バインズ病

バインズ病（より正確にはバインズ腐食）は、長期間保管または展示されている軟体動物の殻やその他の石灰質標本にしばしば発生する、進行中の化学反応に起因する特異で永久的な損傷を伴う症状である。これは、酸性蒸気と塩基性石灰質表面の反応によって形成される塩の白華現象の一種である。白華現象は、表面的にはカビの増殖に似ていることがある。バインズ腐食は 19 世紀初頭に初めて記述されたが、ほぼ 100 年も経つまで十分に理解されなかった。この症状は、19 世紀後半にこの症状を記述したことで最もよく知られている人物（ロフタス・バイン）にちなんで名付けられたが、彼がこの症状を印刷物で記述した最初の人物ではなかった。さらに、バインはこの症状が細菌によって引き起こされると誤って想定したため、この症状は「病気」と呼ばれるようになった。

軟体動物の殻に加えて、卵殻^[1]や炭酸カルシウムでできた一部の化石や鉱物サンプルなど、さまざまな自然史 標本がこのタイプの腐敗の影響を受けやすい。この状態は博物館の科学者だけでなく、この種の標本の個人コレクションを持つ人にとっても懸念事項である。バインズ腐食を避けるために、コレクション環境では、一般的な紙、木質材料、通常の接着剤やワニスよりも、金属、非反応性ポリマー、アーカイブ品質の無酸性材料の使用が好まれる。影響を受けた標本の取り扱いには、洗浄と徹底的な乾燥が含まれ、その後アーカイブ環境への再配置が行われる。

バインズ病は、貝殻やその他の石灰質の標本に白い粉状の被膜として現れることがあります。また、標本がカビに「感染」したように見えることもよくありますが、拡大すると、カビのような外観は塩の結晶成長であることがわかります。^{[2] [3]}

1839年、イギリスの 博物学者で貝類学者の トーマス・ブラウン（1785年 - 1862年）は、著書『貝類学者の教科書』の中で、このタイプの劣化について簡単に触れています。^[2]アグネス・ケニヨンも1896年にこの症状について説明し、「大気中の塩分粒子が明らかに腐食効果を発揮している」と示唆しています。^[2]

名前の由来

1899年、イギリスのアマチュア貝類学者で博物学者のロフタス・セント・ジョージ・バイン（1872-1947）^{[4]は、アイルランドの}英国貝類学会での発表の中でこの症状について説明し、^[5]、同年6月の別の発表でも同様のことを述べています。^[2]

...まず、イモガイ、カヤツリガネムシ、特にナマズ科など、ある種の滑らかな種の外側に顕著に鈍い色が現れます。次に、酢のような味と匂いがする灰色の酸性の白華が、間違いなく内部から立ち上って、粉末のように表面全体を覆い、標本はすぐにほぼ回復不能なほどにダメになります。

バインは、これらの標本に適用したと主張しているいわゆる「広範囲の化学検査」で使用した方法については実際には説明しなかったが、影響を受けた貝殻には酪酸が酢酸カルシウムとともに存在していたと確信していた。他の結論の中でも、彼は酪酸が細菌の活動に由来すると仮定した。また、腐敗の影響は「貝殻から貝殻へ、引き出しから引き出しへと伝わる」と結論付けたため、^[6]この状態は「病気」と呼ばれるようになった。^{[2] [7]}

明確化と解決

この「病気」の真の性質は1934年に部分的に解明された。英国政府の 化学者ジョン・ラルフ・ニコルズが、ロンドンの自然史博物館のオーク材のキャビネットから酢酸の煙が放出され、それが中に保管されている貝殻を侵食していると説明したのである。^[2]

1985年、バイン病が文献に初めて記載されてからほぼ150年後、ノーマン・H・テネントとトーマス・ベアードは、このテーマに関する広範な研究を発表しました。X線回折、赤外分光法、熱重量分析、核磁気共鳴分光法など、多くの複雑で高度な技術を駆使した徹底的な分析により、ついに腐敗プロセスの真の性質が明らかになりました。彼らは、関与する物質（カルシウム塩）と、それを引き起こす化学反応を特定しました。彼らは、バイン病は実際には病気ではなく、標本が保管されている直接の環境から発生する酸性蒸気の存在下で起こる単純な化学反応によって引き起こされると結論付けました。^[3]

バイネシアン腐食は、標本が密閉された空間で長期間保管または展示されたときに始まることが多い。容器、キャビネット、展示ケースが木材、合板、またはメイソナイトなどの他の木製品で完全にまたは部分的に作られている場合、または標本がセルロースをベースとし水蒸気を酸性に変える可能性のある他のさまざまな材料に囲まれている、または接触している場合、保管方法自体が通常この問題を引き起こす。^{[7] [8]}

その他の潜在的に損傷を与える素材としては、非アーカイブ品質のボール紙、厚紙、紙、綿、コルクなどがあり、これらはすべて時間の経過とともに酸性の蒸気を放出します。PVCやポリウレタンプラスチックも、時間の経過とともに劣化して酸性の蒸気を放出するため問題となります。^{[8]空気中の}湿度が高いことや、標本の換気不足も大きな要因です。周囲温度が高いと、腐敗の速度が速まる可能性があります。^[7]

一般的に、全体または一部が木でできたキャビネットや陳列ケースでは、木材ヘミセルロースのアセチル基が加水分解されて酢酸が生成されます。酢酸の生成速度は、木材のエステル濃度、湿度、温度、環境全体の酸性度に比例します。^{[9]木材では}リグニンの分解生成物としてホルムアルデヒドから酸性の煙が放出されることもあります。また、どこにでもあるホルムアルデヒド樹脂（一般的には尿素ホルムアルデヒド樹脂）からも酸性の煙が放出されます。^[9]

最初のケースでは、酢酸が炭酸カルシウム（淡水、海水、陸生の貝殻、鳥の卵などの標本の主成分の1つ）と反​​応して、塩である酢酸カルシウムを生成します。ホルムアルデヒドは空気中の酸素によって酸化されてギ酸になり、これが基本的に酢酸と同じ効果を発揮して炭酸カルシウムと反応して塩を生成します。塩（酢酸カルシウムとギ酸カルシウム）は標本の外側の表面から結晶化し、細部を破壊して、より多くの領域がさらなる反応にさらされます。状態が進行するにつれて、塩の結晶が標本の表面に蓄積し、ますます侵食されます。^[7]

炭酸カルシウムと酢酸の化学反応は次のように起こる。^[10]

CaCO ₃ + 2 CH ₃ COOH → Ca(CH ₃ COO) ₂ + H ₂ O + CO ₂

炭酸カルシウムとギ酸の化学反応は以下のように起こる：^[11]

CaCO ₃ + 2 CH ₂ O ₂ → Ca(HCOO) ₂ + H ₂ O + CO ₂

炭酸カルシウムと硫酸の化学反応は次のように起こる。^[12]

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

この最後の反応では、炭酸カルシウムが硫酸と反応し、硫酸カルシウム、水、二酸化炭素が生成されます。

標本を長期保管または展示するためにあらゆるサイズの容器に入れる場合、アーカイブ品質の素材のみを一貫して使用することで、バイン病の発症を防ぐことができます。したがって、この反応に弱い可能性のある標本の博物館コレクションには、金属製のキャビネットや展示ケース、アーカイブ品質の紙ラベル、カードトレイなどの素材が使用されています。^{[7] [8]}また、貝殻は収集後に真水で徹底的に洗浄して、貝殻の表面と内部の塩分を取り除き、保管する前に徹底的に乾燥させる必要があることも言及する価値があります。塩分は水分を引き寄せ、貝殻をバイン病に対してより脆弱にします。^[2]

以下は非アーカイブ資料とそれに相当するアーカイブ資料を示した表である: ^[8]

可能であれば、木材や木材製品の使用は完全に避けるべきです。多くのワニスや塗料は揮発性有機化合物（VOC）を放出することがよく知られており、 ^[13]その一部は酸性であるため、炭酸カルシウムの標本を損傷する可能性があります。このため、これらのコーティングも避けるべきです。水性ワニスや塗料は害が少ないと考えられており、優先されるべきです。^[8]

バイネシアン分解に関わる反応が起こるには、空気中に一定量の水分が必要であるため、空気をある程度乾燥させておくこと、つまり環境の相対湿度を制御することが有益である。これは、相対湿度を注意深く監視し（湿度計などの機器を使用）、必要に応じて除湿器を使用することで達成される。場合によっては、単純な空調システムで十分なこともある。湿度が極端に低いと、標本が損傷する可能性があるため、注意が必要である。通常、相対湿度は 50% 前後に維持すれば十分であると考えられている。^{[7] [8]}標本の劣化を防ぐために、保管環境内に水酸化カリウムなどの強塩基を含む吸着剤を塗布することもできる。コピー用紙や KOH を含浸させたろ紙は、使用できる低コストの吸着剤の例である。これらの強塩基は酸と反応しやすいため、存在する可能性のある酸性蒸気をめぐって炭酸カルシウム標本と競合する。塩基は、密閉空間内の全体的な酸濃度を下げるのにも役立つ。 ^[10]

標本の損傷は残念ながら元に戻すことはできませんが、標本を水に洗うか浸し、その後徹底的に乾燥させることで腐敗を止めることができます。その後、標本は完全にアーカイブに適した環境で、アーカイブ材料のみで構成された環境に置く必要があります。^{[2] [8]}

化石を含むコレクションでは、高湿度が黄鉄鉱（またはその多形である白鉄鉱）（二硫化鉄）の化石にも同様の影響を与える可能性があり、これは黄鉄鉱病として知られています。二硫化鉄は水と酸素と反応して硫酸鉄と硫酸を形成し、このプロセスはバイネシアン腐食と呼ばれることもあります。^{[8] [14]}

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