Микроорганизмы в библиотеках
Содержание микроорганизмов в воздухе книгохранилищ
Биоповреждением называется любое повреждение, наносимое живыми организмами. Агентами биоповреждений (биодеструкторами) называются организмы, атакующие материал, изделие, сооружение и вызывающие изменение его свойств в нежелательную для человека сторону. Основные биодеструкторы, встречающиеся в фондах библиотек, для которых бумага является легко доступным органическим источником углерода, это микроорганизмы — бактерии, акгиномицеты, дрожжи и микроскопические грибы (микромицеты), называемые в быту плесенями. Основными разрушителями бумаги являются микромицеты.
Бумага существует уже 19 веков, хотя новейшие исследования показали, что как материал для письма, изготовленный из растительных волокон, она была известна еще до нашей эры. За 30 веков до нашей
эры в Египте существовали библиотеки, в которых хранились труды, написанные на папирусе. Самые древние частные библиотеки — собрания папирусных свитков и сшитых листов пергамента, были в древней Греции у Поликрата и Писистрата (VI в. до н. э.), Еврипида (V в. до н. э.), Аристотеля (IV в. до н. э.).
Существование библиотек в течение многих веков привело к тому, что грибы, обитающие в почве, в воздухе, за долгие годы приспособились к неблагоприятным для их развития условиям. В помещениях книгохранилищ в основном обитают виды, способные выживать при низкой относительной влажности воздуха. Споры грибов могут сохранять жизнеспособность в течение многих десятков лет. В воздухе и на бумаге в библиотеках, находящихся в разных концах Земного шара, встречаются одни и те же виды грибов.
В воздухе книгохранилищ встречаются микромицеты более 70 видов. В читальных залах библиотек, где больше всего людей, очень высока доля бактерий: количество бактерий превышает их содержание в хранилищах в4—6 раз (достигает 1500—2000, иногда даже 3500 КОЕ/м3), а микромицеты в этих случаях обнаруживаются в небольшом количестве.
Согласно результатам исследований, проведенным в различных книгохранилищах, в" " >
HTML-комментарий1 м3воздуха количество микроорганизмов колеблется в значительных пределах: при нормальных условиях от 30 до 500 КОЕ/м3. В воздухе на уровне верхних стеллажей, как правило, содержание микроорганизмов ниже, чем на уровне нижних. По нашим данным в помещениях с плохой или недостаточной вентиляцией число микроорганизмов в среднем увеличивается в 2—4 раза — до 700 КОЕ/м3, а то и значительно больше — до 2000 КОЕ/м3по сравнению с хорошо вентилируемыми помещениями. Эти данные получены в библиотеках России и бывшего Союза. В Германии, например, совсем другие представления об уровне содержания микроорганизмов в воздухе помещений: только в одном плохо проветриваемом подвальном помещении приRH65 % наблюдалась повышенная концентрация спор грибов — 100 КОЕ/м3— и только при активной деятельности людей. Обычно воздух в хранилищах практически не отличался по составу от наружного воздуха. Отметим, что по нашим данным в воздухе библиотек, как правило, количество КОЕ/м3меньше, чем в окружающем воздухе на улице.
Возникновение микробиологического повреждения при нарушении режима хранения
Определяющим условием для развития микроорганизмов является влажность. Многие микромицеты жизнеспособны даже при пониженной влажности, некоторые виды развиваются при относительной влажности воздуха незначительно выше 60 %. Именно такие микромицеты начинают процесс повреждения бумаги, что в дальнейшем приводит к локальному повышению содержания влаги в библиотечных материалах. Например, при потреблении микроорганизмами1 гцеллюлозы выделяется0,55 гводы. Появление воды благоприятствует началу роста других микроорганизмов, нуждающихся в большей влажности для развития.
В хранилищах с благоприятными условиями хранения на горизонтальных поверхностях верхних обрезов и переплетов книг количество бактерий не превышает 30 КОЕ/дм2, микромицетов — не более 50 КОЕ/дм2. На вертикальных поверхностях количество жизнеспособных спор составляет не более 20—25 /дм2.
В помещениях, долгое время находящихся в условиях одновременно высоких значений и относительной влажности и температуры, количество бактерий увеличивается в среднем в 2 раза и достигает 1200 КОЕ/м3.
При низкой влажности количество микроорганизмов заметно меньше: например, на документах, хранившихся в шкафах при температуре 21 °С и относительной влажности 35 %, содержание спор микромицетов в 2 раза меньше (не превышало 10—12 КОЕ/дм2), чем в помещениях с нормальными условиями хранения. Однако низкая влажность воздуха неблагоприятно сказывается на бумаге: она становится хрупкой, ломкой.
Колебания температуры воздуха в книгохранилищах не оказывают заметного влияния на численность спор микромицетов в воздухе и на поверхности документов. Это связано с тем, что рост грибов возможен в широком диапазоне температур. Большинство грибов, вызывающих повреждение материалов, относятся к мезофилам, у которых оптимум развития лежит в области 24—28 °С, однако все они сохраняют жизнеспособность при низких температурах, отдельные виды — даже при замораживании. Однако чем ниже температура, тем выше относительная влажность воздуха, при достижении последней значений выше определенного уровня может начаться развитие большинства грибов. Грибы, хорошо растущие при низких температурах (от О °С), гораздо меньше представлены в библиотеках, однакоMycelia sterilia,часто встречающийся в фондах и обладающий высокой активностью, относится к настоящим психрофилам.
При снижении температуры воздуха до +2 °С, но при достаточно высокой относительной влажности воздуха (73—82 %) число спор микромицетов в воздухе и на поверхности документов не изменяется, а численность бактерий, наоборот, значительно зависит от изменения температуры окружающей среды. При температуре от +7 до +9 °С число бактерий в 3 раза меньше (до 200 КОЕ/м3) в воздухе и в 2 раза меньше (до 10 КОЕ/м2) на поверхности документов по сравнению с нормальными условиями хранения. По-видимому, снижение температуры воздуха приводит к частичной утрате жизнеспособности бактерий.
Строительные конструкции книгохранилищ — потенциальный источник биодеструкторов бумаги
С возрастанием количества новостроек, где древесина играет в основном декоративную роль, все реже встречаются домовые дереворазрушающие грибы, которые прежде доминировали. В настоящее время особенно распространились микроскопические грибы, для развития которых необходим сверхсорбционный уровень влажности строительных материалов. Пористо-капиллярная структура поверхности стен способствует адгезии спор грибов и конденсации капельной влаги, что может быть причиной возникновения в хранилищах очагов развития активных биодеструкторов.
На поверхностях стен в помещениях с повышенной влажностью общее содержание микроорганизмов (в среднем 20 КОЕ/дм2) в 2—3 раза выше, чем в помещениях с нормальными условиями хранения (5—10 КОЕ/дм2) и влажностью стен, определяемой влагомером, не более 3—4 %. На поверхности стен с влажностьюуже5—8 % это количество увеличивается в 6 раз по сравнению с сухими стенами — до 66 КОЕ/дм2, на стенах с влажностью 10—16 % — более 1000 КОЕ/дм2.
В помещениях с нарушенной гидроизоляцией (в строительных конструкциях которых причины роста микроорганизмов не устранены) после проведения ремонтных работ без применения биоцидных добавок оштукатуренные поверхности начинают разрушаться и приобретают желтую, бежевую или оранжевую окраску вследствие развития колоний грибов и окрашенных форм хемоорганотрофных бактерий. Численность микроорганизмов на этих участках высокая, при этом часто преобладает один какой-нибудь вид.
Количество клеток микроорганизмов в деструктированных строительных материалах в зависимости от времени года колеблется от 104до 108в1 гпробы. В органических добавках, вводимых в состав цементных строительных материалов, численность микроорганизмов колеблется от 2,5x102до1,0x105КОЕ/см3. Поэтому на поверхности документов, хранящихся около влажной стены, количество микроорганизмов, в основном представленных микромицетами, повышается до 180 КОЕ/дм2.
Существует определенная связь между видовым составом доминирующих форм грибов и влажностно-температурным режимом строительных конструкций, а также их составом и характером поверхности. В условиях периодического конденсационного увлажнения (откосы окон, ниши, плохо утепленные своды в подвалах) на пористых строительных материалах в составе микробиоты доминируют психрофильные темноокрашенные грибы:Phyalophora,Clado-sporium,Acremonium.В этих же условиях на гидрофобных поверхностях, например, окрашенных масляной краской, часто формируются так называемые сажистые налеты, образуемые ассоциациями, состоящими из мицелиальных и дрожжеподобных грибов родовCladospo-rium,Ulocladium,Wallemia,Aureobasidiumpullulans.В зонах протечек и капиллярного подъема влаги в микробиоте строительных материалов доминируют грибы родовVerticillum,Sporotrichum,Scopulariopsis,Acremonium.
С разрушенных и отслоившихся образцов штукатурки с налетом серого, черного и бурого цветов выделяются грибы, относящиеся к родамAspergillus,Pénicillium, Paecilomyces, Chaetomium, Trichoderma, Verticillium.В Национальной библиотеке Украины после аварии с поврежденных плесенью поверхностей стен изолировано 29 штаммов микромицетов, которые способны вызывать повреждения документов. В воздухе помещений, в которых обнаружены явные признаки роста грибов, выделены в значительных количествах споры микромицетов тех же видов.
Не только стены, но и пол могут служить источником микроорганизмов-биодеструкторов. Например, обнаружено, что новый линолеум с джутовой и тряпичной основой содержал (со стороны основы) в среднем 280 КОЕ/дм2. На этом линолеуме, настеленном в новом здании библиотеки на пол с остаточной строительной влагой, микроорганизмы развивались с огромной скоростью, и через месяц их конечная концентрация достигла 1000—1300 КОЕ/дм2.
Повреждение документов
При отсутствии аварийных ситуаций микробные повреждения документов, как правило, встречаются в запыленных помещениях с плохим доступом воздуха, а также в хранилищах, где значения температуры и влажности в течение длительного периода находились на высоком уровне. Это явление в некоторых случаях ограничено каким-нибудь сектором, например, недостаточно вентилируемым, в котором полки с документами примыкают к влажным стенам помещения.
Статистика показывает, что больше всего повреждаются первые и последние листы документов, а также поля листов и корешки книг. Более быстрое поражение внешних частей книг связано с тем, что они первыми контактируют со средой. Если в помещении высокая влажность, то переплеты и края листов быстрее достигают содержания воды, достаточного для прорастания спор, имеющихся на поверхности.
Кроме того, у наружного края количество кислорода больше, чем в центре стопы или блока, и это условие облегчает развитие микроорганизмов именно на краях листов и на поверхности документов. Немаловажную роль играет и другой фактор — высокая гигроскопичность материалов (бумаги, картона, клеящих веществ и т. д.), из которых состоят переплеты.
Сначала микробиологическое повреждение появляется на корешках книг и на поверхности переплетов: пушистые или в виде наростов скопления мицелия, как правило, бесцветного. Затем отчетливо видны белые, желтые, серые, светло-зеленые и темно-зеленые колонии мик- ромицетов. На более поздних стадиях видны налеты жизнеспособных спор различного цвета — от оливково-зеленого до черного. Наибольшие скопления колоний грибов обнаруживаются у корешка — снаружи и внутри (там, где в больших количествах присутствует клей —субстрат, легко усваиваемый микромицетами), в сгибах, местах коробления, возникших при неравномерном высыхании листов, а также в местах приклеивания шифров, карманов для формуляров, коленкоровых уголков, на первом и последнем листах форзаца.
На прогрессивной фазе процессы повреждения имеют место также и внутри книг: на некоторых листах видна значительная пигментация (розовая, красная, желтая) — результат жизнедеятельности микроорганизмов, в основном грибов. Процесс заселения документов микро- мицетами и основные стадии их развития на бумаге представлены на рисунке.
Материалы, потребляемые микроорганизмами в качестве источника углерода
В настоящее время зарегистрировано 288 видов грибов, обитающих на бумаге и способных повреждать ее, из них около 40 видов представляет для документов наибольшую опасность. Некоторые виды грибов способны за два месяца разрушить до 50 % целлюлозы в бумаге, бактерии в экстремальных условиях—до 10 % за 6 месяцев.
Микромицеты поражают документы на бумаге и пергамене, кожаные и ледериновые переплеты, растительные и животные клеи, картон, пластмассовые детали, синтетические материалы и ткани, восковые печати, чернила, магнитные пленки, фотопленки, фотографии. Большинство видов грибов способны разрушать практически все материалы, входящие в состав документа: целлюлозу, коллаген и другие, наиболее усваиваемые добавочные компоненты (табл. 1).
Бактерии способны нарушать волокнистую структуру бумаги, образуя в местах поражений окрашенные слизистые пятна, вызывать глубокое разрушение целлюлозы. Однако считается, что повсеместно распространенные бактерии обычно не опасны для объектов хранения архивов и библиотек, и их обнаружение не дает оснований для дезинфекционных мероприятий. Такие бактерии, например, зачастую обнаруживаются на погибших культурах плесневых грибов.
Для развития бактерий необходимо достаточное количество воды, находящейся в доступной для них форме, то есть субстрат должен содержать более 20 % воды, поэтому они гораздо реже грибов встречаются на документах в хранилищах (табл. 2), в основном на участках с животным или растительным клеем, шнурах и нитях шитья переплетов. Иногда в местах скопления влаги, чаще около корешка переплета или на форзацах, обнаруживается бактериальное поражение в виде светло- или темно-серых пятен диаметром от 0,2 до1,0 см.
Повреждения, вызываемые микромицетами на материалах документов, проявляются по-разному. Налеты спор или видимые скопления мицелия на поверхности, которые хранители обычно замечают, не всегда сопровождаются повреждением документа.
Таблица 1 Материалы, повреждаемые грибами (Цит. поGalloFausta)
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Повреждаемые материалы
|
На ранних стадиях развития грибов, после удаления легко стирающихся налетов на бумаге или коже может не оставаться видимых следов повреждения, хотя внутри материала процесс протекает уже достаточно активно. В последнем случае особую опасность представляет то, что начало биоповреждения может быть обнаружено только при помощи микробиологических методов. Если температурно-влажностные условия хранения остаются на грани допустимых, микроорганизмы развиваются замедленно, первые признаки биологического поражения документов не бросаются в глаза. Со временем могут обнаружиться значительные повреждения: возникновение участков рыхлой, ватообразной консистенции бумаги, «цементирование», выпадение участков основы или даже утрата всей пораженной части листа. При развитии микроорганизмов очень быстро (за 2—3 дня) происходит необратимое повреждение документов на мелованной бумаге: склеивание прилегающих друг к другу листов с образованием сцементированного блока.
Пигментация бумаги имеет место при длительном и активном развитии микромицетов и является результатом их жизнедеятельности. Иногда приходится говорить о неизвестном происхождении пигментных пятен, но в любом случае они представляют проблему для реставраторов: их удаление сопряжено не только с большими трудностями, но и со значительными затратами времени.
При дальнейшем развитии микромицетов происходит потеря механической прочности материала, связанная со структурными повреждениями основных его компонентов, что собственно и является биодеструкцией.
Таблица 2 Материалы, повреждаемые бактериями (Цит. поGalloFausta) Повреждаемые материалы
|
Развитие микроорганизмов на документах в аварийных ситуациях
Аварийные ситуации сопровождаются повышением влажности и температуры окружающей среды, которое вызывает биологическое повреждение практически всех материалов. В зданиях старой постройки часто происходит увлажнение стен. При повышении относительной влажности воздуха в хранилищах до 90 % происходит снижение численности микроорганизмов в воздухе в 1,5—2 раза, что связано с их частичной седиментацией на открытые поверхности: при увеличении влажности в момент аварии на поверхности документов число спор увеличивается в 2—4 раза (до 100 КОЕ/дм2). Таким образом, при аварийных условиях создается дополнительная угроза заражения фондов за счет спор, оседающих на поверхность объектов хранения.
Постоянное, в течение нескольких месяцев, а может быть и лет, испарение влаги со стен, у которых стоят шкафы с книгами, приводит к наиболее интенсивным повреждениям бумаги и переплетов со значительными утратами материала записи (текста, рисунка), связующих, когда документ уже не представляет собой единое целое, перестает быть полноценным источником информации.
При намокании документа грибы поражают его прежде всего в месте намокания, а остальная часть может оставаться неповрежденной. На участках с видимым ростом грибов бумага рыхлая, ломкая, утратившая прочность, но, как правило, без выпадения участков и признаков «цементирования».
Если документы поражены давно и хранились долгое время в сухом хранилище, грибных налетов может и не быть, а сохраняются только пигментные пятна, в области которых бумага распадается на отдельные волокна. Если пятна бурые, то это может быть связано с выделением грибами органических кислот (pH бумаги иногда достигает очень низких значений — даже меньше 3), из которых особенно разрушительной является щавелевая кислота.
Знание основных процессов, протекающих при росте микроорганизмов, приведет к тому, что хранители будут относиться к мерам по предотвращению биоповреждения так же ответственно, как и к противопожарным мерам.
Список использованной литературы
Биоповреждения : учеб. пособие для биол. спец. вузов / В. Д. Ильичев, Б. В. Бочаров, А. А. Анисимов и др.; под ред. В. Д. Ильичева. М. : Высш. шк., 1987. 352 с.
Великова Т. Д., Лисицкая Т. Б. Ассоциации бактерий, выделенные с бумаги и пергамена // Теория и практика сохранения памятников культуры сб. науч. тр. / РНБ. СПб., 2000. Вып. 20. С. 56—64.
Загуляева 3. А. Отбор на реставрацию документов с биоповреждениями // Сохранность документов / ЛКРД. Л. : Наука, 1987. С. 124—126.
Лисицкая Т. Б., Великова Т. Д., Склярова О. А. Ассоциации бактерий, выделенные с бумаги и пергамена // Сборник материалов всероссийской конференции «Экологические проблемы биодеградации промышленных строительных материалов и отходов производств». Пенза, 1998. С. 40—44.
Нюкша Ю. П. Биологическое повреждение бумаги и книг / БАН. СПб., 1994. 233 с.
Нюкша Ю. П. Особенности формирования микрофлоры бумаги, находящейся в организованном хранении // Актуальные вопросы биоповреждений. Л., 1983. С. 102—128.
Проблема биоповреждений строительных конструкций и материалов гражданских зданий в г. Иркутске / Б. Н. Огарков, Г. Р. Огаркова, Л. Б. Полонская,
JI.В. Антонова // Сборник материалов всероссийской конференции «Экологические проблемы биодеградации промышленных, строительных материалов и отходов производств». Пенза, 1998. С. 12—16.
Реставрация произведений графики : метод, рекомендации / ВХНРЦ им. И. Э. Грабаря. М., 1995. 183 с.
Руководство по обеспечению сохранности документов.JI.: Наука, 1978. С. 38—50.
Скворцова О. В. Биологический контроль библиотечных фондов в экстремальных ситуациях // Материалы междунар. обуч. семинара «Библиотеки и архивы в экстремальных ситуациях», 2—6 октября1995 г. (Санкт-Петербург— г. Пушкин). СПб. : Нотабене, 1996. С. 62—70. (Сохранность культурного наследия : Наука и практика / ЛКРД РАН. Вып. 1)
ФолтаЯ., НовыJI.История естествознания в датах. М. : Прогресс, 1987.495 с.
Фунгицидные композиты на основе отходов стекла / В. Т. Ерофеев, В. И. Соло- матов, А. Д. Богатов, В. Ф. Смирнов, О. Н. Смирнова // Тезисы докладов конференции «Биоповреждения в промышленности». Пенза, 1998.С. 165—167.
Gallo F. Il biodeterioramento di libri e documenti/Centrodi studiperla conser-vazione della carta;ICCROM. Roma, 1992. 128 p.
HaberditzlV. A.Was tunmit schimmelbefallen Archivalien und Biichen? Betrach- tungen zumAllheilmittelDésinfection//Fassum eines Vortrags, der vor dem VIII Intemationalen KongreB derLADAimSeptember.Tübingen, 1995. S. 259—81.
МИКРООРГАНИЗМЫ В БИБЛИОТЕКАХ
Т. Д. Великов