文章来源：《科学教育与博物馆》2018年 第4期
作者：杨燕培 中国铁道博物馆
摘要：展柜内部的微环境控制是文物预防性保护的组成部分。从对文物保存环境的影响、密封性能的评价方法入手，介绍詹天佑纪念馆所采用的高密封展柜对展柜内部环境调控的实践效果，阐述了展柜密封性能对文物预防性展储保护工作的重要性。
关键词：文物展柜 密封性能 文物保护
0 引言
文物在长期展储过程中，面临着不同程度的氧化、酸化、虫蛀、霉腐等问题。这些问题与文物的保存环境有着密切联系。展柜作为文物展储的重要媒介，其性能直接决定了文物存放的微环境。影响展柜内部微环境的因素很多，例如展柜密封性能、灯光照明要求、控温控湿效果以及柜内气体质量等。其中展柜的密封性能是一项重要指标，密封良好的展柜是维持文物存放微环境稳定的前提，具有提高文物抵御外界影响的能力。
1 展柜密封性能对文物保存环境的影响
1.1 隔绝污染气体
人员频繁流动带来的空气污染对文物的影响不容小觑。空气中的氧化性气体和酸性气体是造成藏品损害的主要诱发因素，会使文物出现锈蚀、水解、褪色等问题。对此，密封良好的文物展柜能够有效隔绝外界气体，防止污染气体进人展柜内部。
1.2 阻断尘埃颗粒
尘埃颗粒的化学性质取决于其表面吸附的物质。颗粒物质沉降在文物表面，不仅会产生污迹，而且会引发化学反应，加速文物的损伤。对此，密封良好的展柜可以大大降低环境尘埃的影响。Van Grieken 通过检测展柜内外的尘埃后发现，展柜内部的含硫尘埃低于展柜外部。这说明展柜的密封性能决定了尘埃对于文物的影响程度：密封性越好，尘埃进入展柜的可能性越小，对文物保存越有利。
1.3 预防虫害及微生物侵害
虫害和霉菌会改变文物的理化性能，加速文物霉变、老化，对文物保存构成严重威胁。对此，密封良好的文物展柜能够隔离外来的虫卵、霉菌孢子，有效保护文物免受侵害。
1.4 稳定温度与湿度
温度与湿度的剧烈波动会对文物造成巨大损伤。王方研究发现，当展柜的换气率为0.03d-1，柜内的相对湿度比同期室内的相对湿度更为稳定，而展柜中相对湿度的小幅波动可能是由于温度变化引起的。张晋平也得到类似的结论:在博物馆空调系统夜间断电的情况下，密封性良好的展柜内相对湿度波动较小。可见，密封性能是对文物展柜内部微环境进行调控的基础。
2 展柜密封性能的评价方法
展柜换气率是指在无外加动力、无压力差的情况下，一天内由展柜外进入展柜内空气的体积与该展柜的容积之比。根据换气率，文物展柜可分为三类：高密封展柜（展柜换气率≦0.5d-1)、密封展柜(0.5d-1<展柜换气率≦1d-1)、一般展柜(展柜换气率>1d-1)。
展柜换气率可采用二氧化碳示踪气体浓度衰减法检测。示踪气体是在研究空气运动中，一种气体能与空气混合，而且本身不发生任何改变，并在很低的浓度时就能被测出的气体总称。在待测展柜内通入适量示踪气体，由于展柜内、外空气交换，示踪气体的浓度呈指数衰减，根据浓度随时间的变化值，计算出展柜换气率。
3 高密封展柜对展柜内部环境的调控
为了更好地展示和保护馆藏的珍贵文物，詹天佑纪念馆选用了由天津森罗科技股份有限公司生产的低氧气密恒湿展柜，并委托机械工业仪器仪表综合技术经济研究所下属文物保护装备检验检测联合实验室对这批展柜的密封性能、温湿度稳定性和低氧控制、污染气体进行抽样检查。同时对原有展柜进行了检测，以研究不同密封性能的展柜在文物保护环境控制上的差异。其中，原有展柜的换气率为0.1d-1，现有展柜的换气率为0.012d-1，都属于高密封展柜。
3.1不同密封性能展柜的温湿度稳定性
将现有展柜内部的相对湿度设定在34%，然后关闭调湿设备，静态封存，观察柜内48h中相对湿度的变化。如图1所示，现有展柜内的相对湿度较为稳定，并且相对湿度随温度的波动而波动。
将现有展柜内部的相对湿度设定在30%，然后持续启动调湿设备，实时动态调节，观察柜内48h中相对湿度的变化。如图2所示，现有展柜内的相对湿度最低为29.6%，最高为32.2%，波动幅度仅为2.6%;温度最低为24.7℃，最高为23.9℃，波动幅度仅为0.8℃。同时，由于控湿设备的调节作用，柜内相对湿度仅出现一个较大的波动。因此，采用现有展柜时，配套的恒湿设备无须持续运行，将有利于节约能耗。
如图3所示，原有展柜内的相对湿度最低为30.3%，最高为55.8%，波动幅度高达25.5%；温度最低为18.8℃，最高为19.4℃，波动幅度仅为0.6℃。如图4所示，同期展厅环境的相对湿度最低为24.9%，最高为51.6%，波动幅度高达26.7%；温度最低为21.8℃，最高为20.4℃，波动幅度仅为1.4℃。由此可见，原有展柜的相对湿度几乎随外界变化而变化，稳定性较差。而在温度稳定性方面，高密封展柜与普通展柜没有明显差异，均比所处环境略强一些。
图1 静态封存状态下现有展柜内的温湿度变化
图2 动态调节状态下现有展柜内的温湿度变化
图4 展厅环境的温湿度变化
3.2 现有展柜的低氧控制
2018年6月26日一7月7日，我们对现有展柜内的氧含量进行了为期12d的跟踪检测。其间，将氧含量设定在2%±0.5%，制氮设备进行了两次置换，每次约1h。如图5所示，现有展柜内的氧含量较为稳定，最高为2.4%，最低为1.4%。由此可见，制氮设备不必频繁启动即可保证现有展柜内的氧含量在适宜水平。
3.3 不同密封性能展柜的污染气体
通过被动采样的方式，对原有和现有展柜内的污染气体含量进行检测。测试时将被动采样器置于抽检的展柜内，48h后取出进行含量分析。如图6所示，现有展柜内的甲醛、甲酸、乙酸浓度分别为0μ g/m3、3.06μ g/m3、39.42μ g/m3，满足国家相关标准的要求。此外，对二氧化氮、二氧化硫进行检测发现，现有展柜内的浓度仅为展柜外的1/5,证实配套洁净系统能够保持柜内的空气质量，同时高密封展柜能够有效隔离外界有害气体的入侵。
4 结语
文物预防性保护工作任重而道远。文物展柜具有展示和储藏的双重功能，它的密封性能是决定其内部环境稳定性的关键因素。只有场馆、科研机构和企业携手合作，勇于尝试，开展大量研究和实验，才能研制出优良的高密封展柜。
参考文献：（略）
