館藏文物保存環(huán)境調查與監(jiān)測分析

□于沁

一、引 言

文物保存在特定的環(huán)境中，環(huán)境因素影響著文物的保存時間和質量。就館藏文物保護而言，對文物保存環(huán)境實施有效的監(jiān)測和控制，提升對珍貴文物的風險預控能力，最大限度地防止或減緩環(huán)境因素對文物的破壞作用，是預防性保護珍貴文物的關鍵。為此，太原市博物館針對館藏文物開展了一系列預防性保護項目的工作。

為提升館藏文物預防性保護能力，提高館文物收藏環(huán)境實時監(jiān)測、質量評估、有效調控和預防管理水平，更好地保護館珍藏文物，太原市博物館開始組建比較完善的館藏文物保存環(huán)境監(jiān)測系統，配置環(huán)境友好性囊匣，運用多種調控手段對館藏文物保存環(huán)境實施有效的“穩(wěn)定、潔凈”調控，建立館內文物保護風險預控機制。本研究以太原市博物館館藏文物庫房為例，對文物保存環(huán)境參數進行監(jiān)測與數據分析，為進一步調控文物庫房環(huán)境條件積累經驗，奠定基礎。

二、文物庫房環(huán)境指標的確定

太原市博物館文物庫房分為庫區(qū)和庫前區(qū)兩部分，位于博物館地下一層。館藏文物種類繁多，各類質地的文物對保存環(huán)境的要求各不相同，館藏文物按文物的種類分別放置于不同的庫房內。

1.溫濕度

研究表明，文物保存環(huán)境的溫濕度是最重要的兩個指標。對于文物保存所需的溫濕度控制范圍，目前國際上博物館界沒有統一標準，但是文物藏品庫房內應保持溫濕度的相對穩(wěn)定無突變。根據聯合國教科文組織（UNESCO）《博物館在運輸和展覽中保護方法和標準》中提出的規(guī)定，結合山西地區(qū)的實際情況，參照山西博物院的標準執(zhí)行：竹木、紙質、絲織等有機纖維質地文物：16-18℃ 55%RH；金屬類、陶瓷類：20-22℃ 40%RH。全年溫度變化應保持在3℃的范圍內，相對濕度變化應保持在5%范圍內。

2.甲醛

甲醛是主要的現代裝飾裝修材料所散發(fā)出的一種污染物，在空氣中氧化成甲酸后，對文物的危害更大。我國室內空氣質量標準（GB/T18883-2002）要求甲醛濃度應低于0.08ppm（0.10mg/m3），而對于館藏文物保存環(huán)境國外推薦標準則為低于0.04ppm（0.005mg/m3）。

3.光照

《博物館照明設計規(guī)范》（GB/T23863-2009）規(guī)定藏品庫區(qū)中，周轉庫房（地面）的標準照度值≤50lx，藏品庫房（地面）的標準照度值≤75lx，藏品提看室（0.75m水平面）的標準照度值≤150lx。對于展品或藏品而言，應減少燈光和天然光中的紫外輻射，使光源的紫外線相對含量小于20 μW/cm2。

4.空氣污染物

通常把存在于文物保存環(huán)境中，含量、持續(xù)時間和化學性質對文物產生影響的氣體稱為博物館空氣污染物。揮發(fā)性有機化合物（VOC），是多種低分子量有機化合物的總稱，這些化合物對文物具有潛在的影響。我國室內空氣質量標準（GB/T 18883-2002）要求VOC濃度應低于0.6mg/m3（8小時均值），相當于300ppb。

5.空氣環(huán)境質量

Purafil根據多年經驗以及與其它研究機構合作，逐步完善了環(huán)境質量分級標準，利用反應檢測技術來分級，提出直接用銀、銅的反應速率對環(huán)境分級的標準?，F在，很多檔案館、博物館、圖書館等已經采用了反應監(jiān)測作為他們環(huán)境控制程序中的一部分。該標準如表1所示。

空氣品質分級推薦中，博物館、博物館庫房級別：S2/C2/P2。

三、方 法

以太原市博物館館藏文物庫房為例，以中轉庫、1-15號庫為監(jiān)測對象。選取2018年2月的監(jiān)測數據進行分析。

太原市博物館文物庫房內的環(huán)境參數是通過“館藏文物保存環(huán)境監(jiān)測系統平臺”采集的，博物館文物保存環(huán)境監(jiān)測站主要包括如下三個方面：

1.無線傳感實時監(jiān)測系統監(jiān)測終端、中繼、網關等設備。

2.監(jiān)測網絡系統硬件及平臺軟件。

3.離線檢測分析用手持式環(huán)境監(jiān)測儀和被動采樣分析裝備。

系統的主要功能是實現實時監(jiān)測文物保存環(huán)境基本參數的變化，并通過無線通信技術將監(jiān)測數傳輸到監(jiān)測中心，以達到及時了解、查詢環(huán)境質量及其變化的目的。根據不同文物組合選用溫度、濕度、有機揮發(fā)物（VOC）、光照度、紫外線5個環(huán)境指標監(jiān)測終端，對重要文物柜架及庫房設計安裝有機污染物、無機污染物和含硫污染物3個環(huán)境質量參數評估的空氣質量評估監(jiān)測終端。

四、結果與分析

1.溫濕度

圖一 各庫房溫度箱型圖

表1 空氣污染物環(huán)境質量分級

從預防性保護的理念出發(fā)，文物的保存需要“穩(wěn)定、潔凈”的環(huán)境。其中，“穩(wěn)定”是指控制溫度、濕度等環(huán)境因素在適宜指標下的平穩(wěn)性，防止出現較大幅度的波動。館文物庫房內部在設計時設計了溫度緩沖區(qū)域，便于整個庫房與外界的溫濕度交換。

2018年2月溫度監(jiān)測結果顯示，庫房溫度范圍為14.7℃-19.1℃，全距（極大值與極小值之差）為0.8℃-2.9℃，標準差為 0.2℃-0.76℃，均值均在15.56℃-17.6℃。極小值出現在12號庫，極大值出現在中轉庫，整體溫度均偏低，存在偏低的環(huán)境。目前文物12號庫是瓷器庫，瓷器對溫度的要求一般為20℃-22℃，這就要求提高庫房溫度。

2018年2月濕度監(jiān)測結果顯示，庫房濕度范圍為9.41%-61.3%，全距（極大值與極小值之差）為15.7%-45.49%，標準差為5.01%-9.29%，均值均在37.79%-46.12%。極小值出現在14號庫，極大值出現在15號庫，整體濕度較為適宜。目前文物15號庫是書籍庫，因此應用高效、對文物友好安全的調濕劑、吸附劑等被動調控功能材料，或采用微動力電子調濕器、凈化器以及除濕機、增濕機等主動調控裝置來控制文物保存環(huán)境的濕度以保證其穩(wěn)定無突變。

圖二 各庫房濕度箱型圖

2.甲醛

2018年2月，使用英國產PPM-HTV型甲醛測定儀對太原市博物館文物庫房的甲醛濃度進行檢測。表2為中轉庫和1-15號庫甲醛濃度檢測結果，結果顯示1號庫、3號庫的甲醛濃度含量最低，為0.002ppm；14號庫的甲醛濃度含量最高，為0.025ppm。所有庫房的甲醛濃度均低于我國室內空氣質量標準（GB/T18883-2002）要求的甲醛濃度0.08ppm，說明文物庫房內甲醛污染很小或幾乎可以忽略不計。

3.光照

2018年2月，使用全數字照度計和全數字紫外輻照度計分別對太原市博物館文物庫房的光照度和紫外線強度進行檢測，表3為檢測結果。

太原市博物館文物庫房除中轉庫外沒有外窗，所有文物庫房均采用人工照明，每個庫房內安裝飛利浦節(jié)能燈，型號為TL-DColored36WYellow1SL/25。如無工作人員進入文物庫房，則所有照明燈具關閉；如有工作人員進入文物庫房，則照明燈具打開，中轉庫照度保持在80lx-130lx，超過《博物館照明設計規(guī)范》（GB/T23863-2009）中對藏品庫區(qū)光照度的規(guī)定。

紫外線強度在無工作人員進入文物庫房時均為0μW/cm2，工作人員進入文物庫房時在0.02μW/cm2-0.08μW/cm2范圍內波動，滿足對光特別敏感的文物紫外線強度的理論限值0.1μW/cm2。15號庫為書籍庫，書籍類文物對光特別敏感，起破壞作用的主要是紫外線，它能分解書籍中的有機成份，使紙張變黃、老化。因此要安裝紫外窗簾、將文物儲藏在避光的儲藏柜和囊盒中以減少紫外線對書籍的損壞。

表2 甲醛濃度檢測結果

表3 光照水平檢測結果

圖三 各區(qū)域VOC箱型圖

4.空氣污染物

揮發(fā)性有機化合物（VOC），是多種低分子量有機化合物的總稱，這些化合物對文物具有潛在的影響。2018年2月有機化合物監(jiān)測結果顯示，文物庫房內VOC均在0ppb-1279ppb之間，整體含量存在數據偏高的監(jiān)測點，91.91%的VOC數據低于300ppb。文物庫房在腐蝕有害氣體控制方面沒有安裝任何凈化設備和空氣過濾系統，造成送進文物庫房的新風中有機化合物濃度超過標準要求，再加上館藏文物自身和庫房建筑本身釋放產生多種污染的有害氣體，使得文物庫房空氣質量愈來愈差。

空氣污染對博物館內各種文物都會產生嚴重的破壞，尤其是青銅器，銀器，紙張類等文物。由于空氣污染源的分布狀況，污染物的種類、性質、存在形態(tài)及理化特性多種多樣，也由于文物材質種類，制作工藝，保存狀況等因素千差萬別，因此空氣污染物對文物的危害情況也極不相同。事實上,空氣污染對文物的損害是觸目驚心的，這是必須面對且要急需解決的重大問題。鑒于現有條件，只有通過柜架囊匣小環(huán)境來改善文物儲存條件。

5.空氣環(huán)境質量

無線環(huán)境質量評估變送器需要對有機污染物、無機污染物和含硫化合物三種成分進行檢測，因此需要在變送器里安置三個石英晶振片，每個石英晶振片分別鍍涂對有機污染物、無機污染物和含硫化合物高度敏感的聚合物材料。三個石英晶振片共用一套數據采集與處理系統，通過時分的方法對有機污染物、無機污染物和含硫化合物三種成分進行監(jiān)測。聲光電智聯電子的QCM監(jiān)測終端采用基頻率為9×106Hz的石英晶振片，帶入Sauerbrey方程，我們得到單位面積石英晶振片質量變化與頻率變化的關系如下：

如果以30天為累積周期，mg/m2為單位，頻率變化對應的基頻率為9000000Hz，可得銅、銀反應累積當量的分級范圍，結果如表4：

2018年2月空氣環(huán)境質量監(jiān)測結果顯示，文物庫房內級別為S5/C1/P1，與空氣品質分級推薦中博物館庫房級別S2/C2/P2相比，含硫污染物超標，有機污染物和無機污染物符合要求。因此要減少裝修產生的污染氣體對庫房環(huán)境的影響，應加強對文物庫房的換氣處理，并安裝凈化過濾設施，凈化室內空氣質量。

表4 空氣環(huán)境質量監(jiān)測結果

五、結 論

本文通過館藏文物保存環(huán)境監(jiān)測平臺的監(jiān)測，得出以下結論：

博物館內文物庫房溫度范圍為14.7℃～19.1℃，相對濕度范圍為9.41%～61.3%，整體溫度偏低，整體濕度較為適宜。為維持穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境，建議配備空調系統、獨立柜架并有一定量的調濕劑、吸咐劑及除濕機、增濕機等平衡庫房內的濕度。

甲醛濃度含量范圍為0.002ppm～0.025ppm，所有庫房的甲醛濃度均低于我國室內空氣質量標準（GB/T18883-2002）要求的甲醛濃度0.08ppm。

中轉庫照度保持在80lx～130lx，超過《博物館照明設計規(guī)范》（GB/T23863-2009）中對藏品庫區(qū)光照度的規(guī)定。紫外線強度在無工作人員進入文物庫房時均為0μW/cm2，工作人員進入文物庫房時在 0.02μW/cm2-0.08μW/cm2范圍內波動，滿足對光特別敏感的文物紫外線強度的理論限值0.1μW/cm2。建議安裝紫外窗簾、將文物儲藏在避光的儲藏柜和囊盒中以減少紫外線對書籍的損壞。

有機化合物VOC均在0ppb～1279ppb之間，其中整體含量存在數據偏高的監(jiān)測點，91.91%的VOC數據低于300ppb。建議安裝凈化設備和空氣過濾系統等來改善文物儲存條件。

空氣環(huán)境質量級別為S5/C1/P1，與空氣品質分級推薦中博物館庫房級別S2/C2/P2相比，含硫污染物超標，有機污染物和無機污染物符合要求。建議對文物庫房安裝凈化過濾設施，凈化室內空氣質量。

利用館藏文物保存環(huán)境監(jiān)測平臺對太原市博物館文物庫房環(huán)境進行監(jiān)測。這一結果對開展環(huán)境的調控工作具有十分重要的理論意義。