【文物風險管理】脆弱文物高性能保存裝備及應用—森羅股份董事長郭曉光
2023-10-09
9月27日，第一屆“文物保護技術(shù)裝備學術(shù)研討會”在重慶市召開。森羅股份董事長郭曉光在文物風險管理專題研討會上，圍繞“脆弱文物高性能保存裝備及應用”做主題演講。
森羅股份郭曉光董事長在專題研討會上發(fā)言照片
一 脆弱文物受環(huán)境影響因素
脆弱文物是我國寶貴的文化遺產(chǎn)，但受保存環(huán)境中溫濕度波動、氣體污染、氧化腐蝕、生物侵害等綜合因素影響，極易受損，因而需要采用更高性能的裝備對其進行保存和保護。
本文將通過以下幾個研究來分享脆弱文物與高性能保存裝備的關(guān)聯(lián)性。
二 脆弱文物與高性能保存裝備的關(guān)聯(lián)性
（1）高性能保存裝備主要指標
高性能保存裝備是指性能指標優(yōu)于現(xiàn)有標準或現(xiàn)有設(shè)備的保護裝備，主要可分為超高密封、寬泛濕度調(diào)控、恒濕穩(wěn)定、潔凈、氧含量控制幾方面：
優(yōu)于現(xiàn)有標準10倍以上的高密封展柜、儲藏柜和庫房；
濕度從10%到95%RH范圍調(diào)控，并能夠穩(wěn)定維持的高密封展柜、儲藏柜和庫房，滿足脆弱金屬文物、有機文物的長期展示和保護儲藏；
能避免斷電或頻繁調(diào)濕引起的文物“累積性”損壞的節(jié)能型恒濕、潔凈儲藏柜和展柜，實現(xiàn)藏品1000天以上的恒濕保存；
最高過濾等級可達0.01μm,可濾除顆粒物、蟲卵、霉菌等；有效去除酸性氣體、氧化性氣體、TVOC、甲醛等；
氧含量從0.1%到21%調(diào)控，抑制脆弱文物的氧化、劣化，滿足文物殺蟲抑菌。
（2）金屬文物低氧控濕保存技術(shù)研究
金屬文物常常面臨化學、電化學腐蝕。相關(guān)資料顯示，低濕、低氧、潔凈環(huán)境有利于金屬文物的保護保存。
2021年，森羅股份參與了由國家博物館主持申報的“國家文物局金屬文物保護重點科研項目”，開展“館藏脆弱鐵質(zhì)文物低氧控濕保存展示與本體監(jiān)測技術(shù)研究”，有以下幾點收獲：
濕度、氧對鐵質(zhì)文物腐蝕速率影響
實驗表明，濕度≤10%基本無化學腐蝕，受氧濃度影響較小。從相對濕度與氧消耗速率曲線可以看出，隨濕度的增加，氧消耗（電化學腐蝕）速率加快。
濕度在20%～50%RH之間時，氧濃度越大，腐蝕速率越快。
將預腐蝕鐵片分別置于低濕展柜、自然環(huán)境（50%～80%RH）和恒濕箱（80%RH）內(nèi)進行對比試驗時發(fā)現(xiàn)：環(huán)境濕度增加，表面銹層增厚,銹蝕產(chǎn)物顏色加深，腐蝕嚴重。同時，實驗也證實：穩(wěn)定、低濕（低氧）的密封環(huán)境，能夠有效減緩鐵試片的腐蝕。
展柜密封性對濕度穩(wěn)定性的影響研究
在濕度50%～70%RH的外部條件下，將相同數(shù)量的除濕劑放入不同密封性的展柜，觀察其濕度變化情況，可以看出：密封性高的展柜可快速建立低濕環(huán)境，并長期維持柜內(nèi)濕度；而密封性低的展柜則很快接近環(huán)璄濕度。試驗表明，高密封保存裝備更有利于脆弱金屬文物的長期保護。
（3）有機文物與高性能保存裝備的關(guān)聯(lián)性
有機文物在長期儲藏過程中，存在斷電或調(diào)濕引起的濕度頻繁變化，形成環(huán)境濕度失調(diào)和對文物形成“累積性”損害。同時，還面臨著酸化、氧化、降解、蟲蛀、霉變等問題。
節(jié)能型恒濕潔凈儲藏柜、展柜等裝備，無需供電條件下，可為文物提供1000天以上的“恒濕、潔凈、穩(wěn)定”保護環(huán)境，平均節(jié)能90%左右，大大降低了運營維護成本，符合國家文物局提出的文物領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展舉措。
< 節(jié)能型恒濕潔凈儲藏柜 >
< 節(jié)能型恒濕潔凈展柜 >
主動型恒濕潔凈展柜、儲藏柜和庫房，由于氣密性高，減少了設(shè)備調(diào)控次數(shù)，平能節(jié)能70%左右。
有機文物恒濕保存應用研究
以西安事變紀念館為例，自2019年使用至今，穩(wěn)定工作近4年，展柜內(nèi)濕度一直維持在50%RH左右，平均日較差≤2%。
天津師范大學圖書館使用節(jié)能儲藏柜存放木質(zhì)雕版，穩(wěn)定工作己超過4年。
有機文物潔凈保存
近十年來，經(jīng)過多次對柜內(nèi)氣體質(zhì)量進行檢測，各項指標達到或優(yōu)于GB/T 27703等相關(guān)標準要求。
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低氧氣調(diào)技術(shù)對紙張性能的影響研究
2014年，通過與國家圖書館用氮氣對紙張的保護研究，采用紙張加速老化實驗方法，對五種不用質(zhì)地紙張的白度、折疊次數(shù)、撕裂度以及PH值進行了測試。實驗證明，從對紙張的保護來看，通氮氣防老化效果最好，通空氣防老化效果次之，密封保存防老化效果最差。
有機文物容易生蟲發(fā)霉，常壓低氧氣調(diào)殺蟲防霉方法已在國內(nèi)外得到推廣應用。南京棲霞寺運用常壓低氧氣調(diào)方式進行經(jīng)書殺蟲，并委托國家檔案局檔案科學技術(shù)研究所對掃出害蟲種類進行識別以及生物性、體視鏡觀察，未發(fā)現(xiàn)活蟲，害蟲致死率達100%。
2017年，森羅股份與中國人民大學進行低氧氣調(diào)技術(shù)對紙質(zhì)檔案霉菌防治研究，發(fā)現(xiàn)低氧對霉菌有明顯抑菌作用，且在低氧條件下，相對濕度≤30％，可以較好地實現(xiàn)紙質(zhì)檔案的抑菌目的。
（4）飽水木質(zhì)文物脫水干燥保護研究
在北京五里坨出土明代描金彩繪棺槨的脫水保護中，森羅股份與首都博物館合作，應用“文物精準控濕脫水系統(tǒng)”，通過精準控制環(huán)境與文物間的濕度差，間接控制飽水文物水分蒸發(fā)速率，避免因蒸發(fā)太快導致的文物變形干裂。
歷經(jīng)3年，環(huán)境濕度由97%RH降至70%RH，棺槨均勻穩(wěn)定脫水、漆層保存完好。
三高性能保存裝備應用
基于“密封、潔凈、穩(wěn)定、低氧和智能信息化”的文物預防性保護理念，根據(jù)客戶不同需求，設(shè)計出了不同用途的高性能保存裝備，并應用于不同場景：
充氮和冷凍多功能殺蟲系統(tǒng)--故宮博物院
氣密恒濕低氧展柜--中國鐵道博物館
高氣密恒濕低氧展示庫房--上海圖書館東館
氣密恒溫恒濕潔凈儲藏庫房—眉山三蘇祠博物館
高氣密恒濕潔凈庫房--山東省文物考古研究院
氣密恒濕潔凈沿墻展柜--蒲松齡紀念館
大型高氣密恒濕低氧獨立展柜--元明清天妃宮遺址博物館
更多案例的應用場景及性能指標，詳見森羅股份公眾號。
