大氣污染導(dǎo)致文物破壞所采取措施

大氣污染導(dǎo)致文物破壞所采取措施引言：隨著我國社會生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，環(huán)境狀況也隨之急劇惡化.環(huán)境污染已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟與社會進一步發(fā)展，人民生活及健康水平進一步提高的重大因素.環(huán)境污染不僅破壞了自然生態(tài)平衡,給人類，動植物帶來了危害，同時也對文物的保存和利用構(gòu)成了嚴重的威脅.空氣污染是環(huán)境問題的一個重要方面.已經(jīng)有研究證明,空氣污染對田野文物，古建筑，石窟寺以及室內(nèi)文物等都會產(chǎn)生嚴重的破壞.由于空氣污染源的分布狀況，污染物的種類，性質(zhì)，存在形態(tài)及理化特性多種多樣,也由于文物材質(zhì)種類，制作工藝，保存狀況等因素千差萬別，因此空氣污染物對文物的危害情況也極不相同事實上，空氣污染對文物的損害是觸目驚心的.這是我們必須面對且要認真解決的間題.2、空氣污染物對文物的危容機理空氣污染物中影響范圍廣的主要有含硫化合物，氮氧化合物，碳化合物,顆粒污染物等.它們的主要來源是人們的社會生產(chǎn)生活活動.這些污染物都具有強烈的腐蝕作用,有些污染物還會在其傳輸，擴散過程中與紫外線或者其它物質(zhì)發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)而形成更具危害的二次污染物.因此，空氣污染物對文物的破壞機理是錯綜復(fù)雜的.本文僅討論幾種主要污染物對不同文物破壞情況.2.1：硫化合物對文物的危害硫化合物這里主要指二氧化硫和硫化氫.二氧化硫性質(zhì)活潑，易溶于水.是空氣中分布廣，危害大的一種酸性氣體，是空氣污染物的主要成分之一.二氧化硫很容易與空氣中的水蒸氣化合成為亞硫酸，或者在金屬鹽類的催化下被氧氣作用而形成硫酸:SOz+H,O-H2SOs2SOz+2Hz0+Oz催化劑2H2S0.二氧化硫在陽光照射下還會很容易發(fā)生光化學(xué)氧化反應(yīng)生成三氧化硫:2SO,+Oz:2SO,當空氣污染物中混有氮氧化合物時，二氧化則還會與光化學(xué)煙霧中的物質(zhì)強烈作用而發(fā)生轉(zhuǎn)化.二氧化硫及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物都具有強烈的腐蝕作用且又不易揮發(fā)，所以對文物的危害十分嚴重.而硫化氫能溶于水而形成氫硫酸，還能被氧化生成二氧化硫.因此二氧化硫?qū)ξ奈锏奈：η闆r都適用于硫化氫.此外它還有其它一些二氧化硫所不具有的危害性.2.1.1對石質(zhì)文物的危害.石刻，雕塑，碑石，石窟寺等文物的材質(zhì)成分主要是石灰質(zhì)，大理石,漢白玉等也都是碳酸鹽地質(zhì)形態(tài).堿性砂巖，壁畫底仗層以及白翌土中也有碳酸鹽成分.因此二氧化硫?qū)ι鲜霾馁|(zhì)的文物破壞機理是相同的:CaCO,+S02+Ox+Hz-CaSOa2H,O+COa卞或CaCO3+H2SO4-CaSO.2Hz0+C02卞很明顯，由于二氧化硫的千沉降或者濕沉降，二氧化硫或由它形成的硫酸作用于石質(zhì)表面，隨著二氧化碳的釋放生成了新的硫酸鈣物質(zhì).雖然硫酸鈣物質(zhì)是極微量溶于水，但是在酸性降水中則可增加其溶解性，此外由于硫酸鈣隨環(huán)境溫濕度的變化反復(fù)再結(jié)晶，因而容易在石質(zhì)表面形成硬殼而產(chǎn)生剝蝕脫落.壁畫底仗層或者顏料中的碳酸鈣成分當接觸二氧化硫后其結(jié)果使得碳酸鈣物質(zhì)體積成倍增大，開始形成瘡包.進而膨脹，粉化脫落.這里還要提及，硫化物還會導(dǎo)致顏料,彩繪類藝術(shù)品變色或者褪色.我國古代多使用礦物顏料，如鉛丹，鉛白，石青，石綠等,這些顏料遇到硫化氫氣體則會產(chǎn)生變化，使得鉛白，鉛丹轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏牧蚧U.石青變?yōu)榱蚧~而使顏色品質(zhì)變壞.比如有反應(yīng)：2pbC0>,pb(OH)x+3H.S-3pbS+3Hx0+2COxtCuC03CuIOH)i+H2S ,Cus+H30+co,卞即就是穩(wěn)定的紅色顏料鐵紅，當遇到硫化氫后也會產(chǎn)生黑色的硫化鐵.2.1.2對纖維質(zhì)文物的危害.植物纖維對酸的抵抗能力很弱，遇酸極易產(chǎn)生酸性水解,從而使纖維強度下降.而植物纖維對硫化物吸附容量較大，特別是當纖維中存在鐵，鎂，鈣等金屬離子時更能促使纖維對硫化物的吸附.比如無論紙質(zhì)文物是直接吸收空氣中的硫酸;或是吸收空氣中的三氧化硫后再與紙中的水分形成硫酸;還是吸收空氣中的二氧化硫后再與紙張中的水形成亞硫酸，進而在材質(zhì)中的金屬離子催化下轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩?其結(jié)果都是紙質(zhì)酸度增加，促進了纖維的酸性水解，加速了紙質(zhì)老化.有研究人員曾作過實驗，將紙張在2ppm-9ppm的二氧化硫氣體中放置10天，其機械強度下降了40%多.動物纖維對酸的抵抗能力要比植物纖維強些.但是在有光照作用或熱的影響下，其老化損壞也是相當嚴重的.2.2氮氧化合物對文物的危害氮氧化合物也是空氣污染物的主要成分.在高溫燃燒條件下，氮氧化物主要以一氧化氮形式存在，但在空氣中一氧化氮很不穩(wěn)定,極易與氧反應(yīng)生成二氧化氮.二氧化氮具有刺激性氣味,與水作用后形成硝酸：3NOz+Hx0—2HNO3+NO由于硝酸是與硫酸同樣性質(zhì)的強酸，因此它能直接對石刻，壁畫，纖維，金屬文物等產(chǎn)生腐蝕破壞.但由于硝酸是揮發(fā)性的,所以對文物的危害相比二氧化硫要小一些.但是二氧化氮是一種強空氣污染對文物的危害氧化劑和光化學(xué)煙霧(臭氧)的引發(fā)劑:NO,+hv---1NO+(0)(0)+Oa一’03因此,二氧化氮的二次污染物對文物的危害則是不容忽視的.2.3氯化物對文物的危害氯具有強烈的刺激氣味，主要來源于化工,有色金屬冶煉等過程.抓氣與空氣中的水作用生成鹽酸及氧化性的次氯酸:Ch+H,O一一HCI+HCIOHCIO--=HCI+(O)但由于次抓酸很不穩(wěn)定，極易分解為鹽酸和氧化性的原子氧.因此抓既是酸性有害氣體，又是氧化性有害氣體.不過鹽酸也是揮發(fā)性的，通常較難凝聚在干燥器物表面，因而造成的威脅要小一些.氯對纖維質(zhì)文物比如紡織品,紙張都會促使纖維素的水解和氧化，加速其質(zhì)變速度.此外氛化物是金屬文物最危險的污染物，尤以抓化鈉危害為大.抓化鈉對金屬文物的腐蝕機理與硫酸的作用類似，是在金屬表面形成以抓化鈉為電解質(zhì)溶液的原電池，通過電化學(xué)過程進行腐蝕.特別是青銅器,一旦有抓進人,則會使其染上所謂的〃青銅病〃，很難徹底去除,危害相當嚴重.此外氯化物也是導(dǎo)致壁畫風化酥堿的主要原因之一.2.4灰塵對文物的危害灰塵的種類，成分極其復(fù)雜,化學(xué)組成因地而異.由于灰塵表面積很大，物理吸附性能很強，具有復(fù)雜化學(xué)成分的灰塵其化學(xué)活性也會得到極大的加強.同時灰塵又是多種空氣污染物的載體和催化劑,微生物抱子及霉菌等很容易附著在灰塵上而被帶人室內(nèi).因此，灰塵對文物既有物理損傷，也有化學(xué)破壞,還有生物破壞.這都加劇了文物材質(zhì)的劣化及表面形貌的改變.2.5其它環(huán)境氣體除了上述污染氣體之外，我們還必須警惕在某些情況下,室內(nèi)空氣的污染也會對文物構(gòu)成危害.比如有機建筑材料，裝修材料，文物展柜，箱盒函套等也可能釋放出有害氣體.已經(jīng)有研究結(jié)果表明室內(nèi)空氣污染對文物有害的氣體有：2.51有機酸.室內(nèi)的有機酸主要來自各種木材.曾有科學(xué)家對樺木，橡木，杉木和水青岡木作過實驗.結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩年內(nèi)這幾種木材釋放出了分別相當于自身重量的2.98%,4.53%,1.53%,2.95%的酸性腐蝕物.有機酸對各類文物都會有破壞作用.上世紀80年代一外國博物館館藏的蛋殼畫表面出現(xiàn)了白色的粉末,經(jīng)過取樣分析后得知這些粉末是乙酸鈣.經(jīng)過進一步對保管柜的木材，油漆和紙質(zhì)支架進行分析，最后得出結(jié)論是保管這些蛋殼畫的木制柜中緩慢釋放出的乙酸損害了蛋殼的鈣質(zhì)表面生成了粉末狀的乙酸鈣.2.5.2甲醛.甲醛是目前室內(nèi)環(huán)境中普遍存在的污染氣體據(jù)有關(guān)調(diào)查，美國，法國等國的博物館都不同程度的存在甲醛污染.甲醛主要來源于裝修用的膠合板,纖維板，復(fù)合木板等人造板材以及化纖地毯，泡沫塑料，涂料等.甲醛對無機質(zhì)的玻璃，陶瓷彩釉,金屬等質(zhì)地文物都有著潛在的危害.甲醛具有難聞的氣味，是一種消毒劑和防腐劑，能夠使蛋白質(zhì)產(chǎn)生變性，所以必須特別注意甲醛對皮革制品有極強的損壞作用.2.5.3二氧化碳.二氧化碳是一種值得關(guān)注的污染氣體.文物場所的二氧化碳主要來源于參觀的游客.曾有文物保護工作者讓40名游客在莫高窟的洞窟中滯留37分鐘，經(jīng)測量窟內(nèi)氣溫上升了49C,相對濕度上升了10%,二氧化碳含量升高了2000ppm,比本底值高出了75倍.研究表明，高濃度的二氧化碳對石質(zhì)文物,壁畫等文物的保存都是極為不利的.二氧化碳會使鉛白顏料變成中性的碳酸鉛,也會使堿性的石綠變成石青，導(dǎo)致壁畫顏色品質(zhì)變壞.另外.二氧化碳與水氣形成碳酸，使石灰石(主要成分為碳酸鈣)轉(zhuǎn)變?yōu)槟苋苡谒奶妓釟溻}.隨著水分的燕發(fā)，這些碳酸氫鈣在石刻表面形成與原石質(zhì)不同結(jié)構(gòu)的硬殼狀的碳酸鈣沉淀進而剝蝕脫落，損害了文物的原貌.3空氣污染對文物危容的預(yù)防和治理空氣污染對文物危害是一個漸變的過程，因此往往被人們所忽視.加強對文物場所的空氣質(zhì)量監(jiān)測，評估，研究空氣污染對文物的危害機理，特別是弄清不同污染物對各類文物的危害情況，探索針對性的防治措施是非常必要的.總而言之，治理空氣污染對文物的危害是一個涉及范圍廣，千頭萬緒的系統(tǒng)工程.首先有賴于整個空氣環(huán)境的改善.其次，根據(jù)文物的不同質(zhì)地，不同保存環(huán)境，主要污染因子等因素采取相應(yīng)的防治措施,可以起到消除，阻止或者延緩的效果.這主要包括:對田野文物，可以在廣泛研究，科學(xué)論證的前提下，采用表面封護材料對文物進行表面處理，增強其抵抗外界影響的能力;而對館藏文物，第一應(yīng)注意減少室內(nèi)外空氣的自由流通，采取各種密封措施，盡量保證室內(nèi)空氣的穩(wěn)定和清潔.第二如果條件具備，可根據(jù)情況對室內(nèi)空氣采取過濾和凈化措施，消除污染成分口第三室內(nèi)裝飾裝修必須采用環(huán)保的經(jīng)檢測對文物無害的材料.2治理大氣污染的措施2.1防治大氣污染的途徑大氣污染防治的途徑很多,主要有調(diào)整能源戰(zhàn)略、采用清潔能源、推行清潔生產(chǎn)工藝、合理使用煤炭資源、強化大氣環(huán)境管理、進行污染物總量控制,應(yīng)用綠色植物凈化大氣等。調(diào)整能源戰(zhàn)略，采用清潔能源。大力開發(fā)水利資源有步驟地發(fā)展核能，努力利用太陽能、風能、海洋能等清潔能源。我國水能資源僅開發(fā)5%,還有95%待開發(fā)，大力開發(fā)利用水利資源是調(diào)整我國能源戰(zhàn)略、改變能源結(jié)構(gòu)的首要任務(wù)。推行清潔生產(chǎn)工藝是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)、減輕大氣污染的重要途徑。采用高新技術(shù)，合理利用煤炭資源，推廣型煤，改進燃燒方式。依法強化城市大氣污染管理，進行大氣污染物總量控制。2.2對大氣環(huán)境質(zhì)量進行監(jiān)測大氣中的有害物質(zhì)是多種多樣的，不同地區(qū)污染類型和排放污染物種類不盡相同，因此，在進行大氣質(zhì)量評價時。應(yīng)根據(jù)各地的實際情況確定需要檢測的大氣環(huán)境指標。大氣中常見的污染物有總懸浮顆粒物、降塵、可吸入顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、總烴、鉛、氟化物、臭氧和苯并芘。顆粒物質(zhì)的測定:顆粒物質(zhì)是大氣污染物中數(shù)量最大、成分復(fù)雜、性質(zhì)多樣、危害較大的一種，它本身可以是有毒物質(zhì)，還可以是其他有毒有害物質(zhì)在大氣中的運載體、催化劑或反應(yīng)床。在某些情況下，顆粒物質(zhì)與所吸附的氣態(tài)或蒸汽態(tài)物質(zhì)結(jié)合，會產(chǎn)生比單個組分更大的協(xié)同毒性作用。所以，對顆粒物質(zhì)的研究是控制大氣污染的一個重要內(nèi)容。大氣中顆粒物質(zhì)的檢測項目有:總懸浮顆粒物的測定、可吸入顆粒物濃度及粒度分布的測定、降塵量的測定、顆粒中化學(xué)組分的測定。其中。顆粒物濃度的測定最常用的是重量法。二氧化硫的測定:大氣中的含硫污染物主要有H2S、SO2、SO3、CS2、H2SO4和各種硫酸鹽。它們主要來源于煤和石油燃料的燃燒、含硫礦石的冶煉、硫酸等化工產(chǎn)品生產(chǎn)排放的廢氣。作為大氣污染的主要指標之一，二氧化硫在各種大氣污染物中分布最廣、影響最大，因此，在硫氧化物的檢測中常常以二氧化硫為代表。大氣中氮氧化物的測定可分為化學(xué)法和儀器法兩類。化學(xué)法中最常用的是Saltzman法(GB/T15435-95)、酸性高錳酸鉀溶液氧化法、三氧化格-石英砂氧化法。其中Saltzman法僅適于測二氧化氮的含量，酸性高錳酸鉀溶液氧化法和三氧化鉻-石英砂氧化法可以檢測大氣中氮氧化物總量。2.3綜合整治大氣污染綜合整治規(guī)劃是根據(jù)城市大氣質(zhì)量現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行功能區(qū)劃并按擬定的環(huán)境目標計算各功能區(qū)最大允許排放量和削減量，從而制定污染治理方案。大氣污染的治理應(yīng)根據(jù)城市的能源結(jié)構(gòu)與交通狀況確定首要污染物即濃度高、范圍廣、危害大的污染物。便于治理時有的放矢、對癥下藥。當前我國大部分城市的大氣污染主要是由采用落后燃燒方式燃煤和汽車尾氣引起,由此而來的首要污染物是二氧化硫和總懸浮顆粒，因此規(guī)劃的遠景目標應(yīng)該是改進落后的燃煤方式,提高燃燒效率，盡量使用氣體燃料、型煤、太陽能、地熱等無污染或少污染的能源,實行區(qū)域集中供熱、消滅千家萬戶的小煙囪，提高道路硬化率,通過強化污染源治理和提高污染控制技術(shù)等手段創(chuàng)建無煙控制區(qū)。調(diào)整工業(yè)布局,根據(jù)大氣自凈規(guī)律科學(xué)便理的利用大氣環(huán)境容量;強化污染源的治理，降低污染物的排放量;通過技術(shù)和行政的手段減少汽車尾氣的污染;提高城市綠化率、