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 2,5×10²до1,0×10⁵КОЕ/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.

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.

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.