2024年6月2日文博圈联合森罗股份推出“纸质文物长期保护之环境因素与控制”文物保护线上公开课。此次直播公开课提供直播回放。

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       小编本期将对来自江苏省文物考古研究院  研究馆员、副院长  纸质文物保护国家文物局重点科研基地学术委员会委员何伟俊老师所分享的精彩内容进行回顾总结。

       本次着重围绕纸质文物的主要病害及原因，如纸张中纤维素的酸性水解、纸张中纤维素的氧化、纸张霉变等，讨论了传统保护修复措施以及现有纸质文物保护技术，并提出纸质文物保护科技需求与发展趋势。强调了预防性保护和最小干预的原则，以及科技在纸质文物保护中的重要性。

一

纸质文物的主要病害及原因

       据统计，全国馆藏纸质文物共有414.8584万件，占馆藏文物总量的28.22%。全国一、二、三级文物共有355万件，其中纸质文物就有92万件之多，占比达到26%左右，尽管这是近20年前的数据，但现在的馆藏数量无疑已经有所增加。从全国馆藏文物腐蚀损失调查数据来看，50.66%的馆藏文物存在不同程度的腐蚀损害，重度以上腐蚀的馆藏文物200余万件（占16.5%）。等级文物中占比最多的纸质文物更是难逃厄运，全国馆藏纸质文物的年均损毁率为1.33‰，这意味着每年就会有超过2万件纸质文物损毁。由此可见，纸质文物的损毁情况较为严重，我们在预防性保护方面的任务非常艰巨。

       以纸质文物为代表的有机质文物的腐蚀速率远大于其他类别文物。纸质文物的典型病害主要包括：虫害、粘连、粘连所致的微生物损害、折痕、微生物的损害。根据全国纸质文物各种病害比例统计，折划痕是不可避免的、最常见的病害之一，占比达到81.93%。另外，除了折划痕之外，纸质文物虫害（占比28.16%）、霉害（占比33.23%）、脆化（占比38.49%）、霉烂（占比13.95%）是四大项常见病害，也是导致藏品被严重损毁或处于濒危状态的重要影响因素，如宋徽宗的书画、西夏的文书、唐代的纸币等，更需要我们采取紧急措施进行修复和保护，需要做好湿度、温度等环境因素调控以及虫霉的防护。

       纸张在保存和利用过程中会逐渐变黄发脆，有的甚至一触即碎。这种现象称为纸张老化。这是由于纸张中的纤维素，木素等在不利环境（水分、热、光、有害气体）影响下发生了化学反应，导致纸张失去强度所致。

       纸张老化的成因主要包括四方面：

       第一，纸张纤维素酸性水解

       在酸的作用下，纤维素与水发生化学反应，变成葡萄糖，此过程称为纤维素酸性水解。纤维素水解后机械强度会下降，且随着水解程度的加剧，纤维素会变成粉末状态。

高温会加速纸张纤维素水解。当温度在10℃以上，每升高10℃，纤维素水解反应速度加快1～2倍。当温度高于38℃时，这种水解反应速度可加快3.5倍。

       第二，纸张纤维素氧化

       纤维素与氧化剂发生化学反应，生成一系列与原来纤维素不同的物质，这一反应过程称为纤维素氧化。纤维素氧化会导致纸张发脆，强度下降。暴露在空气中的纸张，其纤维素是不易被氧化的，纤维素氧化的反应速度非常缓慢。在一定条件下，光照、潮湿、温度、有害气体等是导致纤维素氧化反应速度加剧。

       第三，木素氧化

       在光照下，木素氧化速度会加快，生成氧化木素。某些纸张如白报纸（新闻纸）容易变黄发脆，主要原因在于纸中含有许多易被氧化的木素成分。新闻纸的纸浆是采用机械纸浆工艺制造出的，纸浆中木素未能得到有效清除，木素含量高，所以易发黄变脆。这也是新闻纸不适宜作为档案用纸的主要原因。

       第四，纸张霉变

       纸张霉变后，意味着纸张中纤维素发生不同程度的水解，极端情况下5天可使纸张强度下降50%。因此，要重视和做好纸质文物的防霉工作，控制和调节库房温度和湿度，从而消除纸张发生霉变的风险。

纸质文物传统保护修复措施

       在传统保护修复措施方面，传统的书画装裱、古籍修复技术和预防性保护措施起到了重要的作用。更多的是来源于生活中的经验，同时中草药等的应用、防护用具的使用也是传统纸质文物保护的重要手段。

       【措施1】书画装裱、古籍修复技术

       装裱最初的动机可能是为了观赏书画的需求——《人物御龙帛画》


       这是为期最早的附有装裱的书画，于1973年长沙子弹库楚墓出土，高37.5、宽28厘米。画中一位头戴高冠、身着长袍、腰悬宝剑、侧身向左而立的男子正手执缰绳，驾驭着一条巨龙驰进。
随着字画的流传和收藏，装裱的功能得到延伸，装裱的技艺要求也越来越高

       在具体的装裱中，从制糊、用纸选料、天地杆配置、书画装潢各部位的产生、各部分的空间布局等方面古人都给予了极高的重视，可谓用心良苦，这一点在周嘉胄所言“窃谓装潢者，书画之司命也”，“宝书画者，不可不究装潢”中得到印证。

       米芾《画史》:“檀香辟湿气，画必用檀轴有益，开匣有香而无糊气，又避蠢也。”可见书画装饰各部位的产生不只在于美观装饰的需求，还在于保护书画文物本体的切实需要。

       古籍修复

       在宋代时出现，在此之前书籍和古画修复不分家，但是到了宋代随着印刷术的发展，古籍修复也蓬勃发展，逐渐独自发展，成为单独的技艺。

       【措施2】预防性保护措施

       装裱等只是对书画进行保护的第一步，对装裱书画的长期保护却是保护的关键。清代邹一桂在《小山画谱·藏画》中提出：''装潢得法，亦贵珍藏。盛以画囊，置木箱内，悬之屋梁透风处。南方蒸热，伏候宜取晒晾，以樟脑、芸香、花椒、烟叶等贮箱内。又贵时常取挂，则无霉蛀之患。焚香恐防熏黑，垂帘以避蝇污，什袭珍之，则画不落劫，传之十世犹新，何患其不寿乎。”

       可见中国古代已经开始关注书画的保存环境、材料的避蠢、防霉，根据生活经验积累了很多常识性用法，这种未雨绸缪、防患于未然的意识和做法可以说是一种预防性保护。古人既有藏书用药、曝书时节（晒书节）、悬画月令等避蠢、防潮、防尘的习规，又有看画禁忌，目的在于避免书画、古籍在赏玩、收藏过程中出现的各种污损。

       【措施3】来源于生活中的经验

       从晋代郭璞的《仓颉解诂》中我们得知，芸蒿这种植物因其独特的性质，被用来防止书籍中的蠹虫侵蚀，这显示了古人对植物特性和保护书籍之间联系的敏锐观察。北魏贾思勰在《齐民要术》中则详细论述了书籍保存的方法，如使用麝香、木瓜来驱虫，以及在特定季节和天气条件下如何妥善地卷舒书籍以防止虫害，这体现了古人对书籍保存环境的细致考虑，强调了书画作品需要时常卷舒以保持其完好，这反映了古人对书画作品保存与鉴赏的独到见解。这些经验不仅体现了古人对生活中事物的深刻理解，也为后人提供了宝贵的参考和启示。

       【措施4】中草药等的应用

       应用中草药进行文物保护修复是一种古老而有效的传统技艺。古人发现，许多中草药如黄檗、雌黄、花椒、乳香、樟脑、芸香、烟叶等，不仅含有生物碱、挥发油和酰胺类等化学成分，而且具有强烈的生理活性，对细菌和昆虫有显著的抑制作用和毒杀功效。因此，这些中草药被广泛应用于文物，尤其是书画作品的保护中。通过将纸张浸入黄檗汁中进行染潢，或将这些中草药的汁液涂抹于书画表面，以及将中草药置于书画收藏的橱中，古人成功地防止了书画被虫蛀和受潮，从而延长了它们的保存寿命。这种应用中草药进行文物保护修复的方法，不仅体现了古人对自然资源的巧妙利用，也为现代文物保护提供了宝贵的经验和启示。

       【措施5】防护用具的使用

       应用防护用具进行文物保护修复是古代书画保护的重要手段之一。明代文震亨在《长物志》中详细记录了藏画的保护方法，强调使用杉、桫木等优质木材制作画匣，匣内避免使用油漆和糊纸，以防受潮霉变。他还提到在特定季节，需将画幅微展于阳光下晾晒，随后收入离地一定高度的画匣中，以防止霉变。在日常张挂时，应定期更换画作，保持观赏的新鲜感，同时避免画作长时间暴露于空气中导致潮湿损害。清代周二学在《赏延素心录》中进一步强调了使用香楠木、旧锦或紫、白檀等材质制作画匣，不仅能舒展发香，增添书画的韵味，还能有效避虫，保护书画不受虫害侵蚀。

       防护用具除了樟木之外，对于珍贵书画的保存收藏，也是会用到非常珍贵的木材，比方楠木、紫白檀等，应用木质香予以避虫。对于现在来讲，会采取函套、画套等组合的方式，保存下来的文物保存状态都不错。

现有纸质文物保护技术

       本节对现有的纸质文物保护技术进行了讨论，包括分析检测、修复技术路线的变化等，并指出了当前技术的优缺点和需要进一步研究的方向。

       【技术1】常规分析

       纸质文物保护修复方法的选择与纸张本身材质、制作工艺、保存状况及劣变原因等问题密切相关。科技分析主要是对造纸纤维原料、纸张加工工艺以及纸张上书写或印刷材料（如颜料、染料）等内容进行研究。

       常规分析方法：


       分析技术的适用性与优缺点：

       Herzberg染色法、光学显微镜观察、扫描电镜能谱分析、显微激光拉曼光谱、X射线衍射及红外光谱等为常用的分析、研究方法。可以很好地分析纸质文物的材料结构和成分信息，但却不能明确地鉴别纸质文物中的有机化合物。

       显微激光拉曼光谱比较适用纸张上无机颜料的分析，对纸张本身中所含的有机化合物无法进行准确的鉴别。

       扫描电镜能谱仪只是分析纸张中化学元素成分，对纸张中有机化合物也难以做到准确鉴别。

       红外光谱方法可分析纸质文物中染料、胶结物及霉变病害等有色基团和蛋白质相关的光能团的分析，但只能分析样品中化学基团的特征峰分布情况，进而推测某种物质的存在，并不能完全鉴别样品中具体的化合物。

       气—质谱联用分析可用于纸张中动植物胶结材料及其他有机物的分析与鉴定，用高效液相色谱/质谱可分析染料等，但取样的样品即使属于微量，有时也无法接受。

       植硅体分析可提供造纸原料的特定植物学信息（如科类、种属等），在古代手工纸原料的鉴别方面有一定的应用潜力，但目前数据太少且不完善。

       【技术2】书画类文物的修复技术路线

       依据对书画文物保存现状的调查和评估结果，需要有针对性地区别对待。在《中国书画文物修复导则》中，“保留原裱”“还旧装裱”“重新装裱”三种修复技术路线的提出与实践，不仅仅是书画文物装裱修复理念转变的结果，更是近年来国内对文化遗产保护修复再认识的实践。

       保留原裱：对于原装裱材料和画芯保存较好的书画文物，现有病害基本属于稳定病害，或在可消除和可控制范围内的，如只是画芯和镶料局部有污渍、断裂及天地杆的脱落等，后续仅需做简单的清洗、修补、加固等工作，可以保留其原裱形制。暂不需要做揭裱等处理，以保留其整体最大价值。

       还旧处理：画芯和原装裱材料保存状况一般，存在的病害多为活动病害和可诱发病害，但原镶料基本完整，具有一定的历史、艺术和工艺价值。此类书画文物可采用传统修复装裱中的“还旧”方式处理，即不揭取画芯的托纸，只揭换覆褙。可视情况，将原镶料（包含镶料托纸）与画芯不拆分或拆分进行清洗。拆分清洗后需再次利用原镶料（包含镶料托纸），还原书画文物的原先装帧形制。

       重新装裱：原镶料、覆褙和命纸等用料不当、破损严重、价值较低，无法再次利用。或即使处理后，已不能对画芯起到良好保护支撑的作用，亦会导致活动病害和可诱发病害的发生；同时，画芯有不同程度的活动病害，与原镶料和覆褙等分离严重，才可进行重新装裱。对于拆解后无法再利用的原有材料，需建档保存。

       【技术3】技术路线变化后的新要求

       在修复技术路线变化的同时，对于三种纸质文物修复方法：保留原貌、还旧处理、重新装裱，在工艺和操作环节上对环境控制又有了新的要求。

       “保留原裱”的侧重点在于清洗、补缺、固色和贴条等环节，而在这些环节中的传统做法是利用水、胶水（动物胶）和浆水来完成，现今却需尽量减少水的使用或控制用水量。在不揭覆褙的情况下，折条从原先贴在托纸后变为只能贴于覆褙后，贴好后保持书画整体平整的难度也随之提高。这些都对保存环境温湿度的控制提出了更为严格的要求。

       “还旧装裱”是尽可能利用书画文物原有的所有组成部分，尽量在只揭取和更换“覆褙”的情况下，完成修复装裱工作。除消除原有病害之外，与“保留原裱”类似的问题是，“还旧装裱”时怎样解决画芯与命纸可能存在的空鼓与分离现象。同样，对文物保存环境控制也提出了更高的要求。

       “重新装裱”在基本彻底消除病害的同时，愈发重视尊重和参照原有装裱形制进行修复装裱，也更为重视拆解后材料留档的重要性，尤其需要重视将抢救性保护修复工作和日后的预防性保护衔接好。所以，留档材料保存环境的控制也是必须考虑的问题。

       【技术4】古籍文书的修复新技术

       纸浆修补法

       适用于残损出土纸质文书的修复，最早运用比较多的是丝绸之路出土的大量纸质文物。由于出土的纸质文书保存状态不太好，它本身的脆弱性以及可再处理性，传统的解决方法，如脱裱、嵌入、贴附等并不是太合适。所以对于出土的残损纸质文书，包括对古籍处理上的应用，通常采用纸浆修复法。如今纸浆修复法在广泛应用上也得到了一定的改进和改良，具有很强的优势性。


       但如何使纸浆更均匀、更匹配、更长效也是需要进一步改进的问题。

       镜框式文物保存形式

       修复完成后，对残片类出土纸质文书的保存是文物收藏保护的关键，采用镜框式文物保存形式，适用性强、稳定性好。

四

纸质文物保护发展趋势与科技需求

       本节对纸质文物保护科技的需求和发展趋势进行了预见和总结，主要提出了建立科研数据资料、开展传统工艺的科学化研究、研发新技术、建立分析方法和检测方法、研究自身材料和保护材料之间的作用机制以及开展适合的保存展示研究等，都是我们需要努力的方向。

       【总结1】纸质文物保护的发展趋势

       纸质文物科研基础数据库

       对于纸质文物保护科技需求与发展趋势，首先是资料库的建立，包括纸质文物本体用纸资料库、修复用纸样品库、古籍书画装帧材料样品库、写印色料数据库、科技文献库等。进而开展纸质文物传统修复工艺科学化研究，逐步形成纸质文物相关修复技术标准，主要包括纸质修复材料、修复设备、修复工艺、修复记录等一系列技术标准的研究、制定和培训。在此基础上，围绕病害发生规律、预防性保护等主题，开展关键技术研究，开发技术、装置和材料，力争达到关键技术的标准化和规范化，逐步推广示范应用。

       纸质文物保护修复研发重点

       出土的残片类纸质文物保护修复技术上的研发重点：虹吸与激光清洗、纸浆喷绘修补、雾化喷涂展平、字迹与颜料加固等。

       出土的病害多样类纸质文物保护修复技术上的研发重点：粘连类出土纸质文物的分离、脆弱出土纸质文物的加固、濒危出土纸质文物的抢救、出土纸质文物遗迹的保存等。

       【总结2】纸质文物保护的科技需求

       材料组分、性能分析体系的建立

       目前分析检测方法已较完备，但有些不能满足不同状况的检测需求，也达不到文物检测无损、微损的要求。怎样筛选并组合出适合纸张文物分析检测的技术方法体系，既达到组分、性能的有效判定，又可以适应和满足不同状况的纸质文物，还需尽量不损伤文物本体，是亟待解决和突破的问题。
制作工艺等方面的科学化认知

       纸张的生产过程与纸张的耐久性有着直接的关系，要延长纸张的寿命，就必须研究纸张的生产过程，这对纸张保护与修复均有着极为重要之意义。如今中国古代造纸技术史已较明朗，产区、原料、工艺、用途、设备、品种等主要问题都已较为清晰。鉴于此，如何全面、合理、有效地保护和利用好诸多手工造纸技术，充分认识传统造纸工艺的意义与价值所在，明确与纸质文物保护修复需求结合的重点，才能有针对性地为纸质文物保护利用提供支撑和服务，也应是纸质文化遗产科技保护工作的迫切需求。
自身材料与保护材料之间的作用机制研究

       对纸质文物使用清洗、脱酸、加固及保藏环境控制等保护措施，往往需要在其中应用各种保护材料，但现阶段较少涉及使用保护材料后纸质文物的安全性研究，包括保护材料应用的安全性评估，以及风险评估指标体系。开展文物自身材料与保护材料之间的作用机制研究，对使用于纸质文物上的保护材料有合适的评估标准，初步建立集检测、监测、评价于一体的纸质文物保护材料评价标准化成套技术，为避免保护材料使用不当带来保护性损害，提高纸质文物保护的风险预见能力。
适宜的保存展示研究

       为延长纸质文物“寿命”，最大限度地抑制因外界环境（温湿度的波动、有害气体以及有害微生物等）对文物带来的累积性影响，珍贵文物储藏或展陈环境的控制是文物保存展示研究的关键，包括文物适宜的保存条件与标准，尤其对近现代文献环境控制和数字化保存；合理控制展陈时段与环境，如不同地区的环境保存差异；有利的保存方式与预防手段，避免损伤的预防性保存与利用。

       【总结3】亟待开展的研究

       材质特性研究（包括数字化等）
       ●无损与非接触式区分同类纤维纸张的分析检测技术研究
       ●基于出土“古纸”的传统造纸技术价值挖掘和研究
       ●特殊复合材质类纸质文物的科学化研究
       病害机理研究（及环境作用机制）
       ●与脆化、断裂、糟朽等病害相关的劣化机理研究
       ●潮湿或干湿交替环境下出土纸质文物的影响因素以及作用机制
       ●多种环境因素耦合下的纸质文物稳定性量化评估体系
       关键技术研究（含保护材料）
       ●传统古籍书画修裱关键性技术规范体系构建
       ●考古出土纸质文物的现场提取与后续保护利用研究
       ●脆化与粉化类纸质文物的加固材料与技术研究