导
言
文物在收藏和展陈过程中因环境变化而受损的情况时有发生，对博物馆环境实施长期有效的监控，是博物馆工作人员的重要职责之一。对展厅、库房等文物保存环境进行实时监控，并对监测数据进行科学有效的整理和分析；分析博物馆环境温湿度、污染气体、光辐射等环境因素，深入了解文物所处环境的变化以及由某种变化会引起何种病害，都是博物馆文物保存环境研究的重要内容。
一、常州博物馆概况
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博物馆文物收藏
常州博物馆文物陈列展览区近1万平方米，库房面积3000平方米。常设展览“龙腾中吴——常州历史文化陈列”“神奇的自然 美丽的家园——常州少儿自然陈列”及专题陈列“刘国钧捐献红木家具陈列”和“谢稚柳艺术馆”，3个临时展厅也常年定期举办各类文物的交流展览。
本馆文物种类繁多，库房基本按质地与保存条件归类分库保存，便于合理控制温湿度。
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馆外自然环境
常州属于亚热带季风性湿润气候，春末夏初时多有梅雨发生，夏季高温日偏多且多雨，冬季空气湿润，气候较为阴冷。年平均气温偏高，雨量充沛，相对湿度较高，光照充足。
二、文物保存环境监测与控制实施情况
文物保存环境指标的确定
博物馆藏品保存环境主要涉及博物馆建筑物内展厅和库房大环境、展陈文物的展柜和储藏文物的柜架小环境、珍贵文物存储的微环境，以及博物馆建筑物外围空间的外部环境。影响藏品的环境因素包括：温湿度、空气污染物、光线辐射等。文物保存环境的温度标准基本为19-24℃，日波动＜1℃，要求金属类文物相对湿度低于45%，其他文物不应超过65%，而对湿度比较敏感的书画、漆木器、丝绵制品应保持在55%-60%，且日波动范围应小于5%。《博物馆照明设计规范》规定纸张、纺织品、漆木器等有机类文物表面的照度≤50Lux，其他材质从文物安全角度考虑光照强度≤150Lux，紫外强度应尽可能低于0.1μW/cm2。我国《室内空气质量标准》,要求甲醛浓度应低于0.08 PPM，VOC浓度应低于0.6mg/m3。
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以往的环境监测与控制设施
长期以来本馆文物保存环境监测和调控较为简单。部分展柜少量配备表盘式温湿度监测仪，展厅藏品陈列采用自然采光和人工照明相结合的方式，仅有一部监测光照强度的仪器。展厅、库房温度控制采用中央空调系统，部分库房配备恒温恒湿机组进行控制，梅雨季节使用抽湿机进行抽湿。
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监控方法及测试过程
常州博物馆环境监测系统可实时监测文物保存环境的变化，并通过无线通信技术将监测参数传输到监测中心。监测系统使用不间断电源，数据24小时采集，2小时上传1次。
三、环境监测数据结果与调控效果分析
温湿度
以常州历史文化陈列展厅和谢稚柳艺术馆，书画库房和近现代文物库作为研究对象，主要选取2017年2-3月（相对干燥季节）、2017年6-7月（梅雨季节）监测数据进行分析。
常州历史文化陈列展厅
展厅文物材质多样，但展柜比较陈旧，密封性较差，文物存储环境较差。传感器基本以反映展厅温湿度为主，展柜内温湿度作为对照分析。分别选取靠近门口的监测点1、展厅中间位置的监测点2、展柜内的监测点3来分析。
（1）相对干燥季节
监测点1正对展厅门口，温湿度仅依赖中央空调进行调节。温度平均控制21 ℃ ，相对湿度最高55% ，最低22%，基本处于相对干燥状态，湿度变化随温度的升高而降低，呈线性关系变化。
监测点2基本处于展厅“正中心”位置，温度保持在18℃左右，变化范围为±3℃，基本处于平衡状态。相对湿度变化在3月11日前毫无规律；3月11日之后随着温度升高，湿度逐渐降低。
监测点3处于展柜内，温度平均20℃，和展厅温度相差不多。相对湿度平均46%，随着温度的逐渐升高，相对湿度也随之逐渐降低，无骤升骤降现象。
图1 常州历史文化陈列展厅2-3月份（相对干燥季节）温湿度
（2）梅雨季节
所有监测点基本为高温高湿。温度变化在合理范围内，相对湿度逐渐变化，7月10日上升到最大值，之后开始下降到平均值左右。监测点2温度基本保持在26℃，相对湿度平均69%。周一闭馆及下班时间抽湿设备不运行，相对湿度略有上升，白天开展期间和下班闭馆时间湿度变化呈波浪状规律变化。监测点3温度平均26℃，相对湿度68±2%，变化幅度不大，柜内展陈文物为青铜器，按照标准相对湿度应该低于45%，有必要增加被动调湿材料和调湿设备。
图2 常州历史文化陈列展厅6-7月份（梅雨季节）温湿度
谢稚柳艺术馆
谢稚柳艺术馆主要展陈纸质和书画类文物。展柜气密性监测结果表明换气率符合规定，温度采用中央空调系统，相对湿度采用恒湿净化一体机进行控制，设置相对湿度保持在54%。
2-3月展厅内平均温度19±2℃，相对湿度40%-78%，随着温度逐渐升高相对湿度逐渐降低，且变化范围较大。展柜内温度19±2℃，与展厅相差不大，相对湿度56±2%，基本保持稳态。6-7月展厅平均温度25±2℃，相对湿度60%-86%，呈无序变化，而展柜内平均温度23±2℃，相对湿度58±2%，处于平衡稳定状态。和展厅湿度相比，干燥季节和梅雨季节都在合理范围内变化，保持平稳状态且符合纸质文物保存的适宜环境，调控效果良好。
文物库房
本文选择恒温恒湿的书画库房（监测点4）和仅靠中央空调的近现代文物库房（监测点5）数据进行对照分析。
监测点4-1为书画库房2-3月温度，介于15-20℃，监测点4-2为该库房6-7月温度，为18℃-30℃。2-3月份的温度较低，有利于书画的保存。6-7月温度缓慢增高，变化较大，出现较大数据波动的原因在于恒温恒湿机组出现故障，调控系统没有发挥出作用。
监测点5-1为近现代文物库房2-3月温度，最高为18℃，最低为14℃。监测点5-2为该库房6-7月温度，介于20-32℃，间有平衡状态的存在，但其稳态保留一段时间后又急剧变化，出现骤升骤降。
图3 库房2-3月、6-7月温度分布图
监测点4-1和4-2分别为书画库房2-3月、6-7月相对湿度，书画类文物应保存在相对湿度为55%-60%的环境中，2-3月相对湿度略高于标准，但基本处于稳定状态，6-7月由于恒温恒湿设备故障，其相对湿度变化无规律。
图4 库房2-3月、6-7月相对湿度分布图
仅靠中央空调系统进行控制监测点5-1为近现代文物库房2-3月相对湿度，在40%-55%之间。数据缓慢变高且保持某几段时间的稳态，对文物保存无大影响，监测点5-2为该库房6-7月相对湿度，介于54%-67%，但相对湿度的变化无规律，出现较大波动，有骤升骤降情况。
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光照强度和紫外强度
常州博物馆的展厅无外窗，展厅和展柜均为人工照明，周一和晚上闭馆期间关闭所有照明工具。光照传感器布设在有机类文物展柜，历史文化展厅的监测点6置于圩墩遗址出土木橹木桨展柜，监测点7布设于南宋墓葬出土漆器展柜，监测点8为明代墓葬出土衣服展柜，谢稚柳艺术馆的展柜为监测点9。
通过数据可知，闭馆期间光照强度和紫外强度均为0。但灯具开放期间的光照强度和紫外强度却大不相同。
监测点6、7、8均置于历史文化展厅，该展厅灯具为馆区建成时安装，使用卤素灯，光照强度较高。南宋漆器和明代衣服展柜光照强度极大，平均200Lux以上，远远超过有机质类文物≤50Lux的标准，且漆器柜中紫外强度超标，有可能损坏漆器的漆皮、胎体及衣物的纤维结构，造成文物微观结构的破坏；木橹木桨展柜中光照强度略低，处在100Lux左右，但长期积累的光照强度总量也会对文物有所损害；谢稚柳艺术馆展柜采用LED灯具，光照强度平均42Lux，变化范围合理，但紫外强度较高会使书画纸张发黄变脆，绢绫老化，在相对湿度较高的条件下，紫外线可与书画中的水分子结合生成氧化氢，与书画作品上的颜料发生理化反应，出现变色、褪色等现象。
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空气污染物
博物馆空气中的污染物主要为VOC和CO2，主要来自自然界和工业类的燃烧等挥发。VOC也来自展厅建筑材料，包括涂料、油漆及各类胶粘剂，CO2的来源还包括观众和工作人员的呼吸排放。二氧化碳与观众人数的增多关系密切，其浓度在每天开馆后逐渐增大，而闭馆后浓度又开始下降。周末和寒暑假的12点-16点浓度达到最大，闭馆日浓度最低，且基本保持恒定。2017年6-8月暑假和周末期间自然展厅CO2浓度较之平常急剧上升，当CO2达到1000ppm以上，人会略感气氛压抑，不适感增强，应加强人员疏散和通风。
图5 常州博物馆自然展厅厅6-8月CO2浓度
展厅装饰材料和粘接材料的使用会使展厅内VOC浓度相应增高，选取6-8月各展厅VOC含量平均浓度来看，临时展厅0.96ppm，谢稚柳艺术馆0.21ppm，历史文化展厅0.69ppm，自然展厅0.18ppm。谢稚柳艺术馆和自然展厅的数据在合理范围内变动，临时展厅和历史文化展厅平均含量均高。从6月到8月，随着温度升高，展柜木材、展厅衬布以及装修材料等挥发出气体，在通风不佳的情况下，VOC浓度随之聚集增高，且超标数据基本出现在闭馆期间。
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小结及讨论
通过常州博物馆环境监测和调控分析，得到以下结论：
第一，所有展厅的温度控制均为中央空调系统，且能独立分区调节，展厅基本能保证适宜的温度，恒湿机组控制的展柜相对湿度保持在55%-60%。而无恒湿调控的展厅相对湿度不能一概论之，以历史文化展厅为例，靠近门口的位置由于与外界有密切的气流交换，干燥季节温湿度较低，而展厅的中间位置，空气不易与外界发生交流，湿空气有所沉降聚集，当温度降低时相对湿度反而较高；梅雨季节，门口位置受大环境影响湿度较高，而展厅中央由于抽湿设备运行，湿度反而能保持在较小的变化范围内。
第二，卤素灯照明的展柜光照强度＞200 Lux，对有机质文物保存来说已超过标准，且有较高的年累积量，仅有谢稚柳艺术馆书画展柜中光照强度＜50Lux。漆器展柜和书画展柜中紫外辐射强度相当高，对于有机质类文物来说，较高的紫外辐射强度会使文物微观结构遭受侵害，进而损害文物本身。建议在不影响文物外观、不妨碍观众观瞻情况下更换发光效率低、显色性良好的灯具。
第三，温度较低时空气中VOC含量较低，当温度升高时其浓度会有所聚集增高，尤其浓度超过0.6ppm时，不利于文物保护。二氧化碳与观众人数的增多关系密切，周末和寒暑假的12点-16点其浓度达到最大，而闭馆后随着人数减少和新风系统的扩散，浓度会下降且基本保持恒定。
四、改善文物保存环境的对策
文物保存环境的改善，是指通过有效的监测、调控干预，抑制各类环境因素对文物的危害作用，努力使文物处在一个“稳定、洁净”的安全保存环境，尽可能阻止或延缓文物的物理和化学性质改变并最终劣化，以达到长久保存的目的。
监控博物馆大环境
博物馆大环境指博物馆建筑物所覆盖的室内环境。博物馆大环境始终与外界环境相联系，包括博物馆门窗设计、通风设备等，博物馆的开放不仅为参观者提供了与文物近距离接触的机会，也使得外界的温湿度、粉尘颗粒、有害气体交换到博物馆大环境。大环境的变化也直接影响小环境，并且这种影响是实时的。
环境监测主要依靠无线传感器和手持式仪器进行，无线传感器对环境的变化更敏感，可实时对整个大环境进行监测，其变化趋势、变化范围等表征值都将为工作人员进一步调控工作作参考，而配合手持式仪器对门口、展厅角落等空间位置进行监测，也可做到相互对照。大环境调控主要依靠中央空调调节温度，除湿、加湿设备控制湿度，空气净化设备控制环境有害气体等，调控方法受到展厅环境、参观人流以及室外空间的影响，不能做到均衡调控，这也是大环境调控亟待解决的难题。
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合理控制文物保存小环境
博物馆小环境指展厅、库房、文物观摩室、修复室等存放文物的室内环境。基本处于博物馆大环境之内，由于与公共区域保持一定的距离，环境影响因素略少。展厅环境依然采取中央空调来控制温度，除湿机来控制相对湿度，空气净化设备控制环境有害气体，这也是大多数博物馆的调控方式；文物库房中的珍贵文物采取恒温恒湿机组，能基本保证有机质、脆弱文物的保存，但维护费用太高，只能有针对性建设。
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改善文物储存微环境
博物馆微环境指展柜、储藏柜、囊匣等储存文物的相对密闭空间。展柜较之展厅是一个相对密闭独立的保存空间，可以避免展厅空气中污染物质的进入，但展柜不可能做到全部密闭，总会和大环境有交流扩散过程，特别是有机类文物，所在展柜微环境要避免展厅环境的干扰，增设恒温恒湿装置，实现远程监测，并实施有效的防护措施，以避免文物受到环境影响而损毁。库房柜架和保存囊匣可通过施放调湿剂、吸附剂等来降低湿度和污染物，从而改善文物保存微环境，提升馆藏文物收藏保管能力。
本文改编自《常州博物馆文物保存环境监测与调控分析研究》
本文改编自《常州博物馆文物保存环境监测与调控分析研究》，原文刊载于《博物院》2018年第6期（总第13期）。作者：韩超 丁为新 王桦 常州博物馆。
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