古代与现代柏木的水分吸附热力学比较研究

【目的】探究考古木材与现代木材在水分吸附热力学方面的不同及原因,旨在提高出土饱水木质文物的尺寸稳定性,可以为出土饱水考古木材的保护研究提供理论依据。【方法】以古代与现代柏木为研究对象,分别采用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱表征试材的微观形貌和化学基团;利用动态水分吸附分析分别测定25和50℃下的试材吸湿和解吸等温吸附曲线,并基于Hailwood-Horrobin水分吸着理论进行拟合,结合Clausius-Clapeyron公式分别计算试材的微分吸着热Q_(S)、自由能变化ΔG及微分吸着熵ΔS,分析考古试材与现代试材在吸附热力学量的差异。【结果】与现代木材相比,考古木材的细胞壁腐朽明显,产生大量细胞壁孔洞,并有菌丝体的存在。考古木材纤维素、半纤维素降解严重,而木质素相对含量升高,且极性基团−OH、−COOH含量减少。在一定温度下,考古木材的平衡含水率大于现代木材,而Q_(S)、ΔS值均低于现代木材,并在含水率5%处产生拐点,该拐点对应单分子层吸着水达到饱和;另一方面,考古木材和现代木材的ΔG值差异不大;考古木材在吸湿平衡态下Q_(S)、ΔG、ΔS值小于解吸平衡态的值。【结论】考古木材在经历长时间腐蚀后,细胞壁结构产生腐朽;与现代木材相比,考古木材纤维素、半纤维素降解程度最大,考古木材对水分的吸着减少;考古木材的吸湿性大于现代木材,而热力学值偏低;考古木材存在热力学吸湿滞后现象。

湖南益阳兔子山遗址出土竹简浸泡液可培养细菌的分离鉴定及部分功能特性

出土竹简失水后易导致其收缩变形,因而采用了不同措施对竹简进行饱水保存,但在饱水保存期间竹简仍可能遭受微生物的侵蚀而损害.为制定科学、适宜的饱水保存方案,采用稀释涂平板法获得可培养菌株,通过菌株形态学及16S rRNA基因测序,对其进行系统发育分析,并结合菌株纤维素、木质素降解酶活测定及木材崩解实验,对其进行降解潜力分析,比较益阳兔子山遗址出土竹简不同保存状态浸泡液中的细菌群落结构与功能特征.结果显示,加入新洁尔灭抑菌剂的竹简浸泡液(CX)可培养细菌含量最低,而使用长试管保存的竹简浸泡液(CS)含量最高,出现明显变色的竹简浸泡液(CB)与无明显变化的竹简浸泡液(CQ)含量差异较小;共分离获得13株细菌,分属于伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、假单胞属(Pseudomonas)、微杆菌属(Microbacterium)、贪铜菌属(Cupriavidus)、新鞘脂菌属(Novosphingobium)及Paraburkholderia 6个属,其中CX样品种群较丰富;纤维素、木质素降解功能筛选结果显示,具有降解能力的6株菌株均分离自CX、CS样品,其酶活在1.0-9.0 U/mL范围;6株具有降解酶活的菌株其竹材降解率均大于10%,在10.5%-16.5%范围.本研究表明不同保存方式的竹简浸泡液中细菌种群结构具有一定差异,其中还存在对饱水竹简具有潜在降解危害的微生物.因此,建议根据出土竹简的具体状况,采用适合的保存方式,并添加复合抑菌剂防止微生物损害饱水竹简.