微生物技术应用于石质文物保护.pdf

微生物技术应用于石质文物保护 杨雨菡生技一班2014141241151 微生物和石质的建筑关系 • 1974年细菌疗法修复酸雨侵蚀的古建 筑外墙钙质层 • 1988年脱硫弧菌清除污垢 厌氧 • 1999年枯草芽孢杆菌加固石质文物 • 2003年土壤细菌黄色粘球菌最大限 度渗透到文物内部产生碳酸钙结晶 且不堵塞孔隙 • 2006年非厌氧脱硫弧菌效果也很显 著 有关微生物保护文物的研究现状 一、微生物清洗技术 二、微生物修复技术 三、微生物加固技术 微生物清洗技术 石质文物表面的污染物主要为分粉尘沉积、盐碱结晶、 微生物的附着、雨水渍迹、涂鸦划痕、油脂污渍等 基本步骤 微生物代谢产生的酶 降解污染物质 脱矿化、糖化 有机物→小分子、水、CO2 硫酸盐还原菌硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫 酸盐、单硫 硫化物或含硫化合物 Ca2+与产 生的CO 作用生成CaCO 2 3 微生物修复技术 主要优点 主要缺点 物理方法 见效快 对文物直接伤害 大，操作不方便 化学方法（氢氧 寿命长、抗老化 粘结性欠佳；易 化钡、高模数硅 性好；聚合度较 被破坏、野外寿 酸钾、有机材料）好，透明性较强 命短 生物方法（硫酸 增强石质结构表 见效慢、代谢产 盐还原菌 层的稳定性、经 物对文物产生危 济 害 硫酸盐还原菌作用机理：6CaSO +4H O+6CO →6CaCO +H 4 2 2 3 2 微生物加固技术 生物矿化机理 生物矿化：由生命参与并通过细胞、有机分子调制 无机矿物沉积的高度控制过程 主要特征：通过有机大分子和无机物离子在界面处 的相互作用，从分子水平控制无机矿物相结晶析出, 使生物矿化材料具有特殊的高级结构与组装方式,从 而表现出优良的物理、化学、力学及理学性能。 四个基本步骤： 有机质的预组织 界面分子识别 生长调制 外延生长 研究表明天然矿化层可以很好的保护石质文物 第一、微生物自身的新陈代谢来调节局部 的CO2浓度和pH变化(氮循环和硫循环)实 现矿化沉积 第二、通过细胞膜进行离子交换实现矿化沉积 一些研究发现使用有机基质及酸性蛋白可以控 制碳酸钙晶体成核与生长, 并能取得较好的加固 保护效果。 在培养基上长出的碳酸钙 显微镜下的碳酸钙晶体 微生物应用于文物保护的其他方面 1、丝织品 丝织物表面的霉斑清洗主要是应用生物表面活性剂（主 要为细菌、酵母菌） 使用乳酸菌发酵提取清液清洗纺织品文物能够有效地去 除污染物，清洗有色纺织品时不掉色，对织物的组织结 构、经纬线的疏密度无影响 修复方式：筛选和诱变分离菌株出土丝织品中加入多种 目的微生物和活性物质新陈代谢形成微生物共生态清除、 转换、脱矿、糖化得到类似丝胶、丝蛋白以补充受损结 构 2、壁画 微生物具有积极作用，并运用（施氏假单胞菌）除去壁 画表面的不溶盐，同时不破坏壁画漆层，还提出了改进 方法，即将细菌与琼脂等结合起来 3、木器 保护木构件主要是利用某些微生物能高效地合成 纤