5月15日博物館頭條，文博頭條聯(lián)合森羅股份在“5?18國際博物館日”前夕，推出“文化遺產(chǎn)預防性保護之文物常見(jiàn)害蟲(chóng)與防治”線(xiàn)上學(xué)術(shù)論壇活動(dòng)。此次直播提供直播回放。

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小編本期將對主講嘉賓天津森羅科技股份有限公司副總經(jīng)理、低氧技術(shù)研究院副院長(cháng)、高級工程師周華華老師分享的精彩內容進(jìn)行回顧。

 

主講4：

文物蟲(chóng)害防治應用案例分享

 

周華華老師主要結合文物蟲(chóng)害的防治難點(diǎn)，介紹多年來(lái)研制開(kāi)發(fā)的高密封環(huán)境下氣調保護技術(shù)（CATHSE技術(shù)）以及運用此技術(shù)在文物蟲(chóng)害防治中的應用案例，主要從以下四方面進(jìn)行分享。

01 文物蟲(chóng)害防治難點(diǎn)

有機藏品在高濕環(huán)境下，易發(fā)生蟲(chóng)害、霉斑，機械強度下降，甚至蛀蝕破壞其完整性；反之，含水量下降，易收縮變形、柔韌性和機械強度降低；此外，受酸性有害氣體等影響，文物還面臨著(zhù)酸化、氧化、變黃等問(wèn)題。CATHSE技術(shù)。

 

蟲(chóng)蛀損傷

周華華老師主要從文物蟲(chóng)害損害方面談及文物長(cháng)期文物儲藏過(guò)程中蟲(chóng)害防治的難點(diǎn)。為什么難防難治，歸結原因有如下幾點(diǎn)：

有機藏品中富含蟲(chóng)、霉賴(lài)以生存的營(yíng)養物質(zhì)；

蟲(chóng)卵、幼蟲(chóng)、成蟲(chóng)、蟲(chóng)蛹等蟲(chóng)態(tài)繁衍周期短；

多數館藏設備夜間及節假日斷電，環(huán)境溫濕度交替致蟲(chóng)霉滋生；

文物展儲環(huán)境密封性差，溫濕度波動(dòng)大，外界霉菌、蟲(chóng)卵孢子侵入。
針對蟲(chóng)害防治的難點(diǎn)，過(guò)去常用的殺蟲(chóng)方法包括化學(xué)熏蒸、物理輻射、真空充氮和低溫冷凍等。隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，響應文物預防性保護所倡導的“綠色、安全、環(huán)?！崩砟?，常壓低氧氣調技術(shù)作為一種對文物、人體無(wú)害的物理殺蟲(chóng)方式展現出優(yōu)勢。CATHSE技術(shù)。

綜合來(lái)看，各種殺蟲(chóng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下：

化學(xué)熏蒸：效率高，但有殘留、損害藏品、污染環(huán)境，危及人員健康，使用受限；
物理輻射：表面消殺，損傷藏品，難以殺滅內部害蟲(chóng)及霉菌，不利于人員健康；
真空充氮：?jiǎn)未翁幚砹啃?、易造成機械損傷，不適宜漆木器、大型文物及脆弱文物；
低溫冷凍：降溫使藏品水分蒸發(fā)，回溫使文物表面易結露，溫度變化導致藏品受損；
常壓低氧氣調：常壓操作、純物理方法，安全無(wú)毒、可對批量藏品、大體量藏品等進(jìn)行消殺處理；根據蟲(chóng)害種類(lèi)、藏品體量、蟲(chóng)蛀深度等適當延長(cháng)殺蟲(chóng)時(shí)間。
因此，綜合比較，常壓低氧殺蟲(chóng)在殺蟲(chóng)處理方面有一定的優(yōu)勢。

02 高密封環(huán)境下氣調保護技術(shù)介紹（CATHSE技術(shù)）

在重點(diǎn)分享常壓低氧氣調殺蟲(chóng)案例之前，先給大家介紹了高密閉環(huán)境下智能氣體調控保護技術(shù)（Controlled Atmosphere technology of High Sealed environment），這是森羅公司結合多年的經(jīng)驗總結歸納出來(lái)的，簡(jiǎn)稱(chēng)“CATHSE技術(shù)”。

“CATHSE”是一個(gè)技術(shù)體系，它由圍護結構密封、氣體潔凈、溫濕度調控、氧含量調控、智能控制和信息化等五項技術(shù)互為支撐，形成“恒濕、潔凈、低氧、穩定”的氣體環(huán)境。通過(guò)對文物環(huán)境的預測、分析與調控，最大限度地避免文物累積性損害，實(shí)現“殺蟲(chóng)防蟲(chóng)、防霉抑菌、防污染、防化學(xué)腐蝕、防火”等綜合效果。CATHSE技術(shù)。

周華華老師對五項技術(shù)分別進(jìn)行了介紹。

① 圍護結構密封技術(shù)

圍護結構針對館藏環(huán)境主要是以庫房、儲藏柜、展柜為主。對殺蟲(chóng)而言，主要是以殺蟲(chóng)室和殺蟲(chóng)柜為主。圍護結構的高氣密性可以阻隔大氣中灰塵、溫濕度、有害生物、氧和污染氣體等對氣調空間內藏品的影響，維持密封空間內環(huán)境的穩定。衡量密封性能，通常用“換氣率”來(lái)表示。CATHSE技術(shù)。

提高圍護結構的換氣率，其根本原因在于：

降低外界溫濕度干擾，維持儲藏空間環(huán)境穩定；

降低配套設備運行頻率及工作時(shí)間，減少波動(dòng)，節約能耗；

配套恒濕凈化模塊，無(wú)需供電，即可長(cháng)時(shí)間穩定維持；

隔離有害氣體及蟲(chóng)卵霉菌孢子等侵入，保持潔凈。

森羅股份專(zhuān)注于CATHSE密封工藝與密封材料研究，迭代開(kāi)發(fā)的高氣密展示/儲藏庫房、高氣密展柜、高氣密儲藏柜、常壓低氧殺蟲(chóng)室和殺蟲(chóng)柜等系列產(chǎn)品，密封性最高可達100天換氣一次，優(yōu)于相關(guān)標準50倍以上。高氣密性帶來(lái)的好處有很多，就低氧殺蟲(chóng)而言，配套設備不用持續運行，長(cháng)時(shí)間維持低氧狀態(tài)。以天津博物館常壓低氧殺蟲(chóng)室為例，平均每3天氧含量變化0.1%。CATHSE技術(shù)。

  

② 氣體潔凈技術(shù)

采用多級復合帶壓過(guò)濾，可濾除0.01μm以上的污染物、有害生物和有害氣體；并通過(guò)多相催化過(guò)濾技術(shù)，去除對文物有害的SO2、NO2、甲醛、TVOC等污染氣體，采用開(kāi)環(huán)置換及“自潔凈技術(shù)”，自動(dòng)清除藏品展儲空間內的有害氣體，避免有害氣體累積性損傷，長(cháng)久保持空間內的氣體潔凈。CATHSE技術(shù)。

③ 溫濕度調控技術(shù)

濕度對于文物來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的，濕度偏高會(huì )造成藏品的霉變，濕度偏低又會(huì )造成紙張等文物的干裂、卷曲。采用主被動(dòng)濕度調控技術(shù)，相對濕度可在10%~95%范圍調控；被動(dòng)模式下，無(wú)需恒濕設備，濕度日較差≤3%RH，可維持一年以上。殺蟲(chóng)期間，濕度一般控制在相對濕度40%-60%的范圍內。CATHSE技術(shù)。

④ 氧含量調控技術(shù)

采用分子級氮氧分離技術(shù)，制取純度95%~99.999%的氮氣，滿(mǎn)足不同質(zhì)地藏品的長(cháng)期預防性保護儲藏，避免氧化、光化學(xué)氧化、化學(xué)或電化學(xué)腐蝕、蟲(chóng)蛀霉變、褪色變色、腐敗異味等；同時(shí)，還能滿(mǎn)足考古發(fā)掘現場(chǎng)即時(shí)保護、蟲(chóng)霉防治等需求。對于低氧氣調殺蟲(chóng)來(lái)說(shuō)，最關(guān)鍵的就是最大限度的降低氧含量，采用該技術(shù)，殺蟲(chóng)柜和殺蟲(chóng)室內的氧含量可以降到0.1%。CATHSE技術(shù)。

⑤ 智能控制與信息化技術(shù)

“智能檢測控制與信息化技術(shù)”可對多空間環(huán)境進(jìn)行監測，自動(dòng)控制氣調設備按照設計指標實(shí)現調控。系統集成了數據采集、存儲、傳輸、分析與故障診斷等，并借助于互聯(lián)網(wǎng)、云平臺技術(shù)，隨時(shí)隨地通過(guò)手機、計算機查看運行狀態(tài)，滿(mǎn)足博物館藏品“智慧保護、智慧管理、智慧服務(wù)”。利用智能檢測控制技術(shù)對氣調空間內的參數自動(dòng)檢測與調控，并利用大數據、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺等信息化技術(shù)，實(shí)現信息化與可追溯化管理。CATHSE技術(shù)。

 

03 文物蟲(chóng)害防治應用案例

森羅股份在初期蟲(chóng)害防治方面做了大量科研工作。比如，與國家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所開(kāi)展的低氧環(huán)境殺蟲(chóng)抑菌試驗，與國家圖書(shū)館開(kāi)展的低氧條件下紙質(zhì)藏品的老化試驗，為低氧氣調技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護領(lǐng)域蟲(chóng)害防治與保護儲藏奠定了基礎。值得一提的是，與中國人民大學(xué)開(kāi)展的低氧氣調技術(shù)在紙質(zhì)檔案蟲(chóng)、霉防治與儲藏保護中的應用研究，榮獲“國家檔案局優(yōu)秀科技成果二等獎”。CATHSE技術(shù)。

★ 文物蟲(chóng)害防治——防

對于蟲(chóng)害防治最理想的辦法就是做好“防”，讓蟲(chóng)害生長(cháng)不起來(lái)，相信這也是文化遺產(chǎn)保護工作者共同的愿望。實(shí)現“防”需要常采用相應的控制措施，將空間內氧含量控制在2%-15%范圍內，就可以達到很好的防蟲(chóng)目的。

為達到良好的蟲(chóng)害防治效果，上海圖書(shū)館在老館和新館均建設了常壓低氧殺蟲(chóng)室和低氧展示庫房，氧含量可以在2%~15%范圍內調節，在蟲(chóng)害防治的基礎上，滿(mǎn)足藏品的長(cháng)期儲藏。CATHSE技術(shù)。

★ 文物蟲(chóng)害防治——治

森羅股份結合低氧氣調法研制開(kāi)發(fā)了常壓低氧氣調殺蟲(chóng)系統，主要由高純制氮顯控裝置、殺蟲(chóng)室/柜以及檢測系統等組成，殺蟲(chóng)室/柜可以共用一套設備，采用“一拖多”模式，降低了主機設備的數量或規格，更加經(jīng)濟高效；真正做到了“沒(méi)蟲(chóng)要防，有蟲(chóng)要治”。智能化的數據采集與信息化系統，實(shí)現了遠程數據監控。系統原理圖如下：

低氧氣調殺蟲(chóng)系統針對不同的場(chǎng)景需求，匹配相應的殺蟲(chóng)空間與設計。比如，新建館在前期規劃時(shí)就可以直接設計出殺蟲(chóng)室或殺蟲(chóng)柜；空間比較狹小的老庫，無(wú)法進(jìn)行改造，可以開(kāi)發(fā)針對性產(chǎn)品。

★ 應用案例

• 天津博物館——常壓低氧氣調殺蟲(chóng)室

殺蟲(chóng)室30m3;，主要是針對于館藏藏品、木制家具、漆木器、絲紡織品等進(jìn)行定期消殺與入庫前消殺處理。該系統氧含量最低到0.1%，經(jīng)測試，氧含量平均日變化量為0.03%，因此在整個(gè)殺蟲(chóng)周期內，基本上是很少開(kāi)機的，節約能耗。經(jīng)國家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所檢驗，常壓低氧殺蟲(chóng)室對黑毛皮蠹的殺蟲(chóng)性能，可實(shí)現100%殺蟲(chóng)。CATHSE技術(shù)。

• 四川圖書(shū)館——常壓低氧氣調殺蟲(chóng)室+殺蟲(chóng)柜

委托第三方對常壓低氧氣調殺蟲(chóng)的效果進(jìn)行驗證，結果表明，低氧條件下可以100%的殺滅蟲(chóng)蛹蛾卵。中國人民革命軍事博物館、中國絲綢博物館等也采用的常壓低氧氣調殺蟲(chóng)室與殺蟲(chóng)柜。CATHSE技術(shù)。

按照結構形式，將低氧殺蟲(chóng)庫房分為展示庫房、非展示庫房和半展示庫房。除上述展示庫房外，還有一些藏品需要避光保存，甚至低溫冷凍保存。比如故宮博物院選用的就是非展示性殺蟲(chóng)庫房。

• 故宮博物院——低氧/冷凍雙功能殺蟲(chóng)庫

 

故宮博物院選用的是低氧/冷凍雙功能，既可以實(shí)現低氧氣調殺蟲(chóng)，同時(shí)，還可以實(shí)現低溫冷凍殺蟲(chóng)，二者選其一，都可以達到很好的殺蟲(chóng)目的。周華華老師表示在庫體設計階段投入了大量精力，最終解決了高密封條件下，避免溫度調節引起殺蟲(chóng)室內壓力變化，而對庫體造成不可逆轉的損傷。

此外，庫房還可以選擇功能預留，比如國內某知名大學(xué)采用了冗余設計，殺蟲(chóng)室預留低溫冷凍功能。后期若有需要增加低溫冷凍功能，僅需增加低溫冷凍機組即可。另外，還可以建成半展示庫房，增大庫房空間利用率，兼具展示功能。CATHSE技術(shù)。

對于空間受限、有靈活性要求以及成本要求的情況，可選用常壓低氧殺蟲(chóng)柜或常壓低氧殺蟲(chóng)服務(wù)。

常壓低氧殺蟲(chóng)柜

常壓低氧殺蟲(chóng)柜最低氧含量可達0.1%，容積可根據實(shí)際場(chǎng)景定制，在供電方面，也可以選擇AC220V或AC380V供電電源，每套主機可供1~3臺殺蟲(chóng)柜使用，滿(mǎn)足獨立調控，分批次殺蟲(chóng)處理。CATHSE技術(shù)。

常壓低氧殺蟲(chóng)服務(wù)

針對文物數量多、新館搬遷、預防性殺蟲(chóng)以及蟲(chóng)害爆發(fā)等情況，實(shí)現批量、集中、快速、安全的殺蟲(chóng)服務(wù)。殺蟲(chóng)服務(wù)可以根據文物量、場(chǎng)地等確定柔性圍護結構形式，就地密封處理后消殺。常壓低氧殺蟲(chóng)服務(wù)密封形式包括柔性氣柱帳篷、柔性氣密帳和柔性氣密袋。

以南京棲霞古寺為例，采用柔性低氧氣調殺蟲(chóng)袋對寺內的5000冊經(jīng)書(shū)進(jìn)行低氧殺蟲(chóng)處理，經(jīng)第三方權威機構對害蟲(chóng)進(jìn)行生物性和體視鏡觀(guān)察，害蟲(chóng)致死率達100%。CATHSE技術(shù)。

04 產(chǎn)品應用情況

常壓低氧殺蟲(chóng)系統以及殺蟲(chóng)服務(wù)，已經(jīng)在100余家博物館和私人收藏機構得到應用。

最后，周華華老師提出后期會(huì )一直在文物蟲(chóng)害防治方向進(jìn)行深耕，結合使用需求，進(jìn)行技術(shù)及產(chǎn)品的改進(jìn)升級，真正做好文物蟲(chóng)害防治工作，為文化遺產(chǎn)保護與利用貢獻一份力量。