秦俑博物馆室内大气环境因子与文物病害的理化关联

The physic-chemical properties of atmospheric environment and mechanism of deterioration inside on-site museums are important to the preservation of rare antiquities. In this project, the deterioration of warriors in Emperor Qin's Terra-cotta Museum and the surrounding environment will be investigated and classified. And chemical bulk analyses and microanalysis methods will be adopted to characterize the types and sources of indoor atmospheric pollutants. Furthermore, micro-environmental chamber test and dose-effect numerical model will be used to identify the chemical transformation of air pollutants and the mechanism and rate of indoor deterioration. The maintenance criteria and control measures based on the results of this study can be established to improve the protective conservation in museums.

文物是不可再生的资源，在博物馆室内对遗址大气环境因子的系统监测，及其与文物病害的关联和机理研究，是文物保护工作的急迫需求，但相关研究鲜见。本项目选取秦始皇兵马俑为典型研究对象，通过博物馆室内的文物病害、大气污染物的主要类型及来源表征，阐明对文物最具威胁污染物的发展趋势及腐蚀机理，并通过微环境模拟实验和累积剂量－效应数学模型定量预测文物的腐蚀速度，建立博物馆关键大气环境因子与文物病害的理化关联。项目的研究成果将为有针对性的大气污染物控制技术研究提供科学依据，对于加强文化遗产的预防性保护具有重要意义。

对秦俑馆内遗址和彩绘陶俑的有效保护，基于科学化地了解文物的保存环境及其老化机理。本项目基于对秦俑馆及数家典型遗址博物馆文物病害的调研及其文物保存环境的季节性监测，表征了秦俑馆等遗址博物馆室内空气质量及污染物浓度水平的时空分布特点，结果显示温、湿度等微环境条件的频繁波动，及气态和颗粒态污染物的存在，已成为影响遗址文物长久保存的重要空气环境因素。项目并以对文物最具威胁的污染物构建了环境模拟实验舱体系，并实施了微环境模拟暴露实验及化学全组分分析和单颗粒微区分析，对秦俑馆内的秦砖和陶俑文物的腐蚀机理研究显示，降尘与酸性、氧化性污染气体的协同效应生成的硫酸盐是对文物形成潜在盐蚀风化的最大威胁，遗址现场暴露约~40年后，文物表面、尤其是降尘中均出现微米级的可溶性硫酸盐晶体颗粒，该晶体的生成会导致文物表面微区出现裂隙、酥化以致粉屑剥落，控制秦俑馆内的降尘、气态污染物和温、湿度波动应是保障秦俑文物长久保存的最紧迫需求。