紡織品文物的無損消毒方法及應(yīng)用研究

摘 要：文物是歷史文化的寶貴遺產(chǎn)，具有不可再生的特性。在漫長的歲月中，那些得以保存下來的文物面臨著被侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)。紡織品文物材質(zhì)特殊，易受蟲霉侵害，而傳統(tǒng)的文物消毒方法可能會(huì)對其造成損害，因此，文章研究了熏蒸消毒、真空充氮技術(shù)和植物性抗菌劑等無損消毒方法，并結(jié)合上海博物館的案例說明了環(huán)氧乙烷熏蒸消毒法的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：紡織品文物；無損消毒；熏蒸消毒；上海博物館

DOI：10.20005/j.cnki.issn.1674-8697.2025.08.012

0 前言

紡織品文物因其有機(jī)質(zhì)材質(zhì)特性，容易受到環(huán)境變化、自然降解及生物侵害的影響。實(shí)現(xiàn)對紡織品文物這一珍貴文化遺產(chǎn)的有效保護(hù)務(wù)必要對其進(jìn)行無損消毒，避免害蟲和霉菌的侵蝕，最大限度地延緩文物的老化過程，使其得以長久保存。

1 紡織品文物消毒的重要性

紡織品文物在存放過程中常常受到微生物的侵害，從而引發(fā)一系列不可逆的損壞。微生物導(dǎo)致紡織品文物受損主要有以下幾種情況。

其一，微生物代謝過程中分泌的代謝酶對紡織品文物有分解作用，致使紡織品文物材質(zhì)劣化。這些酶能夠分解紡織品中的蛋白質(zhì)和碳水化合物，將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易被微生物吸收的小分子物質(zhì)。這些小分子物質(zhì)不僅會(huì)破壞文物，還會(huì)為微生物生長繁殖提供養(yǎng)分，如果不加以控制，微生物菌落會(huì)逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致文物物理結(jié)構(gòu)變得越來越脆弱。

其二，微生物代謝過程中生成的有機(jī)酸會(huì)對紡織品產(chǎn)生化學(xué)侵蝕。微生物代謝過程中會(huì)產(chǎn)生甲酸和乙酸等有機(jī)酸，會(huì)導(dǎo)致紡織品中的纖維素和蛋白質(zhì)變性和斷裂。尤其對絲綢、棉麻纖維等天然有機(jī)紡織品的破壞較大，可能會(huì)使文物失去原有的物理性能。

其三，微生物產(chǎn)生的氣體和色素會(huì)破壞紡織品文物的外觀及物理性能。微生物代謝產(chǎn)物會(huì)在紡織品表面形成霉點(diǎn)和色斑，影響視覺美觀，還可能改變紡織品的物理性能，導(dǎo)致其彈性和強(qiáng)度下降。此外，微生物代謝產(chǎn)生的硫化氫、甲烷等氣體也有可能加劇紡織品局部的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致紡織品纖維加速老化。

其四，菌絲體及其代謝分解物的堆積，會(huì)使紡織品文物的外觀和結(jié)構(gòu)進(jìn)一步劣化。菌絲體不僅可能造成紡織品纖維的機(jī)械性破壞，還可能吸引其他微生物的入侵，形成惡性循環(huán)。

紡織品文物是歷史文化的珍貴遺存，然而，其材料極易受到微生物和害蟲的侵蝕，紡織品文物在長期存放中，常因霉菌和害蟲的侵害而發(fā)生老化和降解。這些有機(jī)質(zhì)文物的腐蝕過程通常較為緩慢，初期階段難以被肉眼察覺，一旦出現(xiàn)明顯的損壞，往往已經(jīng)非常嚴(yán)重且難以恢復(fù)。因此，通過科學(xué)的無損消毒方法延緩紡織品文物老化過程十分重要。

2 紡織品文物的無損消毒方法

2.1 熏蒸消毒法

熏蒸消毒法是一種常見的用于紡織品文物的無損消毒滅菌手段。這種方法通過使用化學(xué)熏蒸劑在密閉空間內(nèi)對文物進(jìn)行一次性消毒，可以有效殺滅細(xì)菌及其他有害生物。熏蒸消毒法可以在不接觸文物的情況下對文物進(jìn)行無損消毒，因此被廣泛使用。在具體應(yīng)用過程中，應(yīng)綜合考慮熏蒸劑對織物的影響和對環(huán)境、人體健康的影響：一方面，需關(guān)注熏蒸劑對紡織品文物的短期和長期影響，特別是對纖維結(jié)構(gòu)、顏色和力學(xué)性能的影響；另一方面，還需考慮熏蒸劑的毒性、殘留量對環(huán)境和工作人員身體健康的影響。環(huán)氧乙烷、溴甲烷和硫酰氟因其對文物的材質(zhì)損害較小、滅菌效果較好，而成為目前最常用的有機(jī)質(zhì)文物熏蒸消毒劑。

2.1.1 環(huán)氧乙烷熏蒸法

環(huán)氧乙烷熏蒸法是國內(nèi)首選的紡織品文物消毒方法，如故宮博物院的白色納紗西湖風(fēng)景圖達(dá)婆衣就通過此方法進(jìn)行了殺蟲滅菌處理（圖1）。環(huán)氧乙烷是一種活性高的有機(jī)化合物，常溫下呈無色氣體，沸點(diǎn)為10.7 ℃，且具備較強(qiáng)的滲透力，能夠穿透紙張、棉布、橡膠和塑料等多種材料。環(huán)氧乙烷的消毒機(jī)理是通過化學(xué)反應(yīng)來破壞微生物的代謝過程。在與微生物接觸時(shí)，環(huán)氧乙烷能夠取代蛋白質(zhì)分子基團(tuán)上的活潑氫原子，與分子內(nèi)的羧基、氨基、羥基等活性基團(tuán)結(jié)合，破壞微生物的細(xì)胞壁和酶系統(tǒng)，使其無法正常進(jìn)行新陳代謝，最終使其失去活性而死亡。

環(huán)氧乙烷熏蒸法有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，環(huán)氧乙烷具有廣譜殺蟲和滅菌特性，能有效消滅蟲卵、細(xì)菌芽孢等處于各個(gè)發(fā)育階段的微生物，即使是在較難接觸的部位也能達(dá)到理想的消毒效果，實(shí)現(xiàn)徹底滅菌；第二，滲透力極強(qiáng)，能深入紡織品的纖維結(jié)構(gòu)中，徹底殺滅潛藏的微生物；第三，熏蒸處理結(jié)束后幾乎不會(huì)留下有害殘留物，能保護(hù)紡織品的物理特性。不過，環(huán)氧乙烷具有易燃易爆的特性，因此常與二氧化碳或氟利昂混合使用以降低風(fēng)險(xiǎn)。環(huán)氧乙烷與二氧化碳可按質(zhì)量比3∶7，或與氟利昂按12∶88混合使用。

2.1.2 溴甲烷熏蒸法

溴甲烷是一種無色氣體，具有強(qiáng)滲透性和擴(kuò)散性能。溴甲烷的消毒機(jī)理是：其可以在細(xì)胞內(nèi)水解生成甲醇和氫溴酸，甲醇可引起細(xì)胞脫水并破壞蛋白質(zhì)的膠體結(jié)構(gòu)，氫溴酸則進(jìn)一步氧化生成甲烷，進(jìn)而抑制與呼吸相關(guān)的酶系統(tǒng)，干擾微生物的正常代謝功能。同時(shí)，溴甲烷還是一種活潑的烷基化試劑，能夠與微生物蛋白質(zhì)中的氨基、羥基、羧基等各種功能基團(tuán)發(fā)生烷基化反應(yīng)，干擾其正常生化反應(yīng)的進(jìn)行，導(dǎo)致微生物的代謝障礙，從而達(dá)到滅菌效果。

在常溫下，溴甲烷的蒸氣壓約為環(huán)氧乙烷的兩倍。也就是說，在同一溫度條件下，溴甲烷的擴(kuò)散性更強(qiáng)，可以在較低溫度（10～20 ℃）下達(dá)到高效的熏蒸效果。然而，溴甲烷也是一種強(qiáng)神經(jīng)毒性物質(zhì)，操作人員必須高度重視安全防護(hù)，減少暴露風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.3 硫酰氟熏蒸法

硫酰氟是一種高效的廣譜殺蟲熏蒸劑，具有無色、無嗅、不燃燒、不腐蝕等特點(diǎn)，使用過程中不會(huì)產(chǎn)生異味，對文物材質(zhì)具有良好的兼容性。硫酰氟的消毒機(jī)理是：通過抑制多種關(guān)鍵酶的活性，破壞微生物和害蟲體內(nèi)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，干擾其糖酵解和脂肪代謝，導(dǎo)致新陳代謝失衡，同時(shí)能夠與氨基酸的氨基和羥基等功能基團(tuán)結(jié)合，影響微生物和害蟲的正常生理功能，在多種作用下引發(fā)其死亡。

硫酰氟的滲透力和擴(kuò)散能力遠(yuǎn)高于常見的熏蒸劑，能夠在低溫條件下迅速滲透到紡織品的內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)深層消毒效果。硫酰氟對紡織品文物的無損消毒效果較好。例如，甘肅省博物館使用硫酰氟成功對民族服飾、毛織品、皮革制品等進(jìn)行熏蒸消毒，結(jié)果表明其具有出色的滲透性和顯著的殺蟲效果，熏蒸后的文物表面無任何物理變化或損傷，且不殘留有害物質(zhì)。硫酰氟對大多數(shù)幼蟲和成蟲具有很高的毒性，然而對蟲卵的殺滅效果較差。硫酰氟雖然可以減少蟲卵的氧氣吸入抑制其發(fā)育，但無法迅速殺滅蟲卵。因此，使用硫酰氟進(jìn)行第一次熏蒸后，還需對存活的卵孵化出的幼蟲進(jìn)行二次熏蒸。

2.2 真空充氮技術(shù)

真空充氮技術(shù)是一種用于紡織品文物無損消毒的新技術(shù)。真空充氮技術(shù)的消毒機(jī)理是利用低氧環(huán)境抑制好氧生物的生長。該技術(shù)通過真空設(shè)備將密閉滅菌柜內(nèi)的氧氣抽出，再充入高純度氮?dú)猓ǖ獨(dú)饧兌韧ǔ?9.9%～99.99%），使氧氣含量降至極低水平（≤0.2%），從而使害蟲和好氧微生物因缺氧死亡。

真空充氮技術(shù)設(shè)備主要包括氮?dú)獍l(fā)生裝置、真空設(shè)備、密閉滅菌柜、氣體加濕設(shè)備和環(huán)境傳感器等。操作主要分為三個(gè)步驟：首先是抽真空，將紡織品文物放入密閉滅菌柜后，使用真空設(shè)備抽出柜內(nèi)空氣，使其達(dá)到預(yù)定的低壓狀態(tài)；其次，將高純度氮?dú)庾⑷霚缇駜?nèi)，使柜內(nèi)氮?dú)饧兌冗_(dá)到99.9%～99.99%；最后，可使用手動(dòng)模式調(diào)節(jié)溫濕度，也可使用自動(dòng)調(diào)節(jié)模式，確保滅菌柜內(nèi)的環(huán)境條件始終處于適合紡織品文物保存的最佳狀態(tài)。

真空充氮技術(shù)具有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，真空充氮技術(shù)完全采用物理手段實(shí)現(xiàn)對害蟲及好氧菌的100%滅殺，整個(gè)過程不涉及化學(xué)藥劑的使用或極端的溫度調(diào)控，氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w也不會(huì)與紡織品文物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠極大程度避免文物損壞。第二，該方法不會(huì)產(chǎn)生有害的化學(xué)殘留物，對環(huán)境、操作人員和文物本身都沒有危害。第三，由于氮?dú)鉄o毒無害，使用后無需進(jìn)行復(fù)雜的廢氣處理。不過，該技術(shù)對厭氧菌的殺滅效果有限，且由于設(shè)備空間受限，也不適合文物的大批量處理。

2.3 植物性抗菌劑

許多植物含有天然的抗菌成分，如黃芩和兩面針等中草藥，植物性抗菌劑在文物保護(hù)中發(fā)揮了重要作用。植物性抗菌劑主要分為接觸型抗菌劑和擴(kuò)散型抗菌劑兩類。

接觸型抗菌劑通過直接接觸的方式抑制微生物的生長，主要有大黃、黃連、黃芩、黃檗、連翹、金銀花、金錢草、肉桂、肉豆蔻、良姜和脫杖等，這些植物中的TH、BXP、ZM、HX、AYS等對細(xì)菌和霉菌具有顯著的抑制作用。常見的使用方法是將其提取物稀釋至適當(dāng)濃度后直接放置于文物表面，也可以制作成防霉紙包裝文物或者放置于儲(chǔ)存文物的箱柜中。擴(kuò)散型抗菌劑是通過植物的芳香氣味在空氣中的擴(kuò)散作用產(chǎn)生防腐和防霉效果，主要有丁香、桂皮、花椒、八角、藿香、芥菜籽、小豆蔻、芫荽、枯茗、豆蔻衣、眾香子、甘牛至和百里香等，通常是將其碾碎、包裝后直接放置在紡織品文物儲(chǔ)存柜，或者提取其揮發(fā)油制成防霉紙使用。這些植物抗菌劑對枯草菌、酵母菌等多種微生物的抑制作用優(yōu)于常用的化學(xué)防腐劑山梨酸鉀，且這類抗菌劑毒性低、熱穩(wěn)定性高，是一種高效且無毒的殺菌消毒手段。

植物性抗菌劑的抗菌作用主要源于其活性成分對微生物代謝和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的多種干擾機(jī)制。主要包括以下幾種作用方式：第一，植物性抗菌劑能夠與微生物體內(nèi)的酶結(jié)合，抑制酶的正常催化作用，進(jìn)而阻止微生物的代謝活動(dòng)；第二，某些植物成分會(huì)干擾細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖和霉菌細(xì)胞壁的幾丁質(zhì)合成，導(dǎo)致微生物無法構(gòu)建細(xì)胞壁；第三，植物性抗菌劑還可以破壞微生物的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞膜，使細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)發(fā)生滲漏，引起微生物代謝失調(diào)和細(xì)胞死亡；第四，通過干擾微生物蛋白質(zhì)的合成過程，達(dá)到抑制微生物生長繁殖的作用?？傊参镄钥咕鷦┚哂刑烊?、低毒、環(huán)保、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，十分適用于紡織品文物的無損消毒。

3 紡織品文物的無損消毒方法應(yīng)用—以上海博物館紡織品文物熏蒸為例

3.1 紡織品文物概況

上海博物館擁有許多珍貴的紡織品文物，這些紡織品容易受到病菌的侵蝕，因此需對其進(jìn)行無損消毒處理。2023年12月，上海博物館文保中心接收工藝部的8盒旗袍、2箱藍(lán)夾纈被面及布匹等并對其進(jìn)行消毒工作。這批紡織品文物包括19世紀(jì)末藍(lán)地花卉紋毯（圖2）、民國時(shí)期十字金剛杵紋坐禪毯，以及20世紀(jì)中葉的白地淺紫色玫瑰印花綢旗袍套裝、大紅菌絲旗袍套裝、淺金色冠樂縐旗袍套裝等。為確保這批紡織品文物的材質(zhì)和外觀不受損傷，上海博物館文保中心對其采取熏蒸消毒處理技術(shù)。2024年1月，這批文物已完成必要的熏蒸消毒和散氣工序。

3.2 紡織品文物熏蒸消毒技術(shù)

熏蒸消毒使用的熏蒸劑對環(huán)境和操作人員存在潛在危險(xiǎn)，因此在進(jìn)行文物熏蒸消毒時(shí)，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)管理要求和操作規(guī)范，確保文物安全和人員安全。熏蒸場地應(yīng)具備良好的通風(fēng)條件，并便于安全監(jiān)控，同時(shí)需滿足文物暫存與轉(zhuǎn)運(yùn)、設(shè)備承重、電力、給排水、環(huán)保等要求。熏蒸消毒期間應(yīng)劃定安全警戒區(qū)，并在顯眼位置設(shè)置警示標(biāo)志，禁止無關(guān)人員靠近。此外，所有操作人員必須經(jīng)過崗前培訓(xùn)并定期接受繼續(xù)教育和考核，確保掌握熏蒸消毒的理論知識(shí)、操作規(guī)程、安全防護(hù)措施以及應(yīng)急處理方法。

據(jù)相關(guān)研究，在18～28 ℃的溫度范圍內(nèi)，相對濕度保持在25%～50%，預(yù)真空度達(dá)到450 mmHg以上，純環(huán)氧乙烷的施藥量不低于500 g/m3，且熏蒸時(shí)間不少于20 h的條件下，對紙張和紡織品的強(qiáng)度、染料和顏料的顏色均無顯著影響。因此，此次紡織品文物消毒采用環(huán)氧乙烷消毒技術(shù)。熏蒸消毒總共分為三個(gè)階段：熏蒸準(zhǔn)備、熏蒸過程和熏蒸結(jié)束階段。

在熏蒸準(zhǔn)備階段，首先需根據(jù)文物的材質(zhì)和有害生物的具體情況，選擇適宜的熏蒸劑。經(jīng)上海博物館文保中心鑒定，這批文物可采用環(huán)氧乙烷進(jìn)行消毒，同時(shí)制定環(huán)氧乙烷熏蒸方案并獲得審批，消毒前需檢查熏蒸設(shè)備，確保溫濕度調(diào)控、施藥系統(tǒng)和壓力控制等功能正常，確認(rèn)氣體報(bào)警儀和空氣呼吸器等安全設(shè)備的狀態(tài)良好。計(jì)算熏蒸劑用量，并檢查熏蒸劑數(shù)量和狀態(tài)是否滿足熏蒸要求；使用無毒、透氣包裝材料對文物進(jìn)行打包，并記錄名稱、數(shù)量和狀態(tài)等信息。

在熏蒸過程中，應(yīng)按照GB2894-2008《安全標(biāo)志及其使用導(dǎo)則》的要求設(shè)置安全警示標(biāo)志，并嚴(yán)格控制文物的擺放方式，使其適當(dāng)分散，留有一定空隙，確保氣體均勻擴(kuò)散。注意文物總體積應(yīng)不超過熏蒸箱容積的70%。按照方案要求設(shè)置熏蒸設(shè)備參數(shù)，通過自動(dòng)控制加入熏蒸劑。在操作過程中應(yīng)持續(xù)監(jiān)測設(shè)備的溫度、濕度和壓力等參數(shù)，確保濕度適中。

在熏蒸結(jié)束后，首先需進(jìn)行通風(fēng)散氣操作，直到熏蒸劑濃度符合安全標(biāo)準(zhǔn)后方可開啟熏蒸容器，然后清點(diǎn)文物并移送至隔離室中進(jìn)一步存放和觀察，隔離時(shí)間為14天。在此期間需記錄蟲害處理效果，并清除文物上的蟲霉殘骸。隔離結(jié)束后，經(jīng)環(huán)氧乙烷設(shè)備檢測，檢測數(shù)值為0 ppm。最后，在熏蒸消毒完成后的3個(gè)月內(nèi)還需對文物進(jìn)行復(fù)檢，檢查消毒效果以及文物保存環(huán)境是否適宜。復(fù)檢結(jié)束后，需撰寫詳細(xì)的消毒報(bào)告，記錄消毒時(shí)間、地點(diǎn)、文物名稱及操作人員等信息，并妥善歸檔保存以備查驗(yàn)。

3.3 工作總結(jié)與改進(jìn)

上海博物館紡織品文物的熏蒸消毒工作順利完成，但仍存在改進(jìn)空間。第一，熏蒸室內(nèi)缺乏溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備，散氣時(shí)易吸收潮氣造成霉菌二次污染，建議將文物放置于有通風(fēng)條件、無蟲霉病害風(fēng)險(xiǎn)、溫濕度適宜的條件下保存。第二，熏蒸消毒耗費(fèi)人力物力較大，建議按年度合理規(guī)劃熏蒸批次和數(shù)量，以提高工作效率，減少資源浪費(fèi)。第三，環(huán)氧乙烷為易燃易爆氣體，對熏蒸操作的安全性要求很高，應(yīng)規(guī)范熏蒸流程，減少系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。

4 總結(jié)

目前，我國博物館對紡織品文物主要采用熏蒸消毒、真空充氮技術(shù)以及植物性抗菌劑等無損消毒方法。這些技術(shù)具有顯著的殺菌消毒效果，但仍存在消毒劑使用安全、蟲卵消殺不充分等問題。為提升文物保護(hù)的效果，博物館在合理運(yùn)用科學(xué)的消毒技術(shù)的同時(shí)，還應(yīng)改善館藏文物的存放條件，做到技術(shù)保護(hù)和科學(xué)管理并重，延緩紡織品文物的老化速度。

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