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
前面章節提到了紙質(zhì)文物在人類(lèi)歷史長(cháng)河及文明傳承的重要性，并對影響紙質(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(cháng)期儲存中，容易出現霉爛、老化、變黃、變脆、字跡發(fā)生褪色等現象。這些現象與外部因素——“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。常壓低氧氣調殺蟲(chóng)系統。
2 濕度對紙質(zhì)文物的影響
對大多數有機材質(zhì)文物而言，類(lèi)似于溫度導致的熱脹冷縮現象，濕度會(huì )導致該類(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)生的濕脹干縮現象往往比溫度變化產(chǎn)生的熱脹冷縮現象更加顯著(zhù)。
易受到濕度變化引起濕脹干縮現象的紙質(zhì)文物，其細胞中的水分有兩種：一種是自由水，另一種是細胞內的結合水。一般來(lái)說(shuō)，材質(zhì)中自由水含量的變化對其性質(zhì)的影響不大，但結合水量的變化則會(huì )明顯導致這類(lèi)材料性質(zhì)的改變。常壓低氧氣調殺蟲(chóng)系統。
該類(lèi)文物的干燥過(guò)程一般是先失去其體系內的自由水。當細胞腔中不含有或極少含有自由水時(shí)，如果細胞壁中微毛細管系統內的水蒸氣分壓力仍比空氣中的大，則水蒸氣從細胞壁內向外部移動(dòng)，并向大氣中蒸發(fā)，使得結合水含量減少。表現在宏觀(guān)上就是材質(zhì)開(kāi)始出現收縮、翹曲甚至爆裂以及機械強度大幅度降低的狀況。若外界環(huán)境濕度再次升高，使得微毛細管系統內的水蒸氣分壓力比空氣中的小，水蒸氣從空氣往細胞壁中滲透，導致其內結合水含量增大時(shí)，它們又將出現膨脹、變形等狀況。
很多有機質(zhì)文物如紙張，主要由纖維素構成的。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，造成纖維素強度的明顯降低甚至喪失。常壓低氧氣調殺蟲(chóng)系統。
在纖維素的酸性水解反應中，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)間內不僅不會(huì )破壞纖維素類(lèi)文物，反而會(huì )增加其強度。這是因為纖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)生反應生成無(wú)機酸。無(wú)機酸是強電解質(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合，使其變得不穩定，容易和水反應，使纖維素長(cháng)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(zhù)加快纖維素的水解速率，造成纖維素材質(zhì)文物強度的降低，更嚴重者將導致其糟朽。常壓低氧氣調殺蟲(chóng)系統。
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(zhù)較低濕度就一定有利該類(lèi)文物的保存。對大多數紙質(zhì)而言，過(guò)低的濕度也會(huì )帶來(lái)?yè)p害。導致紙質(zhì)文物出現破裂、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 )面臨出現破裂、纖維斷裂和脆化等問(wèn)題的風(fēng)險（長(cháng)期處于特殊環(huán)境的除外）。雖然新鮮的紙張在低相對濕度條件下脆化并不顯著(zhù)，但隨著(zhù)材料的老化，該類(lèi)問(wèn)題將逐漸突顯出來(lái)。常壓低氧氣調殺蟲(chóng)系統。
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，對文物侵害最大的是霉菌。濕度對霉菌等微生物的形態(tài)、生理產(chǎn)生著(zhù)決定性的作用。潮濕環(huán)境是霉菌生長(cháng)所必不可少的物質(zhì)。
相關(guān)研究表明，65%RH是霉菌生長(cháng)的濕度界限。在65%RH以下的濕度環(huán)境中，霉菌不易滋生。當然除了高濕度以外，霉菌的生長(cháng)還和溫度及空氣運動(dòng)速率有關(guān)?？傮w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(cháng)。因此，打破霉菌賴(lài)以生存的環(huán)境，可以抑制霉菌的滋生。
大多數對文物有害的昆蟲(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)。常壓低氧氣調殺蟲(chóng)系統。
一般情況下，相對濕度過(guò)高，會(huì )促進(jìn)真菌和霉菌的滋生；相對濕度過(guò)低，則會(huì )引起紙質(zhì)文物的縮水和開(kāi)裂。
二、以防為主 防治結合
紙質(zhì)文物的保護貴在以防為主，防治結合，只有把防做好，才抓住了技術(shù)保護的根本。
國家文物局制定發(fā)布的《博物館藏品保存環(huán)境試行規范》中對文物保存環(huán)境溫濕度做出來(lái)明確規定：環(huán)境相對濕度的日變化不應超過(guò)5%RH，紙張、文獻、經(jīng)書(shū)等纖維素類(lèi)文物保存環(huán)境標準中溫度20℃，濕度50%RH-60%RH。常壓低氧氣調殺蟲(chóng)系統。
天津森羅科技股份有限公司應用“CATHSE”技術(shù)，研制開(kāi)發(fā)的系列恒濕產(chǎn)品，包括恒濕庫房、恒濕展柜與儲藏柜，為滿(mǎn)足紙質(zhì)藏品的預防性保護，根據藏品儲藏需求在40%RH至65%RH范圍選定某一濕度進(jìn)行精準調控，濕度調控準確度小于3%RH。
控濕模式分為主動(dòng)型和被動(dòng)型。當選擇被動(dòng)調控模塊，無(wú)需供電，可自動(dòng)建立并保持文物儲藏環(huán)境中相對濕度的穩定性，符合文物預防性保護理念及最小干預原則。
注：公司為某紀念館設計的節能型氣密恒濕展柜
濕度長(cháng)期穩定在50%RH~55%RH，濕度日較差≤1%RH
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