森羅股份：淺談?dòng)绊懠堎|(zhì)文物的外部因素（二）
2022-02-18
一 概 述
前面章節(jié)提到了紙質(zhì)文物在人類(lèi)歷史長(zhǎng)河及文明傳承的重要性，并對(duì)影響紙質(zhì)文物保存的外部環(huán)境——“氧化性氣體與有害生物”進(jìn)行了分析。紙質(zhì)文物在長(zhǎng)期儲(chǔ)存中，容易出現(xiàn)霉?fàn)€、老化、變黃、變脆、字跡發(fā)生褪色等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象與外部因素——“濕度”具有密切關(guān)聯(lián)性。
本次文章淺談?dòng)绊懠堎|(zhì)文物保護(hù)外部因素——濕度，并分析濕度造成紙質(zhì)文物濕脹干縮、水解、脆化及生物損害的原因。常壓低氧氣調(diào)殺蟲(chóng)系統(tǒng)。
2 濕度對(duì)紙質(zhì)文物的影響
對(duì)大多數(shù)有機(jī)材質(zhì)文物而言，類(lèi)似于溫度導(dǎo)致的熱脹冷縮現(xiàn)象，濕度會(huì)導(dǎo)致該類(lèi)文物發(fā)生濕脹干縮。而且濕度的變化在這些文物表面產(chǎn)生的濕脹干縮現(xiàn)象往往比溫度變化產(chǎn)生的熱脹冷縮現(xiàn)象更加顯著。
易受到濕度變化引起濕脹干縮現(xiàn)象的紙質(zhì)文物，其細(xì)胞中的水分有兩種：一種是自由水，另一種是細(xì)胞內(nèi)的結(jié)合水。一般來(lái)說(shuō)，材質(zhì)中自由水含量的變化對(duì)其性質(zhì)的影響不大，但結(jié)合水量的變化則會(huì)明顯導(dǎo)致這類(lèi)材料性質(zhì)的改變。常壓低氧氣調(diào)殺蟲(chóng)系統(tǒng)。
該類(lèi)文物的干燥過(guò)程一般是先失去其體系內(nèi)的自由水。當(dāng)細(xì)胞腔中不含有或極少含有自由水時(shí)，如果細(xì)胞壁中微毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的水蒸氣分壓力仍比空氣中的大，則水蒸氣從細(xì)胞壁內(nèi)向外部移動(dòng)，并向大氣中蒸發(fā)，使得結(jié)合水含量減少。表現(xiàn)在宏觀上就是材質(zhì)開(kāi)始出現(xiàn)收縮、翹曲甚至爆裂以及機(jī)械強(qiáng)度大幅度降低的狀況。若外界環(huán)境濕度再次升高，使得微毛細(xì)管系統(tǒng)內(nèi)的水蒸氣分壓力比空氣中的小，水蒸氣從空氣往細(xì)胞壁中滲透，導(dǎo)致其內(nèi)結(jié)合水含量增大時(shí)，它們又將出現(xiàn)膨脹、變形等狀況。
很多有機(jī)質(zhì)文物如紙張，主要由纖維素構(gòu)成的。在高濕度的環(huán)境中，纖維素易從空氣中吸收水分。吸水后的纖維素除了會(huì)發(fā)生變形外，還有可能在酸性污染物等其他因素的參與下，發(fā)生水解而斷裂，造成纖維素強(qiáng)度的明顯降低甚至喪失。常壓低氧氣調(diào)殺蟲(chóng)系統(tǒng)。
在纖維素的酸性水解反應(yīng)中，水首先電離成H+和 OH-。由于水是弱電解質(zhì)，常溫下電離度很小，因此只有水存在時(shí)，纖維素的水解速率是非常緩慢的。其實(shí)，在僅有少量水存在的情況下，短時(shí)間內(nèi)不僅不會(huì)破壞纖維素類(lèi)文物，反而會(huì)增加其強(qiáng)度。這是因?yàn)槔w維素分子如果含有適量水分，會(huì)在其間產(chǎn)生氫鍵，造成纖維素分子緊密整齊排列，反而使纖維素具有更強(qiáng)的柔韌性和可塑性。但是如果在高濕度環(huán)境下，空氣中同時(shí)存在SO2、H2S等酸性污染物時(shí)，情況則完全不同。
這些酸性物質(zhì)易和水發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)機(jī)酸。無(wú)機(jī)酸是強(qiáng)電解質(zhì)，幾乎都呈離子狀態(tài)，從而在水中產(chǎn)生大量氫離子。氫離子可與纖維素上的氧原子結(jié)合，使其變得不穩(wěn)定，容易和水反應(yīng)，使纖維素長(zhǎng)鏈在該處斷裂，同時(shí)又放出氫離子。因此，高濕度環(huán)境再加上酸的參與，將會(huì)顯著加快纖維素的水解速率，造成纖維素材質(zhì)文物強(qiáng)度的降低，更嚴(yán)重者將導(dǎo)致其糟朽。常壓低氧氣調(diào)殺蟲(chóng)系統(tǒng)。
雖然高濕度會(huì)造成纖維素類(lèi)文物的水解，但這并不意味著較低濕度就一定有利該類(lèi)文物的保存。對(duì)大多數(shù)紙質(zhì)而言，過(guò)低的濕度也會(huì)帶來(lái)?yè)p害。導(dǎo)致紙質(zhì)文物出現(xiàn)破裂、纖維斷裂和脆化的損害。一般40%RH是纖維素類(lèi)文物儲(chǔ)存環(huán)境濕度的下限，即在濕度低于40%RH 的環(huán)境中，紙質(zhì)文物可能會(huì)面臨出現(xiàn)破裂、纖維斷裂和脆化等問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)（長(zhǎng)期處于特殊環(huán)境的除外）。雖然新鮮的紙張?jiān)诘拖鄬?duì)濕度條件下脆化并不顯著，但隨著材料的老化，該類(lèi)問(wèn)題將逐漸突顯出來(lái)。常壓低氧氣調(diào)殺蟲(chóng)系統(tǒng)。
高濕度是誘發(fā)文物生物損害的主要原因之一。在微生物中，對(duì)文物侵害最大的是霉菌。濕度對(duì)霉菌等微生物的形態(tài)、生理產(chǎn)生著決定性的作用。潮濕環(huán)境是霉菌生長(zhǎng)所必不可少的物質(zhì)。
相關(guān)研究表明，65%RH是霉菌生長(zhǎng)的濕度界限。在65%RH以下的濕度環(huán)境中，霉菌不易滋生。當(dāng)然除了高濕度以外，霉菌的生長(zhǎng)還和溫度及空氣運(yùn)動(dòng)速率有關(guān)。總體而言，霉菌需要在溫暖、潮濕且不易流動(dòng)的空氣環(huán)境下生長(zhǎng)。因此，打破霉菌賴(lài)以生存的環(huán)境，可以抑制霉菌的滋生。
大多數(shù)對(duì)文物有害的昆蟲(chóng)也活躍于濕度較高的環(huán)境下。較低的相對(duì)濕度可以起到抑制昆蟲(chóng)活動(dòng)的作用，但無(wú)法殺滅昆蟲(chóng)。常壓低氧氣調(diào)殺蟲(chóng)系統(tǒng)。
一般情況下，相對(duì)濕度過(guò)高，會(huì)促進(jìn)真菌和霉菌的滋生；相對(duì)濕度過(guò)低，則會(huì)引起紙質(zhì)文物的縮水和開(kāi)裂。
二、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，只有把防做好，才抓住了技術(shù)保護(hù)的根本。
國(guó)家文物局制定發(fā)布的《博物館藏品保存環(huán)境試行規(guī)范》中對(duì)文物保存環(huán)境溫濕度做出來(lái)明確規(guī)定：環(huán)境相對(duì)濕度的日變化不應(yīng)超過(guò)5%RH，紙張、文獻(xiàn)、經(jīng)書(shū)等纖維素類(lèi)文物保存環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中溫度20℃，濕度50%RH-60%RH。常壓低氧氣調(diào)殺蟲(chóng)系統(tǒng)。
天津森羅科技股份有限公司應(yīng)用“CATHSE”技術(shù)，研制開(kāi)發(fā)的系列恒濕產(chǎn)品，包括恒濕庫(kù)房、恒濕展柜與儲(chǔ)藏柜，為滿足紙質(zhì)藏品的預(yù)防性保護(hù)，根據(jù)藏品儲(chǔ)藏需求在40%RH至65%RH范圍選定某一濕度進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，濕度調(diào)控準(zhǔn)確度小于3%RH。
控濕模式分為主動(dòng)型和被動(dòng)型。當(dāng)選擇被動(dòng)調(diào)控模塊，無(wú)需供電，可自動(dòng)建立并保持文物儲(chǔ)藏環(huán)境中相對(duì)濕度的穩(wěn)定性，符合文物預(yù)防性保護(hù)理念及最小干預(yù)原則。
注：公司為某紀(jì)念館設(shè)計(jì)的節(jié)能型氣密恒濕展柜
濕度長(zhǎng)期穩(wěn)定在50%RH~55%RH，濕度日較差≤1%RH
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