生霉在文物中的清洗與應(yīng)用

生霉在文物中的清洗與應(yīng)用

1國內(nèi)關(guān)于文物中斑的研究故宮博物院是明清時期的皇家宮殿。它已有550多年的歷史。這是世界上最大、最完整的宮殿建筑。院藏文物門類眾多,質(zhì)地各異,其中絲織品文物占有一定比例,因此文物防霉除霉的任務(wù)比較繁重。清除絲織品文物的霉斑是國內(nèi)外文物界普遍關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。據(jù)調(diào)查,國內(nèi)外專家也有人做過研究工作,但是,研究者們大多數(shù)是針對考古發(fā)掘的絲織品而言,對故宮這種館藏古代絲織品文物,仍無成熟、可靠的方法可以借鑒。為此,我們于2000年在故宮院內(nèi)特批專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)進(jìn)行課題研究。2002年國家文物局批準(zhǔn)《古代文物絲織品霉斑清除的研究》課題立項(xiàng)。幾年來,主要圍繞著故宮博物院庫房藏品中古代絲織品霉菌生長和霉斑情況,查閱大量資料,進(jìn)行一系列試驗(yàn)。重點(diǎn)研究古代紡織品纖維的性能、成分及工藝;染料的性能、染料成分和印染工藝;鑒定霉菌的種屬及其菌種的特性等。所有這些前期研究,都是為了清除絲織品文物上的霉斑。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn),目前,已經(jīng)找到了消除石青色絲織品霉斑的方法,并成功清洗了幾件實(shí)物。2疾病的檢查2.1地上樓與地面樓通過與保管人員座談,了解到這批生霉絲織品主要是石青色服裝,原存放在地上庫房,且多為用過的服裝,比較臟。地上庫房是用原來的老房子改建的,沒有控制溫濕度的設(shè)備,因此,在夏季高溫高濕(溫度28-30℃,相對濕度70%-90%)條件下容易生霉。2.2培養(yǎng)反綠假設(shè)菌生霉絲織品在進(jìn)入地庫時都已進(jìn)行環(huán)氧乙烷熏蒸消毒處理。對沒有進(jìn)行熏蒸處理過的石青納紗四團(tuán)五彩云蝠金龍單褂(留作清洗樣品)進(jìn)行霉菌的采樣、分離、培養(yǎng)、鑒定工作,具體做法是將脫脂棉纏在牙簽一端,放入一個直徑6厘米的小培養(yǎng)皿中,高壓蒸汽滅菌后備用。將無菌脫脂棉球在文物霉斑處輕輕擦幾下后放回培養(yǎng)皿中,無菌操作將取樣脫脂棉球在土豆汁培養(yǎng)基平板上接種后于30℃培養(yǎng)2～3天,然后轉(zhuǎn)接查氏培養(yǎng)基平板,同樣條件下培養(yǎng)。經(jīng)鑒定,文物上主要是一種霉菌,即意大利青霉(PenicilliumItalicumWehmer)。該霉菌的孢子頭結(jié)構(gòu)見圖1。另外,根據(jù)我們前幾年做的文物霉菌調(diào)查結(jié)果,紡織品上生長的霉菌多為青霉和曲霉,及少量交鏈孢霉、枝孢霉等。這些霉菌均會危害紡織品。3文化中的纖維材料和材料的檢測3.1織物檢測方法文物纖維質(zhì)地鑒定的目的是為了確定清除霉斑的方法,不同質(zhì)地的纖維應(yīng)在不同的酸堿環(huán)境下處理。例如,棉纖維是植物纖維,它不能在酸性環(huán)境下操作;蠶絲是動物纖維,不能在強(qiáng)酸強(qiáng)堿性環(huán)境下操作。對于纖維鑒定,我國的紡織行業(yè)已有成熟的方法,如:手感和目測法;燃燒鑒別法;顯微鏡觀察鑒別法;溶解鑒別法;化學(xué)藥品著色鑒別法和紅外光譜鑒別法等。因?yàn)槲覀兯幚淼氖钦滟F的文物,需要對樣品進(jìn)行無損檢測,因此選擇了紅外光譜分析及顯微鏡觀察鑒別法進(jìn)行質(zhì)地檢測。在文物霉斑清除試驗(yàn)過程中,以晚清的石青納紗四團(tuán)五彩云蝠金龍單褂作為最初試驗(yàn)樣品,用NICOLET670傅立葉變換紅外光譜儀,對該服裝的質(zhì)地進(jìn)行檢測。該件文物的本底材料是蛋白質(zhì),由此推論該纖維為動物纖維。為了進(jìn)一步明確纖維類別,又利用顯微鏡對這件衣服的纖維進(jìn)行了鑒別,鏡下可見,織物纖維細(xì)長、粗細(xì)不均、光亮,屬桑蠶絲。同時對另兩件生霉嚴(yán)重的晚清時期的服裝的纖維也進(jìn)行了觀察,均為桑蠶絲(圖2)。3.2織物中的染料在清洗處理前還需對服裝的染料進(jìn)行鑒定,搞清染料成分有助于判斷織物的染色牢度,并以此為依據(jù)進(jìn)行清洗溶劑的篩選。以庫房提取的三件石青色絲織品衣服為染料成分研究的對象,石青色是宮廷內(nèi)對深藍(lán)色紡織品的一種俗稱,據(jù)資料記載這種染料的成分可能是靛藍(lán),為了確定古代石青色絲織品衣服染料的成分,選取靛藍(lán)化學(xué)試劑和現(xiàn)代印染廠用傳統(tǒng)植物染料染色工藝染制的桑蠶絲布料為標(biāo)準(zhǔn)樣品,對三件衣服的染料進(jìn)行了檢測,用激光拉曼光譜儀對其染料成分進(jìn)行了鑒定。其結(jié)果這三件衣服的檢測圖譜與靛藍(lán)化學(xué)試劑和現(xiàn)代印染廠用傳統(tǒng)植物染料染色工藝染制的桑蠶絲布料的檢測圖譜完全一致,充分證明了石青色的染料成分是以靛藍(lán)為主(圖3)。4采用改進(jìn)的超聲清洗機(jī)法消除霉菌4.1生超聲波的制備超聲波是利用電磁能量通過電聲換能器將高頻率電源的電磁振蕩能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動的能量而發(fā)生超聲波。超聲波振蕩頻率高達(dá)20000Hz以上,具有很高的能量,它在傳媒液體(如水)中傳播時,把能量傳遞給傳媒質(zhì)點(diǎn),傳媒質(zhì)點(diǎn)再將能量傳遞到清洗對象物表面并造成污垢(如霉斑)解離分散,通過不斷更換溶劑把已解離分散的物質(zhì)帶走,使物體保持清潔。4.2電解殺菌效果弱酸化水是將自來水通過酸化水生成機(jī),經(jīng)過電解作用,在電解槽正極附近生成的。實(shí)驗(yàn)表明,這種水有一定的殺菌效果。而且,通過電解作用,水分子在高電位下形成了離子,更易深入纖維之間,增強(qiáng)清洗效果。另外,水的電解反應(yīng)具有可逆性,在常溫下48～72小時后又恢復(fù)電位正常狀態(tài)。如果在冰箱冷藏,恢復(fù)正常電位的時間可以延長。這種水不會給文物本身造成負(fù)面影響,也不會造成環(huán)境污染。4.3聲牙加味法通常所說的超聲波清洗,是將被清洗物浸泡在水溶液里,整個清洗過程都在清洗槽里進(jìn)行。改良后的超聲清洗過程分為兩部分進(jìn)行。第一步在干燥的平臺上操作,被清洗的衣物下面墊上脫脂棉或干凈的紗布,用超聲牙刷蘸上弱酸化水,利用超聲波高速振動頻率,分離解散衣物上的霉斑。第二步,把衣服穿在模特身上,用有一定壓力的噴水壺,壺內(nèi)的水噴出來形成霧狀噴落在衣服上,從上到下的噴沖,直到衣服底邊有水滴滴下為止。這種方法具有操作簡單,容易掌握,被清洗物受力均勻,清洗后衣服顏色均勻一致,沒有斑痕印跡等優(yōu)點(diǎn),有利于實(shí)施。利用此方法,我們成功地對清代長霉嚴(yán)重的多件絲織品文物進(jìn)行了霉斑清除。通過對這些絲織品文物的清洗處理前后對照比較,無論是從絲織品霉斑、污斑、油斑及整件衣服的清洗效果看,都是滿意的。用此方法清洗絲織品,不僅直觀效果很好,也不會給今后的長期保存帶來負(fù)面影響。4.4織物表面顏色的變化采用超聲牙刷蘸上弱酸化水溶液的方法,對石青納紗四團(tuán)五彩云蝠金龍單褂等衣服進(jìn)行了清洗,衣服經(jīng)過清洗處理后,霉斑及污跡去除干凈,手感柔軟,顏色均勻一致,實(shí)際效果請見圖4。將此件衣服放置室溫環(huán)境觀察其變化。經(jīng)過夏季3個月的觀察沒有發(fā)現(xiàn)異常,因此,又用完全相同的方法,繼續(xù)對另外幾件石青色服裝進(jìn)行了清洗,效果請見圖5和圖6。這些衣服清洗處理前后,用三維視頻顯微鏡觀察了霉斑及較臟處的變化。處理前,霉斑或污漬(包括菌絲、塵埃以及污物)覆蓋在衣服表面或衣服纖維之間,幾乎看不出衣料纖維的織法,清洗后,衣料纖維織法清晰可見,衣料表面干凈整潔(見圖7)。處理后的服裝,在室溫條件下放置近一年,沒有再生霉現(xiàn)象,證明這種清洗方法是可行的。目前,正在用同樣的方法對另一些已長霉的古代石青色絲織品衣服進(jìn)行清洗,清洗效果也令人滿意。為了解決清洗處理石青色文物的過程中對其顏色影響的疑慮問題。首先,選擇被清洗衣服的不同部位,詳細(xì)記錄檢測位置,檢測清洗處理前后的色差變化。色差值的測試結(jié)果見表1～3。從表1～3色差數(shù)據(jù)可見,三件長霉嚴(yán)重的服裝在清洗前后色差值(ΔE)的變化,說明清除霉斑的過程對被清洗衣服的顏色造成影響的程度。我們主要參照紡織行業(yè)顏色變化的定級標(biāo)準(zhǔn),套用影響級別,推出衣服清洗前后顏色變化的結(jié)論。首先觀察3個表中ΔE1的變化,表1(故51123)衣服清洗前后色差值的變化范圍有2/7小于1;5/7小于3;表2(故51113)衣服清洗前后顏色變化差值變化均大于1,小于3;表3(故44478)衣服清洗前后顏色變化差值變化大于0小于3的數(shù)據(jù)各占50%,均在極微變化或微小變化范圍。清洗后的三件衣服在常溫環(huán)境條件下放置長達(dá)半年后,再次對其相同的檢測點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)檢測,并把清洗后的第一次檢測數(shù)據(jù)與放置半年后的第二次檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,觀察到3個表中ΔE2的數(shù)據(jù)變化都小于1,均屬于極微變化。顏色的極微變化,在紡織行業(yè)中是顏色的最小變化,