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2019 年春天,美国特拉华州,温特图尔博物馆的梅丽莎・泰登(Melissa Tedone)博士,从图书馆里借出了一本 1857 年出版的老书。它是一本家居装饰指南,书名叫《乡村田园装饰 —— 给有品位的家》(Rustic adornments for homes of taste)。

那本书很漂亮,虽然已走过一个多世纪,外表还保持着鲜亮的绿色,与烫金的字体和花纹相映生辉。作为即将在温特图尔艺术馆展出的藏品之一,即便书脊和书衣都要掉了,缝线也断了,它夺目的色彩依然让人印象深刻。

而泰登博士的任务,就是在展览开幕前把书修复起来。在显微镜下,她看到书衣上附着了黑色的蜡状物,试着用柔软的豪猪羽毛笔轻轻拂去,却发现刷毛经过的地方有薄屑脱落。在旁人看来这可能没什么稀奇,但泰登博士非常惊讶,她开始怀疑这书衣是用颜料(pigment)着色,而不是用染料(dye)。

颜料和染料都是着色剂,只是染料通常可溶,而颜料难溶,会以颗粒的形式悬浮于液体之中。假如书衣是用颜料着色,就不难解释为什么那涂层的凝聚力不强,哪怕只是来自羽毛笔最轻柔的碰触,也足以带走一抹色彩。

但要说到颜料,特别是绿色颜料,泰登博士不免想起:那本书诞生在 19 世纪,正是某些鲜艳而有毒的绿色颜料最为风靡的时代。这让她开始担心,100 多年后遇上旧时绿皮书的自己,难道还在经受从前那场“时尚潮流”的荼毒?

绿色那么健康,怎么会有毒?

绿色,大概是自然界最不缺少的颜色。可是,想让这无处不在的绿色直接变成颜料或染料,为人类所用,一点都不容易。人们从植物中提取的绿色常常很不稳定,起初青翠欲滴,不久就会变成暗淡的棕色。

从植物成分中难以收集到稳定的绿色,人类必然把更多的目光投向矿物。比如,古埃及人将孔雀石开采出来,研磨后当做绿色颜料,用在一些法老墓葬墙壁的绘画当中,最早可追溯到第四王朝(公元前 2613-公元前 2494)时期。而到了文艺复兴时期,依然有不少艺术家在用孔雀石颜料作画。孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜,在油画和蛋彩画中都可以长久保有原本的色彩。

这些绿皮书有毒,还可能要命-风君子博客

拉斐尔的西斯廷圣母,用了孔雀石颜料(图片来源:Wikimedia Commons)

自孔雀石以来,许多含铜的颜料,都在历史上的不同时期留下了属于自己的绿色。不过,它们中的大多数,名气可能都不及 1775 年诞生的舍勒绿(Scheele’s Green)。

1775 年,一位名叫卡尔・舍勒(Karl Scheele)的化学家,在加热的碳酸钠溶液中,缓慢加入三氧化二砷(俗称砒霜),得到亚砷酸钠;又将亚砷酸钠溶液倒入硫酸铜溶液,得到了亚砷酸铜沉淀。这就是舍勒绿,它色彩明丽而不易褪色,且生产成本低廉,面市后很快成为了明星产品,让其他绿色颜料备受冷落。

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画作《做刺绣的女人》,用了舍勒绿(图片来源:Wikimedia Commons)

这种颜料不止活跃在艺术家的画布上,也开始进入人类生活的各个角落。家里的墙纸、身上穿的衣服,以及孩子的玩具,都成为了舍勒绿着色的对象。有时它还被当做一种食用色素,加进糖果里面。虽然,在那之前的中世纪,已经有人将三氧化二砷用作杀人毒药,但 19 世纪的普通人对砷化合物的毒性还没有广泛的认知。

当人们发现,舍勒绿遇到硫化物会变黑,他们甚至还想在此基础上,创造出更加耐用的绿色颜料。1814 年,两位德国化学家改进舍勒的配方,利用三氧化二砷和醋酸铜,得到了醋酸亚砷酸铜沉淀,也叫“翡翠绿”。这亮眼的新颜料诞生之后,又沿着舍勒绿走过的路,得到许多画家的宠爱,并大举入侵普通人的生活。后来,它还有了一个更响亮的名字 ——“巴黎绿”(Paris Green)。

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用 XRF 分析 19 世纪的图书(图片来源:温特图尔博物馆)

不过,XRF 也只能确定样品的元素组成,至于那些元素在一起组成了怎样的分子,还需要进一步测定。格雷伯恩利用拉曼光谱来研究分子结构,当激光打在每一种分子上,会获得一个独特的散射光谱,就像独一无二的“指纹”一样,把它和其他的分子区别开来。这种方法让科学家确认了,那本书表面的颜料正是醋酸亚砷酸铜 —— 巴黎绿。

虽然自己的想法得到了印证,但泰登博士仍然大为震撼:“我知道以前的壁纸里会有含砷颜料,我也知道一些书里的插图会用到含砷颜料,但想不到这种有毒的东西把封面都覆盖了,你捧着书读的时候就会碰到。”

不止如此,泰登和格雷伯恩还发现,这书衣上每平方厘米含有 1.42 毫克的砷。而如果不加治疗,成年人砷中毒的致死剂量是 100 毫克。泰登博士认为,自己只是对那本书做了一些简单的处理,或许不会造成重大的伤害,但如果是图书馆的工作人员,接触含砷颜料的机会更多,就会面临更大的风险。

长期暴露于无机砷,可能引发许多健康问题,如皮肤损伤、周围神经病变等等。还有部分心血管疾病、呼吸系统疾病、肝脏疾病,甚至一些脏器中的癌症,也和无机砷有关。

于是,两位研究者决定发起“毒书计划”,希望从 19 世纪的旧书中找到更多可能危害人体的书,并将它们编目。仅在温特图尔图书馆中,她们就检测到了 9 本“有毒”的藏书,其中有 4 本还是在不同图书馆之间流通的书。而在费城图书馆公司(Library Company of Philadelphia),全美最古老的一座图书馆,她们又找到 28 本含有巴黎绿的老书。

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封面含有巴黎绿的书籍(图片来源:温特图尔博物馆)

到目前为止,泰登和格雷伯恩已经发现了 92 本封面用巴黎绿上色的书。她们还四处分发“比色”书签,帮助人们辨别哪些颜色更像是 19 世纪的巴黎绿。每当发现怀疑对象,研究者还是像最初那样,先用 XRF 检测元素,假如发现可疑元素再用拉曼光谱进一步确认。

当然,识别出有毒的书,只是计划中的一步,更重要的是减少那些书对人的伤害。格雷伯恩说,如果砷渗入手部皮肤,可能会有危险,如果从嘴里吃进去或是从呼吸道进入体内,就尤其危险。“毒书计划”为需要接触毒书的人们,列出了一些注意事项:

操作前,佩戴好丁腈手套,以及 N95 口罩。操作时,避免进食、饮水和吸烟,不让手上的物质接触到脸;操作后要洗手。另外,不要在柔软的表面(如沙发上)进行操作,应当把毒书放在桌子等坚硬的表面,操作结束之后也要用湿布擦拭放过书的表面,清除残留的有毒颗粒。

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图片来源:Melissa Tedone & Rosie Grayburn

当然,一种更幸运也更方便的情况是,永远都不碰到这些毒书。虽然,那些拥有 19 世纪中叶藏书的图书馆里,大多会有几本鲜艳的绿皮书,但普通人或许很难遇到。另外,又不是每一本来自 19 世纪的绿皮书,都用了含砷颜料来着色。

泰登博士也说:“是我恰好遇上了那么一本,而已。”

原论文:

https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/01971360.2022.2031457

参考资料:

  • https://www.udel.edu/udaily/2022/june/poison-books-arsenic-bindings-covers-pigments-dyes/

  • https://www.iiconservation.org/content/poison-book-project

  • https://www.nationalgeographic.com/science/article/these-green-books-are-literally-poisonous

  • http://wiki.winterthur.org/wiki/Poison_Book_Project

  • https://www.finebooksmagazine.com/issue/conservators-find-arsenic-old-books

本文来自微信公众号:环球科学 (ID:huanqiukexue),撰文 :栗子  审校:clefable