Випробування mini DVD дисків на стійкість до ураження мікроскопічними грибами

3. Гриби, які засвоюють специфічні компоненти паперу, що складають незначну його частину (віск, парафін, синтетичні полімери, лаки, фарби тощо): Eurotium herbariorum, Aspergillus sydovii, Aurerobasidium pullulans, Botryotrichum piluliferum, Ceratocystis piceae, Chrysosporium pannorum, Epicoccum purpurascens, Geotrichum candidum, Myrothecium verrucaria, Myxotrichum carminoparum, Oidium bloxamii, O. rubiginosum, Paecilomyces arenarium, Penicllium brevicompactum, P. citrinum, P. oxalicum, P. puberulum, Phialophora americana, Ph. Fastigiata, Ph. Melinii, Ph. Richardsiae, Preussia fleischhakii, Rhodotorula glutinis, Spicaria smithii, Trichosporium heteromorphum.

Видовий склад  їх менш постійний і може змінюватися  залежно від міри розвитку паперового і поліграфічного виробництва. Але  для кожного періоду часу він  в основному не змінюється. Ці гриби  більш специфічні. Їх відрізняє здатність  швидко розмножуватися за наявності домішок до волокна чи покриттів. Інколи цьому сприяє близькість контактних матеріалів, за рахунок яких вони займають великі ділянки паперу.

4. Група грибів, яка постійно зустрічається на папері, хоча завдає йому невеликої шкоди: Cladosporium hordei, Helminthosporium velutinum, Mucor plumbeus, Penicillium commune, P. fellutanum, P. martensis, P. meleagrium, P. ochraceum, P. psittacinum, P. puberulum, P. terlikowskii, P. turbatum, Rhizopus stolonifer.

Ці види грибів поширені за рахунок великої енергії розмноження та інших причин (зараження повітря та різних предметів, що знаходяться в сховищі). Їхня присутність залежить від оточуючої мікобіоти.

5. Окремі випадкові представники. В кожному сховищі можуть бути виявлені численні види грибів, наявність яких залежить від різного роду місцевих умов: Chloridium minutum, Cladobotryum apiculatum, Chaetostylum fresenii, Mucor flavus, Syncephalastrum racemosum.

Для грибів папір  є поживним середовищем та опорним  субстратом. Дуже часто гіфи грибів можуть пронизувати аркуші документа  наскрізь. Розростання міцелію в  одних випадках призводить до його механічного сплетіння з волокнами  паперу, а в інших супроводжується ферментативною активністю та руйнуванням волокна. У результаті росту грибів на папері накопичується багато їхніх екзометаболітів або екстролітів, серед яких органічні кислоти, амінокислоти, пігменти, тощо. Пігменти, які продукують гриби-деструктори паперу і виділяють в навколишнє середовище, з’єднуються безпосередньо з волокнами паперу, а пігментні плями поширюються за межі колонії. Ці компоненти здатні до самостійних хімічних реакцій з компонентами паперу, що призводить до ослизнення та сцементування паперу [6, 17].

 

1.2.2. Пошкодження мікроскопічними грибами кіно- фотодокументів

 

З наукової літературні  відомі дані про пошкодження фотоматеріалів мікроорганізмами: плісеневими грибами  та бактеріями. Основні збитки кіно- фотодокументам та мікрофільмам приносять саме плісеневі гриби. Це пояснюється фізіологічними особливостями грибів, активна діяльність яких спостерігається при відносній вологості оточуючого повітря 70% і вище, а для бактерій 96 – 98%. Плісеневі гриби розвиваються на усіх типах плівок, але низькою грибостійкістю відрізняється кольорові кіно-фотодокументи. Плівковий носій є відносно довговічним матеріалом. Не випадково в архівній практиці, створення мікрофільмів, і надалі залишається важливим способом збереження резервних копій найбільш цінних документів, оскільки вони можуть зберігатися, за розрахунками спеціалістів, не менше 500 років [18].

Сучасні кіно- і фотоплівки складаються із двох основних шарів: ефіро-целюлозного і желатинового з компонентами, що утворюють чорно-білі, або кольорові зображення. Желатина – основний компонент фотографуючої емульсії та разом з целюлозою вони є прекрасними поживними середовищами для мікроскопічних грибів [19, 20]. Розчин желатини, що надходить для виготовлення емульсії, має, як правило, велику кількість мікроорганізмів. Таким чином, зародки бактерій і плісеневих грибів можуть бути внесені в неї ще при виготовленні плівок. Крім того, їх зараження можливе в процесі технологічного виготовлення. Попадаючи в умови сприятливі для розвитку, мікроорганізми викликають гниття, розм’якшення і розклад емульсійного шару [18] .

Спори гриба, проростаючи  на поверхні кіноплівки, спочатку утворюють  повітряний міцелій, який пізніше обов’язково  проникає в емульсійний шар. В  результаті на поверхні плівки з’являються  мутні плями. Хоч мікроорганізми рідко повністю знищують зображення, продукти їх життєдіяльності залишають сліди, які зазвичай дуже важко видалити [21]. Внутрішній міцелій, якщо і гине в результаті біоцидної обробки, але залишається видимим у плівці на просвіті. В процесі своєї життєдіяльності гриб спочатку розкладає желатину, внаслідок чого фотошар стає липким, що призводить до злипання витків рулону.

При архівному зберіганні фотоматеріалів спостерігається біопошкодження як емульсійного шару так і проявленого  зображення і їх основи (паперу), не дивлячись на те, що проявлені фотографічні зображення мають природній антисептик – срібло. Мікроміцети, які розвиваються на фотоматеріалах, здатні адаптуватися до срібла.

Перші дослідження  мікобіоти кіноплівок були проведені  в 50-х роках минулого століття співробітниками НДКФІ. Проби, взяті ними з фільмових матеріалів Держфільмофонда СРСР, показали, що фотографуючий шар кіноплівок уражений головним чином представниками мікроскопічних грибів - Penicillium sp. та Aspergillus versicolor [14]. З літератури відомо, що гриби таких родів як: Stachibotrys, Chaetomium, Cladosporium, Fusarium, Trichoderma, Rhizopus, Scopulariopsis належать до тих, які найчастіше уражають КФД [18].

Описано проведення детального вивчення мікобіоти документів ЦДАКФД. При досліджені 34 рулонів  кіноплівки було виявлено їх контамінацію спорами грибів, причому в 19 рулонах мікобіота знаходилась в життєздатному стані. Наприкінці 70-х років в процесі перегляду кінофотодокументів ЦДАКФД, які зберігалися в підземних боксах, виявлено 18 видів грибів, що утворювали на плівці плісневі нальоти. 

Вибірковий  контроль стану страхового фонду в цих сховищах показав, що в 15 з 68 обстежуваних приміщеннях виявленні документи, пошкодженні пліснявою. З них, фонодокументи на кіноплівці і на магнітній стрічці були значно уражені мікроскопічними грибами. Найбільше були пошкодженні кінодокументи [18].

Структура поверхні приміщень сховищ може сприяти адгезії  спор грибів і конденсації крапельної вологи, що може бути причиною біологічного пошкодження фотоматеріалів [18, 22].

Важливим фактором пошкодження фотографуючого матеріалу  є присутність вологи. В закритих конвертах і коробках, виготовлених із повітрянепрониклого матеріалу, може проходити конденсація вологи. Видовий склад мікроміцетів, виділених з фотопаперу, схожий зі складом мікроміцетів, які розвиваються на поліетиленових упаковках для фотоматеріалів, але відрізняється від видового складу мікроміцетів, що присутні на фотоплівках [18]. 

 

1.3. Оптичні носії інформації як субстрат для мікроміцетів

 

Оптичний диск — загальна назва для носіїв інформації, виконаних у вигляді дисків, читання з яких ведеться за допомогою оптичного випромінювання. Швидкий попит на використання оптичних дисків CD-R розпочався із створення технології запису на органічних барвниках, які під дією сфокусованого лазерного випромінювання змінюють свій колір.

Диск CD-R виконується у вигляді інтерференційного фільтру, в якому шар світлочутливого матеріалу розміщується між прозорою підкладкою з полікарбоната і відбиваючим шаром (рис. 1.3.1.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.3.1. Структура фрагменту оптичного диску за Устіновим В.А. [17].

 

На підкладці  в процесі її лиття формується спіральна доріжка. Інформація на диску записується у вигляді спіральної доріжки із пітів, (заглиблення, що видавлюються в полікарбонатній основі). Кожний піт має близько 100 нм в глибину і 500 нм в ширину (рис. 1.3.2.). Довжина, що має піт, варіює від 850 нм до 3,5 мкм. Шаг доріжок у спіралі складає 1,6 мкм.  Запис інформації здійснюється на доріжках, починаючи з центру диску. Світлочутливий шар складається із органічного барвника, який поглинає випромінювання в ближньому інфрачервоному діапазоні хвиль, і добавок, які підвищують властивості барвника і його адгезію до підкладки. Відбиваючий шар зроблений у вигляді тонкої (60 – 100) нм плівки золота, срібла або алюмінію. Захисним покриттям слугує шар лаку. Між шаром лаку і металу для підвищення строку служби можуть наноситись додаткові захисні шари. На поверхню шару диску зазвичай наносяться барвникові шари, які несуть інформацію про диск  [17, 18]. Інформація зчитується саме з металевої плівки, що покривається полімером, який захищає дані від пошкодження.

Рис. 1.3.2. Компакт-диск та деталізація будови пітів.

 

Інформація  з диска  зчитується за допомогою  лазерного променю з довжиною хвилі 780 нм. Принцип зчитування полягає  в реєстрації зміни інтенсивності  відбитого світла. Лазерний промінь фокусується  на інформаційному шарі в пляму діаметром ~1,2 мкм. Якщо світло зфокусувалося між пітами, то фотодіод реєструє максимальний сигнал. У випадку, коли світло попадає на піт, фотодіод реєструє меншу інтенсивність світла. Подальшим розвитком компакт-дисків стали DVD (Digital Video Disс) – цифрові відео диски, що вперше з'явилися в Японії восени 1996 року і мали такий же розмір, як і компакт-диск, але більш щільну структуру робочої поверхні, що дозволяє зберігати і зчитувати більше інформації за рахунок використання лазера з меншою довжиною хвилі – 650 нм. Пізніше DVD стали розшифровувати як цифрові універсальні / багатоцільові диски (Digital Versatile Disc), так як з часом їх почали використовувати для зберігання не тільки відео контенту.

Проблема збереження фізичного  стану оптичних дисків  надзвичайно  актуальна, так як на сьогодні вони найбільш масово використовуються у  великих бібліотеках та архівах  для збереження електронних документів, баз даних, цифрових колекцій - текстових, графічних, аудіо- і відеодокументів, в тому числі раритетних [18, 19].

Донедавна існувала думка, що оптичні диски, виготовленні на основі довговічних хімічно і  біологічно стабільних матеріалів, не піддаються дії мікроорганізмів  і зберігають інформацію не залежно від кліматичних умов їх зберігання та експлуатації [14]. Практично були відсутні дослідження щодо дії мікроорганізмів на CD поки в 2001 році не з'явилась інформація про те, що “гриб Geotrichum  candidum в умовах тропічного клімату проник ззовні в CD, зруйнував тонкий алюмінієвий шар і полікарбонатний напил, знищив дані, які зберігалися на диску. Компакт-диски змінили колір і стали прозорими. Навіть неозброєним оком було видно, що диски втратили колір і стали прозорими. Даний мікроорганізм живиться барвником, на якому випалюється інформаційний склад диска і повністю знищує алюмінієвий шар ” [20, 18,].

Зараження оптичних носіїв інформації відбувається в умовах високої  запиленості і насиченості повітряного  середовища спорами мікроскопічних грибів, не дивлячись на те, що при виготовленні компакт-дисків використовуються матеріали хімічно і біологічно стійкі. Мікроміцети, що пошкоджують компакт-диски належать до родів: Aspergillus, Botryotrichum, Cladosporium, Geotrihum, Fusarium, Mucor, Penicillium, Rhizopus, Trichoderma [14].

У зв’язку зі значними коливаннями температури  і відносної вологості повітря  відбувається зволоження субстрату, утворення  конденсатів, а також адсорбція  із повітря окисів азоту, сірки, карбону, хлоридів, пилу, сажі, що сприяє заселенню мікроорганізмами [14].

На оптичні диски негативно  впливає відносна вологість повітря. В діапазоні близько 100%, на них  активно розвиваються мікроміцети. При одночасній дії декількох  факторів (наприклад, температура і  вологість, мікроорганізми і вологість і т.п.) негативний ефект збільшується. Диск зазнає втрату робочого стану за більш короткий період [18, 19].

 

1.4. Найбільш  шкодочинні мікроскопічні гриби щодо носіїв інформації

 

Для того, щоб  виявити види мікроміцетів, які є  найбільш шкодочинні для окремих носіїв інформації та які є спільними для усіх, створено таблицю 1.1, з якої випливає той факт, що спільним контамінантом для паперу, CD-дисків та кіно- фотодокументів є Aspergillus niger. Гриби Trihoderma viride,  Penicillium funiculosum, Chaetomium globosum, Scopulariopsis brevicaulis, Aspergillus fumigatus є спільними контамінантами для паперу та CD-дисків. Paecilomyces variotii –знайдений на CD-дисках та кіно-фотоплівці. Aspergillus versicolor – зустрічається як на папері так і на кіно- фотодокументах.

 

Таблиця 1.1

Види грибів, що найчастіше зустрічаються на різних носіях інформації

№	Види грибів	Зустрічаємість  на різних носіях інформації			Посилання на літературне  джерело
		Папір	CD- диски	Кіно- фото- плівка
1	2	3	4	5	6
1	Trihoderma viride	+	+		*Нюкша (1994) [6]  **Великова (2008) [18]
2	Penicillium cyclopium		+		**Великова (2008) [18]
3	Penicillium notatum		+		**Великова (2008) [18]
4	Aspergillus terreus		+		**Великова (2008) [18]
5	Aureobasidium pullulans		+		**Великова (2008) [18]
6	Paecilomyces variotiі		+	+	**Великова (2008) [18] ***Мокеева, Бударина (1991) [11]
7	Penicillium funiculosum	+	+		*Нюкша (1994) [6]  **Великова (2008) [18]
8	Chaetomium globosum	+	+		*Нюкша (1994) [6] **Великова (2008) [18]
9	Scopulariopsis brevicaulis	+	+		*Нюкша (1994) [6]  **Великова (2008) [18]
10	Aspergillus niger	+	+	+	*Нюкша (1994) [8]         **Тихонова и др.(2003) [26]  ***Тихонова и др.(2003) [18]
11	Penicillium variotіi		+		**Тихонова и др.(2003) [26]
12	Aspergillus astatus		+		**Тихонова и др.(2003) [26]
13	Aspergillus fumigatus	+	+		*Нюкша(1994)[6]     **Тихонова и др.(2003) [26]
14	Geotrihum candidum		+		**Иконников и др. (2005) [29]
16	Mucor racemosum			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
17	Penicillium chrysogenum			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
18	Geomyces pannorum			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
19	Penicillium brevi-compactum			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
20	Penicillium roquefortii			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
1	2	3	4	5	6
21	Penicillium stoloniferum			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
22	Penicillium verrucosum			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
23	Penicillium warsmanni			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
24	Rhizopus nigricans			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
25	Aspergillus versicolor	+		+	*Нюкша (1994) [6] ***Тихонова и др.(2003) [18]
26	Penicillium glaucus			+	***Тихонова и др.(2003) [26]
27	Alternaria alternata	+			*Нюкша (1994) [6]
28	Aspergillus terreus	+			*Нюкша (1994) [6]
29	Doratomyces stemonitis	+			*Нюкша (1994) [6]
30	Chaetomium chartatum	+			*Нюкша (1994) [6]
31	Chaetomium indicum	+			*Нюкша (1994) [6]
32	Acremonium charticola	+			*Нюкша (1994) [6]
33	Alternaria tenuissima	+			*Нюкша (1994) [6]
34	Aspergillus candidus	+			*Нюкша (1994) [6]
35	Aspergillus  flavus	+			*Нюкша (1994) [6]
36	Aspergillus  wentii	+			*Нюкша (1994) [6
37	Сhaetomium bostrychodes	+			*Нюкша (1994) [6]
38	Сhaetomium  elatum	+			*Нюкша (1994) [6]
39	Monilia sitophila	+			*Нюкша (1994) [6]
40	Mariannaea elegans	+			*Нюкша 1994) [6]
41	Penicillium canescens	+			*Нюкша (1994) [6]
42	Penicillium decumbens	+			*Нюкша (1994) [6]
43	Penicillium  miczynskii	+			*Нюкша (1994) [6]
44	Penicillium  roquefortii	+			*Нюкша (1994) [6]
45	Sordaria fimicola	+			*Нюкша (1994) [6]
46	Trichoderma roseum	+			*Нюкша (1994) [6]
47	Ulocladium  chartatum	+			*Нюкша (1994) [6]
48	Cladosporium sphaerospermum			+	***Мокеева, Бударина (1991) [19]
49	Cladosporium herbarum	+			*Нюкша (1994) [6]
50	Fusarium culmorum	+			*Нюкша (1994) [6]
51	Fusarium solani	+			*Нюкша (1994) [6]
1	2	3	4	5	6
52	Oidiodendron cerealis	+			*Нюкша (1994) [6]
53	Myxotrichum chartatum	+			*Нюкша (1994) [6]
54	Myxotrichum deflexum	+			*Нюкша (1994) [6]
55	Penicillium luteum	+			*Нюкша (1994) [6]
56	Penicillium tardum	+			*Нюкша (1994) [6]
57	Penicillium purpurogenum	+			*Нюкша (1994) [6]