前 言

前面章節(jié)提到酸性有害氣體在水分作用下形成強腐蝕性酸，促使紙張中的纖維素水解生成易碎的水解纖維素、減弱紙張的機械強度并降低紙張的耐折強度等。

酸性氣體有二氧化硫、硫化氫、二氧化氮、氯化氫、二氧化碳等。

上一章節(jié)主要介紹了二氧化硫和硫化氫來源、性質及對紙質文物的危害機理等，接下來本文將帶大家了解另一種常見酸性氣體——氮氧化物，并就氮氧化物對紙質文物的影響進行淺談及分析。

1氮氧化物概念

氮氧化物（NOX）指的是只由氮、氧兩種元素組成的化合物，如一氧化二氮、一氧化氮（NO）、二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮等。除一氧化二氮及二氧化氮以外，其他氮氧化物均不穩(wěn)定，遇光、濕或熱變成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又變?yōu)槎趸?。因此，環(huán)境中接觸的是幾種氣體混合物常被稱為硝煙（氣），主要為一氧化氮和二氧化氮。氮氧化物都具有不同程度的毒性。

森羅股份：氮氧化物

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2氮氧化物來源

氮氧化物除少量源自于自然過程外，大部分來源自燃料燃燒及機動車排放等。燃料燃燒時，生成的氮氧化物中，一氧化氮占90% 左右，其余為二氧化氮。燃燒產(chǎn)生氮氧化物主要有兩種情況：

一是空氣中的氮氣在高溫下與空氣中的氧氣氧化而成。燃燒的溫度以及燃燒時空氣中的氧含量越高，一氧化氮產(chǎn)生量就越多。而且還可以直接氧化成二氧化氮，如下面的反應式所示：

森羅股份：氮氧化物

二是燃料中含有氮的有機物，在燃燒時被氧化而生成一氧化氮，但其易被強氧化劑氧化成二氧化氮。另外，一氧化氮對臭氧的形成過程會起重要作用。

3氮氧化物轉化

酸雨是一種復雜的大氣化學和大氣物理的現(xiàn)象。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，絕大部分是硫酸和硝酸。工業(yè)生產(chǎn)、民用生活燃燒煤炭排放出來的二氧化硫，燃燒石油及汽車尾氣排放出來的氮氧化物，經(jīng)過“云內成雨過程”，即水氣凝結在硫酸根、硝酸根等凝結核上，發(fā)生液相氧化過程，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又經(jīng)過“云下沖刷過程”，即含酸雨滴在下降過程中不斷合并吸附、沖刷其他含酸雨和含酸其他，形成較大雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨。

另外，氮氧化物是光化學煙霧的引發(fā)劑。光化學煙霧是由具有更強氧化能力的臭氧和過氧?；跛岷ǎ≒AN）組成。產(chǎn)生光化學煙霧的光化學反應過程非常復雜，反應機理還未有定論。雖然至今尚未發(fā)現(xiàn)PAN會損害文物，但臭氧會造成文物的氧化與損害。

4氮氧化物危害機理

氮氧化物中一氧化氮和二氧化氮的危害尤為嚴重。雖然至今尚未發(fā)現(xiàn)一氧化氮會對文物產(chǎn)生直接的損害，但其易被強氧化劑氧化成二氧化氮，進而對文物產(chǎn)生損害。二氧化氮是棕紅色的氣體，具有特殊臭味并有毒，濃度在0.012～0.22ppm即可通過人的嗅覺感受到。二氧化氮的危害和二氧化硫類似，它可以溶解在水中生成硝酸，與硝酸同時生成的還有亞硝酸。

亞硝酸在空氣中會進一步氧化，生成具有強酸性和強氧化性的硝酸。此外硝酸是揮發(fā)性的，就污染空氣中的濃度水平而言，由二氧化氮轉化的自由硝酸不會被夾帶于干燥物體的表面，然而一旦接觸易發(fā)生反應。但與硫酸相比，其威脅略小。

紙張老化的內在機理為纖維素大分子降解，纖維素鏈變短，纖維之間的結合力變差。纖維素為葡萄糖基通過β-1,4糖苷鍵連接形成的聚合物，糖苷鍵對酸的穩(wěn)定性很低，在酸性環(huán)境中極易斷裂。NO2與紙張中的水分結合后形成HNO3，同其它酸一樣，硝酸可使纖維素中1, 4-β -葡糖苷鏈水解而加速紙張制品老化，另外，NO2還可以與紙張中的纖維素發(fā)生反應，使纖維素葡萄糖單元中 C- 6原子上的羰基被氧化，從而形成醛糖酸，酸的產(chǎn)生增加了紙制品的酸度，并加速了紙張的老化變質。此外，二氧化氮還會腐蝕含有胺基的染料，如錠藍，特別是在纖維素材質和聚酯類材質上的染料。

以防為主 防治結合

紙質文物的保護貴在以防為主，防治結合。做好文物預防性保護就要從根本上解決文物展藏環(huán)境的“潔凈、穩(wěn)定、恒濕”等問題。

天津森羅科技股份有限公司提出的“高密閉環(huán)境下智能氣調保護技術”（Controlled Atmosphere technology of High Sealed Environment），簡稱“CATHSE”。該技術是由圍護結構密封、氣體潔凈、溫濕度調控、氧含量調控、智能控制和信息化等構成的技術體系。

該技術以高氣密圍護結構為基礎，隔離了外界污染性氣體的侵入，再采用氣體潔凈及溫濕度調控模塊定期或持續(xù)的對文物展儲空間內的氣體進行處理，將空間內原有的污染性氣體以及展陳裝具、文物自身等揮發(fā)的有害氣體含量降至較低水平，最大限度地避免文物累積性損害，實現(xiàn)文物“防酸化、防氧化、防腐蝕”等綜合效果。

應用CATHSE 技術對高氣密潔凈儲藏柜、庫房內的環(huán)境進行調控，與標準對比，詳見下圖。

森羅股份

參考文獻

[1] 閆智培,易曉輝,田周玲,任珊珊,龍堃,張銘.影響紙張老化的因素及緩解措施初探[J].文物保護與考古科學,2018,30(02):110-120.

[2] 武化魁,周春生,劉風華,房喻.紙質文物保護的新技術介紹[J].陜西師范大學繼續(xù)教育學,2000(01):102-104.

[3] 霍錚皓.大氣環(huán)境對博物館內文物的影響[J].文物鑒定與鑒賞,2018(17):120-121.

[4] 王歡歡. 紙質文物酸化原因及防治[C]. 中國文物保護技術協(xié)會第九次學術年會論文集,2016:179-182.

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