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浅谈大气污染与馆藏文物的保护
作者:长沙市博物馆 毛志平

【保护视力色】 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)打印】  【字号 】2008-08-01

大气污染有自然的和人为的两类。一般来说自然污染只占空气污染中的很少一部分,这是人类难以控制的。人为污染是大气污染的主要来源,它普遍地存在于我们的生活、生产环境中。大体包括:生产性污染、生活性污染、放射性污染三种。据有关文献介绍,对文物材料造成损害和腐蚀的主要污染物有二氧化硫、二氧化氮、臭氧、硫化氢、硫化氰、氨、甲醛、氯气、灰尘等。对文物影响较为显著的是氮氧化物、硫氧化物、硫化氢、颗粒状污染以及光化学烟雾形成的臭氧。

1)硫氧化物(SOx

大气中的硫化合物有二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫酸盐(如硫酸铵、硫酸钠)及硫化氢等。其主要污染源多来自于燃烧时硫的氧化作用,硫燃烧氧化为二氧化硫,二氧化硫与大气中的其他成分发生化学反应,形成两次污染的硫酸盐。

大气中硫化合物最有代表性的是二氧化硫。它对文物的危害作用是十分严重的,易使金属文物发生酸性腐蚀,使纺织品变脆、破裂,使纸张变黄褪色发脆。当空气中含有0.51ppm的二氧化硫时即可与纸张中的水分作用生成稀硫酸,从而使纸酸度增加,出现酥脆现象。对于字画、纺织品表面的颜料层,稀硫酸可破坏其有机胶体,与无机盐进行反应,致使色彩改变或褪色。当空气中相对湿度达60%时,二氧化硫就会使金属严重腐蚀。实验表明,低碳金刚板在0.12ppm的二氧化硫浓度中暴露一年,其重量大约会损失16%,因此,二氧化硫对文物的危害应引起我们的高度重视。

2)硫化氢(H2S

硫化氢是一种无色有恶臭味的酸性气体。进入大气的硫化氢很快被氧化成二氧化硫,二氧化硫又进一步被氧化生成三氧化硫。当空气中的湿度大时,二氧化硫能与水反应生成亚硫酸;而三氧化硫与水反应生成硫酸。硫化氢的人为来源主要是生产二氧化硫时产生的。硫化氢溶于水后成为氢硫酸。硫化氢能与许多金属离子作用,生成不溶于水或酸性的硫化物沉淀。如在银器表面生成黑色烟熏状污迹(硫化银),铝器表面生成黑色斑点(硫化铝),铜器表面生成黑褐色锈斑(硫化铜)等等。还使一些含铝的颜料变黑,使彩绘、画像等出现黑斑。

3)氮氧化物(NOx

在高温燃烧过程中,空气中的氧和氮生成大量的一氧化氮和少量的二氧化氮。一氧化氮在大气中逐渐氧化成二氧化氮。其主要来源是汽车排放的废气等。二氧化氮是一种腐蚀剂,在大气中与水结合生成硝酸和亚硝酸。

二氧化氮吸收光子,产生光解反应生成臭氧。二氧化氮会使各种织物颜色褪色,织物变黄,损坏棉织物和尼龙制品,有实验证明,在0.7ppm二氧化氮气体中的染料,在光辐照条件下,染料就会褪色。

4)臭氧(O3

氧气受太阳紫外光照产生臭氧。臭氧属氧化剂,具有很强的氧化性,可使纺织品、纸张的纤维发脆、断裂,橡胶交链老化断裂,强度降低。同样使金属制品腐蚀,使艺术珍品失去光泽。在地球表层空气中,可测到的臭氧浓度是0.040.1毫克/3。光化学烟雾是导致生成臭氧的另一因素。1956年,美国洛杉矶由于受光化学烟雾污染,臭氧浓度高达1.9毫克/3

5)颗粒状污染(TSP 

指的是一切能够分散的固体和液体物质,包括气凝胶、烟、降尘等。它们的粒度大小差异较大。极细的颗粒几乎和气体或蒸汽一样;稍大的颗粒,直径在10微米以下,能长期漂浮在大气中;直径大于30微米,会因重力作用而沉降下来。颗粒状污染物的化学性质,由颗粒的化学组成和颗粒表面可能吸附的气体性质两者所决定。某些情况下颗粒与可吸附的气体结合,会对物质产生比单种组分更大的危害性。当颗粒物降落在文物上,易吸收水分、有害气体,形成吸湿颗粒,促使文物变质、褪色、强度降低。此外,尘中携带各种微生物菌体及其孢子等,还含有许多微生物生长的营养,一旦温湿度条件适宜,霉菌等各种微生物体大量繁殖生长,将对文物造成极大的破坏。

       馆藏文物保护预防措施有室内和室外之分。

       室内文物的保护措施包括搞好文物库房内、外环境清洁工作,减少与室外空气的自由流通,安装有活性炭过滤器的空调系统设备,控制温湿度、 给展厅文物提供优良的环境等。

室外文物主要是石刻、纪念建筑、大件金属文物、红军标语、桥梁、古井等,其中以石质文物为主。目前采用的措施是在表面罩上一层无机或有机高分子材料保护层,防止其继续腐蚀风化。

石质文物一般都在室外,易受物理风化、化学风化、生物风化。白天在太阳的暴晒下,其表面受热膨胀,内部则受到的影响小,而夜间表面又比内部冷却收缩得快,形成不均匀胀缩,日久天长,反复作用导致风化,表层剥落。同时受到酸雨的作用,加速腐蚀。另外藻类、苔藓等低等植物以及细菌、霉菌等其他微生物,它们新陈代谢的产物中所含有机酸、碳酸、硝酸等酸性物质对石质文物的破坏。

石质文物的保护材料主要有甲基丙烯酸酯、有机硅树脂(三甲氧基甲基硅烷、甲基三乙氧硅烷等)、环氧树脂、全氟聚醚等等。石质风化程度的不同,采用的方法会有所不同,一般采用有机硅材料进行保护,它具有优良的耐水性、抗紫外线的能力,有良好的耐酸、耐碱性、耐盐类破坏的能力。

责编:孙波 来源:
 
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