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【直播内容回顾 2 】常见文物害虫防治技术与低氧杀虫技术应用研究 — 故宫博物院张国庆
2022-06-08


5月15日博物馆头条,文博头条联合森罗股份在“5•18国际博物馆日”前夕,推出“文化遗产预防性保护之文物常见害虫与防治”线上学术论坛活动。此次直播提供直播回放。

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小编本期将对主讲嘉宾故宫博物院文保科技部预防性保护室馆员张国庆老师分享的精彩内容进行回顾。





主讲 2
常见文物害虫防治技术与低氧杀虫技术应用研究





张国庆老师主要针对故宫博物院发生的虫害以及防治技术进行了介绍。分为以下三个部分。



01

文物害虫的危害



张国庆老师首先以图示的形式为大家展示了在故宫发生的虫害现象,喜湿害虫、喜干害虫对木质文物的危害以及害虫对书籍、羊毛毡子等造成的损坏现象。


张国庆老师介绍了两种害虫进入的方式。


侵入,如建筑物门窗不严紧、墙壁有孔洞缝隙等。常压低氧气调杀虫系统


带入,如征集、采集文物入藏前;包装箱、包装纸、运送车(未消毒);使用遭虫蛀的木质构件及储存藏品的箱、柜、架等。



02

文物害虫防治方法



张国庆老师介绍了目前的防治方法,主要包括化学防治、生物防治和物理防治。


化学防治,应用广、收效快,但由于污染环境,且对人体健康不利以及易残留。部分药物易燃、易爆,危及安全,如环氧乙烷。因此,博物馆藏品在使用杀虫药剂时,要经试验筛选,不可滥用。常压低氧气调杀虫系统



张国庆老师介绍了在故宫博物院常用的化学防治方法,有雾化消杀、环氧乙烷熏蒸、硫酰氟熏蒸。其中雾化消杀实对展柜布展前常用的方法;环氧乙烷熏蒸对害虫和霉菌均有效果,因为环氧乙烷作用于蛋白质,但环氧乙烷易燃易爆,使用起来需要注意安全,且熏蒸设备壁厚、体积大,使用不是很便利;硫酰氟熏蒸是对古建筑害虫这种不易移出的害虫所常用的消杀方法。常压低氧气调杀虫系统


生物防治的方法比较多,微生物法因为需要高湿的环境才能起到效果,这对文物保护是不利的;抗生素法中比较常用的是阿维菌素、多杀菌素,作用相对缓慢,不可立竿见影,该方法主要是用于白蚁的灭杀;中草药方法中芸香使用比较广,古人常将芸香味道称为书香。信息素是近几年常用的害虫诱捕监测手段。常压低氧气调杀虫系统




张国庆老师提出中草药如芸香、樟木对文物安全是否有影响呢?为此他们做了一些实验进行评估。将芸香、樟木作oddy测试,用在观察是否具有腐蚀性。结果发现铜片、银片和铅片三种金属均发生了一些变化,其中樟木对铅片影响更为严重,已经无法看到其原来的形态。


张国庆老师还展示了一些信息素诱捕的工具以及近几年害虫诱捕量的统计,发现这种方法虽有效果,但较为缓慢。常压低氧气调杀虫系统


最后介绍了物理防治,其原理主要是创制特殊的环境,破坏害虫的身体机能,使之不育或死亡。该方法不污染环境、无残留。常见的方法包括微波、冷冻、射线以及常压低氧防治方法,并分别做了解析。


  • 微波


原理:热效应和非热效应双重杀虫作用。


微波法杀虫时间短、速度快,同时可以灭菌,但存在加热不均匀以及导致文物变色的风险。复合材质加热不均匀现象更为明显。常压低氧气调杀虫系统


  • 冷冻


原理:细胞内的游离水外溢到细胞间隙结冰。


纺织类、纸类、木材类、皮革类、毛皮类、羽毛类制品均可采用;主要限于单一材质的灭杀。


复合材料的工艺品,表面有涂膜的物品(如油画),厚重色彩的物品,纤细、脆弱的物品、高含水率高的物品,以及所有可能引起变形、开裂、剥落的物品,均不适用。


  • 射线


原理:射线高剂量直接杀死害虫,低剂量辐照,造成害虫不育。对文物而言,建议采用高剂量直接杀死害虫,以减少对文物的损害。常压低氧气调杀虫系统


射线法需注意放射性安全防护问题以及对文物造成的老化问题。


03

低氧防治方法





低氧杀虫方法是故宫博物院2018年引进的,是现阶段主要的虫害防治方法;其优势是绿色环保、无毒性,阻止微生物生长,防止表面氧化,延缓褪色。张国庆老师提到低氧杀虫方法原理通常认为是窒息死亡,但相关研究证明是失水干燥。具体分析为:从昆虫生理上分析,昆虫气门通常情况下关闭以防止体内水分的丢失,仅在使昆虫获得必要氧气的情况下气门开放。在缺氧条件下,气门张开幅度加大、时间变长,导致昆虫体内水分丢失。昆虫排出体内的二氧化碳,同样需延长气门的开放时间,使体内脱水。所以气调杀虫引起昆虫脱水而死。张国庆老师提到了低氧包含两种途径,一种是除氧剂,一种是充入惰性气体。需要注意的是除氧剂氧化反应会放热,除氧剂不能接触文物;氧气被吸收后,密封体积会减少1/5,需要考虑文物和密封膜之间的孔隙。常压低氧气调杀虫系统


充入惰性气体有两种方法,一种是抽真空,一种是常压方法。


故宫博物院在进行实际验证中,同时对真空充氮和常压低氧方法进行对比。研究表明,真空充氮在制造真空时会引起密封空间内温湿度骤变,以及可能的变形,常压低氧状态下不会对文物及空间产生压力,且降氧时温湿度较为平稳。常压低氧气调杀虫系统


压力变化引起的变形


 

真空充氮条件下降氧时,温湿度变化曲线


     常压低氧条件下降氧时,温湿度变化曲线


讲解中,张国庆老师指出常压低氧方法具有比较突出的优势,着重介绍了采用常压低氧气调防治方法需要重点关注的要素以及国内外相关研究成果。常压低氧气调杀虫系统


不同害虫100%致死的时间

(注:美国getty研究保护所《inert gases in the control of museum insect pests》)


 氧气浓度对丽圆黄皮蠹、烟草甲卵致死时间的影响


在采用低氧杀虫时,部分昆虫可能会产生抗性。如何避免抗性产生?张国庆老师指出,在低氧条件下,延长杀虫时间,保证100%杀灭害虫,避免没有灭杀干净的害虫进入到库房中产生抗性的风险。常压低氧气调杀虫系统


最后张国庆老师提到自从2018年故宫博物院选用常压低氧与冷冻双功能杀虫系统,做了许多应用。目前已经对木材、书画以及地毯类进行杀虫处理。



对于,馆内一直重点关注的能耗问题,张国庆老师首先指出能耗与设备的密封性有直接的关系,气密性越好,低氧持续状态长,能耗越低。从实际应用,故宫博物院常压低氧杀虫系统总功率为11kw,运行8~10小时氧含量降至0.1%。因为杀虫室具有高密封性,第二次运行时间更短,仅需2~4小时即可,能耗很低。


张国庆老师分享故宫博物院常压低氧与冷冻双功能杀虫系统的应用情况,可为文物虫害防治提供参考。


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