浅谈大气污染与馆藏文物的保护
作者:市文物局 时间:2009-05-14 [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

一、大气污染物及其对文物的危害

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0.51ppmSO2时即可与纸张中的水分作用生成稀酸,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60%时,SO2就会使金属严重腐蚀。实验表明,低碳金刚板在0.12ppmSO2浓度中暴露一年,其重量大约会损失16%,因此,SO2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薰状污迹(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0.7ppmNO2气体中的染料,在光辐照条件下,染料就会褪色。

4)臭氧 

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0.040.1mg/m3。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1.9mg/m3

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10um以下,能长期飘浮在大气中;直径大于30um,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养料,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。

二、馆藏文物保护预防措施

A、室内文物的保护措施

1、搞好文物库房内、外环境清洁工作。

经常保持周围环境的清洁,也是杜绝外来灰尘、虫害的重要措施。坚持做好库内的清洁卫生工作,一般用吸尘器吸除窗台、柜架、地面上的尘土、蜘蛛网等。同时库内不得堆放杂物。

2、减少与室外空气的自由流通

博物馆一般建在人口密集的地方,这给博物馆藏品带来极大的威胁。因此,文物库房应要求门、窗的结构紧凑,关闭严密,不留孔洞。同时地板、墙面、屋顶处也不能有孔洞缝。一旦发现,应及时填补,免得污染空气进入。对于受环境因素影响大的文物可以用特选材料的织物包裹二层或三层然后装箱,密封起来的办法。这样其受外界温度、湿度变化的影响小,同时可以控制污染物的危害。

3、安装有活性炭过滤器的空调系统设备

有资料表明,室内安装有活性炭过滤器的库房或展厅,大部分时间未检出有SO2 气体存在,而没安装的房间则浓度较高。说明活性炭层在去除大气污染物上起着不可低估的作用。不过要定期检测其吸附率,便于更换。

4、给展厅文物提供优良的环境

展厅中文物环境条件的控制是有一定难度的。展厅是开放式的,不同质地的文物具有各自不同的适宜条件。既要保护文物,又要使观众感觉舒适,两者对环境的要求有所不同。我们可以用空调系统来控制展室大环境的温、湿度。采用分块密封隔绝的方法来控制大气污染物和调节其相对湿度。照明灯选用无紫外线灯,对于从窗户进入陈列室的自然光线用涂有紫外线吸收剂的窗帘来阻止紫外线进入展室损害文物。

5、加强库房的科学化管理,控制温湿度。

文物库房一般温度控制在1525℃,相对湿度控制在4565%,最大限度地保持藏品质地不发生损坏。对于不同质地的文物,有其严格的温湿度控制范围。据有关文献记载:虫害繁殖的有效温度一般为1535℃,相对湿度在70%以上。如衣鱼最适温度一般在2238℃,相对湿度在7595%。从库房的防虫要求来看,应以控制尽可能低的温湿度为好。可采用机械降温去湿,或者在室外干燥时加强通风,降低湿度,抑制藏品虫害的生长发育,达到预防虫害的目的。

B、室外文物的保护措施

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的快,形成不均匀膨缩,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、霉菌等其它微生物,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。其优点: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。

(长沙市博物馆 毛志平)

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