博物馆文物保护：实体表面环境平衡

2023-07-30 理论教育版权反馈

【摘要】：文物实体表面是阻止环境有害因素损害文物实体的重要屏障。文物表面环境平衡是文物得以长久保存的根本条件，是其延续自身价值的重要保障。外界振动、搬运也可能改变文物实体与环境能量交换平衡，使文物实体结构处于不稳定状态。但对于文物环境来说，大多数文物环境的组成因素是没有活性的，有时平衡被打破对文物来说是毁灭性的。

文物实体表面是阻止环境有害因素损害文物实体的重要屏障。文物实体的表面环境是由多个因素组成的一个复杂环境系统，它由文物本体材料、水、伴生物、污染物、腐蚀降解物、保护修复材料与多种环境因素组成的。每一个组成因素都不是孤立存在的，而是与外界环境相互联系的综合体。表面环境平衡是指在文物实体材料表面与外界环境之间，通过能量流动、物质循环和物化反应，使它们相互之间达到高度适应、协调和统一的状态。也就是说当文物的表面环境处于平衡状态时，文物实体的能量和物质的输入与输出在较长时间内趋于相等，文物实体材料的结构和功能才能处于相对稳定状态。当外界环境有所改变时，能通过人为干预恢复到初始的稳定状态。文物表面环境平衡是文物得以长久保存的根本条件，是其延续自身价值的重要保障。

（一）稳定状态

文物环境是一种动态系统，始终处于不断变化发展之中。就像化学中“熵”的概念一样，只要给予文物足够长的时间，且外部环境保持相对稳定的情况下，文物环境系统总是按照一定规律向着组成、结构和功能更加复杂化的方向演进。也就是说，在文物实体形成的早期阶段，文物环境系统的组成因素种类少（如组成材料种类较少），结构（组成因素之间的关系）相对简单。当文物环境系统逐渐演替进入成熟时期，组成因素种类增多，结构趋于复杂。

当文物环境系统处于相对稳定状态时，组成因素之间、组成因素与外界环境之间会出现高度的相互适应，即能量和物质的输入与输出之间接近平衡，以及结构与功能之间相互适应并获得最优化的协调关系，这种状态达到了文物环境的平衡。当然，这种平衡是动态平衡。

文物刚制作成型时，表面环境各组成因素是较为单一且纯净的，随着时间的流逝与外界环境的交互作用，表面环境系统由简单缓慢演变到复杂，最后与外界环境之间形成相对稳定状态。发展至此，文物表面环境各组成因素在种类和数量上保持相对稳定；能量和物质的输入、输出接近相等，即系统中的能量流动和物质转换可在较长时间内保持平衡状态。如果环境因素过于剧烈地发生改变，都可能引发一系列的连锁反应，使文物环境平衡遭到破坏。

文物实体材料的稳定是最重要的，环境调控、稳定只是手段，而文物实体材料的稳定则是我们追求的最终目标。不同质地的文物，不同材料的稳定性有很大差异，一般情况下，有机质文物受环境因素的影响比较大，其材料的稳定性比无机质文物材料差。反之，无机质文物材料相对比较稳定。

环境稳定不一定文物实体就稳定。文物实体稳定包括以下几方面内容：①物质交换平衡。文物实体与环境之间始终存在着物质交换，最常见的是水分子交换，即吸湿和放湿。如果水分子交换不平衡，文物实体就会出现与潮湿或干燥相关的病害。因此，文物实体的含水率应保持稳定状态，也就是说，文物实体无论是和哪一种物质产生交换，一定要处于交换平衡状态，文物实体才能稳定。②力学平衡。文物实体的受力情况比较复杂，外界振动、自身重力、热胀冷缩和湿胀干缩等都有可能使文物实体出现受力不平衡的现象。文物实体各部位受力均衡，以及文物实体所受合力为零时，达到力学平衡，文物实体才能处于稳定状态。③能量交换平衡。影响文物实体与环境能量交换平衡的因素有温度、光，以及物质交换过程中带来的能量变化。外界振动、搬运也可能改变文物实体与环境能量交换平衡，使文物实体结构处于不稳定状态。文物实体内部能量发生变化，会改变质点运动，特别是能量增高时，文物实体质点运动加快，易发生质点改变和位移。所以，文物实体与环境的能量交换达到平衡，对文物实体的稳定至关重要。

（二）平衡特点

1.相对平衡

文物环境平衡是一种相对平衡，而非绝对平衡，因为任何环境系统都不是孤立的，都会与外部发生直接或间接的联系，易受外界的干扰。文物环境系统对外界干扰和压力的自我调节能力很弱，而且外界环境干扰对文物的影响会造成累积效应，如果不对外界环境干扰或压力进行及时的人工干预和调控，一旦相对平衡被打破，就会使文物实体材料加速劣化，甚至毁灭。

2.动态平衡

文物环境平衡是一种动态平衡，而非静态平衡。变化是宇宙间一切事物的最根本属性，文物环境系统是个复杂的实体，也处在不断变化之中。例如，文物的组成物质与外界环境之间，不停地在进行着能量的流动与物质交换；组成因素（如腐蚀产物和污染的增加）由少变多，环境系统由简单变复杂，组成因素种类由一种类型演替为另一种类型等；外界环境的不断变化等。因此，文物环境平衡不是静止的，系统中总会有某一部分先发生改变，环境平衡被打破，然后依靠人为干预使其再次进入新的平衡状态。正是这种从平衡到不平衡到再次平衡的过程，推动了文物保护对环境研究的深化与发展。

文物环境平衡与生态平衡是有所区别的，生态环境中各组成因素是有活性的、动态的，生物进化和群落演替的过程就是不断打破旧的平衡，建立新的平衡的过程。但对于文物环境来说，大多数文物环境的组成因素是没有活性的，有时平衡被打破对文物来说是毁灭性的。因此在文物保护工作中，人类应发挥主观能动性，去保持和维护适合文物保存的环境平衡。研究文物环境平衡变化，即为寻求相应的人为干预方法，用可长久保存的材料来代替缺失的组成部分，从而使文物环境恢复先前的平衡，使文物环境系统的结构更合理、更稳定。

例如，木质文物在埋藏环境中，因湿度达到平衡，木材分子间隙被游离水所填满，同时水隔绝了空气，这样就避免了空气中氧气的氧化作用及有害气体的劣化作用对文物造成损害。但木质文物被发掘出土后，随着水分蒸发，木材分子间缺少了相应的支撑物，文物的环境平衡被打破，很快便会强度降低、糟朽变形。因此，需要在饱水状态下对刚出土的木质文物进行脱水处理，其原理为利用填充材料将木材分子间的游离水置换出来，使木质文物的分子结构得以继续支撑，文物实体可继续保持稳定。

博物馆文物保护：实体表面环境平衡

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