任珊珊

（國家圖書館古籍館，北京 100034）

空氣微生物是指空氣中細(xì)菌、霉菌和放線菌等有生命的活體，主要來源于自然界的土壤、水體、動植物和人類，多以氣溶膠形式存在于空氣中[1]。空氣微生物對人類健康有極大的影響，一般認(rèn)為粒徑分布在10～30 μm范圍內(nèi)的空氣微生物氣溶膠可進(jìn)入鼻腔和上呼吸道；粒徑為6～10 μm的會進(jìn)入支氣管中，粒徑為1～5 μm的會進(jìn)入肺部[2]。除了影響人體健康外，空氣微生物對圖書的危害更大。它們沉降在書籍表面，在適宜的環(huán)境（溫度、濕度、光線、pH值）下萌發(fā)，以紙張、淀粉漿糊、膠料以及油墨等作為養(yǎng)料，對紙質(zhì)文物造成不可逆的損毀[3]。近年來，空氣微生物的研究已經(jīng)成為圖書、文博、檔案行業(yè)的基礎(chǔ)研究內(nèi)容之一。1992年,王春蕾等[4]對故宮的研究發(fā)現(xiàn)，空間不夠封閉的總保管組和宮廷組的多數(shù)庫房空氣中的霉菌含量都超過了2 000 CFU/m3。馬燕天等[5]發(fā)現(xiàn)莫高窟封閉洞窟內(nèi)的細(xì)菌數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于洞窟外檢票口處，而真菌數(shù)量則相差不大，且由于氣候干燥，微生物數(shù)量隨季節(jié)變化的趨勢并不明顯。三峽博物館文物庫房的空氣微生物研究顯示，空氣微生物總數(shù)在不同樓層的文物庫房中無顯著性差異，采樣點最高檢出值為180 CFU/m3[6]。采用自然沉降法對中國農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書館共4層11個采樣點進(jìn)行細(xì)菌總數(shù)及霉菌總數(shù)的檢測，發(fā)現(xiàn)樓層微生物總數(shù)為385～822 CFU/m3[7]。為了加強(qiáng)庫房內(nèi)部環(huán)境控制，確保古籍不受有害微生物侵染，并保障工作人員健康，對古籍館5個重點書庫的空氣微生物進(jìn)行采樣分析。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器

FA-1六級篩孔式空氣微生物采樣器（北京明杰藍(lán)天），IPP400培養(yǎng)箱（德國美墨爾特），YXQ-LS-100G立式壓力蒸汽滅菌器（上海博訊），SW-CJ-2FD雙人超凈臺（蘇州凈化），THZ-C型空氣恒溫振蕩器（太倉培英），UPT-30L純水機(jī)（北京三達(dá)水）。

1.1.2 培養(yǎng)基

營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基：蛋白胨10 g，牛肉膏3 g，NaCl 5 g，瓊脂15 g；pH值7.2～7.4；121 ℃下滅菌20 min。

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基：馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂15 g，水1 000 mL，自然pH值。115 ℃下滅菌30 min。

1.2 方法

1.2.1 采樣點的選擇

根據(jù)古籍在書庫內(nèi)的分布情況，從白石橋館區(qū)四庫、白石橋館區(qū)臨時庫、古籍館館區(qū)前庫、古籍館館區(qū)中庫和古籍館館區(qū)后庫各選取一個書庫作為采樣區(qū)域。以下分別簡稱為庫1、庫2、庫3、庫4和庫5。

1.2.2 采樣、培養(yǎng)方法

每個采樣區(qū)域根據(jù)面積在對角線上選擇3個采樣點。采樣高度為1.2～1.5 m。每3月進(jìn)行一次平皿沉降式采樣，研究書庫微生物濃度的空間分布和季節(jié)性變化；進(jìn)行一次撞擊式采樣，研究書庫空氣中細(xì)菌的粒徑分布[8]。采樣結(jié)束后將培養(yǎng)皿正向靜置數(shù)分鐘，之后放入生物培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)。真菌培養(yǎng)條件為28±1 ℃，培養(yǎng)7 d；細(xì)菌培養(yǎng)條件為37±1 ℃，培養(yǎng)24 h。

1.2.3 菌落計數(shù)

培養(yǎng)完畢后計數(shù)培養(yǎng)皿上菌落數(shù)量，并根據(jù)不同的采樣方法選擇不同公式計算菌落總數(shù)（見公式1、公式2）。

平皿沉降法菌落計數(shù)：

式中，X為每立方米空氣中的微生物數(shù)量，CFU/m3；N為平板暴露5 min，采樣培養(yǎng)后，3個平皿上菌落數(shù)的平均值；r為平皿底半徑，cm。

撞擊式采樣法：

式中，X為每立方米空氣中的微生物數(shù)量，CFU/m3；F為采樣速度，L/min；T為采樣時間，min。

2 結(jié)果

2.1 書庫空氣微生物濃度的空間特征

分別在5個書庫設(shè)置采樣點，采樣培養(yǎng)結(jié)束后計數(shù)培養(yǎng)皿中的菌落數(shù)，并計算出各書庫空氣中的細(xì)菌和真菌濃度，結(jié)果見表1。經(jīng)計算可得出，5個書庫中空氣微生物總濃度范圍為550～982 CFU/m3，平均值為739±179 CFU/m3，均低于2 500 CFU/m3，符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[9]；各書庫真菌濃度明顯高于細(xì)菌。在選取的5個書庫中，庫1、庫4和庫5的空氣微生物濃度較低，而庫2和庫3空氣微生物濃度則遠(yuǎn)高于另外3個書庫。這是因為庫2和庫3平時并非用來保存善本古籍，僅在采樣階段作為臨時周轉(zhuǎn)庫，環(huán)境控制能力較弱。

2.2 書庫空氣微生物濃度的季節(jié)性變化

每3月進(jìn)行一次沉降式采樣，每年采樣4次，代表冬、春、夏、秋4個季度書庫空氣微生物濃度隨時間變化的情況。書庫環(huán)境和相對濕度直接影響著空氣微生物的生長和存活。書庫溫濕度同時受到恒溫恒濕空調(diào)和外界環(huán)境影響，在一定范圍內(nèi)波動。溫度以夏季最高，冬季最低，采樣期間溫度范圍為16～26 ℃；相對濕度以春秋兩季最低，夏季最高，冬季次高，采樣期間相對濕度范圍為26%～62%，符合外界溫濕度波動規(guī)律。

表1 國家圖書館不同書庫空氣中細(xì)菌和真菌的濃度

采樣培養(yǎng)結(jié)束后計數(shù)培養(yǎng)皿中的菌落數(shù)，并計算出各季節(jié)空氣中的細(xì)菌和真菌濃度，結(jié)果見圖1?？梢钥闯鰰鴰熘锌諝馕⑸锟傮w濃度以及真菌的濃度都是夏季＞春季＞秋季＞冬季；真菌濃度春季與夏季相當(dāng)，冬季與秋季相當(dāng)。

圖1 國家圖書館古籍書庫空氣微生物濃度季節(jié)性變化

2.3 書庫空氣中細(xì)菌的粒徑分布特征

對書庫空氣中的細(xì)菌進(jìn)行了撞擊式采樣。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)庫2的細(xì)菌濃度最高，庫1最低，這一結(jié)果與采用沉降法時基本一致。從圖2中可以看出空氣中的細(xì)菌在不同粒徑下的濃度分布有極大差別。整體來看，書庫空氣中細(xì)菌的主要粒徑分布在第1級和第5級兩個級別，即＞7.0 μm和1.1～2.1 μm，，分別占總數(shù)的27.22%和21.11%，分布最少的是第3級和第6級，分別為10.00%和7.22%。按不同空間來看，細(xì)菌的粒徑分布則稍有差別，庫1～5粒徑分布的峰值分別出現(xiàn)在第1級、第5級、第1級、第2級和第1級。

3 結(jié)論與討論

對古籍書庫進(jìn)行沉降式空氣微生物采樣，得到古籍館書庫中空氣微生物濃度范圍為550～982 CFU/m3，其中細(xì)菌濃度范圍為196～393 CFU/m3，真菌濃度范圍為314～589 CFU/m3，真菌濃度明顯高于細(xì)菌。書庫空氣中的微生物濃度符合GB/T 30227-2013《圖書館古籍書庫基本要求》[15]中空氣中菌落總數(shù)≤2 500 CFU/m3的規(guī)定。

圖2 國家圖書館古籍書庫空氣中細(xì)菌粒徑分布

5個書庫的空氣微生物濃度為庫5＜庫1＜庫4＜庫3＜庫2，這個結(jié)果與書庫的實際環(huán)境控制程度息息相關(guān)。庫2和庫3作為臨時周轉(zhuǎn)書庫，缺乏溫濕度控制系統(tǒng)，環(huán)境條件控制能力較弱，空氣微生物濃度最高。另外3個書庫均設(shè)有恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，故庫1、庫4和庫5的空氣微生物濃度很低，波動不大。

書庫中空氣微生物總體濃度以及真菌和細(xì)菌的濃度都是在冬季相對較低，春季逐漸升高，于夏季達(dá)到峰值，最后在涼爽而干燥的秋季后達(dá)到最低值。這是由于書庫溫濕度在恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的控制下，隨著外界環(huán)境溫濕度的變化，有一定范圍的波動。其中溫度波動相對較小，而相對濕度卻受外部環(huán)境影響較大。夏季采樣前后北京面臨多日強(qiáng)降雨，相對濕度很高導(dǎo)致空氣微生物濃度最高。

于夏季針對書庫空氣中的細(xì)菌進(jìn)行了碰撞式采樣，整體來看，書庫空氣中細(xì)菌的主要粒徑分布在＞7.0 μm和1.1～2.1 μm。從人體健康角度分析，粒徑在1.1～2.1 μm的微生物會隨著人體呼吸進(jìn)入三級支氣管，但整體濃度較低，不會造成健康危害。而不同粒徑對古籍善本的影響還需進(jìn)行進(jìn)一步實驗研究。