так как они являются сильными целлюлозоразрушителями, вызывающими наиболее тяжелые поражения бумаги [215]. Из грибов, обитающих на бумаге, более 90 видов способны к пигментообразованию, что приводит к окрашиванию бумаги в различные цвета [139]. Наибольшее видовое разнообразие характерно для родов Aspergillus и Penicillium. Наиболее часто встречаются и, благодаря своей физиологической активности, активно повреждают целлюлозные материалы следующие представители этих родов: Aspergillusflavipes (Bainier et. R. Sartory) Thorn et. Church, A.flavus Link, A.fumigatus Fresen., A. niger Tiegh., A. ustus (Bainier) Thorn et. Church, A. versicolor (Vuill.) Tirab., P. aurantiogriseum Dierckx, P. chrysogenum Thorn [125, 280]. Представители рода Acremonium являются характерными представителями микробиоты книгохранилищ, однако не являются главными участниками процесса повреждения бумаги. Чаще всего с поверхности документов выделяли A. strictum W. Gams и A. charticola (Lindau) W. Gams. Наиболее характерным представителем рода Chaetomium является активный биодеструктор — Ch. globosum Kunze, род Cladosporium, характеризующийся высокой целлюлозолитической активностью, представлен С. cladosporioides (Fresen.) G.A. de Vries и С. herbarum (Pers.) Link. Микромицеты рода Altemaria в основном представлены грибом A. altemata (Fr.) Keissl. Наиболее характерными представителями класса Zygomycetes являются 2 рода —Rhizopus и Мисог. Из рода Мисог чаще всего встречаются М. globosus Р. Micheli, М. plumbeus Bonord., М. racemosus Fresen. из рода Rhizopus — R nigricans Ehrenb., Monilia sitophila (Mont.) Sacc, отличающийся исключительно высокой скоростью роста, довольно часто выделяется с документов из книгохранилищ с неблагоприятными условиями хранения. Из грибов рода Fusarium на поверхности документов чаще всего встречаются F. moniliforme J. Sheld., F. oxysporum Schltdl., F. solani (Mart.) Sacc, способные вызывать не только пигментацию, но и значительное разрушение бумаги. Микромицеты рода Trichoderma, обладающие высокой целлюлозолитической способностью, в основном представлены Т. koningii Oudem., и Т. viride Pers. Единственными характерными представителями своих родов для микрофлоры документов являются Aureobasidium pullulans (de Вагу) G. Arnaud, Paecilomyces variotii Bainier, Scopulariopsis brevicaulis (Sacc.) Bainier, Stachybotrys chartarum (Ehrenb.) S. Hughes. Микромицеты родов Botryotrichum, Mortirella, Myxotrichum, Phoma, Ulocladium, Verticillium встречаются на документах значительно реже, грибы родов Geotrichum и Gliocladium не являются типичньши представителями микрофлоры документов [19,163,192, 280,309].
Определение минимальной биостатической и минимальной биоцидной концентрации препаратов в жидкой среде
Тест-культурами служили микромицеты, предусмотренные ГОСТ 9.048-89 [61]: Aspergillus niger Tiegh. var niger, Aspergillus terreus Thorn, Aureobasidium pullulans var pullulans (de Вагу) G. Arnaud, Microascus brevicaulis S.P. Abbott, Paecilomyces variotii Bainier, Penicillium funiculosum Thorn, Penicillium ochrochloron Biourge, Trichoderma viride Pers. Эти виды также часто встречаются в хранилищах библиотек и архивов, относятся к быстро и активно растущим видам [139, 257]. Индивидуальную устойчивость к биоцидным препаратам определяли у изолированных культур микромицетов, часто встречающихся в воздухе книгохранилищ и на поверхности документов: Alternaria altemata (Fr.) Keissl, A. niger, A. versicolor (Vuill.)Tirab., P. aurantiogriseum Dierckx, P. funiculosum, P. purpurogenum Stoll, T. viride, [139,163,246,316].
Для выращивания микроорганизмов использовали традиционную питательную среду Чапека-Докса [61,302].
Суспензии спор готовили отдельно для каждого вида микромицета, затем их смешивали в равных объемах и полученной суспензией спор с титром 1-2 млн/см заражали образцы бумаги. Концентрацию спор определяли в камере Тома или по оптической плотности суспензии измерением на КФК-3 при длине волны 400 нм и размере кювет L=(50±0.5) мм [61].
Минимальную биоцидную и минимальную биостатическую концентрации (соответственно МБЦК и МБСК) каждого из 33 исследуемых препаратов определяли в жидкой среде Чапека-Докса с их различной концентрацей в диапазоне от 2,0 % до 0,0001 % (по 25 разных концентраций каждого биоцида). Испытания проводили в трех повторностях. Жидкую среду с биоцидами (V=2 мл) заражали 0,1мл суспензией спор Aspergillus niger (титр 1-2 млн/см3) и выдерживали в термостате при 26±2 С. Рост микромицета оценивали визуально через 14 суток. Концентрацию биоцида считали биостатической, если в жидкой среде роста микроорганизма не было, соответственно МБСК — минимальная из них.
Для определения МБЦК из 2 мл жидкой среды, в которой в течение 14 суток не было обнаружено видимого роста микромицета, делали рассев на агаризованную среду и инкубировали в термостате при 26±2 С в течение 5-7 суток. МБЦК (при которой происходит полная гибель микромицета), считали ту наименьшую концентрацию препарата в жидкой среде, при рассеве из которой рост на агаризованной среде Чапека-Докса отсутствовал [274,304].
Образцы бумаги диаметром 25 мм выдрживали в растворе препарата в течение 1 мин., затем сушили их на воздухе при комнатной температуре в течение 24 ч.
В качестве контрольных использовались образцы, выдержанные 1 мин. в дистиллированной воде, а также образцы без какой-либо обработки.
Обработанные растворами биоцидов и высушенные на воздухе образцы бумаги СФА и ГБ помещали на поверхность агаризованной среды, зараженной суспензией спор восьми микромицетов, предусмотренных ГОСТ 9.048-89 [61].
Чашки Петри с зараженными образцами инкубировали при 26±2С. Продолжительность испытаний составляла 14 суток. Через определенные промежутки времени (3, 5,9 и 14 суток) оценивали грибостойкость образцов бумаги по наличию зоны ингибирования, которую определяли как диаметр зоны отсутствия роста микромицетов от центра образца. Минимальной ингибирующей концентрацией (МИК) на бумаге считали ту наименьшую концентрацию в растворе биоцида, при обработке которым рост микромицета на образце бумаги отсутствовал [187].
Грибостойкость бумаги, обработанной биоцидами, определяли по 6-балльной шкале в соответствии с ГОСТ 9.048-89 [61].
Одним из условий применения любого препарата для консервации документов является отсутствие его отрицательного действия на свойства бумаги. Критерием изменения физико-механических свойств бумаги после обработки биоцидами служил показатель сопротивления излому по числу двойных перегибов, определяемый в соответствии с ГОСТ 13525.2-80 [58] на приборе И2-1 при нагрузке 9,8 Н для СФА и при нагрузке 4,9 Н — для ГБ. Перед измерениями проводили кондиционирование образцов при относительной влажности воздуха 50±2 % и температуре 23±1 С в соответствии с ГОСТ 13523-78 [56].
Испытывали бумагу, обработанную растворами биоцидов в концентрации, равной МИК. Полученные значения сравнивали с числом двойных перегибов контрольных образцов. Изменение механической прочности бумаги определяли по формуле: NHKNo/Nk)xl00%, , (1) где N0 — число двойных перегибов образца, обработанного биоцидом, Nk — число двойных перегибов контрольного образца. Белизну бумаги до и после обработки биоцидами в концентрации, равной МИК, определяли по диффузионному коэффициенту отражения в синей области спектра (R) при длине волны 457 нм на приборе «Elrepho» в соответствии с ГОСТ 30113-94 [59]. 2.2.5 Определение рН бумаги
Значения рН образцов бумаги определяли контактным способом и в соответствии с ГОСТ 12523-77 [55].
В соответствии с ГОСТ 12523-77 измеряли рН экстракта, полученного после выдерживания 2 г мелко измельченной бумаги в 100 мл холодной дистиллированной воды в течение 1 ч.
Неразрушающим контактным способом рН бумаги документов определяли с помощью рН-метра Наппа с плоским комбинированным серебряным электродом и хлорсеребряным электродом сравнения. Этот способ позволяет измерить рН бумаги, не повреждая ее [108,116].
Значения рН, полученные методом холодной экстракции, точнее характеризуют количество кислых продуктов в бумаге [87, 272], однако он не применим для оценки кислотности бумаги документов. Значения рН, полученные контактным методом, отличаются от рН, полученного методом водной экстракции, в среднем на 1 единицу [38].
Для оценки влияния обработки биоцидами на физико-механические свойства бумаги в процессе хранения проводили ее искусственное старение.
Ускоренное тепловлажное искусственное старение образцов бумаги, проводили в течение 12 суток в камере «Binder» (Германия) в соответствии с ISO 5630-3:1996 при температуре 80 С и относительной влажности 65 %, что приблизительно соответствует 100 годам естественного старения [273].
Световое старение образцов бумаги проводили под ртутно-кварцевой лампой ДРТ-0.375 без фильтра мощностью 375 Вт в течение 4 часов [214]. За время экспонирования под лампой образцы бумаги подвергались воздействию 50000 люкс. Это значение является суммарным пределом воздействия света за год для предметов, особо чувствительных к свету, к которым относится бумага [94, 222, 287].
Определение минимальной ингибирующей концентрации биоцидов на бумаге
Световое старение незначительно (на 1-3%) повысило белизну образцов, обработанных препаратами Антиплесень и Rocima 243, Санатексом — снижает на 8 %. Белизна всех остальных образцов после светового старения снизилась на 1-3 %. Тепловлажное старение оказало более сильное влияние на белизну ГБ, за исключением образцов, обработанных препаратом Санатекс.
Обработка ГБ спиртом изменяла значения белизны бумаги в пределах 1 %. Обработка водой ГБ привела к незначительному снижению белизны бумаги, а после старения белизна обработанных образцов отличалась от необработанных также на 1 %.
Такое комплексное исследование изменения белизны бумаги, обработанной различными биоцидными препаратами, позволило сделать вывод, что обработка препаратом Мультицид приводит к значительному пожелтению документа на СФА бумаге при его хранении. Препараты Acimacide PS 82, Септодор и Фонгифлюид снижают белизну документов на ГБ а Санатекс — в случае достижения предела воздействия света при экспонировании в 50 клюке х час [114, 287, 292].
Для этих выбранных биоцидов (5 для СФА и 10 для ГБ) определяли изменение прочности обработанных образцов бумаги после тепловлажного и светового старения.
После искусственного старения двумя способами прочность СФА, обработанной препаратом Мультицид, изменялась в пределах погрешности, а в результате обработки препаратом Санатекс прочность бумаги увеличилась не только относительно контроля, но и относительно бумаги, не подвергавшейся старению (рисунок 5). Прочность СФА, обработанной препаратом Acimacide PS 82, также оставалась выше прочности контрольных образцов после обоих видов старения, причем значительно повышалась после светового старения, а тепловлажное старение изменяло прочность в пределах погрешности.
Ультрафиолетовое излучение, в отличие от температуры и влажности, снизило прочность бумаги, обработанной препаратами Lichenicida и Фонгифлюид. і (обозначения, как на рисунке 3) Прочность ГБ, обработанной препаратами Анти-В, Антиплесень и Санатекс, повышалась или оставалась на уровне контроля после старения двумя способами (рисунок 6). Остальные препараты снижали прочность на 11-36% после тепловлажного старения, но увеличивали или изменяли ее в пределах погрешности после светового старения (кроме препарата Rocima GT, снизившего прочность ГБ на 26 %). Возможно, изменение прочности бумаги, обработанной препаратом Lichenicida обусловлено не только влиянием действующего вещества, но и растворителем (спиртом).
На основании анализа величин МИК на бумаге и влияния обработки биоцидами на ее физико-механические характеристики можно выбрать препарат Сапатекс для бумаги обоих видов и Анти-В — для ГБ. Препарат Антиплесенъ (СПб) дальнейшим испытаниям не подвергался из-за очень высокого значения МИК и отрицательного влияния на белизну ГБ.
Повышенная кислотность бумаги является одним из основных факторов, оказывающих влияние на ее старение [116, 214]. Чем ниже значение рН, тем сильнее влияет влажность на кислотный гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозы в бумаге [115], что приводит к хрупкости бумаги, а также делает ее более доступной биологическим повреждениям [74]. В связи с этим одним из требований к биоцидам, использующимся в консервации, являются нейтральные или щелочные значения рН их растворов. Некоторые препараты изначально имеют рН 7. Кроме того, даже нейтральные растворы при различных условиях внешней среды (температура, влажность воздуха, наличие газовых примесей) со временем могут снижать рН бумаги. Поэтому ни один биоцид не может быть рекомендован без данных об изменении кислотности бумаги, обработанной биоцидами, в процессе хранения. Обработка бумаги выбранными биоцидами практически не изменяет величины рН как сразу после обработки ими бумаги, так и после искусственного старения (рисунок 7).
В большинстве случаев значения рН бумаги, обработанной биоцидами, отличались от контрольных в пределах погрешности измерений, за исключением СФА, обработанной препаратом Санатекс: непосредственно после обработки значение рН увеличилось на 0,2, а после светового старения оно снизилось на эту же величину по сравнению с контролем.
Для СФА значения рН, полученные методом экстракции, на 0,4-0,8 выше значений, полученных контактным методом и на 1,2-1,7 — для ГБ, что согласуется с данными литературы [38,108,272].
Определение изменения физико-механических свойств бумаги, обработанной композиционными смесями биоцидов до и после искусственного старения
Эффективность действия биоцидов на библиотечных материалах необходимо оценивать не только на активных деструкторах целлюлозы, но и на наиболее часто встречающихся в библиотеках (воздухе и на поверхности документов) видах грибов, поскольку в случае возникновения аварийной ситуации вероятность их активного воздействия наиболее высока.
В рамках Национальной программы сохранения библиотечных фондов Российской Федерации [134] обследованы 27 библиотек из 20 городов России, расположенных в 4 регионах: Приволжском, Северо-Западном, Центральном и Южном. При обследовании особое внимание обращали на микробиологическое состояние документов редких, краеведческих и национальных фондов.
По принятым в настоящее время нормативам Всемирной организации здравоохранения [319] количество спор грибов в жилых помещениях не должно превышать 500 КОЕ/м3. Специальные нормативы, предусматривающие допустимое количество микобиоты в воздухе библиотечных и музейных помещений, отсутствуют. Состояние книгохранилищ рассматривается как удовлетворительное, если количество микроорганизмов, определенное седиментационным методом, не превышало ЮКОЕ/час [121], поэтому в качестве максимального порога (нормативного показателя) количества микромипетов в воздухе принимали это значение. Только в 13 из 27 обследованных библиотек количество микроорганизмов в воздухе книгохранилищ не превышало нормативные значения. Высокая заспоренность воздушной среды книгохранилищ наблюдалась в случаях, когда условия в книгохранилищах не соответствовали нормам [60]: относительная влажность воздуха превышала 60% (в 11 библиотеках из 14) или температура воздуха превышала 20 С (в 3 библиотеках из 14).
Основным представителем микробиоты фондов библиотек, архивов и музеев являются микромицеты [149, 167, 169]. В библиотеках выделены микромицеты 64 видов, относящиеся к 20 родам, причем из воздуха книгохранилищ — 55 видов, а с поверхности документов — 46 видов (таблица 11). Количество родов, к которым принадлежали выделенные из воздуха и с поверхности документов микромицеты, практически одинаково.
Наибольшим числом видов среди контаминантов воздуха представлены роды Penicillium и Aspergillus (по 18 и 10 соответственно), Cladosporium и Fusarium (по 4 вида), 2 вида включал в себя роды Acremonium, Paecilomyces и Torula, остальные роды представлены 1 видом.
В воздухе книгохранилищ преобладали представители родов Penicillium (48 %), Cladosporium (34 %) и Aspergillus (24 %), часто встречались грибы из родов Altemaria (8 %), Botrytis (4 %) и Trichoderma (3 %). В воздухе библиотек Приволжского региона, по сравнению с другими регионами, наблюдалась более высокая концентрация грибов из родов Chrysonilia, Cladosporium, Paecilomyces, Penicillium, Rhizopus и Trichoderma; в Северо-Западном регионе — грибов из рода Penicillium; в Южном и Центральном регионах—Altemaria (рисунок 22).
По частоте встречаемости в воздухе книгохранилищ преобладали следующие виды (таблица 11): Cladosporium cladosporioides (31 %), Penicillium commune (15 %), P. aurantiogriseum (12 %), Aspergillus versicolor (8 %), Altemaria alternata (8 %), A. fumigatus (5 %), A. niger (4 %), Botrytis cinerea (4 %), P. camemberti (4 %), P. glabrum (4 %), Trichoderma viride (3 %) [209,316].
При оценке состояния документов ориентировались на нормы, выработанные в ФЦКБФ: количество микроорганизмов на вертикальных и горизонтальных поверхностях документов не должно превышать 25 и 50 КОЕ/дм2 соответственно [34]. Только в 3 библиотеках количество микроорганизмов на поверхности документов не превышало нормативных значений, в остальных библиотеках превышало установленные нормы до 20 раз. В 12 библиотеках средняя величина количества микроорганизмов на поверхности документов превышала 100 КОЕ/дм .
Микробиота исследованных документов была в основном представлена микромицетами, значительно реже присутствовали бактерии, дрожжи и актиномицеты. Наибольшее число видов на документах, так же как и в воздухе, представлено грибами из родов РепісіШит и Aspergillus (по 16 и 11 видов соответственно), 3 вида из рода Fusarium, по 2 вида Alternaria, Cladosporium, остальные представлены 1 видом.
Преобладающими по частоте встречаемости на поверхности документов являлись представители родов Aspergillus и РепісіШит (31 % и 30 % соответственно), которые обнаружены на документах во всех обследованных библиотеках, а также довольно часто на поверхности документов присутствовали грибы из родов Cladosporium (16 %), Alternaria (11 %), Mucor (7 %), Paecilomyces (4%), Chaeiomium (3%), Chrysonilia (3%), Trichoderma (3%) [118, 119]. Эта данные подтверждаются результатами обследований библиотечных и музейных материалов других авторов [53, 89,121, 130,139,149,164,167,209,265].
Соотношения родов микромицетов на документах обладали большим сходством между собой в различных регионах по сравнению с воздухом библиотек (рисунок 23). Исключение составили род Chrysonilia, который встречался в основном в Южном и Приволжском регионах, а также род Мисог, количество которого в Приволжском регионе было больше, чем в остальных округах почти в 2 раза.
Микромицеты Alternaria alternata, Cladosporium cladopsporioides, Kiucor plumbeus, РепісіШит auranliogriseum обнаружены во всех регионах как в воздухе, так и на поверхности документов. Микромицеты Aspergillus versicolor и Cladosporium cladosporioides встречаются значительно реже на поверхности документов, чем в воздухе, тогда как A. niger, Paecilomyces variolii и М. plumbeus встречались чаще именно на документах.
По частоте встречаемости на поверхности документов преобладали следующие виды (таблица 11): Aspergillus niger (16 %), Cladosporium cladosporioides (15%), Penici Ilium commune (14%), Alternaria alternata (11 %), P. auranliogriseiim (8 %), Mucor plumbeus (7 %), A. Jlavus (5 %), Paecilomyces variolii (4 %), A. versicolor (3 %), Chaetomium globosum (3 %), ChrysoniUa sitophila (3 %), Rhizopiis stolonifer (3 %), Trichoderma viride (3 %) [209].
Похожие диссертации на Системный подход при выборе биоцидных препаратов для обработки бумаги документов, поврежденных микромицетами
