劉士棟,張川

（國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計量中心,天津 300112）

霉菌屬于真菌，其種類繁多[1]，包括真菌門中的子囊菌綱、藻狀菌綱、不完全菌綱等。霉菌的傳播主要是孢子,其大小肉眼難以觀察。霉菌孢子從孢囊中散發(fā)出來會隨空氣四處漂浮，因此在日常的環(huán)境中一般存在有霉菌孢子。霉菌孢子具有良好耐受外界環(huán)境的機制，在遇到合適的生長環(huán)境時便會生長繁殖。霉菌的生長必須要有合適的溫度、濕度和營養(yǎng)物質(zhì)。一般認(rèn)為在溫度20～35 ℃, 相對濕度75～95 %的環(huán)境下，霉菌可出現(xiàn)大量的繁殖現(xiàn)象。霉菌在生長中需要碳、氮、鉀、磷、硫、鎂等營養(yǎng)物質(zhì)，而這些營養(yǎng)物質(zhì)在橡膠、皮革、纖維材料等中大量存在，這也是霉菌易造成材料破壞的原因所在[2]。霉菌的腐蝕是一個復(fù)雜的過程，涉及生物化學(xué)、界面化學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域，主要包括霉菌對材料的蝕食、代謝產(chǎn)物對界面的腐蝕以及由此引發(fā)的連續(xù)腐蝕過程。霉菌對儀器造成的失效模式主要包括菌絲在表面的生長會造成回路常數(shù)改變、絕緣電阻降低；表面的侵蝕造成材料裂紋、應(yīng)力改變等；霉菌腐蝕還易引起絕緣電阻降低、形成開路等；霉菌的生長也會使設(shè)備界面吸濕性加強，降低性能；此外，霉菌還容易引起人體審美上的不適等。由此可見，霉菌能引起材料性能的改變，影響儀器的功能。特別是隨著海洋儀器種類的增多和應(yīng)用范圍的擴展，越來越多的新式制造工藝、設(shè)計工藝和新材料應(yīng)用到產(chǎn)品的研制及生產(chǎn)當(dāng)中，這就對產(chǎn)品的防霉性能提出了更高的要求。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，霉菌生長引起的失效是功能性失效最主要的因素之一[3]。霉菌試驗是環(huán)境試驗的一種，通過在實驗室中人為創(chuàng)造出材料易感霉菌環(huán)境來評價材料或儀器設(shè)備在霉菌環(huán)境中的適應(yīng)性和可靠性。

海洋科考船是海洋調(diào)查和海洋科考的重要場所?？瓶即嫌写罅康暮Ｑ罂瓶荚O(shè)備，如CTD、海流計、ADCP等。海洋科考船幾乎全年處于高濕的環(huán)境中，船體中的霉菌大量增殖?？瓶即幍暮Ｑ蟓h(huán)境中有大量的鹽霧存在，使得眾多的儀器或材料表面存在一層“鹽膜”，這會影響霉菌的生長?！跋蜿柤t10”船是一條母港為舟山港的海洋科考船，每年有300多天處于高溫高濕的海洋環(huán)境中，該船具有典型的海洋科考船環(huán)境，查明其霉菌環(huán)境具有重要參考意義。本次調(diào)查主要選取“向陽紅10”船空氣流通較差場所、儀器設(shè)備使用和貯存場所，主要包括生化實驗室、地球物理實驗室、儀器設(shè)備貯存室、后甲板底艙等。通過對“向陽紅10”科考船的霉菌進行采樣、分析，以查明科考船上的霉菌群落特征，為海洋儀器的防霉設(shè)計及霉菌試驗提供參考。

1 培養(yǎng)基

本次調(diào)查采用的培養(yǎng)基共有3種，分別是察氏培養(yǎng)基、馬鈴薯培養(yǎng)基和孟加拉紅培養(yǎng)基[4]。

2 采樣方法及培養(yǎng)鑒定方法

2.1 采樣方法

2.1.1 空氣樣

空氣樣品的采樣：將平板培養(yǎng)皿放置在空氣流通較差或有明顯霉腐味的地方，打開上蓋約5～10 min，然后蓋好進行密封處理，放入冰箱中冷藏。在實驗室采用劃線分離法進行菌種的分離培養(yǎng)和鑒定[4]。

2.1.2 固體樣

選取在明顯霉腐環(huán)境中的線纜、纖維制品、塑料制品等小塊樣固體，然后將樣品放入培養(yǎng)皿或試管中；對于有明顯霉腐跡象的材料或儀器表面如玻璃表面等，首先用棉簽或涂抹棒在霉腐表面進行輕輕擦拭，然后同樣在培養(yǎng)基表面進行擦拭或涂抹，最后進行密封處理，放入冰箱中冷藏，帶回實驗室進行倒置培養(yǎng)和分離鑒定[4]。

2.2 培養(yǎng)及鑒定方法

2.2.1 霉菌的培養(yǎng)方法

2.2.1.1 固體樣品上霉菌的分離及培養(yǎng)方法

將固體樣品放入無菌水或加入少量潤濕劑（如十二烷基硫酸鈉）的無菌水中，將固體上的附著霉菌或孢子分散開。如果霉菌或孢子的懸浮液比較清澈可以考慮不用稀釋；如果樣品大且懸浮液比較渾濁可將懸浮液進行稀釋。用吸管吸取霉菌孢子懸浮液滴到培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基上，涂抹均勻后將培養(yǎng)皿放置于溫度為25～30 ℃，相對濕度為90～98 %的霉菌培養(yǎng)箱中，倒置培養(yǎng)1～3周。

2.2.1.2 空氣樣品中霉菌的分離及培養(yǎng)方法

將采集到的空氣樣用接種環(huán)粘取待分離的霉菌菌落，在無菌平板表面進行平行劃線或者扇形劃線，然后將培養(yǎng)皿放置于溫度為25～30 ℃，相對濕度為90～98 %的霉菌培養(yǎng)箱中，倒置培養(yǎng)1～3周。

2.2.2 鑒定與優(yōu)勢種群的確定

首先進行菌落整體形態(tài)觀察，然后挑取少量菌絲體進行直接觀察，或者將菌絲體放置在顯微鏡下進行觀察。最后結(jié)合霉菌的整體菌落形態(tài)、菌絲體、孢子體等的顯微形態(tài)確定霉菌的種屬。優(yōu)勢種群一般是指在相同的生態(tài)環(huán)境中，數(shù)量明顯多于其他種屬的類群。

3 鑒定結(jié)果與討論

3.1 采集的部分樣品示例

圖1為采集的天線體、紡織品、線纜和橡膠管形態(tài)圖。

3.2 各菌屬鑒定與統(tǒng)計結(jié)果

本次調(diào)查共采集線纜等固體樣品及空氣樣105個，其中固體樣品45個，空氣樣品60個。將霉菌培養(yǎng)條件設(shè)置為溫度為25～30 ℃，相對濕度為90～98 %，一般在1～3周內(nèi)長成較為明顯且形態(tài)良好的菌落。霉菌的鑒定一般結(jié)合菌落形態(tài)、菌株的顯微形態(tài)和孢子形態(tài)等[5]，各類樣品及培養(yǎng)基的菌屬鑒定統(tǒng)計結(jié)果見表1、表2和表3。

圖1 采集到的樣品圖

表1 不同培養(yǎng)基菌屬類別和數(shù)量

表2 固體樣中菌屬名稱及數(shù)量

表3 空氣樣中菌屬名稱及數(shù)量

3.3 結(jié)果討論

本次調(diào)查，“向陽紅10”船上取得的樣品共鑒定出菌落數(shù)479個，分屬12個屬。固體樣品上共采集菌落數(shù)344個，分屬12個屬，其中曲霉屬（161個）、青霉屬（126個）為顯著的優(yōu)勢種屬。本次固體材料采集包括織物、纖維纜繩、金屬碎片、塑料制品、橡膠纜線、橡膠管、橡膠天線等，在固體材料上采集的種屬較多，可能與采集的材料種類繁多有關(guān)系?？諝鈽悠飞瞎膊杉鋽?shù)135個，分屬7個屬，優(yōu)勢種屬也是曲霉屬和青霉屬，但是鏈格孢屬的比例也較高。曲霉和青霉是常見的霉菌試驗腐蝕菌種，可對紙質(zhì)品、纖維制品、塑料、皮革、橡膠等多種材料造成破壞。鏈格孢霉一般可以在皮革、帆布、木材、紙張等多種材質(zhì)上生長，從而造成這些材質(zhì)的腐蝕。鏈格孢屬在可查到的霉菌試驗標(biāo)準(zhǔn)中較少提及，因此，鏈格孢霉可以考慮作為海洋儀器霉菌試驗中的添加菌種。從結(jié)果可以看出科考船上的霉菌群落環(huán)境復(fù)雜、種類繁多，優(yōu)勢種屬為曲霉屬和青霉屬，這兩種菌屬在陸地環(huán)境中也大量存在，可見這兩種菌屬的適應(yīng)環(huán)境的能力較強，并且這兩種菌屬會造成多種材料的霉腐。

4 小結(jié)

海洋環(huán)境與陸地環(huán)境相比，具有高濕、高鹽的特點。但高鹽環(huán)境并未大量抑制霉菌的生長，尤其船艙中空氣流通較差的區(qū)域，霉腐氣味較重,說明霉菌滋生嚴(yán)重。在這些船艙中長期安裝有大量的儀器、纜線等，如ADCP、測深儀等。目前在海洋儀器的設(shè)計中更多的注重濕熱和鹽霧的防護，對于霉菌的防護意識較差。因此，首先應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)品的選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面加強防霉菌的考量，在海洋儀器的研制、生產(chǎn)階段應(yīng)當(dāng)重視霉菌試驗的篩選作用；其次，船舶環(huán)境是一個重油污環(huán)境，雖然儀器的材料本身防霉效果良好，但是在船舶環(huán)境中表面易沾染油污，仍然會造成霉菌的滋生，這也是在儀器的設(shè)計、試驗中應(yīng)當(dāng)考慮的。