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寄稿「美術品・文化財のカビによる劣化とその対策」

2011.03.03

NPO法人カビ相談センターより発行されている会誌『かびと生活』Vol.2,No.2(2009年)に、当研究所スタッフの川上(IPMアドバイザー)が寄稿しました。そちらで掲載された内容を一部抜粋してご紹介します。

1.はじめに
  日本は,年間降雨量が世界のベスト10前後に常にランクされる高温多湿な気候風土の国であることは周知のことです。そのため,絵画や文化財のカビによる被害が深刻なことから,美術館や博物館では文化財燻蒸ガスとして臭化メチルを含む燻蒸剤を長く使用してきました。しかしながら,臭化メチルがオゾン層を破壊することが明らかになり,検疫用途と不可欠用途を除き臭化メチルは2005年に全廃されました。また,ビルや学校などの公共施設でも,室内環境での化学薬剤の使用を制限するようになってきました。このような社会的背景から,害虫やカビの防除法として,農業分野で歴史の長い総合的有害生物管理(IPM:Integrated Pest Management)を美術館や博物館でも使おうというのが最近の主流となっています。
2.美術品や文化財のカビによる被害事例
2-1.美術作品のカビ被害

図1 美術作品のカビ被害例
 ある美術館のカビ被害調査を実施した際に撮影した作品のカビ被害事例を図1に示しました。絵画や文化財のカビによる被害は,多くの場合結露を原因として発生します。この場合の結露は,冬場に暖房した部屋の窓ガラスに水滴となってしたたり落ちる結露というよりは,換気扇を回さずにお湯を沸かした際に食器棚のガラスなどに生じる曇りのような結露を指します。絵画などの作品のカビ発生は,収蔵庫の局所的な高湿度が原因で額や保護ガラスに結露が生じ,そこにカビ胞子が付着することから始まります。付着した胞子が発芽して菌糸を伸ばし,更に集落を形成し,そのまま気がつかずに放置して数ヵ月が経過すると,画面の表面にもカビの繁殖が広がり集落を形成します。更に,カビの代謝産物によって画面に褐色斑点が形成され1),著しく作品を汚染するばかりでなく,亀裂や剥落など更に甚大な被害へと繋がります。褐色斑点は,油絵ではstain(ステイン),紙作品や書籍ではfoxing(フォクシング)と呼びます2)。このようなカビの発生過程は,基本的に壁画や建造物などの文化財についても同様です。

図2 収蔵絵画約100点から分離されたカビの割合
(2007年2月・7月・11月の3回の調査の集計)
 ある美術館の展示室,収蔵庫,通路などのバックヤードを2月,7月,11月の3回調査したデータ「約100点の収蔵絵画の付着カビの割合」を図2に示しました。季節的な変動があるにせよ,アスペルギルス属Aspergillus,クラドスポリウム属Cladosporium,ペニシリウム属Penicilliumの3属に属するカビが絵画の汚染カビの60~70%を占めていることが明らかになりました。アスペルギルス属とペニシリウム属のカビ類には耐乾性の種が多く含まれ,クラドスポリウム属は好湿性であることから,美術館の立地条件や季節によって,この3属の間の割合は異なることが推察されます。すなわち,夏場にはアスペルギルス属とクラドスポリウム属が多くなり,冬場にはペニシリウム属が多くなると筆者は考えています。
2-2.木製美術工芸品のカビ被害
 木製の美術工芸品に被害を与えるカビは,表面を変色・着色汚染したり,繁殖して著しく美観を損ねたり,亀裂を引き起こすことがあります。主に,以下に列記する9属に属するカビ類がその原因であることが知られています5)。 アルタナリア属Alternaria,アスペルギルス属Aspergillus,ケトミウム属Chaetomium,クラドスポリウム属Cladosporium,フザリウム属Fusarium,ムーコル属Mucor,ペニシリウム属Penicillium,リゾープス属Rhizopus,トリコデルマ属Trichoderma
2-3.木造建造物のカビ被害
 クラドスポリウム属は好湿性のカビで,湿気の多い住宅や湿度管理が不十分な公共施設では常に優占種となっています。そのため本属のカビは,壁画の黒斑,漆塗りの建造物の黒変現象,文化財建造物の彩色の黒変化などの原因菌となることが知られています5)。 また,文化財の木造建造物は,降雨による湿気から木材腐朽菌による被害を受けることがしばしばあります。原因菌としては,ナミダタケSerpula lacrymans,アラゲカワラタケCoriolus hirsutus,イチョウタケPaxillus panuoides,オガサワラハリヒラタケGyrodontium versicoiorなどが知られています。
3.美術品や文化財のカビ調査について
3-1.IPMを踏まえた調査の考え方
 「敵を知り,己を知れば,百戦危うからず」とは「孫子の兵法」を源とする誰もが知っている著名な格言ですが,これはIPMにも当てはまる“ことわざ”であると思います。「被害を与えているカビの実態」を把握する(敵を知る)ことがIPMを実践する上での優先課題となりますが,管理費用の確保と施設の改善,そして何より日常管理を遂行する実行力(己を知る)がなければIPMを踏まえたカビや害虫の管理を実践することが困難になります。筆者は自称「IPMアドバイザー」として,美術館の管理者と学芸員にこの考え方の理解を得ることに努力しています。臭化メチルの代替薬剤として,アルプ(酸化プロピレン+アルゴン)やエキヒュームS(酸化エチレン)などの燻蒸ガスが推奨されていますが,これらの化学薬剤を効率よく的確に使用するためにもIPMの正しい知識を普及することが大切であると思います。
3-2.調査の回数と検査・測定法
 美術館や博物館の立地条件をみると,林の中や海・湖・河川の近くなど自然の豊かな場所に建てられていることが多く,寒暖差に伴う湿度管理(湿気対策)を踏まえた収蔵庫の建設が不可欠です。ところが,建物の外観や展示室の見栄えの良さばかりが先行して,作品を守るという観点から見ると“構造上の欠陥がある”美術館や博物館が多いことも事実です。また,経済的あるいは知識不足から,年間を通じた湿度管理が徹底されていない美術館もあります。
 梅雨時期を含む夏季と屋内結露の多い冬季はカビが発生しやすい季節ですので,環境調査をする必要がありますが,それに加えて比較的湿度が安定している春季と秋季にも調査を行うと年間の季節変動を大凡把握することができます。美術館や博物館を初めて調査する場合に,筆者は年3回の調査を実施することを勧めています。また,調査場所は「収蔵庫」と「展示室」だけでなく,バックヤードの書庫・通路・階段,出入口から展示室へ通じる来館者通路や売店なども加え,カビの発生源となっている箇所の探索に努めています。
[付着カビの検査]

図3-1 滅菌スタンプ瓶による収蔵作品の付着カビ検査
 絵画の額や画面,室内の壁や床などに発生(付着)しているカビ(菌糸と胞子)を調べるためには,滅菌スタンプ瓶(栄研化学)を使います。このスタンプ部を検査したい箇所に圧着させ,その場で寒天平板培地(DG18;ディクロラン・18%グリセロール寒天またはPDA;CP加ポテトデキストロース寒天)にスタンプ部を圧着することにより付着カビを採取します(図3-1)。また,絵画の額の凸凹部やすき間の塵埃については,抗菌処理をしていない滅菌綿棒を用いて拭き取り,寒天平板培地に塗布して採取します。
[浮遊カビの検査]

図3-2 エアーサンプラーによる展示室の浮遊カビ検査
 
  従来,公共施設や住宅のカビ調査を行う場合,10ヵ所前後の付着カビの調査を行い、落下真菌数の測定(数枚の平板培地を5~10分間暴露する落下法)を補助的に行うことが主流であったように思います。しかしながら、それでは室内汚染カビの実態を十分に把握することができないばかりか,重要な菌種を見落とすことが近年の室内カビ調査の研究で明らかになってきました。室内環境中の浮遊カビを調べることにより,1m3当たりの浮遊真菌数(カビ濃度)をほぼ正確に把握することができ,これは,「付着カビの調査だけでは見落としがちな菌種の分離」と「発生源の探索」に有効な手段となります7),8)。 浮遊カビを調べるためには,一定の空気を吸引するエアーサンプラーが必要となります。 エアーサンプラーには,(1)スリット方式,(2)ピンホール方式,(3)多段多孔板方式,(4)多孔板衝突方式,(5)回転遠心衝突方式の5つの種類がありますが,一般的に使用されているエアーサンプラーは,「(4)多孔板衝突方式」と「(5)回転遠心衝突方式」です。前者は90mmの平板培地をセットして一定量の空気を培地の表面に吹き付ける方式で,後者はバンド形の専用培地をセットして内臓する回転刃で一定量の空気を培地の表面に吹き付ける方式です。しかしながら,サンプリング後に発生するカビ集落が重なりにくいことや培養後の単離作業のやり易さなどから,最近では「多孔板衝突方式」のエアーサンプラーが主流となっています11)。筆者は,多孔板衝突方式のSASスーパー100CR エアーサンプラー(International Pbi製)を使って測定しています(図3-2)。美術館や博物館では,作品に被害を与えるカビやアレルゲンとなるカビを捕集することが目的ですので,使用する寒天平板培地はDG18を使うことが多く,PDAを使うことは殆どありません。 エアーサンプラーによる測定数は調査場所の状況によって異なりますが,壁などで仕切られた部屋を1エリアとした場合,1~2ヵ所の測定では不十分です。筆者らが統計的に調べた結果,四隅と中央の5ヵ所は最低限必要で,より正確な値を得るためには10ヵ所以上の測定が必要なことが判りました。それぞれの測定地点(床上1.2~1.5m)で吸引する空気の量は100~200lで,空気を捕集してカビ胞子が付着した平板培地は直ちに実験室へ持ち帰り,25℃で7~10日培養します。培地に発生したカビ集落(colony)を計数し,その補正値(または測定値)から1m3当たりの浮遊真菌数を算出して汚染度を把握します。
[温度・湿度の測定]

図3-3 サーモレコーダーによる展示室の温度・湿度測定
  どこの美術館や博物館でも展示室や収蔵庫の隅に1~2台の自記温湿度計は設置されていますが,それで湿度管理が十分に出来ているかというとそうでもありません。カビは,空気の流れがなく,部分的に高湿度になっている場所やそこに置かれている作品に発生します。 調査を実施する場合には,24時間の温度と湿度の状態を把握するために,小型・電池式で長時間の連続記録が可能な自動記録式温湿度計(サーモレコーダー: RS-12, エスペックミック社など)を使います。展示室,収蔵庫,バックヤードなどに合計20台前後のサーモレコーダーを24~48時間(時には7日間)配置して測定します(図3-3)。そして,回収後にパソコンに測定データを取り込み,1時間ごとの温度と湿度のデータ解析を行います。
3-3.捕集したカビの同定検査

 「付着カビの検査」と「浮遊カビの検査」で用いた寒天平板培地を25℃で培養し,発生した集落から色や形態の異なる集落を単離し,新しい平板培地に植菌して二次培養(純培養)を行います。そして,発生した集落の「大きさ,色,表面性状(綿状・粉状・ビロード状・束状・平坦・酵母状など),臭気の有無,色素産生の有無,裏面の色」を観察します。その際に,必ず集落の写真を撮影しておくことが大切です。また,単離した菌株を同定するために,プレパラート標本を作製し,菌糸や胞子などの微細構造を観察することによって種または属の同定を行います6),9)。また,絵画や紙作品の汚染カビを調べると,ユーロチウム属Eurotium の無性生殖世代であるアスペルギルス・グラカス群(Aspergillus glaucus group)が多く分離されます。これらの菌種は光学顕微鏡レベルでは同定困難なため,遺伝子解析による同定検査を行います。この際に用いる遺伝子解析は,(1)ミトコンドリアDNAのチトクロムb 領域(402bp)や(2)リボソームRNA遺伝子の D1/D2 領域(500 bp )などです9)。
 図4に示したカビは従来から美術作品の褐色斑点や劣化(ステイン,フォクシングなど)の原因菌として知られていたカビですが3),4),これらの近縁種も同様の原因菌となることが筆者らの研究で明らかになってきました9)。図5に示す3種のカビは,遺伝子解析によって同定した美術作品の褐色斑点や劣化の原因菌です。


図4 美術作品の褐色斑点や劣化の原因カビ(従来から知られていた種)
  • (上)ユーロチウム・ハーバリオラムEurotium herbariorum
  • アスペルギルス・ペニシロイデスAspergillus penicillioides
  • アスペルギルス・レストリクタスAspergillus restrictus

図5 美術作品の褐色斑点や劣化の原因カビ(筆者らのグループが新たに同定した種)
  • (上)アスペルギルス・コニカスAspergillus conicus
  • (中)アスペルギルス・グラシリスAspergillus gracilis
  • (下)アスペルギルス・ビトリコラAspergillus vitricola
4.IPMによる対策について
4-1.調査や検査に基づく対策法の推進
 一般に,湿度が70%を超えて85%以上になった場合にカビが発生しやすくなります。美術館や博物館の場合,湿度が常に60%以下になるように管理する必要があります。しかしながら,前述のような調査の結果,バックヤードの非常口周辺や収蔵庫の隅が局所的に高湿度になっていることが明らかになることがあります。定期的な清掃点検を怠っていることが原因で,エアコンや換気ダクトがカビの発生源となっていることが判明したり,作品自体にカビが発生していることが確認されることもあります。
  収蔵庫や美術作品から分離されるカビには耐乾性の種が多く,カビ毒産生やアレルゲンとなる有害な種が含まれていることもあります。大量に繁殖浮遊した場合には,美術作品や文化財の汚染・劣化に留まらず,そこで働く学芸員や来館者への健康被害が懸念されます。筆者は実際に,「収蔵庫に入ると鼻水がでたり,咳がでたりする」という声を学芸員から聞くことがあります。そのような場合に調査してみると,やはり収蔵庫内に顕著なカビ汚染が認められます。
 立地条件や建築構造は美術館や博物館によって様々ですので,「カビの発生状況」または「カビが発生しやすい環境であるか否か」を正確に調査し,施設の不備の改善と日常管理の方法を提案し,具体的に推進することが「IPMによるカビ対策」だと思います。また,学芸員へのIPMの啓発と無理のない提案も大切です。筆者が美術館の有害生物管理をサポートする場合の実例を表1に示しました。建物の調査やカビ・害虫の検査ばかりでなく,美術作品自体の汚染・劣化の検査や修復が必要となりますので,信頼できる修復工房との共同事業として活動しています。
対策項目 エフシージー総合研究所
(IPMアドバイザー)
シー・アール・エス
(絵画修復工房)
(1)美術館側との事前の打ち合わせ
(2)美術館内(収蔵庫・展示室)の環境調査  
(3)絵画等作品のカビ検査
(4)絵画等・作品の除菌処理と処理後のカビ再検査
(5)破損・劣化の多い作品の修復処理  
(6)改装工事などIPMのハード面のアドバイス  
(7)絵画保存データベース(修復管理リスト)の作成  
(8)定期的な環境調査と学芸員へのIPMのソフト面のアドバイス  
(9)殺菌処理・ガス燻蒸処理業者の紹介  
(10)絵画保管用の抗菌&難燃性保存用具の開発・販売
(11)収蔵庫に眠っている絵画の貸し出しサポート(前後のカビ・害虫検査を含む)
表1 美術館の有害生物管理サポートの実例 (*○印が担当する)

5.おわりに
 従来,学芸員資格を取得するための教育課程に,「保存科学」や「保存修復」に関するカリキュラムがなかったようです。しかしながら,美術館や博物館で働く学芸員が実際に現場で直面する美術品や文化財のカビや害虫による生物被害は想定外のことが多く,「どうして良いか判らない」という声を耳にします。また,経済情勢が厳しい中,保存や管理の費用を削減されて,「予算が無い」という声を更に多く耳にします。バブル経済の最中,世界中の著名な絵画や文化財を買い集め,“その作品”を目玉に集客しているような美術館もあるようですが,いずれにせよ所有している以上は“人類の遺産である美術品や文化財”を後世に残す責任があると思います。
 学芸員の教育,美術館や博物館の管理体制の見直し,国や地方自治体の経済的支援など美術品や文化財を“カビや害虫の被害から守る”ためには根本的に解決しなければならない問題が山積しているように思います。
 筆者は,今後も微力ながらこの問題に真摯に取り組んで行こうと考えています。本稿が“美術品や文化財の適切な管理のための啓発”の一助になれば幸いです。
 尚、本稿で紹介した新たな劣化起因菌について知りたい方は、下記の論文をご覧下さい。
  • ・美術館から分離されたAspergillus section Restrictus の遺伝子解析および形態的観察による同定,室内環境(2010)第13巻第2号131-139.
参考文献
  • 1)新井英夫(1984):紙類文化財の保存に関する微生物学的研究(第1報)紙の褐色斑(foxing)からの糸状菌の分離,保存科学,23,33-39.
  • 2)新井英夫(1987):紙類文化財の保存に関する微生物学的研究(第5報)foxungから分離した糸状菌の生理的・形態的性質・foxing形成機構および防除対策について,保存科学,26,43-52.
  • 3)新井英夫,根本ちひろ,松井紀恵,松村典孝,北村宏之(1989):紙類文化財の保存に関する微生物学的研究(第8報)-foxing部位の構成成分について-,保存科学,28,7-15.
  • 4)新井英夫,松村典孝,北村宏之(1990):紙類文化財の保存に関する微生物学的研究(第9報)人為的foxingの誘起,保存科学,29,25-34.
  • 5)新井英夫(2007):文化財の微生物による被害と対策,文化財の虫菌害と防除の基礎知識(2007年改訂版),文化財虫害研究所,東京,143-175.
  • 6)Klich M.A. (1988)Identification of common Aspergillus species. Centraalbureau voor Schimmelcultures, Utrecht, The Netherland, p.116.
  • 7)川上裕司(2006):神奈川県横須賀市の住宅におけるアスペルギルス オクラセウスの発生事例,室内環境学会誌,9,37-43.
  • 8)川上裕司,髙橋佑子(2007):肺アスペルギルス症患者宅の室内浮遊真菌調査,室内環境,10,155-162.
  • 9)川上裕司,杉山真紀子(2009):博物館・美術館の生物学-カビ・害虫対策のためのIPMの実践-,雄山閣,東京,p.174.
  • 10)Kirk P. M., Cannon P. F., Minter D. W. and Stalpers J. A. (2008):Dicrionary of fungi, 10th Edition, CAB International, UK, 771pp.
  • 11)新谷英晴,谷合悦子,黒須志のぶ,三木亜希子(2003):市販エアーサンプラーに拠る空中浮遊菌の捕集効率の比較―異なるエアーサンプラー間で捕集性能を一定にできる培地存在―,クリーンテクノロジー,2003.11,60-63.
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