WARUNKI PRZECHOWYWANIA ZABYTKÓW A ICH ZNISZCZENIA BIOLOGICZNE

Przyczyny zniszczeń obiektów muzealnych

1. WILGOĆ

   1. Nadmierna suchość

      1. Kruchość papieru

      2. Rogowanie pergaminu

      3. Sztywność skóry

      4. Skurcz drewna

   2. Raptowne zmiany wilgotności

      1. Ruchy materiałów higroskopijnych

      2. Paczenie sie drewna

      3. Aktywacja soli rozpuszczalnych w wodzie

      4. Osłabienie przyczepności warstw malarskich

   3. Nadmiar wilgoci

      1. Zacieki

      2. Rozmazywanie atramentów

      3. Korozja metali

      4. Pęcznienie klejów

      5. Umożliwienie wzrostu drobnoustrojów i owadów bakterii, promieniowców, grzybów, pleśni, grzyby domowe, owady

2. ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA

   1. SO₂

      1. Hydroliza kwasowa

      2. Czerwona korozja skóry

      3. Żółknięcie papieru

      4. Korozja metali

      5. Zmiany pigmentów

   2. H₂S

      1. Czerwienienie pigmentów ołowianych

      2. Matowienie metali

   3. NO₂, NO₃

      1. Utlenianie materiałów

   4. Cząsteczki stałe

      1. Pyły, sadza, popioły – zabrudzenia powierzchniowe zabytków

      2. Pył glebowy, kurz – źródło drobnoustrojów

3. ŚWIATŁO I TEMPERATURA

   1. Promienie słoneczne i sztuczne – fotodegradacja materiałów

   2. Nadmiar ciepła – przyśpieszenie niszczenia

4. ZANIEDBANIA

   1. Brak kontroli, przygotowania

   2. Niestaranne dotykanie, pakowanie, przechowywanie

   3. Zdarzenia losowe

Prawidłowe warunki przechowywania większości zbiorów muzealnych, archeologicznych, bibliotecznych.

Amplituda dobowa temperatury: 16 - 18°C +/- 1°C;

Wilgotność względna: 45 -55% +/- 3% Poniżej 40% - przesuszenie, powyżej 60-65% atak drobnoustrojów i owadów

Woda

1. OPADOWA (infiltracyjna)

2. GRUNTOWA, PODCIĄGANA KAPILARNIE

   1. Woda jest podciągana kapilarnie w górę na taką wysokość, aż nastąpi równowaga między ilością wody podciąganej z dołu , a która wyparowuje z muru, nawet do kilku metrów

   2. Zbrązowienie, zniszczenie muru

   3. Wysolenia

   4. Zielone i czarne naloty

   5. Zawilgocenie budynku

3. KONDENSACYJNA

   1. Punkt rosy – temp. w której para wodna zawarta w powietrzu staje się nasycona, a poniżej tej temp. staje się przesycona i zaczyna się skraplać. Im wyższa temp. tym więcej pary wodnej może przejąć powietrze. Wilgotność względna z %, bezwzględna g/m³ .

   2. Brązowe, białe, czarne naloty i zaplamienia – zagrzybienie

4. POCHODZĄCA Z AWARII

   1. Źle odprowadzona woda rura spustową

   2. Zdarzenia losowe, powodzie, zalania, pożary, trzęsienia ziemi, huragany

   3. Działania wojenne

   4. Katastrofy budowlane

5. TECHNOLOGICZNA

   1. Woda pochodząca z naturalnej wilgoci materiałów budowlanych oraz prowadzenie robót mokrych

   2. W trakcie eksploatacji budynków przegrody powinny stopniowo wysychać a długość okresu wysychania zależy od rodzaju użytego materiału, konstrukcji obiektu i grubości przegrody oraz temp. i wilgotności względnej powietrza

Wpływ świadła

Zależy od charakterystyki widmowej promieniowania, jego intensywności, czasu działania, właściwości materiałów i czynników zewnętrznych środowiska ( ciepło, wilgoć, tlen przyśpieszają niszczenie). Najbardziej wrażliwe na światło jest papier ( akwarele) i tkaniny (jedwab, barwniki).

Najbardziej szkodliwe jest promieniowanie UV o długości fal w zakresie 150-400nm.

Dopuszczalne natężenie światła dla różnych obiektów.

wysoka ochrona do 50 luksów	akwarele, tkaniny, barwne druki, rysunki tuszem, barwne fotografie, pergaminy, barwniki roślinne i zwierzęce
średnia ochrona do 150 luksów	druki czarno-białe, fotografie czarno-białe, archiwalia, malowidła olejne, polichromie, kość słoniowa
niska ochrona do 300 luksów	ceramika, szkło, porcelana
bardzo niska ochrona ponad 500 luksów	kamień, czyste metale

Zniszczenia chemiczne

Czerwona korozja skór garbowanych garbnikami roślinnymi –zaczerwieniona, zmarszczona powierzchnia, łatwa do rozerwania skóra, spadek pH nawet do 4, zawartość H₂SO₄ nawet do 5-8%.

Zakwaszenie papieru, kruchość, żółknięcie, spadek pH do 4.

Korozja metali.

Zmiany pigmentów.

Należy systematycznie i często dokonywać przeglądów i kontroli zachowania zbiorów!

Zachować szczególną ostrożność przy transporcie!

Opracować plan działania na wypadek katastrofy (awarii, pożaru, powodzi)!

WARUNKI POWSTAWANIA DROBNOUSTROJÓW

• woda

• składniki odżywcze

• temperatura

• pH

• tlen

• światło

Zawartość wody w materiale$\ = \frac{\text{masa\ wody\ w\ materiale}}{sycha\ masa\ materialu}\ x\ 100\%$

3-4%	woda związana z materiałem, mikroorganizmy nie mogą z niej korzystać np. bo jest mocno związane z celulozą
powyżej 4%	woda higroskopijna
powyżej 5 - 25%(papier) 6 - 28% (drewno)	woda kapilarna z pary wodnej
Większą wilgotność można uzyskać tylko zalaniem obiektu np.: papier nawet do 300%

Minimalna zawartość wody przy której rozpoczyna się wzrost drobnoustrojów:
papier – 8%
drewno – 20% (grzyby domowe) 40% (pleśnie)
mur ceglany – 3% jest do tez dopuszczalna wilgotność muru
3-5% - podwyższona wilgotność
5-8% - średnio wilgotne
8-12% - mocno wilgotne
>12% - mokre

Materiały organiczne łatwo chłoną wodę, ale trudno ja oddają.

min. wilgotność względna powietrza a rozwój organizmów
98%
95%
92%
91%
88%
85%
80%
75%
60%

Wpływ temperatury optymalny dla drobnoustrojów – 20-40°C

Skrajne gatunki mogą rosnąć w temp. -5°C albo + 113°C
W stanie zamrożenia drobnoustroje nie rozwijają się, ale pozostają żywe. Wytwarzają formy przetrwalnikowe. Zamrożenie nie jest formą dezynfekcji!

Wpływ pH

Większość drobnoustrojów rozwija się w pH bliskim obojętnym. Grzyby pleśniowe mogą się rozwijać w lekko kwaśnym pH = 4,5 – 5. Bakterie preferują obojętne lub zasadowe. Krańcowy przykład bakterii kwasolubnych są bakterie siarkowe bacillus thiooxidans – niszczące tynk i kamień.

Tlen

Areoby - drobnoustroje tlenowe – wymagają do wzrostu obecności tlenu, do tej grupy należy większość drobnoustrojów niszczących zabytki.

Anaeroby – beztlenowe – mogą rosnąć bez dostępu tlenu, lub tlen jest dla nich trujący. Atakują zabytki archeologiczne. Są mniej szkodliwe, wolniej rozkładają i w inny sposób min. powstaje CO₂, siarkowodór, kwasy, związki SH zamiast OH, związki aromatyczne co sprawia że w tym środowisku już nic się nie rozwija.

Światło

Organizmy fotoautotroficzne – zielone, glony, porosty, niszaki, rośliny nasienne. Światło jest niezbędne do wzrostu.

Organizmy heterotroficzne – większość bakterii i grzybów. Światło jest zbędne lub potrzebne w b. małej ilości.

Skład materiału – źródło pożywienia – źródło węgla i azotu dla drobnoustrojów; białka, cukrowce, tłuszczowce, węglowodany.

Oligotrofizm – zdolność do korzystania bardzo małych ilości pożywienia (skąpożywność).

ŻRÓDŁA DROBNOUSTROJÓW I ZAGROŻENIA

Na ziemi prawie nie ma środowiska bez drobnoustrojów. Gdzie jest ich najwięcej?

	liczebność	gatunki
gleba	do 10 ‘ – 10 ‘ jtk/g	ok. 700 - 800
woda	10 ‘– 10’ jtk/g	ok. 500 – 600
przewód pokarmowy człowieka	10 ‘ – 10 ‘ jtk/g	ok. 500
powietrze	do 10 ‘– 10’ jtk/m³	ok. 100

W glebie największe ilości drobnoustrojów występuje w górnej, powierzchniowej warstwie. Mikroorganizmy w glebie spełniają rolę pozytywną – przeprowadzają procesy rozkładu i mineralizacji substancji organicznych, dzięki czemu jest możliwy obieg pierwiastków w przyrodzie. Z górnych warstw gleby mikroorganizmy są porywane przez wiatr i wirują w powietrzu wraz z kurzem tworząc bioareozol (niewidoczna zawiesina).

Źródła mikroorganizmów w powietrzu

Najważniejszym źródłem zarodników grzybów obecnych w powietrzu jest gleba. Bakterie są wytwarzane przez człowieka. Dlatego też na zewnątrz jest więcej zarodników grzybów, a w pomieszczeniach więcej bakterii. Mikroorganizmy w pomieszczeniach mogą też pojawiać się z zawilgocenia, zapleśniałych przedmiotów – tkanin, ścian, nieoczyszczonej klimatyzacji czy urządzeń sanitarnych.

Samo powietrze nie jest środowiskiem odpowiednim do rozwoju mikroorganizmów. Jest jedynie ośrodkiem za pośrednictwem którego drobnoustroje rozprzestrzeniają się.

Bioareozol – w postaci agregatów, komórek, zarodników, fragmenty strzępek, pyłu kurzu, grzybów, fragmentów nitek promieniowców, cząsteczki mikrowody, śliny – czyli układ złożony z cząstek płynów lub substancji stałych mikroorganizmów. Skład zależy od miejsca pobrania próby (miasto, wieś, rodzaj pomieszczenia), pory roku, pogody, strefy klimatycznej.

W powietrzu zabójczy jest mróz, ultrafiolet, za mała wilgotność powietrza. Dlatego drobnoustroje posiadające barwniki np.: czerwone, żółte, czarne – żyją dłużej.

-metoda sedymentacji – drobnoustroje z powietrza osiadają na podłożach mikrobiologicznych w określonym czasie, dis ma to znaczenie historyczne

-metoda zderzeniowa

-metoda filtracji

W powietrzu można znaleźć zarodniki i fragmenty strzępek grzybów, bakterie, wirusy – tylko na organizmach żywych, jednokomórkowe glony.

Zarodniki grzybów

1. rozmiar od 5-10 µm

2. mała zawartość wody (6-25%, kserofile 52 - 75%)

3. niska aktywność metaboliczna

4. funkcje

   1. przetwarzanie – mogą przeżyć zamrożenie, wysuszenie, kontakt z chemikaliami

   2. rozmnażanie – kiełkowanie

5. przeżywalność od 3 do 30 lat

Bakterie

1. dużo mniejsze do mikrometra lub 5 µm

2. w postaci laseczek – przetrwalniki

3. bakterie tak zwane otoczkujące, pokryte ochronna otoczką śluzową

4. zawierają żółte lub czerwone barwniki, które chronią je przed promieniowaniem UV

Pod wpływem siły ciężkości drobnoustroje powoli opadają i tworzą na powierzchniach róznych przedmiotów pył osiadły (kurz).

W pyle osiadłym poza drobnoustrojami znajdują się martwe komórki naskórka, włókna tkanin, ziarna, pyłki roślin, cząstki różnych substancji organicznych i nieorganicznych. W warunkach zbyt wysokiej zawartości wody w materiale drobnoustroje bytujące w pyle osiadłym zaczynają kiełkować i tworzyć kolonie niszczące podłoże.

Zagrożenia dla zdrowia

Większość bakterii jest niegroźna dla człowieka i pełni pożyteczną rolę np.: w przewodzie pokarmowym.

Grzyby występujące w bibliotekach, archiwach, muzeach – niekorzystne działanie dla zdrowia człowieka – działanie alergiczne, grzybice (mikozy), miko toksykozy. Można zakazić się drogą oddechową, pokarmową, przez uszkodzenia skóry.

Grzyby alergenne wywołują katar, kaszel, astmę oskrzelową, alergiczne zapalenie płuc, zapalenie spojówek, wysypki i zaczerwienienie skóry. Przykłady:

Alternaria i Cladosporium zawierają melaninę, długo utrzymują się w powietrzu rosną na ścianach zewnątrz i wewnątrz. Penicillium. Trichoderma. Zarówno martwe i żywe mogą wywoływać alergie. Grzybice wywołują tylko organizmy żywe.

1. Kategoria GRAS – bezpieczna dla zdrowia człowieka.

2. BSL - 1 – saprofity lub pasożyty roślin, bardzo rzadko powodują infekcję u ludzi, a jeśli już są łagodne, powierzchniowe.
   Penicillium, Aspergillus, Alternaria, Chaetonium, Fusarium, Cladosporium, Mucor, Phoma, Trichoderma

3. BSL – 2 – saprofity ze zdolnością do atakowania tkanek kręgowców, wywołują grzybice już u osób chorych (np.: AIDS, gruźlica, nowotwory, po przeszczepie) lub o osłabionym układem odpornościowym.
   Aspergillus flavus, A. fumigatus, A. terreus, Acremonium kiliensa, A. faleifona, Paecilonyces veriotii, Scopulariopsis bravieaulis, Sporthrix schenckii, Fuzasrium oxysporum, F. solum,Trichophyton i Microsporum – wywołują grzybice skóry i paznokci.

4. BSL – 3 – gatunki wywołujące ostre grzybice narządów i ogólne u osób z normalnie funkcjonującym układem odpornościowym. Rzadkie, występujące w tropikach.

5. BSL – 4 – mikroorganizmy wywołujące choroby szczególnie groźne dla życia człowieka. Nie ma tu grzybów pleśniowych. Wirusy.

Konserwator jest narażony na choroby układu oddechowego np.: oskrzeli, płuc, izygomikoza, asperglikoza; choroby skóry (wywoływane przez Scopulariopsis, Aspergillus, Fusarium, Alternaria ).

Mitotoksyny – toksyny grzybowe. Są zawarte w strzępkach i zarodnikach lub wydzielane do podłoża.
Kapeluszowe np.: muchomor sromotnikowy (felloidyna, felloina),muchomor czerwony (muskaryna). Bardzo silne trucizny.
Grzyby pleśniowe mają toksyny rakotwórcze i teratogenne (aflotoksyny – Aspergillus flovus, patulina – Penicillium, ochratoksyna, trichotecyny, zearalenon)

Mikotoksykozy – choroby wywoływane przez toksyny grzybowe pojawiające się w postaci ostrego lub przewlekłego zatrucia, niekiedy prowadzącego do rozwoju nowotworu. Więc nie jeść spleśniałych rzeczy . Źródłem mikotoskyn może być także powietrze, w którym są obecne liczne zarodniki grzybów wytwarzających mitotoksyny.

DROBNOUSTROJE

Bakterie

Należą do Prokaryota, czyli do prostych, jednokomórkowych drobnoustrojów, nie posiadających jądra komórkowego. Materiał genetyczny u Prokaryota występuje w postaci nieosłoniętej nici DNA.

Postacie bakterii

1. właściwie w tym promieniowce, bakterie nitryfikujące i siarkowce

2. bakterie sinice

3. archeobakterie

Różnorodność form zewnętrznych bakterii jest mała, natomiast jest ogromne zróżnicowanie cech fizjologicznych i biochemicznych.

Promieniowce, rząd promieniowce, rodzaj Streptomyces.

Pseudogrzybnia substratowa – tworzą je pseudostrzępki (nitki) płożące się po podłożu i wrastające w głąb.

Pseudogrzybnia powietrzna – tworzą ją pseudostrzępki (nitki) wznoszące się ponad substratu i produkujące pseudokonidia w postaci koralików.

Kształty komórek bakteryjnych:

ziarniak coccus	pałeczka bacterium	formy wydłużone	formy spiralne
pojedyncze micrococcus	coccobacilli	laseczki bacillus	przecinkowiec vibro
podwójne ­diplococcus	bacterium	diplobacillus	spirillum
poczwórne tetracocous	­ diplobacterium	streptobacillus	spirochaetice
paciorkowce streptococcus	streptobacterium	palisade
	Budowa wewnętrzna komórki nukleoid – DNA bez otoczki błona tytoplazmatyczna ściana komórkowa otoczka śluzowa – dość gruba, ułatwia zatrzymywanie wody w komórce, chroni przed chemikaliami (warstwa biofilmu, gdy jest dużo bakterii ze śluzem) materiały zapasowe
gronkowiec staphylococcus
pakietowiec sercina

Bakterie mogą się rozwijać na prawie każdym zawilgoconym materiale organicznym i nieorganicznym. Niszczą zarówno papier, skórę, płótno, jedwab, malowidła ścienne i kamień.

Sinice

Cyjano – bakterie, prokaryota, proste jednokomórkowe, nie posiadające jądra komórkowego. Sinice, podobnie jak glony, przeprowadzają fotosyntezę (tworzą związki organiczne z CO₂) dzięki barwnikom fotosyntezującym i w obecności światła. Barwniki fotosyntetyzujące sinic są specyficzne tylko dla nich, np.: fikocyjanina, fikoerytryna; i nadają im barwę ciemnoniebieską, czarną, czerwoną, żółtą zieloną.

Sinice niszczą podłoża nieorganiczne (malowidła ścienne, kamień) w miejscach wilgotnych i oświetlonych

Grzyby

Organizmy heterotroficzne: saprofity i pasożyty (np.: grzyby chorobotwórcze).

Grzyby zbudowane są ze strzępek. Sploty rozgałęzionych się strzępek tworzą grzybnię. Mogą rozmnażać się:
- bezpłciowo – wegetatywnie (podział bez wymiany DNA)
-płciowo – genetycznie (połączenie komórek, wymiana DNA)
W każdej z „metod” produkują zarodniki. Zarodników płciowych jest mniej ale są bardziej odporne i trwałe.

Budowa wewnętrzna:

1. Grzyby posiadają jądro komórkowe – czyli należą do Eukaryota.

2. Rybosomy – syntetyzuje białka

3. Mitochondria

4. kiedy grzyb ma więcej niż jedno jądro, nazywa się to komórczakiem

5. Warstwowa budowa ściany komórkowej:

   1. chityna – bardzo wytrzymała, twarda, odporna

   2. białka

   3. glikonapiny

   4. glukany

Budowa ściany poprzecznej grzybów:

sprzężniaków Zygomycetes (szczątkowe przegrody)	workowców Ascomycetes (prawie zarastająca przegroda)	podstawczaki Basidiomycetes

Królestwo – grzyby/ klasy niszczące zabytki ↑i jeszcze grzyby niedoskonałe Deuteromycetes

Sprzężniaki

1. Puszysty wzrost (na pożywkach), lub pajęczynowy na obiekach, w naturze rozproszony.

2. Rozmnażają się bezpłciowo przez zarodniki powstające w zarodniach np.: Rhizopus.

3. Rozmnażanie płciowe zachodzi przez zygospory (rozłogi płciowe) np.: Zygorympus.

4. Rozmnażają się w bardzo wilgotnych, mokrych podłożach

Workowce

1. Rozmnażanie płciowe – zarodniki zwane askospory, workowe, zawsze po 8 zarodników w worku.

2. bezpłciowo – zarodniki – konidia – częściej

3. Owocniki, które zawierają worki mają różne kształty i rodzaje. Na obiektach zabytkowych występuje kleistotecjum , perytecjum, apotecjum.

Podstawczaki

1. Niektóre podstawczaki posiadają stadium bezpłciowe, które rozmnażają się przez konidia.

2. Na drodze płciowej podstawczaki tworzą zarodniki – bazydiospory, które znajdują się w zarodniach – podstawkach.

3. Zarodnie – podstawki są zebrane owocnikach:

   1. kapeluszowaty

   2. konsolowaty

   3. talerzowaty

   4. dachówkowaty

   5. kulisty

4. Sprzążki – powstawanie sprzążek jest pierwszym etapem tworzenia się owocników z zarodnikami u podstawczaków. Przez sprzążkę (tunel) jądro komórkowe przechodzi z jednej komórki do sąsiedniej. Np.: stroczek łzawy.

Grzyby niedoskonałe

1. Wyłącznie rozmnażanie bezpłciowe (stadium anamorficzna)

2. Jeśli w toku badań okaże się, że grzyb niedoskonały wytwarza jednak (chociaż rzadko) stadium płciowe (telemorficzne) to obejmuje ona nazwą nową i jest zaliczana do workowców lub podstawczaków. Czasami nadają dwie nazwy np.: Aspergillus i Eurotium to ten sam gatunek grzyba ale różnie się rozmnaża. Aspergillus – kropidlak – bezpłciowo, Penicillium sp – pędzlak – bezpłciowo. Podobnie Trichoderma, Alternaria sp, Cladosporium.

	bakterie	promieniowce	grzyby
Ø komórek w µm	0,5 – 1,0	0,5 - 1,0	3,0 - 5,0
najczęściej zużywane składniki	białka	białka, kolagen, keratyna, związki złożone	cukrowce, celuloza, skrobia, tłuszcze
wymagana ilość wody	95 – 99%	65 – 99%	65 – 99%
pH	obojętne, lekko zasadowe	obojętne, lekko zasadowe	obojętne, lekko kwaśne
tempo wzrostu	bardzo szybkie w sprzyjających warunkach	powolne	różne, wolniejsze od bakterii

Glony – zielenice lądowe

1. mikroskopowa wielkość

2. nitkowate, owalne kuliste

3. zielone (chlorofil - fotosynteza)

4. potrzeba wilgoci i światła

5. występują na powierzchniach z kamienia, cegły, szkła, betonu, drewna, słomy

6. niszczą podłoże poprzez wydzielanie kwasów organicznych, utrudniają odparowania wody i zwiększenie ilości związków na mineralnym podłożu

7. czerwone zielenice – trentepochlia

8. pierwotniak

PROCESY ŻYCIOWE DROBNOUSTROJÓW PROWADZĄCYCH DO ROZKŁĄDU MATERIAŁÓW

Przy dostatecznej aktywności wody w materiale zarodniki (jtk) grzybów kiełkują i tworzą kolonię.

Sukcesja pierwotna - sukcesja ekologiczna rozpoczynającą się od zasiedlenia terenu dziewiczego, np. nagich skał, lawy, nowej piaszczystej wydmy. Powierzchnia nagiego gruntu, pozbawiona swojej pierwotnej roślinności na skutek pożaru, powodzi czy zlodowacenia, nie pozostaje długo bez roślin i zwierząt. Szybko jest kolonizowana przez rozmaite gatunki, które następnie modyfikują jeden lub więcej czynników środowiskowych. Ta modyfikacja środowiska może z kolei umożliwić osiedlenie się następnych gatunków.

Sukcesja wtórna - sukcesja, której punktem wyjścia jest ekosystem zmieniony przez człowieka - np. półnaturalny albo sztuczny. W Polsce taką sukcesję najczęściej możemy zaobserwować na terenach porolnych, przede wszystkim polach i łąkach ugorowanych z powodu słabej gleby. Sukcesja wtórna zmierza do odtworzenia się naturalnego zbiorowiska charakterystycznego dla lokalnych warunków środowiskowych. Jej stadia są zazwyczaj nieco odmienne od występujących w trakcie sukcesji pierwotnej, inny jest bowiem jej punkt startowy. Sukcesja wtórna prowadzi do prawie całkowitego odtworzenia się ekosystemów o dość prostej strukturze - zarówno przestrzennej jak i pokarmowej.

W większości przypadków jednak nie następuje całkowite odtworzenie się ekosystemu identycznego z tym przed zniszczeniem ponieważ:

1. następuje nieodwracalna zmiana składu gatunkowego biocenozy wskutek wyginięcia pewnych gatunków albo wprowadzenia się nowych

2. nastąpiła zmiana warunków środowiska fizykochemicznego wskutek działalności człowieka

3. ekosystem był bardzo złożony, wtedy w większości przypadków ekosystem się nie odtwarza

czas inkubacji w warunkach wilgotnych	kondycja skóry	mikroorganizmy	związki rozkładane
20 dni	bez zmian	Penicillum sp., Phizopus nigri, Mucor  spineseens, Aspergillus fumigatus	związki w kurzu, tłuszcze, garbniki
40 dni	lekko odkształcone	jak wyżej, Chaetonium globusom, Trichoderma viride, Streptomyces	jak wyżej kolagen
100 dni	wyraźne odkształcanie osłabienie	Streptomyces sp, Chaetonium globusom, Rhizopus nigricens, Mucor  spineseens, Trichoderma viride, bakterie	<-kolagen, produkty rozkładu i innych składników
24miesiące	bardzo osłabione, perforowane	Streptomyces sp, Chaetonium sp, bakterie	kolagen

Im mniejsze komórki, tym większy kontakt ze środowiskiem zewnętrznym, tym bardziej szkodzą. Decyduje o tym stosunek powierzchni do objętości.

Biodegradacja – rozkład enzymatyczny; poprzez wydzielenie enzymów i rozkład związków zawartych w zaatakowanym materiale zmienia się skład chemiczny i właściwości materiałów.

Zniszczenia chemiczne -wydzielanie produktów ubocznych metabolizmu, szkodliwych dla zaatakowanego materiału – kwasów, barwników, śluzów. Np.: plamy grzyba w książkach przerastają zazwyczaj kilka lub kilkanaście stron. Mikroorganizmy i porosty na kamieniu sięgają nawet 5 cm i więcej w głąb podłoża, obrastając je.
Zniszczenia mechaniczne – poprzez wrastanie strzępek w głąb materiału uszkodzenia mechaniczne (przerastanie, obrastanie powierzchni).

Skład materiału – dobra kultury mogą stanowić pożywkę dla drobnoustrojów: źródła węgla i azotu - białka (kleje, spoiwa,) białka skóry (kolagen), białko włosów (keratyna), białko mleka (kazeina), cukrowce (celuloza, skrobia), tłuszczowce (woski), węglowodory

Oligotrofizm – zdolność z korzystania z bardzo małych ilości pożywienia (skąpożywność). Mikroorganizmy oligotroficzne znajdują wystarczające ilości pożywienia, nawet na kamieniu, cegle, betonie czy skale.

Komórki drobnoustrojów wydzielają do podłoża szereg różnych enzymów zdolnych do rozkładów obecnych w zaatakowanym materiale. Część drobnocząsteczkowych produktów rozkładu jest wchłaniana przez komórkę, reszta pozostaje na podłożu zanieczyszczając je.

Specyficzność substratowa enzymów

Jeden rodzaj enzymu jest w stanie katalizować tylko jeden rodzaj reakcji np.: rozkładał jeden rodzaj związku lub rozczepiać tylko jeden typ wiązania. Drobnoustroje różnią się między sobą rodzajem i ilością posiadanych enzymów i potrafią tym sterować. Niektóre enzymy współdziałają, specjalizują się w jednym typie, lub zjedzą wszystko. Dzięki enzymom ta sama reakcja wymaga kilkakrotnie mniejszego nakładu energii.

Hydrolazy – dokonują rozszczepienia wiązań chemicznych przy udziale wody. W wyniku reakcji katalizowanych przez hydrolazy ze złożonych związków chemicznych powstają prostsze o mniejszych cząstkach:
Proteinazy (proteazy)m.in. kolagenozy, keratynazy, kazeinazy - białka -> polipeptydy i peptydy -> aminokwasy
Celulazy, amylazy - wielocukry (skrobia, celuloza) -> krótko łańcuchowe produkty rozkładu -> dwucukry (celubioza, maltoza) -> cukry proste (glukoza, fruktoza)
Lipazy - tłuszcze -> kwasy tłuszczowe + glicerol
Esterazy – inne

Drobnoustroje wydziałają w większych ilościach enzymy potrzebne do rozkładu związków obecnych w materiale, na którym występują (enzymy adaptetywne):
-dwa rodzaje szczepów (ten sam gatunek),
-lub młody szczep adaptuje się do tego gdzie się znalazł.

Końcowe produkty rozkładu enzymatycznego:

1. Przez mikroorganizmy tlenowe

   1. CO₂

   2. H₂O

   3. amoniak /

   4. siarkowodór / jeśli było na początku białko

2. Przez mikroorganizmy beztlenowe

   1. siarkowodór

   2. wodór

   3. metan

   4. amoniak

   5. indol, skatol

   6. merkaptany

   7. kwasy organiczne (np.: mrówkowy, mlekowy, octowy)

   8. fenol, krezol

Związki te są w większości toksyczne dla mikroorganizmów i w większym nagromadzeniu uniemożliwiają istnienie jakiegokolwiek życia – w tych warunkach mogą zachować się zabytki archeologiczne, nawet organiczne.

Kwasy organiczne powstają w komórkach drobnoustrojów\ w cyklu Krebsa, czyli oddychanie komórkowego. Część z nich jest wydzielana na zewnątrz i powoduje zakwaszenie podłoża i hydrolizę kwasową związków.

rodzaj kwasu	mikroorganizmy wytwarzające kwas
fumarowy	Mucor, Cunninghamella, Rhizopus
szczawiowy	wiele gatunków grzybów
mlekowy	kilka gatunków Rhizopus
glukozowy	wiele gatunków Aspergillus, Penicillium
cytrynowy	większość gatunków grzybów, Aspergillus Niger
bursztynowy, mrówkowy, octowy, jabłkowy	różne rodzaje drobnoustrojów
2-hetoglukonowy	bakterie

np.: kwas siarkowy w kamieniu, tynku itp. powstaje jako produkt uboczny procesów życiowych bakterii siarkowych Thiobacillus sp.

2H₂S + O₂ -> 2H₂O + S₂ 65 kcal S₂ + H₂O + 3O₂ -> 2H₂SO₄ 283 kcal	lub	Na₂S₂O₃ + 2O₂ -> 2NaHSO₄ tworzenie gipsu H₂SO₄ + CaCO₃ -> CaSO₄ + H₂O + CO₂ CaSO₄ + 2H₂O -> CaSO₄ x 2H₂O - zniszczenia pyłowe

Kwas azotowy wytwarzany przez bakterie nitryfikacyjne.
Nitrosomonas 2NH₃ + 3O₂ -> 2HNO₂ + HNO₂ + 2H₂O 78 kcal

Mikroorganizmy wydzielają ponad to do podłoża toksyny, antybiotyki, barwniki I szereg innych związków. Antagonizm między koloniami drobnoustrojów np.: kolonie bakterii wydzielają związki hamujące rozwój grzyba obok.

ROZKŁAD PAPIERU I PŁÓTNA PRZEZ MIKROORGANIZMY

Papier -celuloza -kleje: skrobia, białka, kleje żywicowe, syntetyczne -lignina	Płótno -celuloza -kleje, apretury: skrobia, białka

Budowa celulozy wielocukier zbudowany z kilku tysięcy reszt glukozy połączonych z wiązaniami 1,4 glikozydowymi. Łańcuchy celulozowe nie rozgałęziają się.

włókna bawełny	stopień polimeryzacji - 10 000
włókna drewna	stopień polimeryzacji – 4 500 – 5 500
włókna w masie celulozowo-papierowej	stopień polimeryzacji – 1 000 – 3 000

glukoza→ łańcuchy → micele (fibryle elementarne po ok. 40 łańcuchów celulozowych)→ mikrofibryle (grupują się po ok. 2 tys.) miejscami uporządkowanymi krystalicznymi w ok. 70% i amorficznymi, nieuporządkowanymi tylko 30%; przyłączają się wtedy inne składniki ściany komórkowej np. lignina → fibryle (ok. 400 mikrofibryl) → włókno celulozowe tworzą poszczególne warstwy ściany komórkowej

Właściwości celulozy

1. najbardziej rozpowszechniony i odnawialny naturalny polimer na kuli ziemskiej

2. celuloza nie rozpuszcza się w wodzie i większości rozpuszczalników organicznych

3. hydroliza celulozy może zachodzić przy udziale kwasów w podwyższonej temp. i enzymów (ceculaz) w pokojowej temp.; regiony krystaliczne są trudniejsze do rozkładu niż amorficzne

Hydroliza celulozy

Celulazy atakują głównie w obszarach amorficznych. Rozkładają ją do rozpuszczalnych w wodzie cukrów, które stanowią pożywienie dla mikroorganizmów.

1. Endocelulazy – rozczepiają wiązania 1,4-β-glikozydowe (wewnątrz), tworząc krótkie łańcuchy oraz rozluźniają siatkę krystaliczną celulozy. Oligosacharydy rozpuszczają się w wodzie, wnikają do wnętrza komórek drobnoustrojów.

2. Egzocelulazy – odszczepiają po jednej (glukoza) albo po dwie reszty glukozy (dwucukier celobioza) od łańcuchów. Celobioza i glukoza wnikają do wnętrza komórek drobnoustrojów

3. Celobiaza – rozczepia celulozę na dwie reszty glukozy.

Drobnoustroje celulolityczne:
- do całkowitego rozkładu celulozu potrzebny jest pełen kompleks celulaz
-pełen kompleks celulaz posiada szereg gatunków drobnoustrojów jednak znacznie więcej gaunków posiada jeden z tych typów
- w warunkach naturalnych, gdzie występują mieszane zespoły drobnoustrojów, następuje pełny rozkład celulozy dzięki współdziałaniu grup

	gatunki z pełnym wyposażeniem
bakterie	Cytophaga, Sporocytophaga, Cellvibro
workowce	Chaetonium globasum
podstawczaki	grzyby domowe np.: stroczek łzawy
grzyby niedoskonałe	różne gatunki Trichoderma (np.: T. viride, T. lignorum), Penicillum (np.: P. notatum), Fusarium (np.: F. solani), Aspergillus (np.: A. fumigatus, A. flavus, A. niger), Botrytiscinerea, Myrothecium verrucaria i inne

Skrobia

Wielocukier złożony z 1 000 – 1 400 reszt kwasowych. Łańcuchy w cząsteczce skrobi są rozgałęzione; liniowe fragmenty łańcucha to amyloza (25-30%), rozgałęzione to amylopektyna (70-75%). Reszty glukozy we fragmentach sapo łączone wiązaniami 1,4-α-glikozydowymi, w miejscach rozgałęzień wiązaniami 1,6-α-glikozydowymi. Skrobia jest rozpuszczalna w gorącej wodzie, nie jest aż tak wytrzymała jak celuloza, więcej mikroorganizmów posiada amylazy.

Hydroliza enzymatyczna skrobi

1. α-amulaza – rozczepia wiązania 1,4- α-glikozydowe, powstają erytrodekstyny

2. β-amylazy – odłącza cząsteczki dwucukru maltozy od kwasów erytrodekstryn, powstają maltodekstryny

3. enzym – R – rozczepia wiązania 1,6-α-glikozydowe (w miejscach rozgałęzień)

4. maltoza – rozczepia dwucukier maloze na dwie cząsteczki glukozy

Podatność mikrobiologiczna papieru i płótna

1. Ze względu na swoją porowatą strukturę papier i płótno są bardzo podatne na działanie czynników szkodliwych – wilgoci, zanieczyszczeń, chemicznych, powietrza i drobnoustrojów.

2. Papiery czerpane (do pocz. XIXw) są bardziej podatne na zniszczenie biologiczne niż papiery maszynowe.

3. Papiery maszynowe są bardziej podatne na zniszczenie chemiczne niż papiery czerpane.

4. Niszczenie papieru prze mikroorganizmy rozpoczyna się od rozkładu kleju – klajstru skrobiowego lub kleju żelatynowego. Po rozłożeniu kleju, papier staje się jak bibuła. Odłonięte włókna celulozowe są atakowane przez enzymy i kwasy drobnoustrojów.

5. Kleje żywicowe, uzywane po roku 1807 są bardziej odporne na rozkład drobnoustrojów. Trudno przyswajalna jest dla nich również lignina – składnik ścieru drzewnego. Mimo to papiery maszynowe są też niszczone przez drobnoustroje.

Droga penetracji wody do książki – marginesy, i głęboko w grzbiet książki, szczególnie wyklejki.

1. Zaplamienia – barwne zarodniki lub/i strzępki (np.: Penicillium, Trichoderma, Cladosporium); -barwne związki wydziela do podłoża Fusarium, Chaetonium.

2. Osłabienie papieru – ścienianie, kruchość, ubytki.

Sklerocja – formy przetrwalników niektórych grzybów w papierze, zwykle w formie małych czarnych grudek

Kamienienie książek – zniszczenie książek, które były zalane lub silnie zawilgocone przez dłuższy czas. Odpowiedzialne są za to drobnoustroje (bakterie, mniej grzyby). Skamieniała książka staje się cieńsza, pociemniała, resztki kartek sklejają się w skondensowany blok. Bezpośrednie przyczyny sklejania się kartek:

1. wytwarzanie kleistych, śluzowatych produktów rozkładu celulozy oligosacharydów

2. wydzielanie śluzów przez grzyby i bakterie (80% bakterii w skamieniałej książce to bakterie wytwarzające otoczki sluzowe)

3. przerastanie resztek papieru strzępkami grzybni

Etapy:

1. początkowo rozkład kleju w papierze, brak rozkładu celulozy

2. później mnóstwo różnych bakterii, zaplamienie, pociemnienie, sluzowete,

3. rozkład celulozy (grzyby, bakterie), ścienienie bloku książki nawet o 50% i cofanie się brzegów kartek

4. konsolidacja bloku książki po wyschnięciu

Foxing – rdzawe, niewielkie (do Ø 1 cm) plamy na papierze, płótnie, jedwabiu, malowidłach ściennych. W obrębie foxingu obserwuje się osłabienie papieru i zmianę właściwości (np.: inaczej chłonie wodę). Prawdopodobnie wywoływane przez sucholubne grzyby Aspergillus, Neurotium. Świecenie plam foxinfu w UV, centrum plamy świeci pomarańczowo lub żółtawo, strefa wokół centrum świeci błękitnie lub białawo. Im nowsze książki tym częściej foxing występuje. Możliwe, że wiąże się to z jakością papieru – wraz z wiekami jakość papieru maleje.

Klasyfikacja plam foxingu:

1. bawole oczka

2. płatki śniegu

3. chmurki

4. piegi

Puszysta destrukcja – zniszczenie książek papierowych powodowanych przez podstawczaki lub kontakt książki z zakażonym drewnem.

Odmiana jasna – papier staje się jaśniejszy rozpulchniony, watowaty, blok książki zwiększa grubość ok. 10 – 14 %, zanikanie krawędzi brzegów

Odmiana ciemna – papier staje się jasnobrązowy, cienki, kruchy, łatwo się rozpada na drobne kawałki.

ROZKŁAD DREWNA PRZEZ GRZYBY

Skład chemiczny drewna:

Celuloza	40 – 62 %	ściana komórkowa
Lignina	18 – 22 % liściaste 26 – 29 % iglaste	zdrewniała ściana komórkowa
Hemiceluloza	8 – 37 %	ściana komórkowa
Skrobia	5,9 %	protoplast
Białka	2,8%	protoplast

Lignina

Bardzo odporny składnik drewna. Trójwymiarowy polimer związków organicznych: aldehydów, pierścieni fenolowych, kwasu wanilinowego i inne, o bardzo złożonej budowie, wypełnia przestrzenie między mikrofibrylami celulozy, zwiększa wytrzymałość mechaniczną ściany komórkowej i odpornośc rośliny na działanie mikroorganizmów.

Organizmy lingo lityczne

bakterie	Streptomyces virodosporus
workowce	Cheatonium
grzyby niedoskonałe	Graphium, Fusarium, Aspergillus fumigatus
podstawczaki	grzyby zgnilizny jasnej

Hemicelulozy

Wielocukry o bardzo złożonym i zależnym od rośliny (gatunku, wieku, tkanki) składzie chemicznym i strukturze. Składają się z reszt cukrów prostych (glukozy, galaktozy, mennozy, ksylozy, arabiozu), kwasu glukuronowego i grup acetylowych. W porównaniu z celulozą i ligniną – mała odporność na mikroorganizmy.

bakterie	Bacillus xylanofagus, B. subtilis, B.sp., Aeromonos sp., Chostridium acetobutylium
grzyby niedoskonałe	Aspergillus, Botrytis, Penicillium, Trichoderma, Paecilomyces, Fusarium
podstawczaki	Ganoderma, Phanerochaete, Loetiporus, Coridus

Substance twardzielowe

1. Żywice – żywica sosny to mieszanina terpentyny (30 – 35 %) i kalafonii (65 – 70 %),

2. Garbniki – w dużych ilościach drewnie dębu (ok. 11 %), modrzewiu, daglezji ,

3. Barwniki,

4. Oleje

5. Gumy

6. Sole mineralne

kora → łyko → miazga → biel → twardziel

Biel

1. zewnętrza, najmłodsza i jaśniejsza cześć drewna

2. w żywym drewnie pełni funkcję przewodzącą, wzmacniającą i gromadzi zapasy

3. zawiera komórki martwe i żywe zawierające skrobię i białka

4. jest częścią drewna mniej odporną na zniszczenia mechaniczne, chemiczne i biologiczne

Twardziel

1. wewnętrzna, starsza i ciemniejsza cześć drewna

2. zawiera tylko komórki martwe, z dużą zawartością ligniny i tzw. substancji twardzielowych

3. jest bardzo odporna na zniszczenia chemiczne, mechaniczne i biologiczne

b. odporne	dąb, grochodrzew, cis, modrzew, wiąz
↓	sosna, świerk, jodła, grab, olcha, jesion
mało odporne	buk, brzoza, klon, topola, wierzba, lipa

drewno archeologiczne – bakterie

drewno użytkowe – podstawczaki np.: grzyby domowe (grzybnia, sznury, owocniki)

Sznury – składają się ze strzępek o utwardzonej ścianie, wytwarzają kwasy i niszczą, ściągają wodę z odległych miejsc, rozprzestrzenianie po powierzchni muru, pękanie tynku i muru, wysolenia.

Owocniki – Pierwszym etapem tworzenia się owocnika jest powstanie w grzybni sprzążek. W wyniku wielokrotnych podziałów w warstwie hymonialnej (zarodnikowej) owocnika powstają zarodniki podstawkowe (bazydiospory) umieszczone w warstwie zarodnikowej owocnika.

Zgnilizna brunatna

Grzyby rozkładają na drodze enzymatycznej celulozę i hemicelulozę, pozostawiając ligninę. Drewno zmienia kolor na brunatny. Powstają charakterystyczne spękania poprzeczne i podłużne w stosunku do drewna, kruszy się. Drewno staję się lżejsze, traci wytrzymałość, może nawet zamienić się w proszek. Sznury grzybów domowych niszczą także mur, zaprawę i cegły – mechanicznie oraz chemicznie wydzielając kwasy organiczne. Objawie rozwoju zgnilizny brunatnej towarzyszy stęschłt zapach. Występuje głównie w budynkach.

1. Stroczek łzawy

   1. biało kremowa grzybnia

   2. szare sznury o szerokości do 5 cm i długości nawet kilku metrów

   3. owocniki cynowo – brązowe, z białym brzegiem, owalne lub okrągłe

2. Grzyb piwniczny

   1. sznury brązowe lub czarne, długości do 1 m

   2. owocniki cynamonowo brązowe, z białym brzegiem, nieregularne

3. Grzyb domowy biały

   1. śnieżnobiała grzybnia i sznury

   2. owocnik żółtobiały, gąbczasty

Zgnilizna jasna

Grzyby rozkładają wszystko w drewnie. Drewno jaśnieje plamami lub jednolicie. Powstają spękania podłużne, drewno rozwłóknia się, rozpada na cienkie blaszki, nie kruszy się. Drewno staje się miękkie, traci wytrzymałość. Rzadziej w budynkach, często występuje na martwych pniach w lesie.

1. Zgnilizna jasna jednolita

   1. Lignina i celuloza rozkłada się równocześnie.

   2. Drewno ma jednolite jasne zabarwienie.

   3. Drewno rozpada się na cienkie płytki lub blaszki, wzdłuż słojów rocznych.

2. Zgnilizna jasna niejednolita

   1. Najpierw rozkładana jest lignina, później celuloza.

   2. Tworzą się jasne plamy, które wypadają – jamki.

   3. Drewno rozwłóknia się, ale nie kruszy się.

Zgnilizna szara (pleśniowa)

Grzyby powoli rozkładają celulozę i w pewnym stopniu ligninę. Powierzchniowo warstwa drewna staje się szarobiała i miękka, a po wyschnięciu pęka. Zgnilizna szara musi mieć stale bardzo wilgotne warunki.

Sinizna

Grzyby rozkładają plazmatyczną cześć komórek bieli – białka i skrobię. Zabarwienie bielu na niebieski do zielonoszarego. Pogorszenie wyglądu estetycznego drewna, niewielkie spadki wytrzymałości. Występuje na drewnie świeżym w tartakach – złe warunki składowania.

Warunki rozwoju grzyba na drewnie

czynnik środowiskowy	grzyby domowe	grzyby pleśniowe
zawartość wody w drewnie	min 20 -24 % optymalnie 38 % max 70 %	min 40 % optymalnie 98 % max 220 %
temperatura	optymalnie 26 - 28°C	optymalnie 22 -28°C
pH	optymalnie 6	optymalnie 3-9
chemiczne środki ochrony drewna	bardzo wrażliwe	mniej wrażliwe

np.: stroczek łzawy wytwarza wodę poprzez rozkład metaboliczny celulozy, więc konieczne są środki chemiczne

Zgnilizna brunatna	Zgnilizna jasna	Zgnilizna szara	Sinizna
stroczek łzawy, grzyb piwniczny, domowy biały, kopalniany, słupowy, podkładowy, gmatwek dębowy	hubczak wielobarwny, skórnik szorstki, olszówka pospolita	Cheatonium globusom, Trichoderma viride, Aspergilus niger, Alternaria tenus, Cenatocystis sp., Penicillium sp., Cladosporium sp.	Cenatocystis, Ophiostoma

Miajsca ataku:

1. Strzępki grzybów zgnilizny brunatnej i jasnej rozrastają się wewnątrz komórek drewna i enzymatycznie osłabiają ściany komórkowe (rozkład zewnętrzny)

2. Grzyby zgnilizny pleśniowej powodują w ścianie komórkowej romboidalne otwory (rozkładają wewnątrz ściany).

ZNISZCZENIA MIKROBIOLOGICZNE ZABYTKÓW NA PODŁOŻU Z PERGAMINU

Przykłady białek obecnych w zabytkach:

1. kolagen – skóry wyprawiane różnymi metodami, pergamin,

2. żelatyna – kleje tzw. zwierzęce, glutyna,

3. kazeina – spoiwo,

4. keratyna – tkaniny wełniane, futra,

5. fibroina – tkaniny jedwabne,

Białka

1. I - rzędowa struktura białka, kolejne aminokwasy połączone są wiązaniami peptydowymi COOH - …- NH₂

2. przykład II – rzędowej struktury białka powstają wskutek wytworzenia się innych wiązań (α - heliosa)

hydro salina – aminokwas w kolagenie

Wiązania sieciujące sprawiają, że kolagen jest białkiem bardzo wytrzymałym i odpornym na rozkład przez proteazy niespecyficzne.

Pozycje reszt kwasowych aminokwasowych biorących udział w wiązaniach sieciujących.

Enzymatyczny rozkład białek

1. Proteazy rozczepiają w wielu miejscach wiązania peptydowe w białkach – powstają polipeptydy i peptydy.

2. Hydrolazy aminokwasowe rozkładają polipeptydy i peptydy na aminokwasy.

3. Aminokwasy służą do budowy komórek drobnoustrojów lub ulegają amonifikacji (spaleniu), czyli rozpadają się na amoniak, CO₂, wodę, siarkowodór (w warunkach tlenowych), względnie amoniak i alkohole lub kwasy organiczne (w warunkach beztlenowych -fermentacja)

Rozkład enzymatyczny kolagenu

1. Kolagenazy rozczepiają wiązania peptydowe w nowym nieuszkodzonym kolagenie, w wyniku czego powstają produkty rozkładu kolagenu.

2. Proteazy niespecyficzne rozczepiają wiązania peptydowe w produktach rozkładu kolagenu.

Mikroorganizmy kolagenalityczne

bakterie	Bacillus subtisil, Streptomyces amulatus, S. griseoruber, Bacillus sp., Pseudomonas sp., Cytophaga sp., Clostridium histolytium (gangrena), Mycobacterium tubercolusis (gruźlica)
grzyby niedoskonałe	Aspergilus oryzae, A. Niger, Trichophyton schoenleinii

Mikroroganizmy na pergaminie

bakterie	Bacillus subtilis
promieniowce	Streptomyces fimicarius, i inne np.: S. anulatus, Nocardia
grzyby	pleśniowe, na zakładkach, zanieczyszczeniach

Pergamin

1. Wytwarzany ze skóry cielęcej, koźlęcej, lub owczej. Surowa skóra podlega wapnieniu – zanurzone w wapnie gaszonym 5-10% na 2-3 tyg. Zmydlają się wtedy tłuszcze i białka, w tym mieszki włosowe. Po czym usuwa się sierść – otrzymujemy goliznę.

2. Istotą wyprawy skóry surowej na pergamin jest jej suszenie w stanie naprężenia w trakcie suszenia, między włókna kolagenowe wnika powietrze, które sprawia, ż pergamin staje się nieprzeźroczysty i biały (inny współczynnik załamania światła). Inaczej byłby przeźroczysty, żółtawy. Podczas naprężenia następuje utrwalenie włókien kolagenowych w stanie rozciągniętym.

3. Zabiegi wykończeniowe – wyszlifowanie pumeksem, wcieranie kredy.

(strona odmięsna – mizdra)

Deformacje pergaminu

1. zawilgocenie pergaminu prowadzi do rozluźnienia naprężonej siatki włókien kolagenowych i skurczu włókien

2. wysychanie zawilgoconego pergaminu w sposób niekontrolowany prowadzi do sklejenia się włókien kolagenowych w sposób przypadkowy

3. pergamin ulega deformacji – sfalowaniu, sfałdowaniu, pomarszczeniu

4. „żelatynizacja” pergaminu – przekształcenie kolagenu w żelatynę, zbrązowienie, deformacje, ubytki

5. rozkład przez drobnoustroje w zamoczonych miejscach, pergamin staje się galaretowaty, brzegi książek cofają się, ubytki

W warunkach mniejszej dostępności wody na pergaminie rozwijają sie promieniowce z rodzaju Streptomyces – szare, białe lub różowe zaplamienia, drobne ubytki. W zaawansowanym stopniu destrukcji pergamin Może byz zaatakowany przez bakterie, promieniowce i grzyby.

Bakterie powodują ubytki masy pergaminu oraz powstanie produktów rozkładu w dużych cząsteczkach (ekstrakt uje się w wysokich temp.) i o małych cząsteczkach (ekstrakt uje się w niskich temp.). Bacillus sp., Micrococcus sp., Streptococcus sp., Bacterium sp.

Glutyna, żelatyna – jako zdegradowane formy kolagenu są rozkładane przez proteazy dużo łatwiej niż kolagen.

ROZKŁAD SKÓR ZABYTKOWYCH I TKANIN POCHODZENIA ZWIERZĘCEGO

Skóry – garbowane roślinnie, wyprawiane glinowo, wyprawiane tłuszczowo.

pergamin	skóra garbowana
- spłaszczona, blaszkowata struktura splotu włókien kolagenowych - łatwy do rozerwania na cienkie blaszki - brak garbników - gwałtowna absorpcja wody w dużych ilościach - w suchych warunkach większa odporność na starzenie - niska temp. skurczu - sztywny, twardy, mało giętki - biały kremowy	- złozona, trójwymiarowa struktura splotu włókien kolagenowych - trudny do rozerwania na cienkie blaszki - duże ilości garbników - dość wolna absorpcja wody - w suchych warunkach mniejsza odporność na starzenie - wysoka temp. skurczu - Roźnie, zazwyczaj b. giętki niż pergamin - różne kolory – białe, brązowe, beżowe

Garbowanie skóry:

1. Garbniki – związki chemiczne mające zdolność do wiązania się z kolagenem skóry.

2. Garbniki organiczne – np.: roślinne, tłuszczowe, aldehydy.

3. Garbniki mineralne – np.: sole glinu

garbowanie sieciujące	garbowanie napełniające
polega na chemicznym wiązaniu się garbników z kolagenem, w wyniku czego tworzą się bardzo silne wiązania sieciujące	polega na tworzeniu się kolagenowych warstw cząsteczek garbnika związanych w sposób słaby i nietrwały, niesieciujący

Oba sposoby wiązania cząsteczek garbnika przez kolagen występują we wszystkich rodzajach garbowania, ale ich udział jest różny i ma to wpływ na właściwości wyprawienia skóry

Garbniki roślinne

Duże rozłożone cząsteczki, występujące w roślinach, tworzące roztwory o znacznych właściwościach sieciujących.

cząsteczki pirokatechinowe	cząsteczki pirogalowe
- dające w procesie suchej destylacji pirokatechinę, czyli dihydroksybenzen - występuje w drewnie dębu, świerku, kasztana jadalnego - mniej odporne na starzenie - 2 grupy OH	- dające w procesie suchej destylacji pirogalol, czyli tri hydroksybenzen - występuje w drewnie sumaku, akacji, mimozy - b. odporny na starzenie - 3 grupy OH

. Właściwości skór garbowanych roślinnie:

1. duża wytrzymałość mechaniczna

2. duża elastyczność, tzw. miękki chwyt

3. odporne na wodę

4. stosunkowo duża odporność na atak mikrobiologiczny

5. barwa – różne odcienie brązu

Goliznę zanurza się w zawiesinie garbnika na kilkanaście godnin lub dni, garbniki wnikaja w głąb skóry i reagują z kolagenem.

Wyprawa solami glinu

Surowe skóry powleka się tłustymi substancjami (zwierzęcymi, mózg, jaja, trany, mleko, masło). Natłuszczone skóry ogrzewano w wilgotnym powietrzu lub działano dymem, co powodowało utleniania się tłuszczy i przekształcanie się ich w aldehydy i polimery typu epoksydowego, które mają właściwości garbujące. Takie skóry są gładkie i elastyczne, można z nich wycisnąć wodę.

Garbowane dymem

Skóry poddaje się działaniu dymu ze spalonego drewna. Dym zawiera aldehydy o działaniu garbującym. Jeśli skóra jest dodatkowo natłuszczona, to powstają kolejne porcje aldehydów.

Zniszczenia mikrobiologiczne skór garbowanych roślinnie

1. Im starsze było zwierzę, tym bardziej odporna skóra.

2. Nowe skóry garbowane roślinnie są b. odporne na rozkład mikrobiologiczny. Skóry zabytkowe, starsze często dotknięte czerwoną korozją są narażone, b. podatne na rozkład mikrobiologiczny.

3. Składniki w takiej skórze są zużywane przez drobnoustroje w następującej kolejności:

   1. białka niekolagenowe i tłuszcze

   2. garbniki

   3. kolagen

4. Zespoły drobnoustrojów uczestniczące w rozkładzie skór zmieniają się w miarę wyczerpywania się wymienionych składników w skórze. Grzyby rozkładające garbniki: Aspergillus fumigatus, A. flavus, A. terreus, Penicillium nota tum, P. frequentens.

5. pleśnie → rozkład → bakterie i promieniowce → promieniowce → całkowity rozkład

Przyczyny podatności mikrobiologicznej skóry wyprawianych glinowo w porównaniu z garbowaną roślinnie: Słabe wiązanie czynnika garbującego z kolagenami – przewaga garbowania napełniającego nad sieciującym. Częściowa hydroliza kwasowa kolagenu w przypadku kontaktu z wodą

Rozkład tkanin pochodzenia zwierzęcego

1. jedwab - zawiera białka – fibroinę i serycynę

2. wełna - zawiera białko – keratynę

Keratyna i fibroina – białka włókniste, ich struktura II-rzędowa to tzw. struktura β – pofałdowanej karki.

Podatność mikrobiologiczna tkanin

Tkaniny pochodzenia zwierzęcego są b. odporne niż tkanin pochodzenia roślinnego. Białko wełny – keratyna – i białko jedwabiu – fibroina – ze względu na swoją złożona strukturę są atakowane głównie przez bakterie. Jedwab jest bardziej odporny od wełny.

keratynolityczne bakterie	Bacillius mesentericus, B. subtilis, B. cereus, Pseudomonos sp., Streptomyces fradiae
keratynolityczne grzyby	Microsporum, Trichophyton, Fusarium, Rhizopus, Chaetonium, Aspergilus, Penicillium
fibroinolityczne bakterie	Pseudomonas ce pacia, Streptomyces sp., Serretia, Vinovovax paradoxus, Bacillius sp.,
fibroinolityczne grzyby	Aspergillus Niger

ZNISZCZENIA MIKROBIOLOGICZNE PŁÓTNA

Obrazy olejne na płótnie, pastele, akwarele i grafiki na papierze, malarstwo na drewnie i rzeźba polichromowana, malowidła ścienne- degradacja podłoża → degradacja warstwy malarskiej.

Zmiany strukturalne – wewnątrz malowidła, wrastanie strzępek grzybni w głąb malowidła poprzez warstwę malarską i podłoże, drobne nierówności w warstwie malarskiej (perytecja, pyknidia), kratery, zmniejszona przyczepność i kruchość warstwy malarskiej, odpadanie cząstek pigmentów, złuszczanie się powierzchni, proszkowanie się osłabionej warstwy malarskiej.

Zawsze atakuje zespół mikroorganizmów, nawet jeśli zaplamienie jest jednolite.

Pseudostrzępki promieniowców często obrastają strzępki grzybów, co może świadczyć o zużywaniu ich jako pożywienia.

Mechanizm tworzenia się zniszczeń mikrobiologicznych

1. Tworzenie się biofilmu na powierzchni malowidła.

2. Enzymatyczny rozkład organicznych składników malowideł, głównie spoiw.

3. Wydzielanie agresywnych kwasów

4. Reakcje utleniania i redukcji rozkładające spoiwa ale też materiały do konserwacji – celuloza z okładów odsalających, resztki gumki chlebowej, syntetyczne polimery.

Wpływ kwasów organicznych na składniki malowideł

1. Rozpuszczanie węglanu wapnia
   CaCo₃ + H₂CO₃ → Ca(HCO₃)₂

2. Przemiana błękitnego azurytu w zielony octan miedzi
   2 CuCO₃ x Cu(OH)₂ + 6 CH₃COOH → 3 Cu(CH₃COO)₂ + 2 CO₂ +4 H₂O

Na ścianie występują bakterie : różne gatunki Bacillus, Streptomyces, grzyby Sporothix schonchii, Penicillium, Aspergillus.
proszkowate naloty oraz pudrowanie się, odspojenie
białe naloty, mocno przylegający proszek
białe naloty, żółte, zielone
czerwone przebarwienia
intensywny i ścisły białawy nalot, pudrowanie warstw mal., biały proszek lub błyszczące nawarstwienie, niebieskie z jasnoszarymi, „zakurzone”, wyblakłe, białą patyna

Grzyby na malowidłach – Acremonium, Alternaria, Aspergilus, Ameobasidium, Botrytis, Chaetonium, Cunninghamella, Chedosporium, Engyodontrium, Epicoccum, Fusarium, Penicillium, Phoma, Trichoderma, Verticillium, drożdżakowate, jak i również sinice, zielenice, glony (wilgotno i światło).