博物馆环境监控及相关物联网技术应用需求分析

对博物馆环境实施有效的监控,是预防性保护珍贵文物的有效途径。为广泛发挥物联网在博物馆文物保存环境监控方面的作用,阐述了基于"洁净"概念的博物馆环境及其预防性保护内涵,分析了博物馆环境温湿度、污染气体、光辐射、有害生物四方面监控的特点与需求,介绍了无线传感网络技术在几项重大文物展览活动中的有效应用情况,指出大力加强博物馆环境适宜的监测技术研发,是实现博物馆环境风险预控的关键。     

模拟光老化研究黄色植物染料染色丝绸的光致褪色

为了科学评价照明光源对黄色植物染料染色丝绸的褪色影响,也为了给博物馆此类丝绸文物展陈的照明设计提供合理化建议,通过设计光照老化实验的方法模拟丝绸文物的光老化过程,研究了卤素灯、荧光灯及LED对黄檗、槐米等黄色植物染料染色的丝绸样品的褪色影响。结合色差分析,从染料耐光牢度、样品反射光谱及光源发射光谱等多个角度对染色丝绸的褪色进行了分析。借助液相色谱分析了光老化前后染料成分的变化。结果显示,含蓝光能量高的荧光灯和LED对黄色染料的损伤严重,蓝光能量少的卤素灯影响较小;色谱分析确定了染料的光老化前后的有效成分,推测了光老化反应的褪色机理。     

博物馆文物环境用甲醛净化材料评价方法研究

博物馆文物环境因装饰材料所致甲醛污染以及由此产生对文物危害问题已被普遍关注.为了评价净化材料实际使用中对污染物去除净化能力,搭建了静态试验舱,建立了该环境中甲醛的定量分析方法.研究了甲醛溶液法和人造板散发法两种产生甲醛气体的方法,以及吸附材料不同加入方法等对净化材料评价结果的影响,研究试验舱内甲醛浓度随时间的变化规律,建立了净化材料脱附量检测方法,分别测定了活性炭和三种壳聚糖基净化材料的净化效果.结果表明,用人造板散发法产生甲醛气体方法能用于甲醛净化材料的评价,得到净化率指标反映了净化材料在实际文物环境中的应用效果,脱附量指标能直观比对和反映净化材料对污染物的吸附稳定性.     

封闭式博物馆室内展厅秋季颗粒物数浓度变化特征

大气中的颗粒物已经成为影响文物保存环境质量的重要因素之一,监测文物保存环境中颗粒物浓度、减少其对文物所造成的损害影响已成为一个重要的研究课题。目前国内在此方面的研究尚较缺乏。因此,本研究采用气体悬浮物粒子监测仪对某封闭式博物馆不同展厅空气中不同粒径颗粒物的数浓度进行了连续监测,并与游客流量及装饰材料的相关性进行了分析。结果表明,96%以上颗粒物为PM_1.0（等效体积粒径小于1.0μm）,80%为PM_0.3（等效体积粒径小于0.3μm）。游客扰动对颗粒物数浓度的影响与粒径大小有关,PM_1.0数浓度没有明显的日变化,但1.0μm以上粗颗粒在开馆时段和夜间清扫时段出现明显的波动;节假日浓度明显高于工作日。上述研究表明,馆藏文物保存环境大气中的颗粒物污染监控应以细颗粒为主。     

古墨保存自然老化问题的调查研究

为探讨研究博物馆古墨保存方法、损坏机理和修复技术,做好古墨保存工作,尽可能延长古墨的保存寿命,走访调查了6家传统制墨企业及其技术人员,基本了解了我国传统制墨业的传承发展情况,进一步了解了墨的传统制作工艺和保存方法。调查结果摸清了古墨发生严重粉碎性酥解的主要原因是受潮和干燥不当,收集了多种修复墨表面所产生的“墨霜”、细小裂纹和断裂墨的常用工艺,揭示了古墨保存质量与制墨材料、加工工艺、保存环境、日常养护等的关系,明确指出良好保存古墨的关键在于控制保存环境和做好日常养护工作,为进一步开展古墨保存综合性科学研究提供了经验和思路。     

文物藏展常用木材挥发性酸快速检测评价方法研究

各种实木和人造板是文物收藏柜和储藏柜的常用木质材料。这些木材普遍含有挥发性酸,是影响文物藏展环境的主要因素之一。为检测评价文物藏展常用木材的挥发性酸特征,实验采用研发的"无动力扩散采样一离子色谱"检测技术,在密闭空间中以40℃恒温加速挥发,无动力扩散采样4h,并用离子色谱双等度分析方法半定量检测挥发性酸。探讨了该项快速评价方法的相关实验参数及其确定方法,检测了14种常用木材。结果显示,红橡、樟木和经过防腐处理的椴木、棱柱木中的甲酸与乙酸的挥发量较高,单位表面积乙酸挥发量达到4mg·m~(-3)·mm~(-2)以上,甲酸挥发量也超过0.5mg·m~(-3)·mm~(-2),应当慎用。为控制木材挥发物影响文物保存环境,试验用铝塑膜包覆封闭木材并作比对检测,结果表明铝塑膜对甲酸、乙酸挥发的阻隔效果明显,甲酸、乙酸单位表面积乙酸挥发量均小于0.2 mg·m~(-3)·mm~(-2)。     

含氟聚合物加固保护纸质文物研究

为探讨用含氟聚合物FEVE和HDI三聚体对纸质物进行加固保护的有效性,用FEVE树脂溶液和HDI三聚体对纸质物加固保护后,分别进行了拉伸强度、光泽度、耐酸水解性及抗干热老化性等一系列试验,并用扫描电镜进行观察分析。结果表明,采用FEVE(浓度5％)和HDI三聚体(浓度20％)对纸质物的加固保护后,提高了纸张的机械强度,缓解、抑制了酸和热对纸质物的侵蚀,具有较好的效果。     

文物保存微环境中的氮氧化物集成净化

氮氧化物(NOx)是环境中的重要污染物,是文物保存环境的重大威胁,不仅其本身会对文物产生严重危害,而且与其他污染物如硫氧化物和有机酸耦合会加剧侵蚀。为此,本研究采用光催化预处理与生物质吸附集成技术净化文物保存微环境空气中低浓度的氮氧化物。实验结果表明:直接使用竹屑、杉木屑、落叶松、稻壳和稻糠生物质可去除NOx;在520℃下炭化的竹炭对NOx去除率可达75%。NOx的光催化效率随流速升高而降低,当NOx中混有有机酸时集成净化效率会出现波动。对光催化和吸附的不同组合进行了比较,最优组合可使NO和NO2浓度分别降至1.98μg/m3和1.80μg/m3。     

竹炭净化文物保存微环境中低浓度二氧化硫的研究

为探索竹炭在文物保存环境领域的应用特征,研究了不同粒径竹炭对于SO₂净化的影响并测定了竹炭的吸附量,研究了竹炭净化二元混合污染物耦合的效果。结果表明:相比果壳、柳壳、椰壳3种生物质炭,竹炭净化SO₂的效果最佳,当粒径小于1.7mm时,净化效率达到 (99.6±0.2)%;单位质量的竹炭对SO₂的吸附容量为8.46mg/g;此外,低浓度NO和NO₂对SO₂没有抑制作用,但高浓度NO_x对SO₂净化有较大的抑制作用,当NO浓度为536μg/m³时SO₂的净化效果较NO浓度为268μg/m³时降低了2.9%;当NO₂的浓度从411μg/m³上升至821μg/m³时,SO₂的净化效果降低了5.7%,而SO₂对于甲酸、乙酸的净化效果抑制作用在-1%以内,且在实验浓度范围内的SO₂受甲酸、乙酸影响较低,平均净化效率分别为90.4%和90.5%。     

SO2气体对丝织品文物影响的试验研究

空气中的SO₂气体对丝织品文物有一定的危害作用。课题分别试验了各种丝织品试样在50μ mol/mol的SO₂气体下不同时间的影响变化。通过色差分析,红外分析,氨基酸分析及XRD分析对丝织品进行表征,得到了40℃下50天的干热老化丝织品试样在50μ mol/mol的SO₂气体下,随着试验时间的延长,其色差变化最大。经SO₂气体处理的丝织品试样的氨基酸成分发生改变,结晶度也变大,老化程度加大。本研究结果可为保存和保护丝织品文物提供依据。