前 言

酸性有害氣體是影響紙質(zhì)檔案材料耐久性的主要有害成分之一。酸性氣體在被檔案、圖書等紙張吸附后，會(huì)在水分作用下形成強(qiáng)腐蝕性酸，可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(jī)械強(qiáng)度，特別是降低紙張的耐折強(qiáng)度；同時(shí)，酸還能破壞字跡的發(fā)色團(tuán)，使耐酸性較差的字跡材料（如復(fù)寫紙字跡等）發(fā)生不同程度的褪色。

酸性氣體有二氧化硫、硫化氫、二氧化氮、氯化氫、二氧化碳等。

本次文章主要是淺談與分析酸性氣體 —— 二氧化硫與硫化物對(duì)紙張文物的損害。

1?二氧化硫介紹

二氧化硫又名亞硫酸酐，是一種無色、具有劇烈窒息性臭味的氣體，是大氣中分布廣、危害極大的一種酸性氣體；易溶于水，每升水中能溶解約40升的二氧化硫，因此，常用它的含量作為評(píng)價(jià)大氣污染的重要指標(biāo)。

2?硫化氫危害機(jī)理

硫化氫氣體是空氣污染物中硫化合物的重要組成部分，具有腐敗雞蛋的臭味。作為一種有機(jī)物腐爛的自然產(chǎn)物，硫化氫廣泛存在于大氣環(huán)境中。

硫化氫對(duì)紙質(zhì)文物的影響，除了極易溶于水而形成具有酸性的氫硫酸外，更重要的是其二次污染物。硫化氫是空氣中二氧化硫的主要來源之一，由于生物分解和化學(xué)轉(zhuǎn)化，環(huán)境中的硫化氫會(huì)被空氣中的氧或臭氧氧化，生成二氧化硫。

3?二氧化硫另一來源

大氣中的二氧化硫既來自天然釋放又來自人為污染。天然源主要來自陸地和海洋生物殘?bào)w的腐解和火山噴發(fā)等；人為來源主要來自化石燃料（煤）和石油、天然氣為燃料的火力發(fā)電廠、工業(yè)鍋爐等行業(yè)的排放；有色金屬金屬冶煉廠、垃圾焚燒等工業(yè)過程以及各類燃油發(fā)動(dòng)機(jī)及機(jī)動(dòng)車尾氣排放等。

4?酸雨的形成

二氧化硫不僅直接危害文物，而且容易發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)，生成危害性更大的二次污染物——三氧化硫和硫酸霧，這些污染物隨著降雨降落到地面，就形成“酸雨”。

5?二氧化硫轉(zhuǎn)化過程

當(dāng)二氧化硫接觸到凝結(jié)有水的顆粒物，就會(huì)形成亞硫酸，在催化物（微量鐵、錳、鉀或其他金屬的顆粒物）存在的情況下，進(jìn)一步被氧化成硫酸。

另一種情況是，二氧化硫先被氧化為三氧化硫，再與水反應(yīng)形成硫酸。紫外線輻射可以在無催化劑的情況下完成二氧化硫向硫酸轉(zhuǎn)化。因此，日光照射會(huì)加劇二氧化硫向硫酸的轉(zhuǎn)化。

6?二氧化硫危害機(jī)理

纖維素材質(zhì)的文物吸附空氣中的二氧化硫，在文物表面轉(zhuǎn)變?yōu)槿趸蚣傲蛩?，這會(huì)加速纖維素的水解。正如文中上述，當(dāng)文物表面有殘留的微量鐵和其他催化劑時(shí)，會(huì)加速二氧化硫轉(zhuǎn)變成三氧化硫和硫酸的過程。這也是相同紙質(zhì)文物在不同環(huán)境下，氧化酸化速率不同的原因。

紙質(zhì)藏品所儲(chǔ)藏環(huán)境的相對(duì)濕度對(duì)紙質(zhì)藏品保護(hù)也起到至關(guān)重要的作用。當(dāng)相對(duì)濕度比較高時(shí)，二氧化硫?qū)⒚黠@加速纖維素類文物的侵蝕速率。

此外，侵蝕速率還與紙質(zhì)藏品自身的強(qiáng)度、劣化程度等相關(guān)。尤其是民國時(shí)期以后的紙張，多以機(jī)械造紙為主，制作過程中加入了呈酸性的添加劑，導(dǎo)致紙張更加脆弱，紙張耐久性相比于手工紙差，木質(zhì)素含量相對(duì)較高。而木質(zhì)素與二氧化硫的親和力高，易吸附二氧化硫等酸性氣體污染物，進(jìn)而加速紙張的分解。

以防為主 防治結(jié)合

紙質(zhì)文物的保護(hù)貴在以防為主，防治結(jié)合。做好文物預(yù)防性保護(hù)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(diào)保護(hù)技術(shù)”（Controlled Atmosphere technologyof High Sealed Environment），簡(jiǎn)稱“CATHSE”。該技術(shù)是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)密封、氣體潔凈、溫濕度調(diào)控、氧含量調(diào)控、智能控制和信息化等構(gòu)成的技術(shù)體系。

該技術(shù)以高氣密圍護(hù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，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(diào)控模塊定期或持續(xù)的對(duì)文物展儲(chǔ)空間內(nèi)的氣體進(jìn)行處理，將空間內(nèi)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(shí)現(xiàn)文物“防酸化、防氧化、防腐蝕”等綜合效果。

應(yīng)用CATHSE技術(shù)對(duì)高氣密潔凈庫房、展柜、儲(chǔ)藏柜內(nèi)的二氧化硫進(jìn)行檢測(cè)，氣體質(zhì)量優(yōu)于GB/T30227-2013《圖書館古籍書庫技術(shù)要求》的規(guī)定，結(jié)果詳見下圖。

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