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害蟲與防治”線上學術論壇活動。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、低氧技術研究院副院長、高級工程師周華華老師分享的精彩內(nèi)容進行回顧。

 

主講4：

文物蟲害防治應用案例分享

 

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

01 文物蟲害防治難點

有機藏品在高濕環(huán)境下，易發(fā)生蟲害、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，文物還面臨著酸化、氧化、變黃等問題。CATHSE技術。

 

蟲蛀損傷

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

有機藏品中富含蟲、霉賴以生存的營養(yǎng)物質(zhì)；

蟲卵、幼蟲、成蟲、蟲蛹等蟲態(tài)繁衍周期短；

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

文物展儲環(huán)境密封性差，溫濕度波動大，外界霉菌、蟲卵孢子侵入。
針對蟲害防治的難點，過去常用的殺蟲方法包括化學熏蒸、物理輻射、真空充氮和低溫冷凍等。隨著技術的不斷發(fā)展，響應文物預防性保護所倡導的“綠色、安全、環(huán)保”理念，常壓低氧氣調(diào)技術作為一種對文物、人體無害的物理殺蟲方式展現(xiàn)出優(yōu)勢。CATHSE技術。

綜合來看，各種殺蟲方法的優(yōu)缺點如下：

化學熏蒸：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(nèi)部害蟲及霉菌，不利于人員健康；
真空充氮：單次處理量小、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(diào)：常壓操作、純物理方法，安全無毒、可對批量藏品、大體量藏品等進行消殺處理；根據(jù)蟲害種類、藏品體量、蟲蛀深度等適當延長殺蟲時間。
因此，綜合比較，常壓低氧殺蟲在殺蟲處理方面有一定的優(yōu)勢。

02 高密封環(huán)境下氣調(diào)保護技術介紹（CATHSE技術）

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

“CATHSE”是一個技術體系，它由圍護結構密封、氣體潔凈、溫濕度調(diào)控、氧含量調(diào)控、智能控制和信息化等五項技術互為支撐，形成“恒濕、潔凈、低氧、穩(wěn)定”的氣體環(huán)境。通過對文物環(huán)境的預測、分析與調(diào)控，最大限度地避免文物累積性損害，實現(xiàn)“殺蟲防蟲、防霉抑菌、防污染、防化學腐蝕、防火”等綜合效果。CATHSE技術。

周華華老師對五項技術分別進行了介紹。

① 圍護結構密封技術

圍護結構針對館藏環(huán)境主要是以庫房、儲藏柜、展柜為主。對殺蟲而言，主要是以殺蟲室和殺蟲柜為主。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(diào)空間內(nèi)藏品的影響，維持密封空間內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。衡量密封性能，通常用“換氣率”來表示。CATHSE技術。

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(wěn)定；

降低配套設備運行頻率及工作時間，減少波動，節(jié)約能耗；

配套恒濕凈化模塊，無需供電，即可長時間穩(wěn)定維持；

隔離有害氣體及蟲卵霉菌孢子等侵入，保持潔凈。

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

  

② 氣體潔凈技術

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

③ 溫濕度調(diào)控技術

濕度對于文物來說是非常關鍵的，濕度偏高會造成藏品的霉變，濕度偏低又會造成紙張等文物的干裂、卷曲。采用主被動濕度調(diào)控技術，相對濕度可在10%~95%范圍調(diào)控；被動模式下，無需恒濕設備，濕度日較差≤3%RH，可維持一年以上。殺蟲期間，濕度一般控制在相對濕度40%-60%的范圍內(nèi)。CATHSE技術。

④ 氧含量調(diào)控技術

采用分子級氮氧分離技術，制取純度95%~99.999%的氮氣，滿足不同質(zhì)地藏品的長期預防性保護儲藏，避免氧化、光化學氧化、化學或電化學腐蝕、蟲蛀霉變、褪色變色、腐敗異味等；同時，還能滿足考古發(fā)掘現(xiàn)場即時保護、蟲霉防治等需求。對于低氧氣調(diào)殺蟲來說，最關鍵的就是最大限度的降低氧含量，采用該技術，殺蟲柜和殺蟲室內(nèi)的氧含量可以降到0.1%。CATHSE技術。

⑤ 智能控制與信息化技術

“智能檢測控制與信息化技術”可對多空間環(huán)境進行監(jiān)測，自動控制氣調(diào)設備按照設計指標實現(xiàn)調(diào)控。系統(tǒng)集成了數(shù)據(jù)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，隨時隨地通過手機、計算機查看運行狀態(tài)，滿足博物館藏品“智慧保護、智慧管理、智慧服務”。利用智能檢測控制技術對氣調(diào)空間內(nèi)的參數(shù)自動檢測與調(diào)控，并利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺等信息化技術，實現(xiàn)信息化與可追溯化管理。CATHSE技術。

 

03 文物蟲害防治應用案例

森羅股份在初期蟲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技術研究所開展的低氧環(huán)境殺蟲抑菌試驗，與國家圖書館開展的低氧條件下紙質(zhì)藏品的老化試驗，為低氧氣調(diào)技術在文化遺產(chǎn)保護領域蟲害防治與保護儲藏奠定了基礎。值得一提的是，與中國人民大學開展的低氧氣調(diào)技術在紙質(zhì)檔案蟲、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。

★ 文物蟲害防治——防

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

為達到良好的蟲害防治效果，上海圖書館在老館和新館均建設了常壓低氧殺蟲室和低氧展示庫房，氧含量可以在2%~15%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，在蟲害防治的基礎上，滿足藏品的長期儲藏。CATHSE技術。

★ 文物蟲害防治——治

森羅股份結合低氧氣調(diào)法研制開發(fā)了常壓低氧氣調(diào)殺蟲系統(tǒng)，主要由高純制氮顯控裝置、殺蟲室/柜以及檢測系統(tǒng)等組成，殺蟲室/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(shù)量或規(guī)格，更加經(jīng)濟高效；真正做到了“沒蟲要防，有蟲要治”。智能化的數(shù)據(jù)采集與信息化系統(tǒng)，實現(xiàn)了遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控。系統(tǒng)原理圖如下：

低氧氣調(diào)殺蟲系統(tǒng)針對不同的場景需求，匹配相應的殺蟲空間與設計。比如，新建館在前期規(guī)劃時就可以直接設計出殺蟲室或殺蟲柜；空間比較狹小的老庫，無法進行改造，可以開發(fā)針對性產(chǎn)品。

★ 應用案例

• 天津博物館——常壓低氧氣調(diào)殺蟲室

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

• 四川圖書館——常壓低氧氣調(diào)殺蟲室+殺蟲柜

委托第三方對常壓低氧氣調(diào)殺蟲的效果進行驗證，結果表明，低氧條件下可以100%的殺滅蟲蛹蛾卵。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(diào)殺蟲室與殺蟲柜。CATHSE技術。

按照結構形式，將低氧殺蟲庫房分為展示庫房、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庫房。

• 故宮博物院——低氧/冷凍雙功能殺蟲庫

 

故宮博物院選用的是低氧/冷凍雙功能，既可以實現(xiàn)低氧氣調(diào)殺蟲，同時，還可以實現(xiàn)低溫冷凍殺蟲，二者選其一，都可以達到很好的殺蟲目的。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(diào)節(jié)引起殺蟲室內(nèi)壓力變化，而對庫體造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。

此外，庫房還可以選擇功能預留，比如國內(nèi)某知名大學采用了冗余設計，殺蟲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。

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柜或常壓低氧殺蟲服務。

常壓低氧殺蟲柜

常壓低氧殺蟲柜最低氧含量可達0.1%，容積可根據(jù)實際場景定制，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臺殺蟲柜使用，滿足獨立調(diào)控，分批次殺蟲處理。CATHSE技術。

常壓低氧殺蟲服務

針對文物數(shù)量多、新館搬遷、預防性殺蟲以及蟲害爆發(fā)等情況，實現(xiàn)批量、集中、快速、安全的殺蟲服務。殺蟲服務可以根據(jù)文物量、場地等確定柔性圍護結構形式，就地密封處理后消殺。常壓低氧殺蟲服務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(diào)殺蟲袋對寺內(nèi)的5000冊經(jīng)書進行低氧殺蟲處理，經(jīng)第三方權威機構對害蟲進行生物性和體視鏡觀察，害蟲致死率達100%。CATHSE技術。

04 產(chǎn)品應用情況

常壓低氧殺蟲系統(tǒng)以及殺蟲服務，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一直在文物蟲害防治方向進行深耕，結合使用需求，進行技術及產(chǎn)品的改進升級，真正做好文物蟲害防治工作，為文化遺產(chǎn)保護與利用貢獻一份力量。