预防性保护理念下的预防性保护理念下的馆藏文物保存环境管理、研究与应用馆藏文物保存环境管理、研究与应用

陈克伦馆藏文物保存环境国家文物局重点科研基地（上海博物馆）

2010 年 12 月 13-15日

2010 全国文物保护科技工作会议

1. 馆藏文物预防性保护，迫切需要加强文物保存环境全方位的监察管理工作

2. 馆藏文物预防性保护，迫切需要加强文物保存环境监测调控技术研究工作

3. 馆藏文物预防性保护，迫切需要加强文物保存环境应用技术推广实施工作

主 要 观 点

1. 馆藏文物保存环境（ Museum Environment ）• 馆藏文物保存环境，是指收藏与展示各类可移动文物的相对独立的空间，包括文物库房、展厅、展柜、储藏柜（箱、盒）等小空间。

• 环境因素是引发博物馆藏品损害的重要原因，包括温湿度、污染气体、光辐射、虫害和霉菌等环境因素，对文物保存有着至关重要的影响。

• 当前，馆藏文物科技保护理念，已经从以抢救性保护修复、被动维修遭损文物，向以预防性调控环境、主动维护防止文物产生劣化方面转变。形成了“预防性保护”原则。

一、馆藏文物保存环境及其保护理念

2. 馆藏文物“预防性保护”理念• 预防性保护理念的来源： 1930年在意大利罗马召开的关于艺术品保护国际研讨会上，第一次提出了“预防性保护”概念，至今已经成为国际文化遗产科学保护的共识和发展方向。

• “预防性保护”的核心内涵，即是对馆藏文物保存环境实施有效的管理、监测和控制，抑制各种环境因素对文物的危害作用，努力使文物处于一个“稳定、洁净”的安全生存环境，尽可能阻止或延缓文物的物理和化学性质改变乃至最终劣化，达到长久保护和保存馆藏文物的目的。

3. 馆藏文物保存环境状况形势严峻• 环境影响成为当前馆藏文物劣化损害的主要因素。国家文物局进行的“全国馆藏文物腐蚀损失调查”结果表明，环境质量问题所造成的文物材料老化腐蚀的状况严重，数量巨大，其经济损失甚至已经超过了其他行业。

• 博物馆环境缺乏必要的规范化管理。预防性保护意识淡薄，重视不足，缺乏制度化、规范化的管理体制。

• 馆藏文物保存环境基础科学和应用技术研究不足。各种环境因素影响作用机制不明，缺乏有效的环境监测、调控手段和应用产品。

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Temperature

Relative Humidity

1. 建有比较完备的文物保存环境控制体系• 库房文物主要按种类和质地分库保管；

• 库房空调系统基本按文物质地分区域控制；

• 10大常设陈列馆和 3个临时展厅的空调系统全部分馆控制；

• 库房和陈列空调系统全部 24小时开启控制；

• 书画文物陈列馆和库房全部以独立的净化空调系统控制；

• 全部空调系统由中央控制中心监控、记录。

二、上博文物保存环境管理和整治工作

2. 建有有效的文物保存环境管理制度• 1996年建成开放的上博新馆，高度重视文物保存环境问题，

13年来不断加强监察管理，改善调控措施。

• 2003年制定《上博文物保护监察管理办法（试行）》，共四章 19 条。明确职责，建立以预防为主的、全方位的文物保存环境检查、监测、处理管理制度。

• 文物保护监察的主要任务，是对文物本身及其保存环境进行管理监督、定期检查、汇总分析、提出建议、研究对策和及时处理，确保馆藏文物安全。提倡人人参与、守土有责的敬业精神。

开放部门 学科部门 实验室 工程物业

全员管理：按责检查、监测、提交报告、提出建议、负责处理

定期汇总材料，形成总报告，上报馆领导，监督处理办公室

定期上报 及时反馈

审阅批示，协调工作，确定措施，检查处理结果

及时上报 批复指示

馆务会议、分管领导

• 实施以来，预防保护意识提高，监控效果明显，问题出现率不断下降，已经成为相关部门的自觉行动。

3. 重视馆藏文物保存环境改造• 上博建筑的纲结构墙和玻璃幕墙的内外冷热结露、部分

废弃管道的隐蔽渗漏、外墙绿化带向内渗水等问题，引起陈列柜背面通道严重潮湿，产生霉菌。

• 预防措施：

（ 1）改建展厅，增加隔热墙；

（ 2）加强通风，向通道引入风口；

（ 3）彻底废除废弃的管道，堵漏；

（ 4）增补防水层；

（ 5）重点检查和清洁。

• 2001 ～ 2002年，全面改建书法馆和绘画馆，引进了世界先进的恒温恒湿环境净化系统和监测技术，使该两馆画廊小环境的文物保存环境控制和监测技术迈进了世界先进行列。

4. 认识和建议：• 博物馆文物保存环境预防性保护，不仅仅是技术和措施，

首先是一种意识和管理。

• 只有强化意识，高度重视，形成制度，加强管理，才能应用好技术，达到有效措施效果，从根本上保护好珍贵文物。

• 鉴于文物预防性保护理念及其保护技术在可移动文物保护工作中的重要性，建议加强理念宣传和技术推广力度，通过逐步的技术推广、总结和宣传工作，在应用实践中全面提升对博物馆预防性保护理念的理解，使其成为一种自觉的行为，达到强化管理的目标。

1. 馆藏文物保存环境国家文物局重点科研基地• 2005 年 11 月由批准设立， 2008 年 3 月 28日揭牌成立。主要研究方向为馆藏文物保存环境的基础科学和应用技术。

• “十一五”期间，科研基地研究梳理馆藏文物预防性保护需求，在科技部大力支持下，在国家文物局有力组织下，通过组织实施重大科研项目，取得一批具有自主知识产权的基础型和应用性研究成果，应用于 2010上海世博会中国国家馆、城市足迹馆和世博会博物馆等重大文物展览项目的文物保存环境改善工作，突显了国家文物局创新设立重点科研基地的引领和支撑作用。

三、馆藏文物保存环境应用技术研究

2. 国家科技支撑计划课题“馆藏文物保存环境应用技术研究”成果

• 课题立足需求，通过跨领域、跨行业、跨部门的多学科联合与产学研相结合攻关，在理论、技术、应用上获得一批创新性研究成果，在理论创新、馆藏文物环境监测和调控等方面形成了一批拥有自主知识产权的应用技术和产品。

• 共获得新产品、新材料、新工艺、新装置、计算机软件等16项；建立 2 个馆藏文物保存环境相关试验基地；形成 2条调控功能材料产品中试生产线；至今发表论文 44篇；申请国家专利 12项；颁布实施行业标准 1 项、研制行业标准征求意见稿 5 项，另发布和备案 8 项企业标准；培养硕士研究生 21名。

• 通过示范应用，取得了显著的社会效益和经济效益，荣获“ 2010年国家文物局文物保护科学和技术创新奖”二等奖。

1. 建立了基于洁净概念的文物保存微环境评估体系的理念和内容框架

• 倡导理念——即通过有效的质量管理、监测、评估、调控干预，抑制各种环境因素对文物的危害作用，努力使文物处于一个“稳定、洁净”安全生存环境，尽可能阻止或延缓文物的物理和化学性质改变乃至最终劣化，达到长久保存馆藏文物的目的。

• 稳定环境——控制温度、湿度在适宜指标下的平稳性，防止出现较大幅度的波动（调湿剂、电子调湿器、恒温恒湿空调）。

• 洁净环境——控制文物收藏、展示环境下的特征污染物浓度达到规定值以内。（使用专用吸附剂、净化器和空调过滤系统）

• 通过技术标准、保护准则、管理手册等制度化、规范化建设和管理，确立博物馆文物预防性保护意识和提升文物保护管理水平。

• 在技术层面上，加强环境检测技术、实时监测技术、质量评估技术、调控技术及其产品的研究。

• 通过重点示范工程，应用并改善现有环境监测与调控技术，答范围、大幅度提高我国馆藏文物预防性保护能力。

• 建议建立长效机制，建设全国馆藏文物保存环境监测平台，实现对全国博物馆文物保存环境的质量监测、风险评估和有效调控。

• 博物馆收藏、展示设施制作材料及装饰装修材料所散发的污染物，是造成当前文物保存环境质量低下、引发文物劣化的最主要因素之一，必须从源头上控制文物微环境质量。

• 薄膜试片测试法——相对于 Oddy测试法，薄膜试片测试法具有缩短实验周期（＜ 14天）、易评测（计算机评测）的特点，方便实用。

• 上海博物馆自 2002年以来，对每种文物展览和储藏所涉及到的材料，均进行评估筛选，确保所用材料的质量，防止材料散发污染物对文物环境的影响。实施至今，效果明显。

2. 建立了博物馆藏展材料快速筛选评估“薄膜试片测试法”

测试容器及薄膜试片

在恒温 60℃ 條件下的筛选试验

腐蚀试片图像采集及评判系统

测试评判结果

• 空气污染物浓度采样检测 和 综合质量监测，是进行环境质量评价和实施有效调控的基础。

• 馆藏文物保存微环境中污染物检测具有污染气体种类特殊、极限浓度低、环境空间小、安防要求高等行业特殊性，现行的室内人居环境空气质量监测技术方法和标准，难以应对博物馆文物保存环境的监测评价需求。

• 因此需要研究开发 适合博物馆文物保存环境特殊需要的地浓度空气污染物监测分析技术 和 环境质量综合实施监测评估技术。

3. 开发了馆藏文物保存环境质量检测评价技术

3.1 微环境痕量污染气体“无动力扩散采样—仪器分析”技术

被动扩散采样器

离子色谱及分析结果

检测应用

3.2 基于石英晶体微天平（ QCM ）的文物保存微环境空气悬浮分子污染物（ AMCs ）连续监测与评估技术

新开发的基于石英晶体微天平测试系统和样机

由电源供应器、振荡器、频率计数器、多功能气相反应室等组成的实验装置

• 研制成功为营造“稳定、洁净”的馆藏文物保存环境，需要使用高效、对文物友好的各种微环境被动调控功能材料——调湿剂、吸附剂、除氧剂 和 微动力调控设施——电子调湿器、专用空气净化器、小型充氮系统等。

• 研究开发了基于壳聚糖天然高分子材料和天然纤维与特质硅胶的专用调湿剂、调湿板、低浓度甲醛吸附剂、复合吸附调湿剂材料系列产品，应用效果显著。

• 研发了以生物质炭净化耦合光催化技术，对微环境中氮氧化物具有明显净化效果（ NOx ＞ 97%、有机酸＞ 90%）的集成工艺技术和集成式专用小型空气净化器。

4. 开发了系列馆藏文物保存微环境专用调控技术及产品

调湿剂及多孔结构

壳聚糖基吸附剂

纤维调湿板及生产线

4.1 博物馆微环境被动调控功能材料

Pump Chemi caladsorpti on

Bi omassAdsorpti on

OzoneAdsorpti on

Photo-catal yti cReactor

生物质碳截面电镜照片

小型空气净化器

• 高质量、可有效调控微环境质量的文物储藏 /展示柜设施，是实现“基于洁净概念的文物保存微环境”的技术关键。

• 课题研究从文物展柜的制作材料、密封结构、开启方式、锁紧机构、照明系统、调控技术、监测评估、美化装饰、模块设计等方面开展综合实验研究，形成多种开启方式、专业照明形式、高密封度和中等密封度结构等一系列文物展柜质量提升解决方案。

• 集成被动调控材料、主动循环净化、超低氧保存、无线传感监测等技术，形成多种文物保存微环境调控展柜系统；制订相应质量管理和评估技术规范，进行多项示范应用。

5. 研发了博物馆微环境多功能控制集成技术及一体化设施

微动力空气净化器 - 调湿集成调控系统

制氮——调湿高密封调控系统，应用配置于考古现场移动实验室中。

各种展柜结构及开启方案，目标是提升展柜密封度

展柜的密封

柜体密封结构柜体密封结构 柜体顶部与展示空间密封柜体顶部与展示空间密封 柜体底部与展示空间密封柜体底部与展示空间密封

“内胆式”设计展柜与“脱卸式”装饰模式，提供展览美观设计方案

光纤灯照明

射灯模块化照明

LED均匀光

洗墙灯照明

• 各种模块化、专业化照明模式，提供可调节保护照明方案

射灯投射式照明

3. 认识和建议：

• 馆藏文物保存环境监测技术、评估技术、调控技术，以及展柜技术，是获得良好文物保存环境质量，长久保存文物的技术基础。

• 当前的研究队伍、课题数量、成果种类偏少，技术创新进程不能满足当前文物保存的需求。

• 建议进一步广泛联合社会优质科技资源，在继续推进文物保护科技应用技术的同时，加强保护技术、文物价值研究等方面的基础性研究工作，加强文物保护专业人才和复合型人才培养，努力建设具有特色的我国文化遗产保护科学和技术学科，全面推进我国文化遗产保护科技发展。

1. 国家科技支撑计划课题“馆藏文物保存环境应用技术研究”成果应用和成效

• 研制的无动力扩散采样器及相应检测技术已对全国近 40 多家各种类型文博单位进行了环境检测评估，为这些单位的文物保存环境改善工作提供了积极的技术支持。

三、研究成果应用推广

• 开发的收藏、展示材料快速评估筛选“薄膜试片法”成套技术已对国内多家博物馆拟用的 100 多种文物收藏展示设施的装饰装修材料进行评估筛选；

• 研制的多种被动调控材料、多功能高密封展柜系统、充氮 /

净化 /调湿等集成技术，已经为 2010年上海世博会中国国家馆、城市足迹馆、世博会博物馆的文物特展以及 2008年北京奥运会配套展览《奇迹天工——中国古代发明创造文物展》、法门寺博物馆真身佛指舍利展示保存等重大文化活动的珍贵文物保护提供了有效的技术支撑，保障了参展文物的环境安全。

世博会城市足迹馆应用被动调控展柜

世博会博物馆应用

环境调控材料在上海世博会的应用

高密封展柜及被动除氧调湿控制调控系统，应用于法门寺佛指舍利、南京长干寺地宫出土舍利保护展示

相关技术标准推广培训相关技术标准推广培训 2009 年举办“文物保护行业标准推广实施培训班”二期，来自全国的 230 名学员参加。

2. 认识和建议：• 虽然已经在上海世博会等一些重要文物展览中分别开展了文物保存环境实时监测、微环境调控等科技示范，取得了显著成效。但我国地域辽阔，博物馆数量、类型众多，文物保存环境状况复杂，迫切需要进行有组织的推广应用工作。

• 鉴于技术推广应用的系统性、集成性、规范性，针对建立全国馆藏文物保存环境监测平台所涉及的技术集成难点问题，建议有组织地、有目标地在有条件的博物館集中进行比较全面的环境监测、调控、保存设施改善等集成科技示范工程；加紧系统和技术集成研究，以便形成经验、完善全国推广实施方案；支撑国家监测中心、区域监测中心和监测站的建设工程。

谢 谢 各 位