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低氧气调技术在图书古籍保护工作中的应用
2020-03-25

一、什么是低氧气调技术?


低氧气调技术的核心在于气密和降氧两部分。空间围护结构所具备的良好气密性是长期维持稳定的低氧环境并减少污染入侵的前提。而降氧是实现低氧的手段,目前普遍采用的降氧方法主要包括抽真空充氮降氧和充氮置换降氧两种形式。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网


为何选择氮气作为低氧保护气体呢?

众所周知,空气中有近八成的气体成分是氮气。氮气是一种化学性质不活泼的惰性气体,很难与其他物质发生化学反应。在常温状态下,氮气具有无色无味,不燃不爆的特点。而氮元素在空气中的含量高达78%,可以作为充足的氮气来源,且具有制取工艺简单,安全可靠,成本低廉。因此,人们将氮气作为保护气体,广泛应用于食品保鲜,文物保护,商品养护及医药、电子、冶金、化学、航天等领域中。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网


二、低氧气调技术可以在哪些方面对图书古籍进行保护?


低氧气调技术可以在减缓纸张的老化劣化速度、防治虫霉、防火灭火等几方面对图书古籍进行保护。

1、低氧气调技术在减缓图书古籍老化劣化方面的应用

我们知道,构成图书古籍的主要成分为动植物纤维素、半纤维素、木质素等有机物质,这些物质极易与空气中的氧或腐蚀性气体发生反应,遭受氧化、光氧化、水解等破坏作用,最终造成纸张材质的老化变质。采用低氧气调技术,可以将图书古籍所在气密空间内的氧和有害气体等用洁净氮气进行置换,减少图书古籍材质被氧化和酸化水解的概率,从而减缓其老化速度,延长其保存寿命。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网

为进一步确定低氧对图书古籍的保护效果,国内多家科研单位展开了相关研究。如国家图书馆就关于应用充氮封存技术保护珍贵文献的可行性进行了研究。研究结果表明,充氮封存技术对纸张的耐久性、颜色、颜料和字迹均具有一定的保护效果。




2、低氧技术在图书古籍虫霉防治方面的应用

图书古籍的主要构成成分为虫霉的生长发育提供了丰富的营养来源。充足的氧和适宜的温湿度,为附着在图书古籍表面或内部的虫卵、霉菌滋生提供了适宜的条件。将低氧气调技术用于虫霉的防治,就是利用洁净氮气作为杀虫气体,通过降低杀虫空间内的氧浓度至极低水平,从根本上切断虫源、霉源赖以生存的氧源,从而达到虫霉防治的目的。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网

上世纪九十年代,美国盖蒂研究所(inert gases)就研究了低氧环境对博物馆常见害虫生存状况的影响。研究表明,在害虫附着基质(如纸张、丝织品、木器等)的最佳储藏环境下将氧含量控制在0.5%以下,温度控制在22~30℃,相对湿度控制在40~65%范围内,3~15天即可杀灭试验害虫。在盖蒂研究所的带领下,低氧气调杀虫技术已逐渐在美国、英国、澳大利亚等博物馆广泛应用。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网

相比传统的化学杀虫方法,低氧气调杀虫法不会在纸张表面产生化学残留,安全无毒;与当前备受推崇的低温冷冻法相比,具有适用范围广,操作简单,不易对纸张造成损伤等优点,目前正逐步受到国内外古籍保护领域专家的青睐。

3、低氧技术在图书古籍库房防火方面的应用

有研究表明,在氧浓度达到16.2%(被称为低氧阈值)的常压环境中,任何一种可燃物质便达到其绝对燃烧的极限,当氧浓度低于此值时将抑制燃烧。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网

基于上述理论,低氧防火技术应运而生。该技术是基于常压、低氧环境中使燃烧受到抑制,而人体又能较长时间安全呼吸的新型消防技术。该技术十分适用于图书馆、档案馆、博物馆、计算机房、通讯中心等对消防安全有严格要求的场所。

国际上基于低氧技术开发的氮气灭火系统已经有几十年的应用经验,技术已经非常成熟。而目前我国氮气灭火系统的应用相对较晚,推广较少。随着近几年各个地方标准的制定、实施,我国氮气灭火系统的工程案例也逐渐增多,许多典型的项目中均使用了氮气灭火系统,如上海博物馆、长江隧道工程、珠海国税办公楼、广州中医药大学等。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网


三、国内外应用案例


1、国内应用情况



低氧气调技术在国内文物保护领域中的应用已不乏先例。其中,北京房山云居寺的“石经回藏”的低氧保护是我国将低氧气调技术应用于文物保护的典型案例:房山云居寺石经在出土四十余年后,由于大气污染等原因,逐渐呈现出衰老之态,部分石经已出现文字脱落现象。为解决这一问题,人们将回藏后的石经封存在充满氮气的主储藏室,并通过气体浓度自动检测技术等措施来保证储藏环境的安全稳定。该方法一方面减缓了大气污染对石经造成的破坏,另一方面也使季节变化和昼夜温差变化对石经的影响降至最小。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网


此外,中国历史博物馆和中南海毛主席故居纪念馆使用除氧剂对珍贵文物进行封存保护,法门寺博物馆的“释迦牟尼真身佛指骨舍利”被放在氧含量<3%的低氧、恒温、恒湿的环境中保存,湖南博物馆也将真空袋等用于长沙马王堆竹简的真空低氧保护过程中。


2、国外应用情况


近年来,为了对档案进行更好的保护,国内档案部门也加强了低氧技术在档案封存方面的应用研究,如上海光大银行和云南社保局档案室等单位已经开始使用真空袋保存凭证资料。真空充氮杀虫灭菌消毒设备在上海、湖北、广州等多家档案馆早已展开应用。

大英图书馆在圣潘克拉斯建成的6000m3新馆用氮气作为保护气体,馆内氧浓度控制在10%~15%范围内,主要目的是防火,同时还用于抑制虫霉的生长发育。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网



大英图书馆


梵蒂冈教皇30000m3的低氧文物库内也用氮气作为保护气体,室内空气的稀薄程度相当于半真空状态(氧浓度10%左右),主要目的也是防火并抑制虫霉生长发育。


美国的《独立宣言》、《权利法案》和美国《宪法》也是用类似低氧保存技术进行保护的。此外,意大利、法国也成功地将充氮降氧气调技术应用于文物的保护。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网


四、结语

图书古籍保护工作的重点正在从抢救性被动修复向预防性主动环境调控的日常维护转变。抢救性被动修复,是在图书古籍已遭受破坏的情况下,采取有效措施对其进行修复、保护的方法。而预防性主动环境调控,是在图书古籍未遭受破坏的前提下,对其保存环境实施有效的监测和控制,抑制各种环境因素对它们的破坏作用,尽可能阻止或延缓图书古籍的物理或化学性质改变而导致的损害,达到长久保护和保存的目的。凯发k8国际-凯发天生赢家一触即发官网


低氧气调技术形成的“恒湿、低氧、洁净、稳定”的环境,不仅能够实现杀虫抑菌的目的,而且形成了适宜其长期存放的微环境,降低了图书古籍储藏过程中因氧气和污染气体存在引起的破坏作用,减缓图书古籍的老化劣化速度,并兼具防火的作用,是实现图书古籍“预防性保护”的经济易行的技术。


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