有害气体对文物的影响

大气环境的变化，是文物损环的因素之一。虽然对文物制成材料的破坏作用在一般情况下是比较缓慢的，不易被人们所察觉，但它确实每日每时都在影响着文物制成材料的耐久性。有害气体与大气中洁净程度有关，随着工业的发展，在城市中大气污染问题日益严重，有害气体对文物制成材料的不利影响也就日趋突出。下面介绍几种典型的有害气体。
　　
　　（一）臭氧（Ｏ３），氧的一种高能同素异位位体，有特殊臭味。熔点１９２．７±２℃，沸点１１１．９℃。臭氧稳定性极差，在常温下，３０分钟左右即可自行分解为氧气。空气经紫外线照射和静电放电都可产生臭氧。臭氧是一种强氧化剂，对许多无机物和有机物都具有氧化作用。臭氧在空气中含量虽然很少（每１００立方米空气中含２．５毫克臭氧），但它对文物变质产生很大影响。
　　
　　有氧存在，并有光照的情况下，纤维质地文物会发生强烈的氧化作用，生成易碎的氧化纤维素。氧的存在对金属文物也十分有害，金属因氧化而锈蚀。氧对于因紫外线照射引起的丝绸泛黄有很大影响，这是由于紫外线照射丝素分子产生自由基，再与氧反应所致。
　　
　　（二）二氧化硫（ＳＯ２），又名亚硫酸酐，是无色而有刺激性气味的一种有毒气体，熔点７２．７℃，沸点１０℃。二氧化硫是人口密集地区最重要的大气污染物。易溶于水，二氧化硫和水发生作用首先产生亚硫酸。亚硫酸有漂白作用，能使颜料和字迹退色。又因亚硫酸是极不稳定的化合物，吸收空气中的氧以后，生成化学性质较稳定的硫酸。
　　
　　二氧化硫也可以和空气中的初生态氧或氧发生作用，形成三氧化硫，然后再和水发生作用成为硫酸。硫酸是一种强酸，具有强烈的吸水性、脱水性和氧化性，尤其是在较高温度时，能与许多金属或金属氧化
　　
　　化物作用生成硫酸盐。硫酸可随雨雾降落，即形-们通常所说的“酸雨”和“酸雾”，对金属文物有很强的腐蚀作用，对建筑材料、石质文物、壁画和有机质地文物也都有腐蚀作用。
　　
　　在纸质文物中，硫酸生成后会长久地存留在纸中，随着时间的推移，硫酸越积越多，纸张的酸度越来越高。书籍纸张在有硫酸存在时，将加速其中纤维素的水解，使纤维素聚合度降低，当聚合度降到２００以下时，纸张的强度将下降到零，就会碎裂成粉末。
　　
　　（三）硫化氢（Ｈ２Ｓ），是一种带有腐坏鸡蛋臭味的气体，易溶于水，熔点８５．５℃，沸点６０．７℃。硫化氢在大气中被迅速氧化成二氧化硫，特别是当空气比较充足时其反应速度更快，硫化氢也可以和空气中的臭氧发生作用生成二氧化硫；二氧化硫又可以进一步产生酸。因此，硫化氢是一种酸性有害气体。硫化氢溶于水后生成氢硫酸。氢硫酸是一种弱酸，具有漂白作用，可使字迹、颜料退色，也可使植物纤维素遭到破坏。氢硫酸还能使银、铜、铅制品的表面变黑；能与许多金属离子作用，生成不溶于水或酸的硫化物沉淀。
　　
　　（四）二氧化氮（ＮＯ２），为棕色气体，易溶于水，具有刺激性。大气有七种氮的氧化物，其中一氧化氮和二氧化氮最多，燃料在空气中高温燃烧时，可使空气中的氮氧化成氧化氮；化肥厂、制造硫酸或硝酸的工厂及各种用硝酸处理的工序都会排出一氧化氮，一氧化氮与水反应生成硝酸，硝酸能加速植物纤维素的水解作用，使纤维素降解，强度降低。初生态氧又可加速纤维素的氧化，使之生成氧化纤维素。
　　
　　（五）氯气（Ｃｌ２），为黄绿色气体，有毒，有剧烈窒息性臭味。在空气中，通常可能允许的游离氯最高浓度为０．００１毫克／升。氯具有很强的氧化能力，能与有机物和无机物进行取代和加速反应，同许多金属和非金属能直接起反应。
　　
　　空气中的氯离子是腐蚀金属特别活跃的因素。氯离子极易溶解在吸附水中，并具有很强的穿透力和盐吸湿性，青铜器上形成的绿色粉状锈，即“青铜病”就是氯化物腐蚀产生的。
　　
　　氯易溶于水，氯溶解在水中生成盐酸和次氯酸，次氯酸不稳定，易分解为盐酸和初生态氧，初生态氧又会与空气中的氧发生作用，生成臭氧。
　　
　　因此，氯气既是酸性有害气体，又是氧化性有害气体。氯气的存在能加速书籍纸张纤维素的氧化作用和水解作用，缩短文物寿命，又可使字迹、颜料退色。