5月15日博物館頭條，文博頭條聯(lián)合森羅股份在“5?18國(guó)際博物館日”前夕，推出“文化遺產(chǎn)預(yù)防性保護(hù)之文物常見害蟲與防治”線上學(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(duì)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(zhǎng)、高級(jí)工程師周華華老師分享的精彩內(nèi)容進(jìn)行回顧。

 

主講4：

文物蟲害防治應(yīng)用案例分享

 

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

01 文物蟲害防治難點(diǎn)

有機(jī)藏品在高濕環(huán)境下，易發(fā)生蟲害、霉斑，機(jī)械強(qiáng)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(jī)械強(qiáng)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(shù)。

 

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(zhǎng)期文物儲(chǔ)藏過(guò)程中蟲害防治的難點(diǎn)。為什么難防難治，歸結(jié)原因有如下幾點(diǎn)：

有機(jī)藏品中富含蟲、霉賴以生存的營(yíng)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(shè)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(chǔ)環(huán)境密封性差，溫濕度波動(dòng)大，外界霉菌、蟲卵孢子侵入。
針對(duì)蟲害防治的難點(diǎn)，過(guò)去常用的殺蟲方法包括化學(xué)熏蒸、物理輻射、真空充氮和低溫冷凍等。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，響應(yīng)文物預(yù)防性保護(hù)所倡導(dǎo)的“綠色、安全、環(huán)?！崩砟?，常壓低氧氣調(diào)技術(shù)作為一種對(duì)文物、人體無(wú)害的物理殺蟲方式展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。CATHSE技術(shù)。

綜合來(lái)看，各種殺蟲方法的優(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(nèi)部害蟲及霉菌，不利于人員健康；
真空充氮：?jiǎn)未翁幚砹啃?、易造成機(jī)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(jié)露，溫度變化導(dǎo)致藏品受損；
常壓低氧氣調(diào)：常壓操作、純物理方法，安全無(wú)毒、可對(duì)批量藏品、大體量藏品等進(jìn)行消殺處理；根據(jù)蟲害種類、藏品體量、蟲蛀深度等適當(dāng)延長(zhǎng)殺蟲時(shí)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(shì)。

02 高密封環(huán)境下氣調(diào)保護(hù)技術(shù)介紹（CATHSE技術(shù)）

在重點(diǎn)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(hù)技術(shù)（Controlled Atmosphere technology of High Sealed environment），這是森羅公司結(jié)合多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)歸納出來(lái)的，簡(jiǎn)稱“CATHSE技術(shù)”。

“CATHSE”是一個(gè)技術(shù)體系，它由圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(xiàng)技術(shù)互為支撐，形成“恒濕、潔凈、低氧、穩(wěn)定”的氣體環(huán)境。通過(guò)對(duì)文物環(huán)境的預(yù)測(cè)、分析與調(diào)控，最大限度地避免文物累積性損害，實(shí)現(xiàn)“殺蟲防蟲、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(duì)五項(xiàng)技術(shù)分別進(jìn)行了介紹。

① 圍護(hù)結(jié)構(gòu)密封技術(shù)

圍護(hù)結(jié)構(gòu)針對(duì)館藏環(huán)境主要是以庫(kù)房、儲(chǔ)藏柜、展柜為主。對(duì)殺蟲而言，主要是以殺蟲室和殺蟲柜為主。圍護(hù)結(jié)構(gòu)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(duì)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(lái)表示。CATHSE技術(shù)。

提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的換氣率，其根本原因在于：

降低外界溫濕度干擾，維持儲(chǔ)藏空間環(huán)境穩(wěn)定；

降低配套設(shè)備運(yùn)行頻率及工作時(shí)間，減少波動(dòng)，節(jié)約能耗；

配套恒濕凈化模塊，無(wú)需供電，即可長(zhǎng)時(shí)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(chǔ)藏庫(kù)房、高氣密展柜、高氣密儲(chǔ)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(dá)100天換氣一次，優(yōu)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)50倍以上。高氣密性帶來(lái)的好處有很多，就低氧殺蟲而言，配套設(shè)備不用持續(xù)運(yùn)行，長(zhǎng)時(shí)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(shù)。

  

② 氣體潔凈技術(shù)

采用多級(jí)復(fù)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(duì)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(shù)”，自動(dòng)清除藏品展儲(chǔ)空間內(nèi)的有害氣體，避免有害氣體累積性損傷，長(zhǎng)久保持空間內(nèi)的氣體潔凈。CATHSE技術(shù)。

③ 溫濕度調(diào)控技術(shù)

濕度對(duì)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(diào)控技術(shù)，相對(duì)濕度可在10%~95%范圍調(diào)控；被動(dòng)模式下，無(wú)需恒濕設(shè)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(duì)濕度40%-60%的范圍內(nèi)。CATHSE技術(shù)。

④ 氧含量調(diào)控技術(shù)

采用分子級(jí)氮氧分離技術(shù)，制取純度95%~99.999%的氮?dú)?，滿足不同質(zhì)地藏品的長(zhǎng)期預(yù)防性保護(hù)儲(chǔ)藏，避免氧化、光化學(xué)氧化、化學(xué)或電化學(xué)腐蝕、蟲蛀霉變、褪色變色、腐敗異味等；同時(shí)，還能滿足考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)保護(hù)、蟲霉防治等需求。對(duì)于低氧氣調(diào)殺蟲來(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)，殺蟲柜和殺蟲室內(nèi)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(cè)控制與信息化技術(shù)”可對(duì)多空間環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制氣調(diào)設(shè)備按照設(shè)計(jì)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)調(diào)控。系統(tǒng)集成了數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸、分析與故障診斷等，并借助于互聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)技術(shù)，隨時(shí)隨地通過(guò)手機(jī)、計(jì)算機(jī)查看運(yùn)行狀態(tài)，滿足博物館藏品“智慧保護(hù)、智慧管理、智慧服務(wù)”。利用智能檢測(cè)控制技術(shù)對(duì)氣調(diào)空間內(nèi)的參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)與調(diào)控，并利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)等信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息化與可追溯化管理。CATHSE技術(shù)。

 

03 文物蟲害防治應(yīng)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(guó)家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所開展的低氧環(huán)境殺蟲抑菌試驗(yàn)，與國(guó)家圖書館開展的低氧條件下紙質(zhì)藏品的老化試驗(yàn)，為低氧氣調(diào)技術(shù)在文化遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域蟲害防治與保護(hù)儲(chǔ)藏奠定了基礎(chǔ)。值得一提的是，與中國(guó)人民大學(xué)開展的低氧氣調(diào)技術(shù)在紙質(zhì)檔案蟲、霉防治與儲(chǔ)藏保護(hù)中的應(yīng)用研究，榮獲“國(guó)家檔案局優(yōu)秀科技成果二等獎(jiǎng)”。CATHSE技術(shù)。

★ 文物蟲害防治——防

對(duì)于蟲害防治最理想的辦法就是做好“防”，讓蟲害生長(zhǎng)不起來(lái)，相信這也是文化遺產(chǎn)保護(hù)工作者共同的愿望。實(shí)現(xiàn)“防”需要常采用相應(yīng)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(dá)到很好的防蟲目的。

為達(dá)到良好的蟲害防治效果，上海圖書館在老館和新館均建設(shè)了常壓低氧殺蟲室和低氧展示庫(kù)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(chǔ)上，滿足藏品的長(zhǎng)期儲(chǔ)藏。CATHSE技術(shù)。

★ 文物蟲害防治——治

森羅股份結(jié)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(cè)系統(tǒng)等組成，殺蟲室/柜可以共用一套設(shè)備，采用“一拖多”模式，降低了主機(jī)設(shè)備的數(shù)量或規(guī)格，更加經(jīng)濟(jì)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(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)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(duì)不同的場(chǎng)景需求，匹配相應(yīng)的殺蟲空間與設(shè)計(jì)。比如，新建館在前期規(guī)劃時(shí)就可以直接設(shè)計(jì)出殺蟲室或殺蟲柜；空間比較狹小的老庫(kù)，無(wú)法進(jìn)行改造，可以開發(fā)針對(duì)性產(chǎn)品。

★ 應(yīng)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(duì)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(kù)前消殺處理。該系統(tǒng)氧含量最低到0.1%，經(jīng)測(cè)試，氧含量平均日變化量為0.03%，因此在整個(gè)殺蟲周期內(nèi)，基本上是很少開機(jī)的，節(jié)約能耗。經(jīng)國(guó)家檔案局檔案科學(xué)技術(shù)研究所檢驗(yàn)，常壓低氧殺蟲室對(duì)黑毛皮蠹的殺蟲性能，可實(shí)現(xiàn)100%殺蟲。CATHSE技術(shù)。

• 四川圖書館——常壓低氧氣調(diào)殺蟲室+殺蟲柜

委托第三方對(duì)常壓低氧氣調(diào)殺蟲的效果進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明，低氧條件下可以100%的殺滅蟲蛹蛾卵。中國(guó)人民革命軍事博物館、中國(guó)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(shù)。

按照結(jié)構(gòu)形式，將低氧殺蟲庫(kù)房分為展示庫(kù)房、非展示庫(kù)房和半展示庫(kù)房。除上述展示庫(kù)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(kù)房。

• 故宮博物院——低氧/冷凍雙功能殺蟲庫(kù)

 

故宮博物院選用的是低氧/冷凍雙功能，既可以實(shí)現(xiàn)低氧氣調(diào)殺蟲，同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)低溫冷凍殺蟲，二者選其一，都可以達(dá)到很好的殺蟲目的。周華華老師表示在庫(kù)體設(shè)計(jì)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(duì)庫(kù)體造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。

此外，庫(kù)房還可以選擇功能預(yù)留，比如國(guó)內(nèi)某知名大學(xué)采用了冗余設(shè)計(jì)，殺蟲室預(yù)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(jī)組即可。另外，還可以建成半展示庫(kù)房，增大庫(kù)房空間利用率，兼具展示功能。CATHSE技術(shù)。

對(duì)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(wù)。

常壓低氧殺蟲柜

常壓低氧殺蟲柜最低氧含量可達(dá)0.1%，容積可根據(jù)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(jī)可供1~3臺(tái)殺蟲柜使用，滿足獨(dú)立調(diào)控，分批次殺蟲處理。CATHSE技術(shù)。

常壓低氧殺蟲服務(wù)

針對(duì)文物數(shù)量多、新館搬遷、預(yù)防性殺蟲以及蟲害爆發(fā)等情況，實(shí)現(xiàn)批量、集中、快速、安全的殺蟲服務(wù)。殺蟲服務(wù)可以根據(jù)文物量、場(chǎng)地等確定柔性圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式，就地密封處理后消殺。常壓低氧殺蟲服務(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(diào)殺蟲袋對(duì)寺內(nèi)的5000冊(cè)經(jīng)書進(jìn)行低氧殺蟲處理，經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)害蟲進(jìn)行生物性和體視鏡觀察，害蟲致死率達(dá)100%。CATHSE技術(shù)。

04 產(chǎn)品應(yīng)用情況

常壓低氧殺蟲系統(tǒng)以及殺蟲服務(wù)，已經(jīng)在100余家博物館和私人收藏機(jī)構(gòu)得到應(yīng)用。

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