石质文物是历史上遗留下来的,以天然岩石为材料制造而成或赋存于天然岩石中的历史遗物。作为历史信息的实物载体,石质文物具有极高的历史、艺术和科学价值。近年来,随着大气环境污染日益加剧,石质文物面临着很多新的亟待解决的保护问题,基于石质文物风化机理研究基础上保存环境的确定以及保护方案的选择极为必要。探索石质文物风化机理的研究历程中,文物保护工作者忽略了两种情况:1、大气酸性气体对干旱地区露天石质文物、降雨(无酸雨)和非降雨天气条件联合作用下室内外石质文物的风化研究。2、大气主要酸性气体对碳酸盐岩质文物材料的风化机理研究。本研究从新视角,探究了大气主要气态污染物(SO2、NOx气体)和温室气体(CO2气体)对干燥少雨地区露天碳酸岩质文物和非降雨天气条件联合作用下室内外碳酸盐质文物的风化机理。首先,通过接近中国自然气候条件下的实验室模拟试验,探讨无液态水(雨水、露水、地表流动水、地下水等)直接参与条件下,碳酸盐岩质文物在气体吸附与昼夜温度变化共同作用下气体—毛细管凝聚(液)—岩石之间的耦合关系。其次,为探讨大气环境中SO2、(CO2和NOx气体在碳酸岩质文物表面作用过程,特选取古代编磬样品进行案例研究,基于文物保护理念,无法将文物本体置于高浓度的酸性气体中进行观察和检测,因此文章通过对古代编磬样品进行岩性特征和石料产地研究,从编磬样品石材产地选取相同岩性的岩石类型进行模拟风化实验过程。最后,选择灵璧磬石样品进行酸性气体的模拟风化研究,通过对其前后样品的表面观察、溶蚀速率,物相结构,成分结构等进行对比研究,探讨石磬的风化过程。研究结果显示,无液态水直接参与条件下,大气污酸性气体会造成碳酸盐岩质文物表面出现不同程度的劣化。气体通过吸附和毛细凝聚作用进入到岩石体中介孔中,并溶解于毛细水中形成酸性溶液,从而导致孔隙中产生溶蚀、次生盐类结晶、粉末状剥离等病害。本文为研究大气酸性气体和温室气体对干旱地区露天石质文物、降雨(无酸雨)和非降雨天气条件联合作用下室内外石质文物破坏过程提供了观察和研究的机会,从而为石质文物保护方法方案的制订提供依据。显然,本研究对于研究未直接暴露在外(如石窟内、易形成凝结水的室内环境)环境下的石质文物或干燥少雨地区露天石质文物风化这一前沿问题有着重要的借鉴意义。