文章來源：《科學教育與博物館》2018年 第4期
作者：楊燕培 中國鐵道博物館
摘要：展柜內部的微環境控制是文物預防性保護的組成部分。從對文物保存環境的影響、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部環境調控的實踐效果，闡述了展柜密封性能對文物預防性展儲保護工作的重要性。
關鍵詞：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境有著密切聯系。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境。影響展柜內部微環境的因素很多，例如展柜密封性能、燈光照明要求、控溫控濕效果以及柜內氣體質量等。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境穩定的前提，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?？諝庵械难趸詺怏w和酸性氣體是造成藏品損害的主要誘發因素，會使文物出現銹蝕、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部。
1.2 阻斷塵埃顆粒
塵埃顆粒的化學性質取決于其表面吸附的物質。顆粒物質沉降在文物表面，不僅會產生污跡，而且會引發化學反應，加速文物的損傷。對此，密封良好的展柜可以大大降低環境塵埃的影響。Van Grieken 通過檢測展柜內外的塵埃后發現，展柜內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。王方研究發現，當展柜的換氣率為0.03d-1，柜內的相對濕度比同期室內的相對濕度更為穩定，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論:在博物館空調系統夜間斷電的情況下，密封性良好的展柜內相對濕度波動較小?？梢?，密封性能是對文物展柜內部微環境進行調控的基礎。
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，一天內由展柜外進入展柜內空氣的體積與該展柜的容積之比。根據換氣率，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。在待測展柜內通入適量示蹤氣體，由于展柜內、外空氣交換，示蹤氣體的濃度呈指數衰減，根據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部環境的調控
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的低氧氣密恒濕展柜，并委托機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所下屬文物保護裝備檢驗檢測聯合實驗室對這批展柜的密封性能、溫濕度穩定性和低氧控制、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境控制上的差異。其中，原有展柜的換氣率為0.1d-1，現有展柜的換氣率為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定性
將現有展柜內部的相對濕度設定在34%，然后關閉調濕設備，靜態封存，觀察柜內48h中相對濕度的變化。如圖1所示，現有展柜內的相對濕度較為穩定，并且相對濕度隨溫度的波動而波動。
將現有展柜內部的相對濕度設定在30%，然后持續啟動調濕設備，實時動態調節，觀察柜內48h中相對濕度的變化。如圖2所示，現有展柜內的相對濕度最低為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，由于控濕設備的調節作用，柜內相對濕度僅出現一個較大的波動。因此，采用現有展柜時，配套的恒濕設備無須持續運行，將有利于節約能耗。
如圖3所示，原有展柜內的相對濕度最低為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，穩定性較差。而在溫度穩定性方面，高密封展柜與普通展柜沒有明顯差異，均比所處環境略強一些。
圖1 靜態封存狀態下現有展柜內的溫濕度變化
圖2 動態調節狀態下現有展柜內的溫濕度變化
圖4 展廳環境的溫濕度變化
3.2 現有展柜的低氧控制
2018年6月26日一7月7日，我們對現有展柜內的氧含量進行了為期12d的跟蹤檢測。其間，將氧含量設定在2%±0.5%，制氮設備進行了兩次置換，每次約1h。如圖5所示，現有展柜內的氧含量較為穩定，最高為2.4%，最低為1.4%。由此可見，制氮設備不必頻繁啟動即可保證現有展柜內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，對原有和現有展柜內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，48h后取出進行含量分析。如圖6所示，現有展柜內的甲醛、甲酸、乙酸濃度分別為0μ g/m3、3.06μ g/m3、39.42μ g/m3，滿足國家相關標準的要求。此外，對二氧化氮、二氧化硫進行檢測發現，現有展柜內的濃度僅為展柜外的1/5,證實配套潔凈系統能夠保持柜內的空氣質量，同時高密封展柜能夠有效隔離外界有害氣體的入侵。
4 結語
文物預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部環境穩定性的關鍵因素。只有場館、科研機構和企業攜手合作，勇于嘗試，開展大量研究和實驗，才能研制出優良的高密封展柜。
參考文獻：（略）
