СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ДОКУМЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ДОЛГОВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК G01N33/34 G01N33/497 

Изобретение относится к области долговременного хранения документов - памятников культуры на бумаге, пергамене, которые размещены в хранилищах библиотек, архивов, музеев и должны храниться неопределенно долго. Изобретение может быть использовано для контроля биологического состояния документов в процессе долговременного хранения, при проведении профилактических консервационных и реставрационных осмотров и обследований в библиотеках, архивах, музеях, частных коллекциях.

Традиционный подход к контролю условий хранения документов на бумаге и пергамене в процессе долговременного хранения заключается в более или менее регулярном измерении параметров окружающей среды - температуры и относительной влажности. Большинство учреждений культуры не имеют установок кондиционирования и в хранилищах не поддерживаются условия, предусмотренные по ГОСТ 7.50-90. СИБИД. Консервация документов. Общие требования. М. 1990 (температура - 18+2^oC и относительная влажность воздуха - 55+5%). Практически относительная влажность воздуха изменяется от 30 до 80%, что создает благоприятные условия для роста микроорганизмов.

Биологический контроль документов в процессе долговременного хранения является необходимым и наиболее сложным. Особую трудность представляет выявление жизнеспособной микрофлоры в объеме документов. Микроорганизмы, повреждающие документы, главную опасность среди которых представляют плесневые грибы, могут развиваться на наружных поверхностях листов и переплетов, а также внутри них. Общепринятым способом биологического контроля документов является отбор проб с документов, имеющих признаки биоповреждения (биологическую пигментацию, наличие колоний грибов, деструкцию материала основы). Отбор проб производится с помощью различных приемов (мазки, реплики, бакпечатки). Далее пробы культивируют на питательных средах, подсчитывают количество выросших колониеобразующих единиц (КОЕ), идентифицируют культуры и сравнивают полученные данные с допустимыми средними значениями. Биологическое состояние документа считают неудовлетворительным, если количество жизнеспособных КОЕ на единицу поверхности документа превышает допустимый уровень.

Существует способ биологического контроля документов /Т.Д. Великова, Е. Г. Хосид. Исследование микрофлоры фондов Российской национальной библиотеки. Сборник докладов участников третьего ежегодного семинара по проблемам превентивной консервации и хранения культурных ценностей. 24-25 января 1994 г. Санкт-Петербург. Государственный Русский Музей. С. 61-62/, который проводили следующим образом. С поверхности документов (книг, гравюр и т.п.) отбирали микологическую пробу путем взятия отпечатка на стерильную влажную фильтровальную бумагу размером 5х5 см, реплику помещали в чашку Петри на питательную среду (агаризованная среда Чапека-Докса, питательный агар), выдерживали в термостате при температуре 28-З0^oC 7-9 суток, после чего подсчитывали количество КОЕ на 1 дм². Состояние документа считали удовлетворительным, если число колоний не превышало 8 КОЕ/дм².

Наиболее близким к заявляемому является метод биологического контроля документов, осуществляемый следующим образом /Л.Е. Сергеева. Сравнительный анализ экологического состояния книгохранилищ Российской национальной библиотеки. Сб. Теория и практика сохранения книг в библиотеке. Вып. 16. С.-Петербург. РНБ. С. 32-49/. С поверхности документов отбирали пробу с помощью реплик, для приготовления которых в стерильную чашку Петри на дно укладывали стерильную марлю и заливали агаризованной средой Чапека-Докса так, чтобы слой среды был 5-8 мм. При проведении обследования состояния документа реплику извлекали из чашки за свободные концы марли, прижимали к поверхности документа и затем возвращали в чашку Петри. Место взятия отпечатка дезинфицировали ватным тампоном, смоченным в этиловом спирте, и высушивали. Культивирование отобранной пробы осуществляли в лабораторных условиях при температуре 28+2^oC в течение 5 суток, после чего анализировали (подсчитывали) количество выросших колоний и идентифицировали культуры микроорганизмов. Средняя зараженность поверхности документов составила 910-2640 КОЕ/м² (9-26 КОЕ/дм²). Состояние документа считали удовлетворительным, если уровень зараженности не превышал 10 КОЕ/дм².

Этот способ биологического контроля документов имеет ряд недостатков.

Проба отбирается с поверхности листов документа, и результат отражает состояние микрофлоры поверхности в момент отбора пробы. Однако известно, что грибы, которые повреждают документы и используют целлюлозу как источник углерода, внедряются между волокнами целлюлозы внутрь бумаги /Ю.П. Нюкша. Биологическое повреждение бумаги и книг. С.-Петербург. 1994/. Жизнеспособные клетки грибов, развивающиеся в объеме листов, не могут быть обнаружены при отборе пробы с поверхности листов. Это приводит к искажению действительной картины биологического состояния документа. Кроме того, на поверхности документов находятся преимущественно споры грибов, осевшие из воздуха. Не все грибы, попадающие в хранилище с воздушными потоками извне, являются истинными деструкторами целлюлозы. Оценка биологического состояния документов, полученная по данному способу, не отражает активность биологических процессов в объеме документов и их динамику при долговременном хранении.

Способ не является универсальным, он не может быть применен для контроля документов с водонестойкими текстами. При осуществлении данного способа существует риск повреждения документа. В процессе отбора пробы происходит увлажнение бумаги, что может, во-первых, повредить документ (например, написанный водонестойкими чернилами) и, во-вторых, спровоцировать в дальнейшем активный рост гриба на месте контакта реплики и бумаги. Дезинфекция спиртом места отборы пробы и сушка документа, которая необходима после дезинфекции, увеличивают время и трудоемкость способа и могут также повредить документы, в особенности, иллюминированные рукописи и документы, написанные спирторастворимыми чернилами.

Кроме того, метод является трудоемким, требует большого расхода дорогих питательных сред.

Техническим результатом заявляемого способа является устранение указанных недостатков, а именно: биологический контроль осуществляется в реальных условиях хранения документа, выявляется жизнеспособная микрофлора не только с поверхности листа, но и из его объема; выявляются виды грибов, доминирующие в объеме документа; обеспечивается возможность оценить биологическое состояние документа в динамике; исключается риск повреждения документа, снижаются материальные и трудовые затраты. Заявляемый способ может быть применен для биологического контроля любых документов.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом способе отбор пробы из документа проводят путем экспозиции тест-образца в документе в реальных условиях хранения данного документа, культивирование тест-образца проводят в герметичной емкости, после чего определяют дыхательную активность выросших культур по количеству выделившегося диоксида углерода газохроматографическим методом и считают биологическое состояние документа удовлетворительным, если количество диоксида углерода не превышает 0,150 г/дм² площади тест-образца. Тест-образец изготавливают из бумаги на основе 100%-ной хлопковой целлюлозы, или льняных волокон, или 100%-ной сульфатной или сульфитной целлюлозы; тест-образец содержит 1,5-2 вес.% желатины, крахмала, глюкозы или сахарозы. Дополнительно подсчитывают количество выросших на тест-образце колоний микроорганизмов, проводят их идентификацию и делают заключение о деструктивной активности выделенных с документа культур.

Обобщенный пример осуществления заявляемого способа.

Приготовление тест-образца.

Нарезают листы бумаги (фильтровальной или бумаги, изготовленной из сульфитной и сульфатной целлюлозы, хлопковых, или льняных волокон и т.д.) на образцы размерами 4-8 см х 16-20 см. На образцах делают встречные насечки с двух сторон через 1-3 см. Образцы пропитывают водными растворами желатины, крахмала, глюкозы или сахарозы таким образом, чтобы тест-образец содержал 1,5-2 вес. % указанных выше веществ. Тест-образцы стерилизуют и хранят в стерильных условиях.

Биологический контроль документов
Проводят визуальный осмотр документов. Отмечают места наиболее вероятного биологического повреждения - пигментацию различных цветов, затеки, поверхностные колонии грибов, деструкцию бумаги или переплета.

Подготовленные тест-образцы вкладывают в документы в места наиболее вероятного биологического повреждения. Если документ не имеет таких "подозрительных" мест, то тест-образец размещают либо между форзацем и титульным листом, либо внутри блока книги. Книгу ставят на полку на ее место хранения. После экспонирования тест-образца в документе в реальных условиях хранения в течение 3-24 месяцев часть тест-образца (16-32 кв. см) извлекают из документа, помещают в стерильный конверт и транспортируют в лабораторию.

Анализ дыхательной активности микрофлоры
Тест-образец в стерильных условиях переносят из конверта в стерильный флакон емкостью 12-25 см², содержащий 0.5 мл воды. Флакон герметизируют, помещают в термостат с температурой 28+2^oC и выдерживают в течение 3-14 суток. Относительная влажность воздуха во флаконе в период культивирования 95+5%. Затем определяют дыхательную активность выросших культур микроорганизмов. Для этого отбирают пробу воздуха из флакона и определяют концентрацию диоксида углерода на газожидкостном хроматографе. Полученные концентрации переводят в г/дм² площади тест-образца.

Далее сравнивают полученный результат со шкалой (табл. 1) и делают заключение о результатах биологического контроля. Состояние документа считают удовлетворительным, если количество диоксида углерода не превышает 0.150 г/дм² площади тест-образца; неудовлетворительным, если количество диоксида углерода составляет 0.155-0,450 г/дм²; очень плохим и требующим немедленной дезинфекции, если оно превышает 0,450 г/дм².

Затем проводят дополнительный анализ - подсчет колоний грибов, выросших на тест-образце, и их идентификацию по общепринятым методикам. По соотношению количества выросших колоний и количества выделившегося диоксида углерода судят о деструктивной способности грибов. По результатам идентификации делают заключение об опасности выделенных культур для документа.

Разработка шкалы оценки среднего уровня зараженности и биологического состояния документов
Проводили биологический контроль печатных книг XVII-XIX веков. По результатам визуального осмотра отобрали 40 книг (табл. 1), которые разбили на четыре группы по 10 книг в каждой по следующим признакам:
1 группа (примеры 1.1 - 1.10, табл. 1) - книги не имеют признаков биологического повреждения, их биологическое состояние оценивается как хорошее,
2 группа (примеры 2.11 - 2.20, табл. 1) - книги имеют немногочисленные пятна небольших размеров, легкие затеки, биологическое состояние - удовлетворительное,
3 группа (примеры 3.21 - 3.30, табл. 1) - книги имеют видимые признаки биоповреждений, биологическую пигментацию, небольшие плесневые налеты, состояние - неудовлетворительное,
4 группа (примеры 4.31 - 4.40, табл. 1) - книги имеют явно выраженные признаки биоповреждения - обширные "пылящие" плесневые налеты, деструкцию бумаги, биологическое состояние книг - очень плохое и требует немедленного вмешательства консерватора для проведения дезинфекции и реставрации.

Контроль по прототипу
Из каждой книги отбирали пробу методом, соответствующим прототипу, путем взятия реплики на питательную среду. Пробу культивировали, как указано в прототипе, подсчитывали количество выросших колоний грибов и проводили идентификацию культур.

Контроль по заявляемому способу
Изготовили тест-образцы размером 8х16 см из сульфатной целлюлозы, содержащие 2% желатины. Простерилизованные тест-образцы вложили в книги в места, имеющие визуальные признаки биологического повреждения. В книги 1 группы 5 тестов было заложено под верхней крышкой переплета, 5 - в центре книжного блока. Книги разместили в хранилище, где хранится остальная коллекция, и экспонировали в течение 6 месяцев. Срок экспозиции был выбран в соответствии с материалами /Инструктивно-методические указания по внедрению ГОСТ 7.50-90. Л., 1990/. Биологический контроль рекомендуется проводить не реже, чем 2 раза в год.

Через 6 месяцев провели биологический контроль книг. Отбор проб провели следующим образом: из книг извлекали тест-образец, отрывали часть тест-образца площадью 16 кв.см по имеющимся надрезам. Извлеченные из книг тест-образцы незамедлительно перенесли в стерильные конверты, транспортировали в лабораторию и поместили в стерильные флаконы объемом 12 см³, содержащие 0,5 мл воды. Флаконы выдержали в термостате в течение 7 суток, после чего определили концентрацию диоксида углерода во флаконах газохроматографическим методом. Для этого отбирали медицинским шприцом 1 мл воздуха из флакона и вводили в испаритель хроматографа ЛХМ-80 с детектором по теплопроводности. Условия хроматографирования - разделение газовой смеси на стальной колонке 1м х 3мм, наполненной Полисорбом-1, температура разделения - 50^oC, газ-носитель - Не, 30 мл/мин, температура испарителя - 70^oC, детектора - 100^oC. Для определения абсолютных концентраций диоксида углерода хроматограф калибровали по стандартным калибровочным газовым смесям. Полученные абсолютные концентрации диоксида углерода пересчитывали в г/дм² площади тест-образца.

Провели дополнительный анализ. Тест-образцы извлекли из флаконов, подсчитали количество выросших колоний грибов и провели идентификацию культур по общепринятым методикам, используя определители /Domsh К.Н., Gams W., Anderson Т.Н. Compendium of Soil Fungi. London. Academic Press, 1980, Vol. 1-2/.

Полученные результаты представлены в табл. 1.

Анализ данных табл. 1 показал, что количество диоксида углерода, выделившееся при культивировании тест-образцов, экспонировавшихся в книгах разных групп, различно и составляет:
для 1 группы - 0,005-0,015,
для 2 группы - 0,018-0,138,
для 3 группы - 0,180-0,450,
для 4 группы - 0,510-1,236 г/дм² площади тест-образца.

На основании результатов, представленных в табл. 1, была разработана следующая шкала оценки биологического состояния документов в процессе долговременного хранения (табл. 2).

Примеры практического осуществления биологического контроля документов в процессе долговременного хранения
Провели биологический контроль документов долговременного хранения по предлагаемому способу и по прототипу. Результаты представлены в табл. 3.

Пример 1.

Проводили биологический контроль состояния рукописи 1705 года издания. Переплет пергаменный, с золотым тиснением. При визуальном осмотре обнаружены отдельные пятна, других признаков биоповреждений нет.

Пример 2.

Книга 1708 года издания в кожаном переплете. Была отреставрирована, изготовлен новый стилизованный академический переплет. Внутри блока многочисленные следы биоповреждений - фиолетовая, коричневая и серая пигментация, переходящая с одной страницы на другую. В блоке видна старая реставрация.

Пример 3.

Книга 1712 г. издания, в кожаном темно-коричневом переплете, на обложках золотое тиснение, форзацы изготовлены из мраморной бумаги. Блок в хорошем состоянии, визуально не обнаруживаются признаки биологического повреждения.

Пример 4.

Рукописная книга 1722 г. издания, в новом кожаном переплете. Блок не поврежден, бумага вялая, многочисленная серая и желтая пигментация по тексту и полям. Текст написан водонестойкими чернилами, по тексту - пигментация, самая сильная - на с. 16.

Пример 5.

Книга 1703 года издания, в новом лидериновом переплете. Внутри блока - сильная биологическая пигментация серо-фиолетовых тонов, затеки. Была проведена дезинфекция 5 лет назад, о чем имеется запись на вкладыше.

Пример 6.

Книга 1725 г. издания, в сером картонном переплете. Внутри блока обширная серо-черная пигментация, затеки, пятна.

Пример 7.

Рукописная книга 1658 г. издания, в кожаном переплете. В конце блока обширная серая пигментация, затеки, пятна.

Контроль по прототипу
Отобрали пробу на внутренней поверхности нижней крышки переплета с места интенсивной пигментации. После культивирования выросло 15 колоний. Биологическое состояние книги - удовлетворительное.

Примеры 8а и 8б.

Рукописная книга 1725 г. издания, в кожаном переплете. Внутри блока серо-черная пигментация, затеки, пятна. Текст написан водонестойкими чернилами.

Результаты первичного обследования книги (пример 8а).

Через 6 месяцев произвели повторное обследование биологического состояния книги по прототипу и по заявляемому способу (пример 8б).

Пример 9.

Проводили обследование биологического состояния современного русского фонда.

Книга 1965 г. издания, в сером лидериновом переплете. Пострадала во время аварийной ситуации - аварии системы отопления. Была дезинфицирована ручным способом с применением формалина и высушена в сушильной камере воздушно-конвективным способом. Переплет и блок покороблен. Внутри блока и на форзацах обширная серо-черная пигментация, затеки, пятна, разводы от ручной протирки.

Пример 10.

Проводили контроль биологического состояния научного журнала 1993 г. издания. Журнал поступил в библиотеку по почте, во время пересылки был подмочен и заплесневел. Бумага мелованная. По всему блоку ясно видны плесневые налеты, спороносящие колонии. Была проведена ручная полистная дезинфекция 5%-ным раствором формалина. Журнал был передан в фонд и включен в программу биомониторинга. В журнал был заложен тест-образец из 100% сульфатной целлюлозы, содержащий крахмал (2 вес.%) между 34 и 35 страницами.

Через 1 год было проведено обследование биологического состояния журнала.

Пример 11.

Проводили обследование биологического состояния рукописной книги, пострадавшей при протечке. Книга без переплета, блок разрушен, имеются многочисленные затеки, плесневые налеты, биологическая пигментация, грязь, сажа.

Пример 12.

Проводили биологический контроль старопечатной книги 1756 г. издания. Книга имеет светло-коричневый кожаный переплет с золотым тиснением. На форзацах видны следы затеков и серая биологическая пигментация, распространяющаяся от форзацев внутрь блока. Книгу дезинфицировали 7 лет назад ручным способом.

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества:
- биологический контроль осуществляется в реальных условиях хранения документа;
- выявляется жизнеспособная микрофлора не только с поверхности листа, но и из его объема;
- выявляются виды грибов, доминирующие в объеме документа;
- обеспечивается возможность оценить биологическое состояние документа в динамике;
- исключается риск повреждения документа,
- обеспечивается возможность биологического контроля любых документов, в т.ч. с водонестойкими текстами и иллюстрациями;
- снижаются трудозатраты;
- исключается применение дорогих питательных сред;
- способ является комплексным и дает информацию не только о количестве жизнеспособной микрофлоры в объеме документа, но и косвенную интегральную оценку условий хранения с точки зрения обеспечения биологической безопасности документа при длительном хранении;
- исключается операция дезинфекции после отбора пробы.

Изобретение относится к области долговременного хранения документов и может быть использовано для контроля биологического состояния документов в процессе долговременного хранения, при проведении профилактических консервационных и реставрационных осмотров и обследований в библиотеках, архивах, музеях, частных коллекциях. Способ предусматривает отбор пробы путем экспозиции тест-образца в течение 3-24 месяцев в документе в реальных условиях хранения. Затем культивируют тест-образец в герметичной емкости, после чего определяют дыхательную активность выросших культур по количеству выделившегося диоксида углерода газохроматографическим методом. Считают биологическое состояние документа удовлетворительным, если количество диоксида углерода не превышает 0,150 г/дм² площади тест-образца. Тест-образец изготавливают из бумаги на основе 100% хлопковой целлюлозы, или льняных волокон, или 100% сульфатной или сульфитной целлюлозы. Тест-образец содержит 1,5-2 мас.% желатины, крахмала, глюкозы или сахарозы. Дополнительно подсчитывают количество выросших на тест-образце колоний микроорганизмов, проводят их идентификацию и делают заключение о деструктивной активности выделенных с документа культур. Изобретение позволяет оценить биологическое состояние любого документа в динамике, исключает риск повреждения документа и операцию дезинфекции после отбора пробы, снижает трудозатраты. 3 з.п. ф-лы., 3 табл.

1. Способ биологического контроля документов в процессе долговременного хранения, включающий отбор пробы с документа, культивирование отобранной пробы в лабораторных условиях при температуре 28 - 30^oС и относительной влажности воздуха 95±5% с последующей оценкой результатов, отличающийся тем, что отбор пробы проводят путем экспозиции тест-образца в документе в течение 3 - 24 месяцев в реальных условиях хранения, культивирование тест-образца проводят в герметичной емкости, после чего определяют дыхательную активность выросших культур, а оценивают результат по количеству выделившегося диоксида углерода газохроматограическим методом, считая биологическое состояние документа удовлетворительным, если количество диоксида углерода не превышает 0,150 г/дм² площади тест-образца. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тест-образец изготавливают из бумаги на основе 100 % хлопковой целлюлозы, или льняных волокон, или 100 % сульфатной или сульфитной целлюлозы. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что тест-образец содержит 1,5 - 2 вес.% желатины, крахмала, глюкозы или сахарозы. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно подсчитывают количество выросших на тест-образце колоний микроорганизмов, проводят их идентификацию и делают заключение о деструктивной активности выделенных с документа культур.