不同墓室砖壁画病害与环境空气中真菌多样性的研究

发布时间：2019-10-02 01:38

【摘要】：世界各地广泛分布着的历史遗迹和文物是全人类共同拥有的宝贵财富,但是微生物的存在对其保护造成了严重的威胁。位于敦煌市戈壁滩的西晋墓、汉墓以及甘肃省博物馆馆藏的嘉峪关五号墓均是半地下砖壁画墓室,这些砖壁画生动形象、素材丰富,对于探索古代文明的发展具有重要的历史价值。目前,这三座墓室在长期缺乏系统保护的条件下,出现了大量外观相似的酥碱、黑斑等病害,这些病害长期恶化会导致壁画大面积脱落,这对考古研究和历史文化学习都将是不可逆转的遗憾。本研究主要针对敦煌西晋墓、敦煌汉墓和甘肃省博物馆嘉峪关五号墓的壁画及环境空气,旨在对比不同地点墓葬内砖壁画病害和环境空气的真菌多样性组成,讨论外观相似的砖壁画病害是否存在相同的真菌群落。此外,结合壁画成分分析,探究本实验样品中分离纯化出真菌菌株的耐盐特性和产酸特性,并拟为砖壁画保护过程中的真菌防治提供科学依据。本实验采用Buck Bio-Culture采样器进行砖壁画附近空气样品的采集,分别使用无菌棉签和无菌手术刀进行砖壁画病害表面样品及砖壁画病害墙体样品的采集。采用传统微生物培养方法纯化分离真菌菌株,并对不同真菌单菌株进行基因组的DNA提取、真菌ITS区扩增、通过测序技术和系统发生关系分析来研究砖壁画真菌多样性的组成与结构特点;使用扫描电镜观察砖壁画病害样品的微观形态特征,并结合能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)分析壁画样品的主要元素和晶体成分;最后针对样品晶体类型,运用模拟培养和气相色谱-质谱联用(GC/MS)的手段分别探究样品中可培养真菌菌株的耐盐特性和产酸特性。研究结果表明,砖壁画病害表面有大量菌丝体。在三座墓室样品中青霉属(Penicillium)和曲霉属(Aspergillus)均为优势菌属,其它真菌多样性包括镰刀霉属(Fusarium)、毛壳霉属(Chaetomium)、枝孢属(Cladosporium)等。通过对比分析,相似砖壁画病害处有相同的真菌群落。砖壁画表面黑色斑点的相同真菌组成群落有黄灰青霉(Penicillium aurantiogriseum)、厚垣镰孢霉(Fusarium chlamydosporum)和奥桑青霉菌(Penicillium olsonii),酥碱病害中相同真菌组成群落有花斑曲霉菌(Aspergillus versicolor)、黄灰曲霉(Penicillium aurantiogriseum)以及烟曲霉菌(Aspergillus fumigatus)。另外,空气中真菌组成群落也与砖壁画病害样品中的真菌组成群落有部分相同群落。综合三座墓室环境,发现在平均温湿度均较大、游客人数较多的嘉峪关五号墓墓室内各类型样品中微生物多样性更高、浓度更大。并且在该研究样品中纯化出的可培养真菌大多有较强的耐盐性,在浓度为15%的盐环境中均有良好的生长特性,尤其是丰度较高的青霉属(Penicillium)和曲霉属(Aspergillus)的真菌,甚至在25%-30%的盐浓度下仍可保持生长能力;此外,青霉属(Penicillium)、枝孢属(Cladosporium)以及放射毛霉属(Actinomucor)在研究过程中表现出较强的产酸能力,产酸种类以琥珀酸、柠檬酸、硬脂酸和棕榈酸为主,这些有机酸酸性较强、具一定腐蚀性,会对砖壁画造成不同腐蚀作用。该实验结果说明文化遗产在保藏的过程中一方面需要人为采取措施控制储藏温度、湿度以及游客数量等因素,另一方面需要对文物所处环境的空气微生物传播进行控制。并且部分耐盐真菌可能加剧壁画的酥碱形成、而真菌的产酸也可对壁画表面造成腐蚀,为预防病害加剧需要对这部分真菌有针对性进行灭菌。综上,该实验可为文物保护提供参考资料。
【图文】：

图 2-1 采样点图Figure 2-1 Sampling sites通过研究人员对敦煌西晋墓和敦煌汉墓的观察，均发现了在砖壁画表面出现外观相似的黑色斑点和酥碱病害，这些病害甚至还导致砖壁画表面大量脱落。而位于甘肃省博物馆内的嘉峪关五号墓也发现与敦煌两座墓室内相似的酥碱病害。故本研究主要采集墓室内空气样品和砖壁画黑色斑点和酥碱病害样品。空气样品我们选择采集墓室内病害周围的空气；图 2-1a、图 2-1b、图 2-1c 分别为敦煌西晋墓、敦煌汉墓和嘉峪关五号墓砖壁画上肉眼可见酥碱病害；图 2-1d、图 2-1e分别为敦煌西晋墓砖壁画上肉眼可见黑色斑点和敦煌汉墓砖壁画上肉眼可见黑色斑点。2.2 样品采集

11图 2-2 实验设计流程图Figure 2-2 The flow chart of the experiment2.2.2 空气采样器简介该研究采用国际通用 Buck Bio-Culture Sampler 采样器进行空气采样，它的样品采集原理主要是模拟人呼吸道的解剖构造，根据惯性碰撞的原理与空气动力学原理相结合设计制造而成的。该采样器控制键盘较为简单，操作相对方便，在采样过程中可以为样品提供一个持续不断的样本流量。它的流量可以在 30-120lpm 之间调节，精度在±5%，它每分钟采集风量一般为传统式 Anderson 采集器的4 倍，所以在采样过程中能够有效地节省采集时间。本采样器体积小，，便于携带，操作简单，性能稳定，采样头消毒容易，兼容 90 mm 培养皿校正，可 90 度取样，
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：K879.41;Q93

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张楠;张乾;冯伟;王小伟;孙胜利;柴勃隆;孙济洲;;古代壁画病害标识系统及其在敦煌莫高窟的应用[J];敦煌研究;2017年02期

2 卢秀善;;天梯山石窟壁画病害及其修复[J];丝绸之路;2015年18期

3 侯鲜婷;李立;刘成;;山东济南华阳宫三皇殿壁画病害调查及修复研究[J];重庆交通大学学报(社会科学版);2014年04期

4 方明珠;王晏民;侯妙乐;;基于ArcGIS Engine的馆藏壁画病害调查[J];北京建筑工程学院学报;2010年01期

5 汪万福;李波;樊再轩;赵林毅;刘涛;;甘肃武山水帘洞石窟群壁画保存现状及保护对策[J];敦煌研究;2010年06期

6 杨文宗;张蜓;王佳;;馆藏唐墓壁画病害综合研究[J];文博;2017年05期

7 郭倩倩;;克孜尔石窟第13窟修复简报[J];吐鲁番学研究;2014年01期

8 郭宏，段修业;东千佛洞壁画颜料色彩规律及壁画病害治理的研究[J];敦煌研究;1995年03期

9 岳永强;;麦积山石窟壁画病害现状调查及研究[J];遗产与保护研究;2019年02期

10 杜建君;刘洪丽;张正模;薛平;;瓜州榆林窟微环境特征及其对壁画病害影响的初步分析[J];敦煌研究;2009年06期

相关会议论文 前4条

1 田松;;面向属性归纳的决策树算法在壁画病害信息提取方面的应用[A];2009`中国地理信息产业论坛暨第二届教育论坛就业洽谈会论文集[C];2009年

2 方明珠;;基于ArcGIS Engine的馆藏壁画病害调查[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年

3 田松;侯妙乐;王晏民;郭宏;;基于面向属性归纳决策树的馆藏壁画病害信息提取[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年

4 蔡广杰;张爱武;高峰;段文国;武继广;觉丹;刘晓萌;周霄;巴珠;;三维激光扫描技术在西藏壁画信息留取与病害调查中的应用[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年

相关重要报纸文章 前3条

1 ;敦煌：保护、修复找到7法[N];北京日报;2004年

2 本报记者 施秀萍;精神大厦的坚实地基[N];甘肃日报;2016年

3 赵　锋　王志恒;中外专家联手为敦煌壁画“治病”[N];中国艺术报;2004年

相关博士学位论文 前3条

1 黄睿;面向高值目标微变监测的不同粒度视觉检测问题研究[D];天津大学;2017年

2 郭青林;敦煌莫高窟壁画病害水盐来源研究[D];兰州大学;2009年

3 马燕天;莫高窟空气细菌多样性及壁画病害微生物研究[D];兰州大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 马文霞;不同墓室砖壁画病害与环境空气中真菌多样性的研究[D];兰州大学;2017年

2 康凯;石窟壁画病害的时空模式可视分析[D];天津大学;2014年

3 张楠;古代壁画病害交互式标识系统[D];天津大学;2016年

4 张屹峰;古代壁画典型病害交互式标识方法研究[D];天津大学;2014年

5 张屹东;敦煌莫高窟洞窟环境监测及对壁画病害影响研究[D];北京化工大学;2015年

6 李佳珉;莫高窟壁画病害和已用典型保护材料的调查研究[D];浙江大学;2013年

7 于楠;中国古代壁画的保护与修复[D];中央美术学院;2016年

8 张艳杰;敦煌莫高窟第87窟现状调查和主要病害成因研究[D];兰州大学;2011年

9 牛贺强;莫高窟第245窟保存现状及病害研究[D];西北大学;2017年

10 杨善龙;敦煌莫高窟崖体中水、盐分布现状初步研究[D];兰州大学;2009年

本文编号：2544680