气溶胶会议 - 大气环境对博物馆内文物的影响.docx

大气环境对博物馆内文物的影响摘要：越来越多的国内外研究结果表明, 大气环境问题成为造成文物古迹损害的重要因素[1]。其中影响最大的是降尘、酸雨、酸性气体和菌类微生物等。根据近年来关于大气环境对博物馆内文物影响的研究文献,本文主要侧重收集了气溶胶、酸性气体、大气微生物以及温湿度对文物的影响研究文献，并论述了其对文物的损害机理以及分析研究的方法，并从大气污染、生物侵害等方面着手,对博物馆环境的主要影响因素进行分析并提出相应改善对策。现将有关问题作扼要综述。关键词:酸性气体，大气微生物，温湿度，馆藏文物引 言：据国际博物馆协会定义：博物馆是一个为社会及其发展服务的、非盈利的永久性机构，并向大众开放。它为研究、教育、欣赏之目的征集、保护、研究、传播并展出人类及人类环境的物证[2]。博物馆作为历史文物和标本的收藏与研究部门，是人类进步重要的标志，在向社会讲述历史、传播文化教育方面起着龙头的作用[3]。我国拥有五千年悠久文明史, 每个朝代都遗留了令世瞩目的文物 古迹。从万里长城, 到敦煌壁画,从云冈石窟,到秦兵马俑,无一不是惊世之作,无价之宝。然而,几十年工业的发展导致的环境污染已对文物古迹构成了严重的威胁。近年来博物馆室内空气质量和文物保护的研究日益受到关注[4]。其中对博物馆内文物影响最大的就是气溶胶、酸性气体、大气微生物以及室内温湿度。目前有关我国博物馆文物保存环境的研究还相对匮乏，多部分都只是针对某一方面因素的具体研究，对文物腐蚀有着重要影响的大气污染因素的分析研究还缺乏系统性，故本文中开展该方面的研究以期更好地了解大气污染因素，为文物的妥善保存和保护奠定基础[5,6]。1 气溶胶对文物的危害气溶胶是由碳组分、硫酸盐、硝酸盐、海盐和矿物等组成的混合体，其对全球与区域气候、环境系统、能见度及人体健康有着重要影响。对博物馆内文物造成损害的颗粒物主要是指粒径≤10um的大气降尘，尤其是 PM2.5。这些细颗粒物质化学活性较大沉降、附着在文物表面，污损文物，甚至与彩绘颜料中的某些成分发生化学反应，造成颜料的变色、退色，从而改变颜料层内部结构，造成彩绘层的松散。由于元素碳是性质较为稳定的化合物，一般不发生化学反应，所以常被用来做为污染源的示踪。碳气溶胶对文物的影响主要表现为在其原有色彩上进行沉降、覆盖，使其表面灰黑[7]，影响美学观赏价值和视觉效果。另外可与大理石表面结合形成黑壳[8]。Chang等[9]、Novakov等[10]还认为元素碳还可在液相系统中加速气粒反应过程（如SO2、NOx氧化形成硫酸盐与硝酸盐）。我国的博物馆根据其展示方式的不同分为半封闭式和全封闭式两种，不同的类型所遭受的主要影响因子有所差异，而且所取得科学研究进展也有所不同，下面对其分别阐述。关于半封闭式博物馆内文物保存环境的研究，以秦兵马俑坑室研究为例。开始于1989和1992年对兵马俑博物馆一号坑和馆外环境的研究开启了对博物馆环境研究的先河，当时的研究结果表明馆内俑坑内存在一定程度上的有害气体和粉尘颗粒物污染[11]。2004年通过对兵马俑馆内气溶胶(硫酸盐、有机物、乳油、硝酸盐和氨)的研究得出其在馆内浓度较高且呈酸性[4]。2006—2007年进行的兵马俑室内大气污染综合观测研究，结果发现兵马俑馆内一号坑和二号坑存在较高浓度的细颗粒物(PM2.5)污染，其中所含碳气溶胶浓度也较高。如董俊刚等在国庆期间对秦兵马俑的碳气溶胶的分析表明国庆黄金周期间（10月1~7日）馆内碳气溶胶明显高于馆外，有机碳与元素碳分别为馆外的2.3与1.6倍，馆内碳气溶胶占气溶胶组分的42.1%[12]。此外于2006—2007年开展的兵马俑室内大气污染综合观测得出不同地点和季节气溶胶的酸碱性有所差异，室内外气溶胶中的硫酸盐都是经二次转化形成。对于全封闭式博物馆的研究，杨雅媚等[13]采用示踪黑碳颗粒物对汉阳陵的研究表明，室内外 大气PM2.5主要由硫酸盐、硝酸盐和铵盐等二次离子组成,这三种对文物有较大影响的化学成分在室 内占到了30%以上。通过对大气颗粒物(PM2.5)的分析表明,室内PM2.5,主要与室外浓度有关,受室外 污染物的渗入明显,与馆内游客关系不大。馆内大气污染物中的硫酸盐、硝酸盐等可沉降或吸附到文物表面，不但有潜在的研磨作用，还能将有害化学物质携带到文物、艺术品的表面，导致对文物材料的化学侵蚀和物理风化[14]。胡塔峰等[15]通过对秦兵马俑铜车马展厅和一号坑室采集的冬季大气悬浮颗粒物进行单颗粒分析得出，在博物馆室内大气悬浮颗粒中占有相当数最的硫酸钙等可溶性盐。硫酸钙细粒会溶解并渗入表面的孔隙内，随着温度升高、水分蒸发，这些盐会结晶。体积增大，产生应力造成材料开裂剥落，在漆层表面形成坑和裂缝。李华等在2008年冬季通过采样兵马俑陶器库内污染大气进行的室内水溶性离子分析，发现