檔案庫房空氣污染對紙質檔案的危害及對策

文/中國地質科學院礦產綜合利用研究所 田春秋

紙質檔案在長期保存和使用過程中，容易遭受外界溫度、濕度、光線、氧氣、微生物等因素的影響，促使紙張逐漸老化而損毀。其中，空氣污染物是最主要的污染因素之一。長期以來，檔案庫房空氣質量一直受到檔案管理和保護工作者的重視，從查詢文獻資料來看，我國多地檔案部門都曾對庫房空氣中的某些污染物進行檢測或對庫房空氣質量狀況進行分析。國家檔案局于2019年12月16日正式發布《檔案庫房空氣質量檢測技術規范》（DA/T 81-2019），并于2020年5月1日起實施。本文就檔案庫房紙質檔案空氣污染物的來源、成因、危害、檢測方法以及治理對策進行探討。

一、檔案庫房空氣污染成因與污染物構成

檔案庫房空氣污染物的來源一般分為內源性和外源性兩類。內源性污染物來自于庫房內部，由于檔案庫房具有密閉、恒溫恒濕、避光等環境特點，容易造成室內空氣流動性差、通風條件不良等不利存放條件，導致諸如裝飾材料、紙張老化、印刷油墨和殺蟲劑藥物產生的甲醛、苯系物、揮發性有機化合物（VOCs）等氣體聚集、不易消散等問題。外源性污染物主要來自室外汽車尾氣、工業廢氣等，包括硫化物、氮氧化物、可吸入顆粒物（PM10以下）、氯化氫等，這些污染物會隨著大氣流動進入庫房，并長期在庫房中聚集，不流動導致濃度不斷升高，甚至遠超過室內空氣質量標準限定值，從而造成嚴重的庫房空氣污染。

二、檔案庫房空氣污染的危害

（一）對紙質檔案的危害。目前制作紙質檔案的原料主要是植物纖維，其化學成分包括纖維素、半纖維素和木質素等。通常，紙張檔案材料的耐久性主要受纖維素含量的影響，纖維素在室溫下一般不溶于水和有機溶劑，但是在一定條件下會和水、弱酸發生水解反應，同時，纖維素還會發生氧化和光解反應，這些不利因素會造成纖維素大分子的聚合度降低，導致紙張強度下降、耐久性受損、老化變質。本文以二氧化氮（NO）為例，探討其對紙質結構的破壞，NO與紙張及空氣中水分結合形成硝酸，硝酸中的氫離子可以對纖維素大分子中糖苷鍵的水解起到催化作用，使糖苷鍵斷裂，NO還能夠對紙張纖維素起到氧化作用。此外，光對紙質檔案的危害也不容忽視，當空氣中的光和氧氣同時作用于紙張時，纖維素會發生氧化降解、光解或光氧化等一系列化學反應，從而造成紙質檔案材料的破壞。從以上分析可以看出，氣態污染物對紙質檔案的危害是巨大的，雖然各種空氣污染物對紙質檔案的危害程度不同，但是對紙質造成的損害均是不可逆的（如SO、HS與纖維素發生水解作用）。

（二）對人體健康的危害。氮氧化物、硫化物、苯系物、顆粒物、揮發性有機物等氣態污染物長期吸入會嚴重影響人體機能，損壞身體健康。根據中華人民共和國國家標準（GB/T18883-2002）的規定，我國室內空氣質量標準限值分別為SO0.50mg/m、NO0.24mg/m、NH0.2mg/m、臭氧 0.16mg/m、苯 0.11mg/m、甲苯 0.20mg/m、二甲苯 0.20mg/m等，含量超過該限值會對人體造成嚴重傷害。如長期暴露于室內VOCs環境中，可引起急性和慢性的神經系統損傷、哮喘和癌癥等病癥，VOCs濃度過高的室內環境還會引發病態建筑綜合征，對皮膚、眼睛、粘膜等產生刺激作用，產生易怒、嗜睡、注意力不集中等癥狀。SO和NO均能對人體呼吸道造成損傷，吸入SO后主要被粘膜表面吸收，生成亞硫酸或硫酸，對眼及呼吸道粘膜具有強烈的刺激作用，大量吸入可引起肺水腫、喉水腫、聲帶痙攣，甚至窒息。長時間暴露于NO中也會增加呼吸道感染的機會，甚至導致永久性的肺部器質性病變。甲醛對于人體健康的影響主要表現在刺激、過敏和病變3個方面。2004年，國際癌癥研究中心（IARC）將其列為第一類致癌物質。甲醛對兒童或者孕婦的危害尤為嚴重，長期接觸可以引發妊娠綜合征，導致新生兒的染色體發生異常、白血病或智力下降等，是潛在的強致突變物之一。

三、檔案庫房空氣污染物的檢測方法

檔案庫房的空氣污染物主要包括化學污染物（硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、氨、苯系物、醛類、VOCs等）、生物污染物（細菌、真菌、病毒等）和顆粒污染物（PM10和PM2.5）等。檔案庫房的空氣污染物檢測屬于微量或痕量分析范疇，因此檢測分析前需要對污染物進行富集濃縮，以提高檢測方法的靈敏度，降低最低檢測限，本節限于篇幅，僅就部分常見室內空氣污染物的檢測方法加以論述。

（一）硫化氫。室內硫化氫的檢測主要有四種常見方法：一是目視比色法。其原理是采用堿性的鋅氨絡合鹽吸收硫化氫形成穩定的絡合物，絡合物與硫酸反應生成亞甲基藍，然后采用目視比色法測定，由于目視比色法存在一定的誤差，因此該方法的檢測結果準確度不高，只能粗略得到大概含量。二是標準碘量法和快速測定管法。這兩種方法常用于現場硫化氫的檢測，具有方法操作簡單、準確可靠、靈敏度高的優點，目前應用范圍較廣。三是醋酸鉛試紙法。該方法是一種半定量的檢測方法，其原理是利用醋酸鉛與硫化氫反應生成褐色的硫化鉛，然后通過試紙與硫化氫反應顯色，與標準比色板進行對比，求得硫化氫含量。上述檢測方法各有優勢，可針對檔案庫房的空氣污染情況靈活使用。

（二）甲醛。常見甲醛檢測方法有兩種：一是酚試劑分光光度法，其原理是利用空氣中的甲醛與酚試劑反應生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化形成藍綠色化合物，然后根據顏色深淺來比色定量，該方法是空氣中甲醛的常用檢測方法。二是氣相色譜法，氣相色譜法對于空氣中甲醛檢測的準確性不及方法一，且需要較高的專業水平，操作過程也更復雜。

（三）揮發性有機化合物。室內揮發性有機化合物的常見檢測方法主要有兩種：一是比色管檢測法。該方法是VOCs檢測中最常見的一種，設備簡單，主要由一個充滿顯色物質的玻璃管和一個抽氣泵組成。其原理是通過抽氣泵將揮發性有機化合物抽入檢測管，待測氣體和顯色物質發生化學反應，然后通過氣體濃度與顯色濃度之間的線性關系，從而計算出揮發性化合物氣體的大致含量。該方法的檢測成本較低、速度快，但是準確度不高，只能粗略檢測室內VOCs的含量。二是氣相色譜法。該方法在VOCs的檢測中具有分離效率高、分析速度快、選擇性高、應用范圍廣等優點，由于揮發性有機化合物往往是空氣中復雜的多組分混合物，因此必須先將各個組分離，再進行下一步的定量分析。

（四）空氣顆粒物。檔案庫房的空氣顆粒物一般是指可吸入性顆粒物，通常顆粒物的直徑在10μm以下，常見的是PM2.5與PM10。空氣中的可吸入顆粒物會通過呼吸系統進入人體，對檔案工作人員的身心健康造成潛在的安全威脅。空氣顆粒物的檢測一般分為個數濃度檢測和質量濃度檢測兩種：一是個數濃度檢測。首先，采用化學微孔濾膜顯微鏡計數法，該方法主要是借助濾膜顯微鏡來計算和測量顆粒物的個數濃度。其次，采用光散射式粒子計數器來檢測顆粒的濃度。該方法采用了粒子散射的原理來計算得出不同粒徑粒子的個數濃度，誤差較大，準確性較低。二是質量濃度檢測方法。主要是濾膜稱重法，該方法為空氣顆粒物濃度檢測的主要方法之一，具有簡便快速、準確度高的優點。另外，利用β射線吸收式測量儀來計算大氣顆粒物的質量濃度，也是一種常用方法，該方法中β射線的吸收受到其他因素干擾小，且β射線屬于低能射線，穩定性非常強，因此也是一種優秀的檢測方法。

四、空氣污染物對紙質檔案危害的對策

（一）從源頭控制檔案庫房空氣污染。從源頭上對檔案庫房空氣污染進行控制，可以從根本上減少污染物對紙質檔案的損害。檔案庫房在設計、選址過程中，檔案庫房的位置應盡量選在干燥、通風的地方，遠離工業區和城市大型馬路，這樣可避免工業廢氣和交通尾氣對庫房的污染。在檔案庫房裝修過程中，應按照《民用建筑工程室內環境污染控制規范》（GB50325-2020）規定，采用符合標準和污染少的環保裝修材料，并加強對工程施工過程的監管，對進場的建筑材料和裝修材料的質量進行嚴格管控，經檢測合格后再使用，切實切斷檔案庫房污染的源頭。對于已經使用的檔案庫房，采用密封性能良好的材料對門窗進行密封，從而阻斷污染物進入室內。檔案庫房內部的消毒措施盡量不用熏蒸法，以減少有毒有害氣體在庫房內聚集。

（二）利用物理技術治理檔案庫房空氣污染。物理技術主要包括通風換氣和吸附凈化兩種方式。加強檔案庫房通風換氣是改善室內空氣污染的有效手段，通風換氣可有效降低室內空氣污染物濃度，減少對檔案及工作人員健康的傷害。對于新建或改建的檔案庫房，使用之前要確保良好的通風環境，多開窗，讓有害氣體盡量散發完，然后才可將紙質檔案原始資料存入。對于已經使用的檔案庫房，由于建筑裝修材料、檔案柜、檔案盒、密集架、油墨等所逸散出的甲醛、苯系物等化學物質長期處于室內靜滯狀態，無法排出，極易造成嚴重的室內空氣污染。針對該狀況最直接、最經濟簡便的辦法是在自然通風良好的大氣條件下進行自然通風，以實現檔案庫房空氣的置換。另外，還可以使用空氣凈化器等過濾裝置（粒狀活性炭、活性炭纖維、分子篩、活性氧化鋁、竹炭等）進行凈化處理。肖紅飛等提出采用柱極絕緣體過濾網代替常用的阻擋型活性炭空氣過濾網，極大降低庫房空氣中污染物的含量，治理后的污染物濃度大大低于《信息與文獻圖書館和檔案館的文獻保存要求》（GB/T 27703-2011）中的標準值。

（三）利用化學技術治理檔案庫房空氣污染。化學技術是利用化學反應來去除室內空氣污染物，如光催化凈化技術、負離子凈化技術、低溫等離子技術和臭氧凈化技術等。光催化凈化技術是以納米金屬氧化物或硫化物為代表的具有光催化功能的新型空氣污染物處理技術。在紫外線和可見光的作用下，催化劑對有毒有害氣體具有很強的催化降解作用，如對氧化吸附在納米TiO表面的VOCs能發生光催化最終生成CO和HO，常見的光催化劑主要是金屬氧化物和金屬硫化物，除TiO外，還包括ZnO、FeO、WO、CdS等，其中TiO因具有較高的化學穩定性和催化活性，且價廉無毒，是最常用的光催化劑之一。負離子凈化技術是通過空氣中的負離子凝結和吸附污染物微粒，使其落地成為較大粒子后沉降，從而降低空氣中的污染物濃度。低溫等離子技術是通過給氣體外加電壓至氣體的放電電壓，使氣體被擊穿，產生各種強氧化性的低溫等離子，并在極短時間內把接觸到的污染物分解掉，該技術具有能耗低、效率高等優點。臭氧凈化技術是通過高壓電場使空氣中的氧電離形成臭氧，由于臭氧是強氧化劑之一，其良好的消毒和催化作用可顯著減少室內氣態污染物的含量，在室內空氣凈化領域具有巨大的應用前景。

（四）利用生物技術治理檔案庫房空氣污染。生物技術主要是采用植物法，因為綠色植物葉片背面的微孔道可以吸收、分解一些有毒有害氣體，具有凈化空氣的作用。對于檔案庫房外部，應做好庫房周圍的綠化工作，修建綠化隔離帶，提高綠化覆蓋率，如栽種一些具有較好凈化空氣的樹種（柳杉、蕨草、秋海棠、石榴、山茶、梔子花等）。對于檔案庫房內部，可以種植蘆薈、吊籃、月季花、虎皮蘭、仙人球、常青藤、綠蘿等綠色植物，從而有效吸收室內甲醛、苯、SO、NH等有毒有害污染物。通過種植一些可以凈化空氣的植物，不僅能夠減少空氣污染物對紙質檔案的危害，還能起到美化環境的作用。

（五）加強庫房室內外空氣質量監測。檔案庫房既是存放檔案的地方，又是檔案管理人員日常工作的場所，加強對庫房空氣污染物的識別并認真做好庫房空氣環境監測，對于防治檔案庫房空氣污染具有重要意義。如定期由專業人員攜帶專業設備對庫房內外的空氣進行監測和分析，及時發現空氣污染源，掌握被污染程度，并采取針對性防治措施。

（六）建立健全檔案庫房管理制度。制度是開展工作的根本遵循，為了減少空氣污染物對紙質檔案的侵蝕，保證工作人員的身心健康，制訂紙質檔案庫房相關的管理制度非常有必要。如制訂除塵衛生清潔制度，紙質檔案應堅持入庫前先消毒除塵的原則，避免新入庫的紙質檔案將灰塵帶入庫房當中。制訂嚴格出入庫房制度，對于檔案工作人員來說，在進入和出入庫房時應及時更換工作服和鞋帽，取放檔案要戴專用手套，進出室內要隨手關門，必要時可在庫房入口處加裝除塵設備，用以吹除進入庫房的人員和檔案材料表面附著的灰塵，保持庫房內部空氣的清潔。堅持定期對庫房內進行衛生清潔，同時對檔案庫房周圍應保持清潔，不要堆放垃圾，室外排水溝中不要有積存的腐爛堆積物，因為這些有機廢物在腐爛降解過程中會釋放有害氣體。

五、結語

綜上分析，檔案庫房中空氣污染物對紙質檔案的危害顯而易見，要想從根本上解決上述問題，必須采取對應的防治措施。在當前條件下，單一的防治措施一般很難達到成效，關鍵是要建成一系列全方位的保護措施，形成較為完善的保護體系，才能有效防止空氣污染物對紙質檔案及檔案工作人員身心健康的不利影響。