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森罗股份:浅谈影响纸质文物的外部因素(五)
2022-05-11

 前  言 




前面的文章已经逐步分析了氧化性气体、有害生物、温湿度以及酸性气体对纸质文物的损坏影响。空气中的氧化性有害气体,具有强烈的腐蚀作用,甚至还会在其传输、扩散过程中与紫外线或者其它物质发生物理和化学反应,而形成更具危害的二次污染物;有害生物虫霉是危害图书的一个重要因素,某些害虫能直接蛀食图书载体,使图书严重破损,霉菌能够分泌纤维素酶,加速纸张纤维素的水解;湿度可造成湿胀干缩、纤维素水解、脆化以及生物损害;酸性有害气体在水分作用下形成强腐蚀性酸,促使纸张中的纤维素水解生成易碎的水解纤维素、减弱纸张的机械强度及降低纸张的耐折强度等。

接下来本文将带大家了解空气污染物——气溶胶态污染物(又称“大气尘”)对纸质文物的影响。


 空气污染物概念 




空气污染物按其状态可分为气溶胶态污染物和气态污染物两大类。

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气溶胶态污染物

气溶胶态污染物又称大气尘,是指沉降速率可以忽略的固体粒子、液体粒子或固体液体粒子在气体介质中的悬浮物。按照气溶胶的物理性质,可将其分为粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾;根据粒径可分为降尘、飘尘、总悬浮微粒。

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气态污染物

常见的气态污染物大体可分为五种,即以二氧化硫为主的含硫化合物、以氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物、碳的氧化物、碳氢化合物及卤素化合物。在空气污染物中受到普遍重视的二次污染物主要有硫酸烟雾和光化学烟雾等。硫酸烟雾是空气中的二氧化硫等含硫化合物在有雾、含有重金属飘尘或氮氧化物存在时发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾和硫酸盐气溶胶。光化学烟雾则是在阳光照射下,空气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的烟雾。在酸性气体对纸质文物的影响中均已提及。


空气中的污染物多种多样,性质复杂。其中对文物会造成威胁、存在最为普遍的主要污染物有气溶胶态污染物(大气尘)、硫化物、氮氧化物、氯及氯化物、氧和臭氧以及其他污染物等。

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大气尘来源

大气尘的来源很广泛,可分为自然发生源和人为发生源两类。一般情况下,来自建筑物外部的颗粒物除自然因素外,大部分源自工业生产的燃料燃烧、车辆和加热器。


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大气尘分类

空气中的大气尘按照其颗粒粒径范围可分为三类。


第一类称为粗粒径大气尘,其颗粒物粒径介于1~20 µm以上。该类大气尘的粒径尺寸上限是一个可变量,直接和空气的流动速率相关。


第二类称为超小粒径大气尘。这些超小粒子的粒径尺寸介于0.01~0.1µm之间。超小粒子的一个典型来源是汽车尾气,但自然界也能产生超小粒子,它们从芳香植物蒸发,并在干燥晴朗时的空气中聚集,形成超小粒子烟雾。超小粒子不稳定,半衰期不超过12小时。通过相互聚集,超小粒子的粒径可以增加到中间范围。


第三类称为中间粒径大气尘,它包含粒径在0.1~2 µm之间的颗粒物。中间粒径大气尘是文物存储及展陈空间中大气尘防治的重点。

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大气尘对文物的破坏方式

空气中大气尘对文物的破坏作用主要表现在如下几方面。


第一,大气尘在文物表面的沉积会增加文物材料的机械磨损。


第二,大气尘会给文物带来酸性或碱性的危害。大气尘中的飘尘(粒径在10µm以下的大气尘)吸附能力很强,可以将空气中的有害物质(如硫化物、氮氧化物等)吸附在表面本身就具有酸性或碱性。


第三,大气尘会造成纸质文物的“砖化”。大气尘的成分复杂,有些微粒吸收水分会形成胶状物,从而使纸质文物黏结在一起。


第四,大气尘还会污染文物表面,影响文物色彩。空气中的大气尘多数是带有颜色的微粒,它们落在文物表面会使文物表面逐渐变为灰色,污染严重的还会导致文物纹饰不清,影响研究及展陈。


第五,大气尘会向文物传播霉菌孢子。附着孢子的大气尘侵入到文物保存环境中后,在一定条件下霉菌就会在文物表面滋长。


大气尘对纸质文物的损害,主要是颗粒中夹杂氧化性气体、酸性气体、水分及有害微生物,故主要损害文物的机理由颗粒所夹杂的物质为主。


 以防为主 防治结合 




纸质文物的保护贵在以防为主,防治结合。做好文物预防性保护就要从根本上解决文物展藏环境的“洁净、稳定、恒湿”等问题。


天津森罗科技股份有限公司提出的“高密闭环境下智能气调保护技术”(Controlled Atmosphere technology of High Sealed Environment),简称“CATHSE”。该技术是由围护结构密封、气体洁净、温湿度调控、氧含量调控、智能控制和信息化等构成的技术体系。


该技术以高气密围护结构为基础,隔离了外界污染性气体的侵入,再采用气体洁净及温湿度调控模块定期或持续的对文物展储空间内的气体进行处理,将空间内原有的污染性气体以及展陈装具、文物自身等挥发的有害气体含量降至较低水平,最大限度地避免文物累积性损害,实现文物“防酸化、防氧化、防腐蚀”等综合效果。


应用CATHSE技术对高气密洁净储藏柜、高气密洁净库房内的环境进行调节,并对有害气体进行检测,气体质量优于国家标准,结果详见下图。

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参考文献
[1] 王博. 影响纸质文物的五大环境因素[J]. 中国文物科学研究, 2011(2):5.
[2] 杨利广. 博物馆纸质文物的保存现状及病害原因分析[J]. 丝绸之路, 2016(24):2.
[3] 张兴伟. 书画等纸质文物的病害分析与环境研究[C]. 湖南省博物馆学会, 2012年会暨博物馆藏品征集与保护管理专题学术讨论会. 2012.
[4] 杨晓刚. 纸制文物保护探析[C]. 第六届全国考古与文物保护化学学术会议. 2000.
[5] 刘建光. 浅析纸质文物保护[J]. 科研, 2016.


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