第三篇 文物保护 三、文物保护
“秦始皇兵马俑全国巡回展”参展的文物，主要是陶器、青铜器、铁器和石质类文物。这些文物除运输途中的文物安全格外引人关注外，在不同地区、不同展出环境下的文物保护问题也显得特别突出。怎样在这一过程中科学地保护文物，确保文物的“健康”，是巡展工作中文物保护工作者的首要任务。
(一)文物的科学保护
文物的科学保护是指通过对文物物质材料损坏原因与规律的研究，利用传统和现代的科技方法和手段来保护文物，防止自然力对文物的破坏。文物的科学保护又可以分为主动性文物保护措施和预防性文物保护。主动性的文物保护措施，就是对文物的修复和保护处理，这是从根本上清除文物的病害，防止文物受到环境的影响而导致继续损坏的主要方法。预防性文物保护，就是对文物保存环境的研究和控制，其中包括宏观环境的研究和控制，以及微环境的研究和控制。因文物保护的需要，博物馆中的环境又分为文物保管环境和文物陈列环境。对于此次全国巡展而言，文物所处的环境主要是陈列环境，因此这里着重讨论文物在陈列环境中的保护问题。
要科学地保护文物，保证文物的“健康”，首先要全面了解可能对文物造成不良影响的各种因素。文物出土后，文物保护人员就应对其进行主动性保护，将不利于文物保存的有害因素排除；之后进入文物的预防性保护阶段，文物的预防性保护阶段主要是对文物所处的环境因素进行控制。影响环境稳定的基本因素包括温度、湿度、光照、空气质量、有害微生物、有害昆虫等，这些因素对文物的影响会随着时间的推移而日趋明显，并会造成不可逆转的结果，如金属文物锈蚀，陶瓷文物酥粉，木漆器干裂变形，有机类文物褪色、发霉、生虫等。可以说，环境因素在很大程度上直接或间接地影响着文物的“健康”，它会导致文物日益改变其原有的形态或组分。当然文物所受的影响也并非由某一种因素所决定，通常是几种因素相互关联共同作用的结果，如湿度离不开温度、光照离不开湿度和氧气、微生物又离不开湿度和温度，等等。由此可见，在文物的预防性保护阶段，对温、湿度的监控是在展出环境实行整体监控中最基础的工作。
1.温、湿度的影响
温、湿度是直接作用于文物材料的两个最普通的因素。一方面，任何材质的文物都有它们适宜的温、湿度条件的界限，如果超过了这个界限，文物就容易发生病害；另一方面，温、湿度是直接影响甚至决定一切物理、化学、生物作用的两个基本条件。博物馆环境的温、湿度过高或过低，都对文物的保护不利。目前，为业界所公认的适宜于博物馆环境的温度为15～25℃，相对湿度为45％～65％(展柜内的温、湿度要视文物的具体种类而定)。国外专家对于不同材质的文物，给出了适宜的环境气候标准指数(表十一)，表明了“文物安全的保存范围”。
温度对文物的保存环境具有很大的影响。一般当环境温度超过30℃时，称之为高温环境，在这种环境下霉菌、昆虫都生长、繁殖得很快，加速了它们对文物的损害；而当环境温度低于-4℃时，称之为低温环境，低温环境有利于抑制化学反应速度和微生物、昆虫的生长，但是低温环境对有些文物来说，也可能产生致命的危害。由于不同环境下，金属锡可以有不同的结晶状态，所以，巡展文物青铜器中含有的锡，有可能会在不同的环境下发生由结晶带来的体积膨胀的变化，在文物内部产生一个巨大的压力；当结晶溶解时，这个压力又会消失。因此，温湿度的骤变、高低温度的交替都会对文物产生巨大的影响。
博物馆环境中的热量主要来自空气介质传递的热量，如阳光的照射，大气中的冷、热空气，都可以通过门窗影响室内温度；同时，工作人员、参观者的呼吸及身体散发出的热量也会使展厅的温度发生变化。“在文物的保存与利用中，环境温度一般不可能出现极限温度，一般最低5℃，最高也仅有40℃左右，平均温度变化范围在30℃以内(5～35℃)或更大些，除了蜡质类材料及胶片外，几乎没有什么文物在这个温度范围内会受到损害。”①但在全国巡展至哈尔滨站时，我们碰到了一个从未遇到过的问题。2002年12月，巡展从南方的苏州撤到北国冰城哈尔滨，两地的温差就会对文物产生影响。12月哈尔滨的室外温度是-20℃，展馆的室内温度是20℃，温差40℃左右。由于兵马俑都是陶质文物，修复时破碎的陶片是用环氧树脂黏接起来的，如此大的温差，可能会影响环氧树脂的黏性和陶片接合处的稳固性。针对这一问题，秦始皇兵马俑博物馆专门组织专家进行讨论，并制定了紧急应对预案，专家赴哈尔滨对文物展出的状态进行现场实时监控。当文物到达哈尔滨后，先将所有文物放在一个温度控制在0℃的安全地带，时间为24小时，目的是让长途跋涉的文物有一个缓冲的过程，让它们适应当地寒冷的环境。一天过去后，文物保护人员和文物包装人员打开文物箱仔细检查，所有文物均安然无恙。
另外，由于文物长时间埋藏于地下，与地下水进行过物质交换，而地下水中含有大量的可溶盐类碳酸盐、硫酸盐、卤化物等，这些物质会和文物中的金属氧化物发生反应，降低文物的强度，同时使文物内部的可溶盐达到饱和状态。因此，当文物环境的温度发生交替变化时，盐类就会出现溶解—结晶—溶解的反复。盐结晶时，体积膨胀，对文物内部会产生一个压力；盐溶解时，这个压力就会消失。同时，长时间的地下埋藏会使文物本身的抵抗力减弱。因此，温度的骤变和高低温度的交替会对文物产生影响。
温度作为一个单一因素对文物材料性能的影响还不是十分明显，但是当温度和湿度两个相互关联的因素一同发生改变时，其所带来的影响便会更大一些。在空气含水量一定的情况下，温度上升，相对湿度降低；温度降低，相对湿度升高。
湿度对文物保存环境的影响。环境湿度是指空气的潮湿度，也就是空气中所含水蒸气的重量，通常用相对湿度来表示②。相对湿度是指1立方米空气中所含水蒸气的重量与同温度下同体积空气饱和含水量的百分比。即：
相对湿度=绝对湿度/同温度下的饱和含水量×100%
相对湿度的变化，一方面受环境空气含水量的影响；另一方面受环境温度变化的影响(表十二③)。当温度一定时，绝对湿度越大，相对湿度便越大；当空气中绝对湿度一定时，气温越高，相对湿度越低。在博物馆内空气中含水量的变化主要是受外界自然条件的影响，如雨季潮湿的空气、江河湖海水分的蒸发、地下水通过毛细管作用上升蒸发、人体呼吸释放的水蒸气等等。博物馆的相对湿度通常在50％左右，有时也可达到90％，在这一相对湿度下，几乎所有的文物都能迅速地对周围环境做出反应。
根据相对湿度的特点，我们可以通过控制空气中的含水量和气温的高低来控制相对湿度。同样，当湿度高于70％时，称之为高湿环境，高湿度是引起金属产生锈蚀的主要原因之一。如铁质文物在常温下不与氧气发生反应，但在高湿度环境中，由于金属表面的吸附作用，或温度降低时出现的冷凝现象，会在铁器表面形成一层水膜，空气中的二氧化硫、二氧化碳等有害气体就会形成酸性环境，导致铁质文物锈蚀。当湿度低于45％时，称之为低湿环境。一般来说，低湿环境有利于抑制微生物、昆虫的生长及腐蚀反应的进行。
2.光辐射的影响
光辐射和温、湿度一样，也是文物保存与利用中最基本、最常见的外界环境因素，在很大程度上影响着文物的保存和利用。由于紫外光的光辐射能量较大，可以诱导化学反应的发生，所以紫外线是对文物破坏最具威胁的光辐射。紫外线在潮湿的环境中，可以将空气中的氧分子分解成初生态的氧。这些初生态的氧，一方面可以氧化有机质文物，使之发黄、变脆，另一方面，还可以和水结合生成过氧化氢，氧化金属文物，并使带有颜色的文物出现褪色、变色现象。紫外线可以破坏有机物分子的线性饱和键，加速有机物的分解过程④。因此陈列设计中了解各种光源产生的紫外线对文物的相对损害就十分必要了。
此外，可见光、红外光对文物也有一定的破坏作用(表十三⑤)。虽然可见光对文物的损害不及紫外线，但这种损坏也是不容忽视的，因为光辐射有累积效应，如50LX的照度作用于文物2000个小时，相当于100LX的照度作用于文物1000个小时的破坏程度，这种累积一样会使文物受到损害。红外光的光辐射能量小于紫外线，不能诱导光化学反应，但红外线具有热效应，当文物受到红外线照射后，一部分光热被物体所吸收，导致物体表面的温度升高而干燥，如果室内空气的湿度不足，就会对文物造成损害；又由于照明的开和关，致使文物的温度反复上升或冷却，产生的热胀冷缩也可导致展品的损害。
光辐射主要对丝绸类、漆木类、书画类文物以及陶器表面的颜色造成严重的损害，对陶器、青铜器和铁器的损害不像前者那样严重。
3.大气污染物的影响
我们周围的空气是由氮气、氧气和几种惰性气体组成的混合物。不含水蒸气和固体杂质的空气称为干燥清洁空气，它在自然界的主要组成大体不变。但由于工业污染的日益严重，导致这些污染气体对文物产生了危害。从我国文物保护的实践来看，对文物危害最大的是以二氧化硫为代表的酸性气体和粉尘，其次是气溶胶、光化学烟雾和臭氧(表十四⑥)，此类大气污染物对石质文物、壁画、有机文物、金属文物、古代玻璃制品都会产生危害、破坏文物材料的结构。
4.有害微生物和有害昆虫的影响
文物除受到各种物理、化学因素的影响外，在一定条件下还受到某些真菌、细菌、放线菌和有害昆虫的破坏。“有害微生物在高温、高湿条件下，可以导致文物材质发霉变质；而霉菌和害虫在相对湿度70％以上的环境中，方能孳生繁殖”⑦，其繁殖的过程可以导致文物经历初期霉变、生霉、霉烂后受到损害。
基于上述多种因素对文物产生的影响，我们在实施文物保护的过程中，应贯彻预防为主，防、治结合的方针，并在保护的过程中遵循以下基本原则。
(二)文物保护的基本原则
1.不改变文物原状的原则
不改变文物原状的原则，就是以不改变文物原来的形制、结构、材质、制作工艺为文物保护的首要原则。由于出土文物长期保存于地下，除文物本身材质出现衰退变化外，保存环境中各种因素的影响也会使文物产生不同程度的变化。在这种变化中，我们对文物实施的保护措施是，在尽量保存文物原状的前提下，综合考虑文物受损的原因，调查影响文物的有害因素，采取有效的保护方法，消除文物损坏的病根。
2.科学保护的原则
文物保护过程中，保护材料的选择和保护方法的应用，都必须以科学的态度为原则，确保文物的安全，不应出现“保护性”损害，做到保护后不留隐患。
大多数的出土文物由于埋藏时间较长，都出现了不同程度的损害，文物自身极其脆弱。为了更好地保护文物，我们就必须有选择地使用各种新方法和新材料。但文物保护工作不是新方法和新材料的简单应用，而是要使这些保护方法和材料，既能消除影响文物寿命的病害，又能防止或延缓各种有害因素继续对文物产生的影响。
在科学的保护方法实施的同时，我们还应该科学地进行操作。“一般情况下，科学的操作步骤为清理—黏结—消除有害病灶—杀死有害生物—缓蚀—加固—表面封护等。”⑧但在选择保护方法时应结合文物个体的特殊性，设计具体的保护处理工艺，如铁器仅表面锈蚀时，可先去锈再进行缓蚀和表面封护。“若铁器已完全锈蚀或铁心剩余很少时，则应先进行整体渗透加固。对那种非常酥脆、糟朽，甚至一触即溃的文物必须首先进行加固处理。我们必须根据文物的物理化学性质选择合理的保护方法和保护材料，避免由于保护带给文物损害。”⑨
在选择文物保护材料的时候，还应该注意可靠材料的稳定性，稳定的材料可以延长文物保存的寿命。同时保护材料应该具有可逆性或再处理性，一旦需要更换或再处理时比较简捷、方便。
(三)巡展中的展厅展柜环境控制与展柜设计要求
环境因素控制的好坏，直接影响文物的存放质量。但是外界环境因素不容易控制，我们只能有效地控制展厅内部及展柜内部的环境因素，努力给文物营造一个安全的存放环境。
1.展厅展柜内的环境控制
针对环境因素对文物造成的影响，应该对展厅、展柜内的温湿度、光辐射、大气污染物、有害微生物和有害昆虫等几个方面进行控制。
(1)对温湿度的控制
展厅内温、湿度控制：目前国内博物馆所能采取的最好的控制展厅内环境的方法，就是安装中央空调，但若考虑经济等方面现实情况，建议使用除湿设备。
展柜内温、湿度控制：从陈列展览的角度，将文物置于陈列柜中，尽可能严格密封展柜，使柜内免受外界干扰，避免温、湿度的剧烈变化，减缓室外气候对展柜内温、湿度环境稳定性的影响，是行之有效的方法；同时，还可以在文物陈列柜内放置具有吸湿性能的药剂如二氧化硅，以改善柜内的湿度环境；另外，使用温湿度计对陈列柜内外的温、湿度进行有效监测，可以随时掌握陈列柜内温湿度的变化情况。
(2)对光辐射的控制
博物馆照明的方法通常有三种：以天然采光为主、人工照明为辅的方法，这种方法使用得较多；天然采光和人工照明相结合的方法；全部采用人工照明的方法。我们通过掌握不同形式的照明方式，在设计上扬长避短，达到符合文物保护要求的理想照明效果。
文物的陈列展览，既要为观众营造一个表面看起来明亮舒适的观展环境，又要给文物提供一个良好的保护环境，两者相辅相成，忽视任何一点都不是一个好的展览。实践证明，将光照度控制在适当范围是可行的。150LX的照度一致被认为是很好的人工照明标准，即使是反差很小的展品，它也能提供一个令人满意的照度，但这在一定程度上又影响了陈列的效果。由于全国巡展的文物主要是陶制、石制和金属类文物，这几类文物对光有较强的抵抗性，光照几乎不会损害这些文物，所以在巡展中文物保护的主要任务并不是对光辐射的控制。
(3)展厅展柜内大气污染物的控制
展厅所处的空气环境质量与室外空气环境质量密切相关。室外空气通过通风、门窗缝隙等各种途径不断地与室内空气进行交换。所以室内大气污染物浓度随室外浓度的增加而增加；而室外大气污染的浓度又会随气象条件发生变化。因此，改善展厅空气质量的根本途径是对室外环境大气污染物的防治。从文物陈列的角度讲，首先是要创造一个良好的小环境，其次要增加文物自身对大气污染物的抵抗能力，以降低大气污染物对文物的危害程度。改善展厅空气质量，主要采取的措施有：减少与室外空气的自由流通；使用空调装置净化、过滤灰尘及有害气体；合理组织通风；避免由于保护措施不当而带来的污染物对文物的侵蚀；确保陈列展柜密封良好，防止有害气体及灰尘进入。
(4)对有害微生物和有害昆虫的控制
在有害微生物和有害昆虫的控制方面，我们同样贯彻“预防为主，防治结合”的方针，就陈列展览而言，有害微生物的控制应做好环境预防：做好文物陈列厅的卫生并合理通风；调节文物陈列厅的湿度，杜绝营造微生物生存的环境；进行有效的化学预防，定期在文物周围喷涂防霉化学药剂。
有害昆虫的控制也应从环境预防入手，应经常检查文物虫害，防止虫害的侵袭，随时发现随时采取措施，防治虫害蔓延发展，以免造成不应有的损失。
2.对展柜展台的设计要求
(1)展柜密闭性要求
由于全国巡展的文物中有相当一部分是青铜器和铁器，展出环境中温、湿度的变化，会对它们产生直接的影响，而展柜密闭性能的好坏又直接影响着展柜内的相对湿度，所以，对展柜密闭性的设计要求是十分必要的。但文物陈列柜既需要密闭又需要开启方便，因此这就要求我们根据文物的特点选择合适的展柜。
“展柜与周围空气、水蒸气(湿度)的交换形式有三种：对流、扩散和振荡(日夜温度波动、气压变化所引起)。通常情况下振荡形式的交换可以忽略不计。交换形式与展柜的缝隙有关，缝隙小于0.1毫米，扩散占主导地位，缝隙大于0.3毫米，对流占主导地位。一般展柜与周围环境物质交换可达每2小时交换一次。交换速度和缝隙的大小有关，0.5毫米的缝隙每6小时交换一次、1毫米的缝隙每1小时交换一次、紧密无缝的展柜每日交换一次、制作精良的展柜每2～3日交换一次、6毫米厚的有机玻璃制成的展柜约为每10日交换一次。”⑩以这些数据为基础，同时考虑文物对环境因素的承受能力、文物的大小以及展览场地的条件等因素，来确定文物的存放保护场所。
(2)展柜展台的安全性要求
展柜、展台虽是展示文物的主要设施，但同时它的安全性，也直接影响着文物的安全。
在陈列设计中始终强调文物的绝对安全是必须的。在进行展柜、展台设计的时候，必须选择安全环保的材料，依照行业标准进行设计、施工。如福州展的陶俑展台设计，由于支撑强度不够，工作人员在其上行走时明显能够感觉到展台的晃动、下陷，如果文物在这样的展台上展出将是十分危险的。我方人员立即就此问题与有关部门沟通，要求对方修改展台设计方案，加固展台，确保文物的安全。在深圳明斯克航母上展出时，整个展出场地漂浮在水面上，不能确保展出环境的平稳，所以为了确保文物的安全，我们的文物保护人员设计了文物固定方案：为每一个陶俑制作一个固定架；小件文物使用透明的鱼线将其固定在展台上，保证每一件文物有良好的抗震性、抗倾倒性以增强稳定性。
(四)全国巡展中的环境监测
适宜的展出环境对博物馆的藏品能起到积极的保护作用，反之则会带来不可弥补的损害。因此，若要保证博物馆藏品的安全，应对博物馆的环境做全面的监测和控制。如果展览地的自然环境与文物保存环境的质量标准有一定距离，就必须采取相应的控制措施加以改善，直至展出环境完全适宜于文物展出的基本要求。
为了及时了解巡展中文物所处的展厅环境和展柜内环境，在各地展览筹备初期我们的文物保护工作人员就对展出的环境进行调查，提出具体的环境要求。展览期间，我们还会委派文物保护人员到展览现场进行环境监测，发现隐患及时整改。
由于在展览的前期做了大量的调查和准备工作，为文物营造了一个比较安全的展出环境；而密封性较好的展柜、冷光源的使用，使文物基本不会受到光线、灰尘和有害气体的危害，因此只要对展厅及展柜内的温、湿度进行严格的监测就可以了。首先，在展厅内使用温湿度仪进行定点监测，重点监测铁器和青铜器展柜并持续1～3天，以便掌握温、湿度的变化情况；其次，根据监测数据了解展厅、展柜内温湿度的变化，分析造成环境变化的原因；最后，根据展厅条件并综合外界气候提出解决方案。巡展中我们与承办博物馆进行了良好的沟通，在展厅、展柜温湿度的控制方面，取得了较好的效果。
巡展中大部分展出地点的气候适中，符合展出环境的要求。例如长沙展的监测数据(表十五)表明：陶俑状况、青铜器状况、铁器状况和其他陶制文物状况一切良好。
根据以上数据可以看出，湿度变化基本上是早晨略高，下午略低，这是因为展室内的空调晚上关闭所致，但展厅的温、湿度基本保持稳定状态，展出环境基本符合文物保存的要求。
由于大环境的湿度不便控制，故对文物小环境特别是对金属文物采取了保护措施，经与湖南省博物馆协商，我们采用了将干燥剂放入展柜内来对湿度进行控制的方法。根据展柜的大小和密闭状况，计算出干燥剂的投放量。最大的青铜大鼎展柜(1.5米×1.5米×1.5米)投放干燥剂2000克；青铜兵器的展柜(0.6米×1.8米×1.2米)投放干燥剂1000克，其他金属文物展柜较小，每个投放干燥剂500克。在展出期间，我们还根据干燥剂的吸湿量进行及时更换。
有些地区展览环境温、湿度的变化较大，湿度偏高(表十六)。针对这种情况，我们采取了相应的控制措施。
温州展的监测数据显示，整个展厅内的平均温度为25℃，相对湿度平均为68％，相对较高，这是由于当时温州已经进入黄梅雨季、整体大环境湿度较高，另外展厅内夜晚空调关闭，因此导致湿度较大。但由于展柜密封良好，柜中的内环境恒定(平均温度为28℃，湿度为51％)，基本保持不变，所以符合文物保存的环境要求。由于观众较多，展厅内温、湿度也随着观众的多少而有所改变，因此通过与博物馆沟通，我们提出以改善整个展厅的通风来调整展厅内的温、湿度的建议，这样可以通过稳定展厅内的环境更进一步稳定展柜中的温、湿度，同时，根据干燥剂的吸湿情况，缩短干燥剂更换的周期并增大投放量，使文物处于科学的保存状态之下。表十六的数据也说明，温、湿度在逐天降低，我们所采取的稳定环境的措施起到了一定的效果。
①郭宏：《文物保护环境概论》，科学出版社，2001年，32页。
②宋迪生等：《文物与化学》，四川教育出版社，1992年，211页。
③郭宏：《文物保存环境概论》，科学出版社，2001年，52页。
④宋迪生等：《文物与化学》，四川教育出版社，1992年，224页。
⑤郭宏：《文物保存环境概论》，科学出版社，2001年，105页。
⑥马涛译：《博物馆最佳环境条件》，《文物保护与考古科学》，2001年，13卷1期。
⑦宋迪生等编：《文物与化学》，四川教育出版社，1992年，220页。
⑧宋迪生等：《文物与化学》，四川教育出版社，1992年，10页。
⑨王惠贞：《文物保护材料学》，西北大学出版社，1995年，5页。
⑩郭宏：《文物保存环境概论》，科学出版社，2001年，80页。
文物巡展的实践与探索——“秦始皇兵马俑全国巡回展”实录/秦始皇兵马俑博物馆编著.—北京：科学出版社，2009