摘 要:文章主要采用實驗法,通過對木醋液處理木質文物前后情況的對比分析,研究木醋液在文物保護中的作用機理,探討木醋液在木質類革命文物防腐、防霉和防蛀方面的應用效果,為我國木質類文物的保護提供一種新型、環保的處理方法,同時也為木醋液在其他領域的應用提供理論依據和實踐參考。
關鍵詞:木醋液;文物保護;應用研究
DOI:10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2025.06.014
0 引言
木質類革命文物作為革命歷史的載體,承載著豐富的文化內涵和歷史信息,對于研究近代革命歷史進程、繼承革命優良傳統、傳承民族精神都具有不可估量的價值。然而,隨著時間的推移,木質類革命文物面臨自然老化、微生物侵害、環境因素破壞等多重威脅,其保護工作顯得尤為迫切。在這一背景下,尋找一種有效、環保的木質類文物保護方法成為當前文物保護領域的重要課題。木醋液作為一種具有獨特性質的天然產物,其在木質類文物領域的應用正逐漸引起業者的關注。
1 木質類革命文物概述
木質類革命文物,通常是指在新民主主義革命時期,即1919年“五四運動”至1949年中華人民共和國成立這一時期,以及中華人民共和國成立后的革命和建設過程中,中國共產黨領導下的革命先輩們使用過的,或與重要革命歷史事件直接相關的,以木質為主要材質的實物藏品(資料)。這些文物不僅包括生活用品、戰斗武器、生產工具等,還包括具有重要歷史意義的文件、書籍、藝術品等。木質類革命文物是革命文化的物質載體,具有重要的歷史價值、藝術價值和科學價值,是進行愛國主義教育和革命傳統教育的重要教材。
2 木醋液成分與特性
木醋液是木頭在燒成木炭的過程中,冒出的煙氣經自然冷卻液化而成的一種以醋酸為主要成分的酸性液體混合物,pH值為2.0~3.5,其主要組分為水、醋酸、蟻酸、丙酸、丁酸、甲醇、丙烯醇、丙酮、甲乙酮、酚類等有機物。木醋液含有的大量有機物質,均具有殺菌、治蟲、除臭、防腐及提高有益微生物活性的作用。這些成分賦予了木醋液良好的防腐、防蟲、抗菌性能①。這些特性使它成為文物保護中的一種潛在優質材料,在木質類文物保護領域具有廣闊的應用前景。
3 木醋液應用于文物保護的文獻綜述
在文物保護研究中,不少學者對木質類文物的腐蝕原因與保護方法進行過探討。
3.1 木質類文物腐蝕原因與保護方法
關于木質類革命文物的腐蝕原因與保護方法,王曉明等學者認為,木質文物的腐蝕主要源于生物因素(如真菌、昆蟲侵害)和非生物因素(如溫濕度變化、紫外線照射、空氣污染等)。針對這些腐蝕原因,研究者們提出了物理加固、化學處理、生物防治等多種保護方法。其中,化學處理方法雖然能夠在一定程度上抑制微生物活動和腐蝕進程,但可能對文物和環境造成二次損害。因此,尋找更為環保、安全的保護方法成為研究的關鍵。
3.2 木醋液應用于文物保護領域的研究現狀
近年來,張莉等學者研究表明,木醋液處理能夠有效抑制木質類文物表面的微生物活性,減少腐蝕現象;同時木醋液處理對木質類文物的物理性能影響較小,不會對其結構和外觀造成顯著損害②。然而,目前關于木醋液處理木質類文物的最佳濃度、處理的時間和間隔長度等工藝參數尚未形成,許多亟待解決的問題為后續研究提供了廣闊的空間。
4 木醋液效力研究
實驗特意設在炎熱多雨,物品霉菌生發力極強的南寧地區,以探索不同濃度木醋液在保護木質類革命文物方面的有效性、耐久度。具體方案設計和成效分析如下。
4.1 實驗方案
4.1.1 材料與試劑
實驗選取了具有代表性的木質類革命文物樣本(杉木等),包括家具、雕刻品等,同時準備了相同品種、年代的新鮮木材作為對照。木醋液為本實驗的主要試劑,采用生物質熱解技術自制,并通過蒸餾、過濾等步驟純化(為了實驗準確、方便,本次我們在市面上購買)。此外,實驗中還使用了無菌蒸餾水、微生物培養基等輔助試劑。
4.1.2 實驗儀器與設備
實驗過程中使用儀器與設備:電子天平、精密pH計、恒溫培養箱、紫外可見分光光度計、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、木材防腐試驗機、真空干燥箱等。
4.1.3 實驗方案與步驟
①樣本處理:將木質文物樣本切割成規定尺寸(本次實驗使用3 cm×3 cm×2.2 cm杉木板),用無菌蒸餾水清洗表面,然后在真空干燥箱中干燥。
②木醋液處理:將純化后的木醋液分別配制成不同濃度,對木質文物樣本進行浸泡處理,設置不同的處理時間。
③對照實驗:對樣本同時進行相同條件的木醋液處理,與無菌蒸餾水處理的空白對照。
④性能檢測:對處理后的樣本進行防腐、防蟲、抗菌性能測試,包括微生物培養、物理性能測試、化學成分分析等。
4.1.4 數據處理與分析方法
實驗數據采用SPSS軟件進行統計分析,通過單因素方差分析(ANOVA)和鄧肯多重比較檢驗(Duncan's multiple range test)來比較不同處理條件下的差異顯著性。微生物培養數據通過計算菌落數量來評估抗菌效果,物理性能測試數據包括抗彎強度、抗壓強度等指標,化學成分分析數據通過FTIR和SEM等儀器獲得。通過綜合分析實驗結果,評估木醋液對木質類革命文物的保護效果。
4.2 實驗結果及分析
4.2.1 實驗結果
①防腐性能測試結果。經過木醋液處理的木質類文物樣本在防腐性能測試中表現出顯著的優越性。與對照組相比,木醋液處理組樣本的菌落數量顯著降低,其中濃度為6%的木醋液處理效果最佳,菌落數量減少了約82%。新鮮木材樣本經過相同條件下的木醋液處理也表現出良好的防腐效果。不同濃度測試數據見表1。
②防蟲性能測試結果。木醋液處理后的木質文物樣本在防蟲性能測試中表現良好。與對照組相比,木醋液處理組樣本的蟲蛀率明顯降低,濃度為6%的木醋液處理效果最佳,蟲蛀率降低了約83%。
③抗菌性能測試結果。木醋液處理組樣本在抗菌性能測試中表現出較強的抗菌作用。與對照組相比,木醋液處理組樣本的細菌生長受到顯著抑制,其中濃度為6%的木醋液處理效果最佳,抗菌率達96%。
④物理性能測試結果。木醋液處理后的木質文物樣本在抗彎強度、抗壓強度等物理性能測試中,與對照組相比,無明顯差異。
⑤化學成分分析結果。通過FTIR和SEM分析,發現木醋液處理后的木質類文物樣本化學成分沒有發生明顯變化。
4.2.2 結果分析
①防腐、防蟲、抗菌性能。實驗結果表明,木醋液處理能有效降低木質文物樣本的菌落數量、蟲蛀率,提高抗菌率。
②對木質類文物物理、化學成分影響。木醋液處理對木材的物理性能和化學成分沒有產生負面影響。這表明木醋液在保護木質類文物的同時,不會損害其原有性能和結構。
③木醋液濃度指標。實驗中,2%、6%、10%、15%四種濃度配比,以濃度為6%的木醋液綜合處理效果最佳。
綜上,木醋液在木質類文物保護方面具有顯著優勢,為木醋液在木質類文物保護領域的應用提供了依據和實踐參考。
5 木醋液保護木質類革命文物作用機理分析
木醋液在木質類文物保護中的應用,其保護機理是多方面的,主要包括以下三個方面。
5.1 抗菌防腐作用
木醋液中含有的有機酸、酚類化合物等活性成分,具有顯著的抗菌性能。這些成分能夠干擾微生物的細胞膜功能,破壞其代謝途徑,從而抑制細菌和真菌的生長,達到防腐的目的。這種抗菌防腐作用對木質類文物而言是至關重要的,因為它可以有效防止木材因微生物侵害而導致的腐朽。
5.2 脫酸作用
木質類文物在長期的保存過程中,可能會吸收空氣中的酸性氣體,導致木材內部酸性增強,進而引發纖維素和半纖維素的降解。木醋液中的有機酸可以與木材中的酸性物質發生作用,改變木材的內在環境,從而減緩纖維素的水解速度,保護木材的穩定性。
5.3 緩蝕作用
木質類文物中往往含有金屬配件,這些金屬在潮濕環境下易發生腐蝕。木醋液中的某些成分能夠在金屬表面形成一層保護膜,這層保護膜可以隔絕金屬與腐蝕性環境的接觸,從而起到緩蝕作用,延長金屬配件的使用壽命。
綜上,木醋液在木質類文物中的作用機制主要體現在其成分與木材內部的相互作用。木醋液中的活性成分能夠滲透進入木材的微孔結構,與木材中的纖維素、半纖維素和木質素發生物理或化學作用,形成一層保護層,這層保護層不僅能夠阻止微生物的侵入,還能在一定程度上阻隔水分和有害氣體,從而提高木材的耐久性。
6 木醋液對木質類革命文物保護效能的綜合評估
實驗中,木醋液作為一種環保型生物制劑,其綜合評估結果如下。
6.1 保護效果
實驗結果表明,經過木醋液處理的木質類文物,其微生物侵害程度明顯降低,蟲蛀現象得到有效控制,且木材的物理性能未受到影響,化學成分保持穩定。因此,從保護效果來看,木醋液能夠有效延長木質類文物的使用壽命,其保護作用是積極且有效的。
6.2 保護過程的安全性
由于木醋液是由生物質熱解得到的天然產物,其主要成分對環境和人體均無有害影響。在文物保護過程中,自然也不會對操作人員和參觀者造成健康威脅,同時由于其生物降解性,即使殘留在文物表面,也不會對環境造成長期污染。因此,從安全性角度來看,木醋液的保護過程是安全的。
綜上,木醋液對文物的保護不需要復雜的設備和專業技術,其操作簡便,易于實施。此外,木醋液的制備原料來源廣泛,成本相對較低,經濟上同樣具有優勢。
綜合考慮操作簡便性、經濟性和保護效果,木醋液保護方法在木質類文物保護領域具有較高可行性。
7 結論
經過一系列木醋液對木質類文物保護應用的研究,筆者認為:①木醋液作為一種天然、環保的保護劑,能夠有效提升木質類文物的耐久性,延緩其老化過程,同時保持了木材的原有風貌和物理結構。②盡管木醋液在木質類文物保護中展現出良好的前景,但木醋液的長期效果和穩定性還需要經過更長時間的檢驗。其濃度配比也還需要進一步優化。
此外,雖然本研究主要針對木質類文物,但木醋液的一些特性也顯示出其在金屬文物保護中的潛在應用價值。例如,木醋液的抗菌性能可能有助于抑制金屬文物表面的微生物腐蝕,其環保特性也符合金屬文物保護中對環境友好材料的需求。因此,木醋液在金屬文物保護中的應用前景值得進一步探索和研究。
注釋
①劉夢帆,郝潤琴,鄭曉偉,等.木醋液的抗氧化性和抑菌活性研究進展[J].安徽農業科學,2021,49(9):15-21,31.
②李卓,于立杰,梁春莉,等.木醋液在果樹上的初步應用研究[J].果樹資源學報,2021,2(5):80-82;票劍鋒,段龍飛,蔡陽光,等.六種不同生物制劑對魔芋生長的影響研究[J].廣西農學報,2021,36(5):43-48.
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