麦积山石窟赋存环境中空气细菌的时空分布特征

【目的】空气微生物沉降及污染与文化遗产的微生物退化密切相关,本文对世界文化遗产地麦积山石窟赋存环境空气中细菌浓度和群落结构的季节性变化特征进行了系统研究,为石窟环境监测预警和文物预防性保护提供依据。【方法】利用生物气溶胶采样器,在2016年春、夏、秋和冬季分别采集空气样品;基于传统培养方法获得空气中细菌浓度及纯培养菌株;通过提取基因组DNA、扩增细菌16S rRNA、测序和系统发生树等分子技术研究细菌群落时空动态变化规律;结合环境监测数据,分析影响遗产地空气细菌变化的主要因素。【结果】监测期内,空气细菌浓度在(281.20–1409.20)CFU/m3之间,最高浓度出现在MJ4处的夏季,最低浓度出现在MJO处的春季;具有明显季节性变化特征,在空间层位分布上有所差异,但不显著(P0.05)。培养的细菌菌株经鉴定属于4个门11个属;芽孢杆菌属(Bacillus)、Paenarthrobacter、节杆菌属(Arthrobacter)、薄层菌属(Hymenobacter)和考克氏菌属(Kocuria)等为优势属。【结论】麦积山石窟空气细菌群落结构具有明显的季节性和空间分布动态变化特征;在石窟不同层位,空气中细菌群落分布与相对湿度、温度与降雨量相关;部分细菌种属如芽孢杆菌属、微球菌属(Micrococcus),为壁画及彩塑生物腐蚀的潜在病害菌;麦积山石窟及周边环境空气细菌的监测可为石窟保护和旅游开放管理提供重要参考。     

天梯山石窟壁画保存环境中空气细菌的季节性变化

【背景】微生物侵蚀是古代壁画常见生物病害,影响壁画的长久保存和安全陈展。空气微生物作为壁画病害菌的主要来源,近年在文物赋存环境监测和预防性保护中引起广泛重视。【目的】对天梯山石窟壁画的2处保存地,即天梯山原址和武威西夏博物馆壁画保存环境中的空气细菌浓度、群落结构及其季节变化规律进行分析。【方法】利用生物气溶胶采样器,在2016年春、夏、秋、冬4季分别采集各位点空气样品;基于传统培养方法获得空气中细菌浓度及纯培养菌株;通过提取细菌基因组DNA、扩增其16S rRNA基因、测序和系统发生关系分析等技术研究不同位点细菌群落时空动态变化规律;结合环境监测数据,分析影响文化遗产地空气细菌群落变化的主要因素。【结果】空气可培养细菌的总浓度在16.7-1 451.8 CFU/m3范围内变动。原址第18窟和第13窟,各季节细菌浓度无显著性差异,且呈明显季节性变动规律,总体特征为夏秋季低,冬春季高。西夏博物馆外空气细菌浓度在各季节均高于库房内,冬季最高。本研究共鉴定出19个细菌属,隶属于4个门;其中不动杆菌属(Acinetobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、考克氏菌属(Kocuria)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、肉食杆菌属(Carnobacterium)、 Pseudoclavibacter和薄层菌属(Hymenobacter)为优势属。【结论】天梯山石窟空气细菌群落结构具有明显的时空分布特征;相对湿度、温度及季节性降水均会影响其变化;鉴定得到部分种属具备引起壁画生物腐蚀的潜势;本研究可为当地开展遗址和馆藏环境中文物预防性保护提供本底资料。