文章來源：《科學(xué)教育與博物館》2018年 第4期
作者：楊燕培 中國鐵道博物館
摘要：展柜內(nèi)部的微環(huán)境控制是文物預(yù)防性保護的組成部分。從對文物保存環(huán)境的影響、密封性能的評價方法入手，介紹詹天佑紀念館所采用的高密封展柜對展柜內(nèi)部環(huán)境調(diào)控的實踐效果，闡述了展柜密封性能對文物預(yù)防性展儲保護工作的重要性。
關(guān)鍵詞：文物展柜 密封性能 文物保護
0 引言
文物在長期展儲過程中，面臨著不同程度的氧化、酸化、蟲蛀、霉腐等問題。這些問題與文物的保存環(huán)境有著密切聯(lián)系。展柜作為文物展儲的重要媒介，其性能直接決定了文物存放的微環(huán)境。影響展柜內(nèi)部微環(huán)境的因素很多，例如展柜密封性能、燈光照明要求、控溫控濕效果以及柜內(nèi)氣體質(zhì)量等。其中展柜的密封性能是一項重要指標，密封良好的展柜是維持文物存放微環(huán)境穩(wěn)定的前提，具有提高文物抵御外界影響的能力。
1 展柜密封性能對文物保存環(huán)境的影響
1.1 隔絕污染氣體
人員頻繁流動帶來的空氣污染對文物的影響不容小覷。空氣中的氧化性氣體和酸性氣體是造成藏品損害的主要誘發(fā)因素，會使文物出現(xiàn)銹蝕、水解、褪色等問題。對此，密封良好的文物展柜能夠有效隔絕外界氣體，防止污染氣體進人展柜內(nèi)部。
1.2 阻斷塵埃顆粒
塵埃顆粒的化學(xué)性質(zhì)取決于其表面吸附的物質(zhì)。顆粒物質(zhì)沉降在文物表面，不僅會產(chǎn)生污跡，而且會引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，加速文物的損傷。對此，密封良好的展柜可以大大降低環(huán)境塵埃的影響。Van Grieken 通過檢測展柜內(nèi)外的塵埃后發(fā)現(xiàn)，展柜內(nèi)部的含硫塵埃低于展柜外部。這說明展柜的密封性能決定了塵埃對于文物的影響程度：密封性越好，塵埃進入展柜的可能性越小，對文物保存越有利。
1.3 預(yù)防蟲害及微生物侵害
蟲害和霉菌會改變文物的理化性能，加速文物霉變、老化，對文物保存構(gòu)成嚴重威脅。對此，密封良好的文物展柜能夠隔離外來的蟲卵、霉菌孢子，有效保護文物免受侵害。
1.4 穩(wěn)定溫度與濕度
溫度與濕度的劇烈波動會對文物造成巨大損傷。王方研究發(fā)現(xiàn)，當展柜的換氣率為0.03d-1，柜內(nèi)的相對濕度比同期室內(nèi)的相對濕度更為穩(wěn)定，而展柜中相對濕度的小幅波動可能是由于溫度變化引起的。張晉平也得到類似的結(jié)論:在博物館空調(diào)系統(tǒng)夜間斷電的情況下，密封性良好的展柜內(nèi)相對濕度波動較小。可見，密封性能是對文物展柜內(nèi)部微環(huán)境進行調(diào)控的基礎(chǔ)。
2 展柜密封性能的評價方法
展柜換氣率是指在無外加動力、無壓力差的情況下，一天內(nèi)由展柜外進入展柜內(nèi)空氣的體積與該展柜的容積之比。根據(jù)換氣率，文物展柜可分為三類：高密封展柜（展柜換氣率≦0.5d-1)、密封展柜(0.5d-1<展柜換氣率≦1d-1)、一般展柜(展柜換氣率>1d-1)。
展柜換氣率可采用二氧化碳示蹤氣體濃度衰減法檢測。示蹤氣體是在研究空氣運動中，一種氣體能與空氣混合，而且本身不發(fā)生任何改變，并在很低的濃度時就能被測出的氣體總稱。在待測展柜內(nèi)通入適量示蹤氣體，由于展柜內(nèi)、外空氣交換，示蹤氣體的濃度呈指數(shù)衰減，根據(jù)濃度隨時間的變化值，計算出展柜換氣率。
3 高密封展柜對展柜內(nèi)部環(huán)境的調(diào)控
為了更好地展示和保護館藏的珍貴文物，詹天佑紀念館選用了由天津森羅科技股份有限公司生產(chǎn)的低氧氣密恒濕展柜，并委托機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所下屬文物保護裝備檢驗檢測聯(lián)合實驗室對這批展柜的密封性能、溫濕度穩(wěn)定性和低氧控制、污染氣體進行抽樣檢查。同時對原有展柜進行了檢測，以研究不同密封性能的展柜在文物保護環(huán)境控制上的差異。其中，原有展柜的換氣率為0.1d-1，現(xiàn)有展柜的換氣率為0.012d-1，都屬于高密封展柜。
3.1不同密封性能展柜的溫濕度穩(wěn)定性
將現(xiàn)有展柜內(nèi)部的相對濕度設(shè)定在34%，然后關(guān)閉調(diào)濕設(shè)備，靜態(tài)封存，觀察柜內(nèi)48h中相對濕度的變化。如圖1所示，現(xiàn)有展柜內(nèi)的相對濕度較為穩(wěn)定，并且相對濕度隨溫度的波動而波動。
將現(xiàn)有展柜內(nèi)部的相對濕度設(shè)定在30%，然后持續(xù)啟動調(diào)濕設(shè)備，實時動態(tài)調(diào)節(jié)，觀察柜內(nèi)48h中相對濕度的變化。如圖2所示，現(xiàn)有展柜內(nèi)的相對濕度最低為29.6%，最高為32.2%，波動幅度僅為2.6%;溫度最低為24.7℃，最高為23.9℃，波動幅度僅為0.8℃。同時，由于控濕設(shè)備的調(diào)節(jié)作用，柜內(nèi)相對濕度僅出現(xiàn)一個較大的波動。因此，采用現(xiàn)有展柜時，配套的恒濕設(shè)備無須持續(xù)運行，將有利于節(jié)約能耗。
如圖3所示，原有展柜內(nèi)的相對濕度最低為30.3%，最高為55.8%，波動幅度高達25.5%；溫度最低為18.8℃，最高為19.4℃，波動幅度僅為0.6℃。如圖4所示，同期展廳環(huán)境的相對濕度最低為24.9%，最高為51.6%，波動幅度高達26.7%；溫度最低為21.8℃，最高為20.4℃，波動幅度僅為1.4℃。由此可見，原有展柜的相對濕度幾乎隨外界變化而變化，穩(wěn)定性較差。而在溫度穩(wěn)定性方面，高密封展柜與普通展柜沒有明顯差異，均比所處環(huán)境略強一些。
圖1 靜態(tài)封存狀態(tài)下現(xiàn)有展柜內(nèi)的溫濕度變化
圖2 動態(tài)調(diào)節(jié)狀態(tài)下現(xiàn)有展柜內(nèi)的溫濕度變化
圖4 展廳環(huán)境的溫濕度變化
3.2 現(xiàn)有展柜的低氧控制
2018年6月26日一7月7日，我們對現(xiàn)有展柜內(nèi)的氧含量進行了為期12d的跟蹤檢測。其間，將氧含量設(shè)定在2%±0.5%，制氮設(shè)備進行了兩次置換，每次約1h。如圖5所示，現(xiàn)有展柜內(nèi)的氧含量較為穩(wěn)定，最高為2.4%，最低為1.4%。由此可見，制氮設(shè)備不必頻繁啟動即可保證現(xiàn)有展柜內(nèi)的氧含量在適宜水平。
3.3 不同密封性能展柜的污染氣體
通過被動采樣的方式，對原有和現(xiàn)有展柜內(nèi)的污染氣體含量進行檢測。測試時將被動采樣器置于抽檢的展柜內(nèi)，48h后取出進行含量分析。如圖6所示，現(xiàn)有展柜內(nèi)的甲醛、甲酸、乙酸濃度分別為0μ g/m3、3.06μ g/m3、39.42μ g/m3，滿足國家相關(guān)標準的要求。此外，對二氧化氮、二氧化硫進行檢測發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有展柜內(nèi)的濃度僅為展柜外的1/5,證實配套潔凈系統(tǒng)能夠保持柜內(nèi)的空氣質(zhì)量，同時高密封展柜能夠有效隔離外界有害氣體的入侵。
4 結(jié)語
文物預(yù)防性保護工作任重而道遠。文物展柜具有展示和儲藏的雙重功能，它的密封性能是決定其內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。只有場館、科研機構(gòu)和企業(yè)攜手合作，勇于嘗試，開展大量研究和實驗，才能研制出優(yōu)良的高密封展柜。
參考文獻：（略）
