档案库房空气污染对纸质档案的危害及对策

文/中国地质科学院矿产综合利用研究所 田春秋

纸质档案在长期保存和使用过程中，容易遭受外界温度、湿度、光线、氧气、微生物等因素的影响，促使纸张逐渐老化而损毁。其中，空气污染物是最主要的污染因素之一。长期以来，档案库房空气质量一直受到档案管理和保护工作者的重视，从查询文献资料来看，我国多地档案部门都曾对库房空气中的某些污染物进行检测或对库房空气质量状况进行分析。国家档案局于2019年12月16日正式发布《档案库房空气质量检测技术规范》（DA/T 81-2019），并于2020年5月1日起实施。本文就档案库房纸质档案空气污染物的来源、成因、危害、检测方法以及治理对策进行探讨。

一、档案库房空气污染成因与污染物构成

档案库房空气污染物的来源一般分为内源性和外源性两类。内源性污染物来自于库房内部，由于档案库房具有密闭、恒温恒湿、避光等环境特点，容易造成室内空气流动性差、通风条件不良等不利存放条件，导致诸如装饰材料、纸张老化、印刷油墨和杀虫剂药物产生的甲醛、苯系物、挥发性有机化合物（VOCs）等气体聚集、不易消散等问题。外源性污染物主要来自室外汽车尾气、工业废气等，包括硫化物、氮氧化物、可吸入颗粒物（PM10以下）、氯化氢等，这些污染物会随着大气流动进入库房，并长期在库房中聚集，不流动导致浓度不断升高，甚至远超过室内空气质量标准限定值，从而造成严重的库房空气污染。

二、档案库房空气污染的危害

（一）对纸质档案的危害。目前制作纸质档案的原料主要是植物纤维，其化学成分包括纤维素、半纤维素和木质素等。通常，纸张档案材料的耐久性主要受纤维素含量的影响，纤维素在室温下一般不溶于水和有机溶剂，但是在一定条件下会和水、弱酸发生水解反应，同时，纤维素还会发生氧化和光解反应，这些不利因素会造成纤维素大分子的聚合度降低，导致纸张强度下降、耐久性受损、老化变质。本文以二氧化氮（NO）为例，探讨其对纸质结构的破坏，NO与纸张及空气中水分结合形成硝酸，硝酸中的氢离子可以对纤维素大分子中糖苷键的水解起到催化作用，使糖苷键断裂，NO还能够对纸张纤维素起到氧化作用。此外，光对纸质档案的危害也不容忽视，当空气中的光和氧气同时作用于纸张时，纤维素会发生氧化降解、光解或光氧化等一系列化学反应，从而造成纸质档案材料的破坏。从以上分析可以看出，气态污染物对纸质档案的危害是巨大的，虽然各种空气污染物对纸质档案的危害程度不同，但是对纸质造成的损害均是不可逆的（如SO、HS与纤维素发生水解作用）。

（二）对人体健康的危害。氮氧化物、硫化物、苯系物、颗粒物、挥发性有机物等气态污染物长期吸入会严重影响人体机能，损坏身体健康。根据中华人民共和国国家标准（GB/T18883-2002）的规定，我国室内空气质量标准限值分别为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，含量超过该限值会对人体造成严重伤害。如长期暴露于室内VOCs环境中，可引起急性和慢性的神经系统损伤、哮喘和癌症等病症，VOCs浓度过高的室内环境还会引发病态建筑综合征，对皮肤、眼睛、粘膜等产生刺激作用，产生易怒、嗜睡、注意力不集中等症状。SO和NO均能对人体呼吸道造成损伤，吸入SO后主要被粘膜表面吸收，生成亚硫酸或硫酸，对眼及呼吸道粘膜具有强烈的刺激作用，大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛，甚至窒息。长时间暴露于NO中也会增加呼吸道感染的机会，甚至导致永久性的肺部器质性病变。甲醛对于人体健康的影响主要表现在刺激、过敏和病变3个方面。2004年，国际癌症研究中心（IARC）将其列为第一类致癌物质。甲醛对儿童或者孕妇的危害尤为严重，长期接触可以引发妊娠综合征，导致新生儿的染色体发生异常、白血病或智力下降等，是潜在的强致突变物之一。

三、档案库房空气污染物的检测方法

档案库房的空气污染物主要包括化学污染物（硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、氨、苯系物、醛类、VOCs等）、生物污染物（细菌、真菌、病毒等）和颗粒污染物（PM10和PM2.5）等。档案库房的空气污染物检测属于微量或痕量分析范畴，因此检测分析前需要对污染物进行富集浓缩，以提高检测方法的灵敏度，降低最低检测限，本节限于篇幅，仅就部分常见室内空气污染物的检测方法加以论述。

（一）硫化氢。室内硫化氢的检测主要有四种常见方法：一是目视比色法。其原理是采用碱性的锌氨络合盐吸收硫化氢形成稳定的络合物，络合物与硫酸反应生成亚甲基蓝，然后采用目视比色法测定，由于目视比色法存在一定的误差，因此该方法的检测结果准确度不高，只能粗略得到大概含量。二是标准碘量法和快速测定管法。这两种方法常用于现场硫化氢的检测，具有方法操作简单、准确可靠、灵敏度高的优点，目前应用范围较广。三是醋酸铅试纸法。该方法是一种半定量的检测方法，其原理是利用醋酸铅与硫化氢反应生成褐色的硫化铅，然后通过试纸与硫化氢反应显色，与标准比色板进行对比，求得硫化氢含量。上述检测方法各有优势，可针对档案库房的空气污染情况灵活使用。

（二）甲醛。常见甲醛检测方法有两种：一是酚试剂分光光度法，其原理是利用空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，然后根据颜色深浅来比色定量，该方法是空气中甲醛的常用检测方法。二是气相色谱法，气相色谱法对于空气中甲醛检测的准确性不及方法一，且需要较高的专业水平，操作过程也更复杂。

（三）挥发性有机化合物。室内挥发性有机化合物的常见检测方法主要有两种：一是比色管检测法。该方法是VOCs检测中最常见的一种，设备简单，主要由一个充满显色物质的玻璃管和一个抽气泵组成。其原理是通过抽气泵将挥发性有机化合物抽入检测管，待测气体和显色物质发生化学反应，然后通过气体浓度与显色浓度之间的线性关系，从而计算出挥发性化合物气体的大致含量。该方法的检测成本较低、速度快，但是准确度不高，只能粗略检测室内VOCs的含量。二是气相色谱法。该方法在VOCs的检测中具有分离效率高、分析速度快、选择性高、应用范围广等优点，由于挥发性有机化合物往往是空气中复杂的多组分混合物，因此必须先将各个组分离，再进行下一步的定量分析。

（四）空气颗粒物。档案库房的空气颗粒物一般是指可吸入性颗粒物，通常颗粒物的直径在10μm以下，常见的是PM2.5与PM10。空气中的可吸入颗粒物会通过呼吸系统进入人体，对档案工作人员的身心健康造成潜在的安全威胁。空气颗粒物的检测一般分为个数浓度检测和质量浓度检测两种：一是个数浓度检测。首先，采用化学微孔滤膜显微镜计数法，该方法主要是借助滤膜显微镜来计算和测量颗粒物的个数浓度。其次，采用光散射式粒子计数器来检测颗粒的浓度。该方法采用了粒子散射的原理来计算得出不同粒径粒子的个数浓度，误差较大，准确性较低。二是质量浓度检测方法。主要是滤膜称重法，该方法为空气颗粒物浓度检测的主要方法之一，具有简便快速、准确度高的优点。另外，利用β射线吸收式测量仪来计算大气颗粒物的质量浓度，也是一种常用方法，该方法中β射线的吸收受到其他因素干扰小，且β射线属于低能射线，稳定性非常强，因此也是一种优秀的检测方法。

四、空气污染物对纸质档案危害的对策

（一）从源头控制档案库房空气污染。从源头上对档案库房空气污染进行控制，可以从根本上减少污染物对纸质档案的损害。档案库房在设计、选址过程中，档案库房的位置应尽量选在干燥、通风的地方，远离工业区和城市大型马路，这样可避免工业废气和交通尾气对库房的污染。在档案库房装修过程中，应按照《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（GB50325-2020）规定，采用符合标准和污染少的环保装修材料，并加强对工程施工过程的监管，对进场的建筑材料和装修材料的质量进行严格管控，经检测合格后再使用，切实切断档案库房污染的源头。对于已经使用的档案库房，采用密封性能良好的材料对门窗进行密封，从而阻断污染物进入室内。档案库房内部的消毒措施尽量不用熏蒸法，以减少有毒有害气体在库房内聚集。

（二）利用物理技术治理档案库房空气污染。物理技术主要包括通风换气和吸附净化两种方式。加强档案库房通风换气是改善室内空气污染的有效手段，通风换气可有效降低室内空气污染物浓度，减少对档案及工作人员健康的伤害。对于新建或改建的档案库房，使用之前要确保良好的通风环境，多开窗，让有害气体尽量散发完，然后才可将纸质档案原始资料存入。对于已经使用的档案库房，由于建筑装修材料、档案柜、档案盒、密集架、油墨等所逸散出的甲醛、苯系物等化学物质长期处于室内静滞状态，无法排出，极易造成严重的室内空气污染。针对该状况最直接、最经济简便的办法是在自然通风良好的大气条件下进行自然通风，以实现档案库房空气的置换。另外，还可以使用空气净化器等过滤装置（粒状活性炭、活性炭纤维、分子筛、活性氧化铝、竹炭等）进行净化处理。肖红飞等提出采用柱极绝缘体过滤网代替常用的阻挡型活性炭空气过滤网，极大降低库房空气中污染物的含量，治理后的污染物浓度大大低于《信息与文献图书馆和档案馆的文献保存要求》（GB/T 27703-2011）中的标准值。

（三）利用化学技术治理档案库房空气污染。化学技术是利用化学反应来去除室内空气污染物，如光催化净化技术、负离子净化技术、低温等离子技术和臭氧净化技术等。光催化净化技术是以纳米金属氧化物或硫化物为代表的具有光催化功能的新型空气污染物处理技术。在紫外线和可见光的作用下，催化剂对有毒有害气体具有很强的催化降解作用，如对氧化吸附在纳米TiO表面的VOCs能发生光催化最终生成CO和HO，常见的光催化剂主要是金属氧化物和金属硫化物，除TiO外，还包括ZnO、FeO、WO、CdS等，其中TiO因具有较高的化学稳定性和催化活性，且价廉无毒，是最常用的光催化剂之一。负离子净化技术是通过空气中的负离子凝结和吸附污染物微粒，使其落地成为较大粒子后沉降，从而降低空气中的污染物浓度。低温等离子技术是通过给气体外加电压至气体的放电电压，使气体被击穿，产生各种强氧化性的低温等离子，并在极短时间内把接触到的污染物分解掉，该技术具有能耗低、效率高等优点。臭氧净化技术是通过高压电场使空气中的氧电离形成臭氧，由于臭氧是强氧化剂之一，其良好的消毒和催化作用可显著减少室内气态污染物的含量，在室内空气净化领域具有巨大的应用前景。

（四）利用生物技术治理档案库房空气污染。生物技术主要是采用植物法，因为绿色植物叶片背面的微孔道可以吸收、分解一些有毒有害气体，具有净化空气的作用。对于档案库房外部，应做好库房周围的绿化工作，修建绿化隔离带，提高绿化覆盖率，如栽种一些具有较好净化空气的树种（柳杉、蕨草、秋海棠、石榴、山茶、栀子花等）。对于档案库房内部，可以种植芦荟、吊篮、月季花、虎皮兰、仙人球、常青藤、绿萝等绿色植物，从而有效吸收室内甲醛、苯、SO、NH等有毒有害污染物。通过种植一些可以净化空气的植物，不仅能够减少空气污染物对纸质档案的危害，还能起到美化环境的作用。

（五）加强库房室内外空气质量监测。档案库房既是存放档案的地方，又是档案管理人员日常工作的场所，加强对库房空气污染物的识别并认真做好库房空气环境监测，对于防治档案库房空气污染具有重要意义。如定期由专业人员携带专业设备对库房内外的空气进行监测和分析，及时发现空气污染源，掌握被污染程度，并采取针对性防治措施。

（六）建立健全档案库房管理制度。制度是开展工作的根本遵循，为了减少空气污染物对纸质档案的侵蚀，保证工作人员的身心健康，制订纸质档案库房相关的管理制度非常有必要。如制订除尘卫生清洁制度，纸质档案应坚持入库前先消毒除尘的原则，避免新入库的纸质档案将灰尘带入库房当中。制订严格出入库房制度，对于档案工作人员来说，在进入和出入库房时应及时更换工作服和鞋帽，取放档案要戴专用手套，进出室内要随手关门，必要时可在库房入口处加装除尘设备，用以吹除进入库房的人员和档案材料表面附着的灰尘，保持库房内部空气的清洁。坚持定期对库房内进行卫生清洁，同时对档案库房周围应保持清洁，不要堆放垃圾，室外排水沟中不要有积存的腐烂堆积物，因为这些有机废物在腐烂降解过程中会释放有害气体。

五、结语

综上分析，档案库房中空气污染物对纸质档案的危害显而易见，要想从根本上解决上述问题，必须采取对应的防治措施。在当前条件下，单一的防治措施一般很难达到成效，关键是要建成一系列全方位的保护措施，形成较为完善的保护体系，才能有效防止空气污染物对纸质档案及档案工作人员身心健康的不利影响。