مرض باين

مرض باين ، أو ما يُعرف بدقة أكبر باسم التحلل الباينزي ، هو حالة غريبة ومُدمرة بشكل دائم، تنتج عن تفاعل كيميائي مستمر يُهاجم غالبًا أصداف الرخويات وغيرها من العينات الكلسية المخزنة أو المعروضة لفترات طويلة. وهو شكل من أشكال التزهير الملحي الناتج عن تفاعل الأبخرة الحمضية مع السطح الكلسي القاعدي . وقد يُشبه هذا التزهير أحيانًا نمو العفن . على الرغم من وصفه لأول مرة في أوائل القرن التاسع عشر، لم يُفهم التحلل الباينزي جيدًا إلا بعد ما يقرب من مئة عام. سُميت هذه الحالة نسبةً إلى الرجل (لوفتوس باين) الذي اشتهر بوصفه لها في أواخر القرن التاسع عشر، مع أنه لم يكن أول من وصفها كتابيًا. إضافةً إلى ذلك، افترض باين خطأً أن البكتيريا هي سبب هذه الحالة ، ومن هنا جاء مصطلح "المرض".

إضافةً إلى أصداف الرخويات، تُعدّ العديد من عينات التاريخ الطبيعي الأخرى عرضةً لهذا النوع من التحلل، بما في ذلك قشور البيض ^{[ 1 ]} وبعض الأحافير والعينات المعدنية المكونة من كربونات الكالسيوم . تُثير هذه الحالة قلق علماء المتاحف ، وكذلك كل من يمتلك مجموعة خاصة من هذه العينات. ولتجنب التحلل الباينزي، يُفضّل استخدام المعادن والبوليمرات غير المتفاعلة والمواد الخالية من الأحماض ذات الجودة الأرشيفية على الورق العادي والمواد الخشبية والمواد اللاصقة والورنيشات العادية في بيئات المجموعات. تشمل إدارة العينات المتضررة غسلها وتجفيفها جيدًا، ثم نقلها إلى بيئة أرشيفية مناسبة.

قد يظهر مرض باين على شكل طبقة بيضاء مسحوقية على الصدفة أو أي عينة كلسية أخرى . وغالبًا ما يبدو كما لو أن العينة قد "أصيبت" بالعفن ؛ ومع ذلك، عند التكبير، يتضح أن المظهر الشبيه بالعفن هو في الواقع نمو بلوري للأملاح. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

في عام 1839، أشار عالم الطبيعة وعالم الرخويات البريطاني توماس براون (1785-1862) بإيجاز إلى هذا النوع من التدهور في كتابه "كتاب مدرسي لعالم الرخويات" . ^{[ 2 ]} كما وصفت أغنيس كينيون هذه الحالة في عام 1896، مشيرةً إلى أن "الجزيئات الملحية في الغلاف الجوي تُمارس بوضوح تأثيرًا مُؤكِلًا ". ^{[ 2 ]}

أصل الاسم

في عام 1899، وصف عالم الأصداف والطبيعة البريطاني الهاوي لوفوس سانت جورج باين (1872-1947) ^{[ 4 ] هذه الحالة، [ 5 ]} في عرض تقديمي للجمعية الأصدافية لبريطانيا العظمى في أيرلندا، وكرر ذلك مرة أخرى في عرض تقديمي آخر في يونيو من نفس العام. ^{[ 2 ]}

...يظهر بهتان أولي على السطح الخارجي لبعض الأنواع الملساء بشكل أكثر وضوحًا، مثل Conus و Cypraea ، وخاصة Naticidae . ثم يغطي سطحها بالكامل تزهير رمادي حمضي، ذو طعم ورائحة خل قوية ، مثل مسحوق، يتصاعد بلا شك من الداخل، وسرعان ما تتلف العينات بشكل شبه لا يمكن إصلاحه.

كان باين مقتنعًا بوجود حمض الزبدة مع أسيتات الكالسيوم في الأصداف المتضررة، على الرغم من أنه لم يصف قط الطرق التي استخدمها في ما أسماه "الاختبارات الكيميائية الشاملة" التي زعم أنه طبقها على هذه العينات . ومن بين استنتاجاته الأخرى، افترض أن حمض الزبدة ناتج عن نشاط بكتيري . كما استنتج أن تأثير التحلل "ينتقل من صدفة إلى أخرى ومن درج إلى آخر"، ^{[ 6 ]} ومن هنا جاء مصطلح "المرض" الذي أُطلق على هذه الحالة. ^{[ 2 ] [ 7 ]}

التوضيح والحل

تم توضيح الطبيعة الحقيقية لـ "المرض" جزئياً في عام 1934، عندما أوضح الكيميائي الحكومي البريطاني جون رالف نيكولز أن خزائن البلوط في متحف التاريخ الطبيعي في لندن كانت تنبعث منها أبخرة حمض الخليك، والتي كانت تهاجم الأصداف المخزنة فيها. ^{[ 2 ]}

في عام ١٩٨٥، وبعد مرور ما يقارب ١٥٠ عامًا على أول ذكر لمرض باين في الأدبيات العلمية، نشر نورمان هـ. تينانت وتوماس بيرد دراسة شاملة حول هذا الموضوع. وكشف تحليلهما المعمق، الذي شمل العديد من التقنيات المعقدة والمتطورة مثل حيود الأشعة السينية ، والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء ، والتحليل الحراري الوزني ، والتحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي ، عن الطبيعة الحقيقية لعملية التحلل. وقد حددا المواد المتضمنة ( أملاح الكالسيوم )، بالإضافة إلى التفاعلات الكيميائية التي أدت إلى تكوينها. وخلصا إلى أن مرض باين ليس مرضًا بالمعنى الحقيقي، وإنما هو في الواقع ناتج عن تفاعلات كيميائية بسيطة تحدث في وجود أبخرة حمضية تنبعث من البيئة المحيطة مباشرة بحفظ العينات. ^{[ ٣ ]}

يبدأ التحلل الباينزي عادةً عند تخزين العينات أو عرضها لفترات طويلة في مكان مغلق. وتتسبب طريقة التخزين نفسها في هذه المشكلة غالبًا، عندما تكون الحاويات أو الخزائن أو علب العرض مصنوعة كليًا أو جزئيًا من الخشب أو الخشب الرقائقي أو منتجات خشبية أخرى مثل المازونيت ، أو عندما تكون العينات محاطة أو ملامسة لأنواع أخرى من المواد السليلوزية التي يمكن أن تجعل بخار الماء حمضيًا . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

تشمل المواد الأخرى التي قد تُلحق الضرر بالعينات الكرتون والورق المقوى والقطن والفلين غير المُخصصة للأرشفة ، إذ تُطلق جميعها أبخرة حمضية مع مرور الوقت. كما تُشكل بلاستيكات البولي فينيل كلوريد (PVC ) والبولي يوريثان مشكلةً أيضاً، لأنها تتحلل وتُطلق أبخرة حمضية مع مرور الوقت. ^{[ 8 ]} تُعد الرطوبة العالية في الهواء عاملاً مُساهماً هاماً، وكذلك نقص تهوية العينات. ويمكن أن تُؤدي درجات الحرارة المحيطة المرتفعة إلى تسريع عملية التحلل. ^{[ 7 ]}

عمومًا، في الخزائن أو واجهات العرض المصنوعة كليًا أو جزئيًا من الخشب، ينتج حمض الأسيتيك عن تحلل مجموعات الأسيتيل في الهيميسيلولوز الخشبي . ويتناسب معدل إنتاج حمض الأسيتيك طرديًا مع تركيز الإسترات في الخشب، والرطوبة، ودرجة الحرارة، والحموضة العامة للبيئة. ^{[ 9 ]} كما يمكن أن تنبعث أبخرة حمضية من الفورمالديهايد ، الذي يوجد في الخشب كناتج لتحلل اللجنين . ويمكن أيضًا أن تنبعث أبخرة حمضية من راتنجات الفورمالديهايد الشائعة (وخاصة راتنجات اليوريا-فورمالديهايد ). ^{[ 9 ]}

في الحالة الأولى، يتفاعل حمض الخليك مع كربونات الكالسيوم (أحد المكونات الرئيسية لأصداف المياه العذبة والبحرية والبرية، وبيض الطيور، وغيرها من العينات المماثلة) منتجًا أسيتات الكالسيوم ، وهو ملح. يمكن أكسدة الفورمالديهايد بواسطة الأكسجين الموجود في الهواء لإنتاج حمض الفورميك ، الذي له تأثيرات مشابهة لحمض الخليك ، حيث يتفاعل مع كربونات الكالسيوم لإنتاج ملح. تتبلور الأملاح ( أسيتات الكالسيوم وفورمات الكالسيوم ) على السطح الخارجي للعينة، مما يؤدي إلى تدمير تفاصيلها الدقيقة وكشف المزيد من المناطق لمزيد من التفاعل. مع تفاقم الحالة، تتراكم بلورات الملح على سطح العينة، مما يؤدي إلى تآكلها بشكل متزايد. ^{[ 7 ]}

يحدث التفاعل الكيميائي بين كربونات الكالسيوم وحمض الأسيتيك على النحو التالي: ^{[ 10 ]}

CaCO₃ + ₂ CH₃COOH → _Ca ( _CH₃COO ) _₂ + H₂O + CO₂_​​_​​

يحدث التفاعل الكيميائي بين كربونات الكالسيوم وحمض الفورميك على النحو التالي: ^{[ 11 ]}

CaCO _{3 +} 2 CH ₂ O ₂ → Ca ₍ HCOO) ₂ + H2O + CO 2

يحدث التفاعل الكيميائي بين كربونات الكالسيوم وحمض الكبريتيك على النحو التالي: ^{[ 12 ]}

CaCO ₃ + H ₂ SO ₄ → CaSO ₄ + H ₂ O + CO ₂

في هذا التفاعل الأخير، يتفاعل كربونات الكالسيوم مع حمض الكبريتيك وينتج كبريتات الكالسيوم والماء وثاني أكسيد الكربون.

عند وضع العينات في أي حجم من الحاويات للتخزين أو العرض طويل الأمد، فإن استخدام مواد ذات جودة أرشيفية فقط يمنع تطور مرض باين. لذا، تُستخدم مواد مثل الخزائن المعدنية وعلب العرض، والملصقات الورقية ذات الجودة الأرشيفية، والصواني الكرتونية في مجموعات المتاحف للعينات التي قد تكون عرضة لهذا التفاعل. ^{[ 7 ] [ 8 ]} ومن الجدير بالذكر أيضًا أنه بعد جمع الأصداف البحرية، يجب غسلها جيدًا بالماء العذب لإزالة الملح الموجود عليها وداخلها، ثم تجفيفها جيدًا قبل تخزينها. فالملح يجذب الرطوبة ويجعل الأصداف أكثر عرضة لتلف باين. ^{[ 2 ]}

فيما يلي مخطط يوضح المواد غير الأرشيفية وما يعادلها من المواد الأرشيفية: ^{[ 8 ]}

يُفضّل تجنّب استخدام الخشب ومنتجاته تمامًا إن أمكن. فالعديد من الورنيشات والدهانات معروفة بانبعاثها للمركبات العضوية المتطايرة ، ^{[ 13 ]} والتي قد يكون بعضها حمضيًا، ما قد يُلحق الضرر بعينات كربونات الكالسيوم. لذا، يُنصح بتجنّب هذه الطلاءات أيضًا؛ وتُعتبر الورنيشات والدهانات المائية أقل ضررًا، ويُفضّل استخدامها. ^{[ 8 ]}

نظرًا لأن التفاعلات المصاحبة لتحلل باينز تتطلب كمية معينة من الرطوبة في الهواء لحدوثها، فإن الحفاظ على جفاف الهواء نسبيًا، أي التحكم في الرطوبة النسبية المحيطة ، يُعد أمرًا مفيدًا. ويتحقق ذلك من خلال المراقبة الدقيقة للرطوبة النسبية (باستخدام أجهزة مثل مقياس الرطوبة )، واستخدام أجهزة إزالة الرطوبة عند الضرورة؛ وفي بعض الأحيان، قد تكفي أنظمة تكييف الهواء البسيطة . قد تؤدي الرطوبة المنخفضة للغاية إلى تلف بعض العينات، لذا يُنصح بالحذر. عادةً ما تُعتبر الرطوبة النسبية التي تُحافظ عليها عند حوالي 50% كافية. ^{[ 7 ] [ 8 ]} من الممكن أيضًا استخدام مواد ماصة تحتوي على قاعدة قوية ، مثل هيدروكسيد البوتاسيوم ، داخل بيئة التخزين لحماية العينات من التلف. يُعد ورق الطباعة أو ورق الترشيح المشبع بهيدروكسيد البوتاسيوم من الأمثلة منخفضة التكلفة على المواد الماصة التي يمكن استخدامها. تتميز هذه القواعد القوية بميلها للتفاعل مع الأحماض، وبالتالي فهي تُنافس عينات كربونات الكالسيوم بنجاح على أي أبخرة حمضية قد تكون موجودة. كما تُساعد القواعد أيضًا في تقليل تركيز الحمض الكلي داخل الحيز المغلق. ^{[ 10 ]}

لسوء الحظ، لا يمكن إصلاح الضرر الذي يلحق بالعينات؛ ومع ذلك، يمكن إيقاف التلف عن طريق غسل العينات أو نقعها في الماء، ثم تجفيفها جيدًا. بعد ذلك، يجب وضع العينات في بيئة تتكون فقط من مواد أرشيفية، في مكان مخصص تمامًا لحفظها. ^{[ 2 ] [ 8 ]}

في المجموعات التي تحتوي على أحافير ، يمكن أن تؤثر الرطوبة العالية أيضًا على أحافير البيريت (أو شكله المتعدد ماركاسيت ) (ثاني كبريتيد الحديد) في حالة مشابهة إلى حد ما، تُعرف باسم مرض البيريت . يمكن أن يتفاعل ثاني كبريتيد الحديد مع الماء والأكسجين لتكوين كبريتات الحديد وحمض الكبريتيك ، في عملية تُسمى أحيانًا بالتحلل البيني. ^{[ 8 ] [ 14 ]}

• وسائط متعلقة بمرض باين على ويكيميديا ​​كومنز