青铜文物保护技术的应用与发展探索

陈莉芳（陇南市博物馆，甘肃 陇南 746000）

我国出土的青铜文物种类较多，在历经千年的岁月中都存在不同程度的腐蚀与损坏。青铜文物一旦出现锈蚀或损坏就会持续蔓延，损毁情况越来越严重，修复的难度也越来越大。受到腐蚀的青铜文物上面的文字、图案等历史文化元素就会遭到破坏，考古研究也无法顺利进行，其中蕴藏的重要价值也将失去。因此，为了保证青铜文物重要价值不被破坏，应对青铜文物做好日常保护与防护，防止因保存不当造成文物损坏。

一、青铜文物的价值

青铜文物在我国有着悠久的历史，目前出土的青铜文物最早距今已有四五千年，青铜文物是中华民族重要的文化遗产，一旦这些历史遗珠受到损害，将会造成不可挽回的损失。

青铜文物的主要成分是铜、铅、锡等，并混其他类型的杂质，其表面呈现青绿的颜色，因此被称为青铜（图1）。史实资料显示，青铜器最早起源于6 000年前新石器时期的古巴比伦两河流域，我国出土的青铜文物以夏代青铜容器和兵器为最早，它们是中国早期精神文明与传统文化形成的见证者，经过夏、商、周时期，逐渐形成了独具特色的青铜文化。“九鼎”是我国早期青铜器的代表，其寓意是国家统一昌盛，彰显了至高无上的王权，历代帝王也都以“九鼎”为自己权力的象征。目前我国故宫博物院收藏有大量自商代以来的青铜文物，其中以商周时期的青铜文物最为精美，青铜器文化达到了鼎盛。类型涉及炊器、食器、酒器、水器、乐器、车马饰、铜镜、带钩、兵器、工具和度量衡器等。青铜器的出现代表了世界文明的开启，其中蕴藏着悠久的历史文化。通过对青铜文物的研究可以了解当时社会的政治、经济、文化等状况，其历史价值、科学价值、艺术价值无法估量。我国独具特色的礼乐文明也是在商周时期形成的，其主要代表是1978年出土的曾侯乙编钟，现藏于湖北省博物馆，其铸造技艺精湛，是我国青铜器铸造史上的最高成就。曾侯乙编钟也改写了世界音乐史，良好的音乐性能被中外相关领域的学者、专家誉为“稀世珍宝”，对世界范围内考古学、历史学、音乐学、科技史等领域产生了深远的影响。现收藏于中国国家博物馆的青铜四羊方尊是商朝晚期青铜祭祀用品，该青铜器采用了块范法浇铸，技艺精湛，集浮雕、圆雕、线雕于一体，形体端庄优雅，被业界人士誉为“臻于极致的青铜典范”。恩格斯在理论研究中将青铜器作为世界文明诞生的三大标志之一，文物工作者应充分了解青铜器的价值，加强对青铜文物的保护，把握青铜文化的精髓。

图1 陇南市博物馆藏品

二、青铜文物常见病害原因分析

从专业的角度分析，青铜器表面腐蚀原因非常复杂，通过XPS分析可以发现，青铜器在刚刚出土时表面会分布着较多的氧化物、氯化物，这是因为青铜器表面分布着很多孔洞，在地下埋藏上千年，一旦出土就会吸附大量水分与空气，而空气中含有大量的氧气、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等，在青铜器表面就会发生化学反应，导致青铜器表面腐蚀。因此，青铜文物的腐蚀原因除了自身材料的抗腐蚀特性外，应重点分析文物所处的环境因素。

（一）青铜文物的材料分析

古代并不具备现代的金属提炼技术，因此，青铜器的原材料中包含很多杂质，主要成分除了铜以外，还有铅、锡、硅、铁、锰等物质，类似于现代的合金金属。青铜器历经千年，受到自然界温湿度和多种元素的影响，出现不同程度的腐蚀是必然的。

（二）环境因素分析

当青铜文物处在自然环境中表面发生化学反应就意味着文物正受到腐蚀，环境因素主要包括以下几个方面：

温度与湿度。在博物馆中，影响青铜文物安全保存的最基本的因素就是环境中的温度与相对湿度，按照国家相关标准要求，博物馆内青铜器、铁器、金银器、金属钱币等文物的存放温度应控制在20 ℃，相对湿度控制在0～40%RH范围内。当环境中的温度升高时环境中的湿度也会发生变化，空气中的部分气体和一些腐蚀性的气体溶解度就会改变，会加速青铜文物的锈蚀情况。温度是加速化学反应的主要因素，按照阿伦尼乌斯公式可确定化学反应速率与温度变化之间存在密切关联：当环境温度升高10 ℃，青铜文物表面的化学反应速度就会成倍增长。当环境中的相对湿度超过55%时，青铜器表面的氯化亚铜就会快速与空气中的水分进行反应，湿度越大，反应就越快速，如果环境中的相对湿度达到80%以上，此时的水分就相当于催化剂，除了氯化亚铜会发生反应外，还会促使其他化学反应产生，加速青铜文物的锈蚀。

氧气、二氧化碳、二氧化硫等。随着我国工业化的发展，空气污染越来越严重，虽然近些年国家对于环境治理越来越重视，但空气污染问题依然严峻。空气的主要成分是氮、氧、稀有气体和二氧化碳，总占比约为99.97%，剩余的0.03%是由臭氧、一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫等气体组成的。虽然一氧化氮、二氧化氮的含量非常低，但是危害是非常大的。氧气是存在于自然环境中的重要氧化剂，在青铜文物出土时原本的平衡状态就会被打破，表面的氯化亚铜与环境中的水、氧气发生化学反应，就会生成，这就是经常说的粉状锈。当粉状锈随风飘散到其他青铜器表面，在空气中二氧化碳、二氧化硫等物质的影响下不仅会产生不同的化学反应，还会引起环境中微生物滋生。此外，空气中的氮氧化物会形成酸性环境，也会加速青铜文物的腐蚀。

光源。在观看、展览与研究青铜文物的时候，人们不可避免地需要用到光源，但是光也会对文物造成伤害。由于光子具有波粒二重性，通过光电效应可以验证光波中蕴含着巨大的能力，并且波长越短，能量越高。太阳光中的红外线是一种热辐射线，当照射到青铜文物表面时就会导致温度升高，同时还出现应力变化，造成文物加速损坏，而紫外线则会加速青铜文物表面老化，危害相当严重。除了太阳光外，人工光源也会对青铜文物造成损伤。

三、馆藏青铜文物的保护措施

（一）环境中温湿度的控制

环境中的湿度过高是导致青铜文物有害锈蚀的主要原因，青铜器表面的大部分氧化反应都是因为湿度升高而提供了适宜的条件。有研究表明，如果博物馆中其他环境因素都保持良好，相对湿度在35%RH以下，则青铜文物可以保持良好的状态。因此，可以确定青铜器最佳的保存环境：温度15～25 ℃，相对湿度低于35%。

我国大部分地区四季分明，环境中的温湿度受自然环境的影响明显，季风、降水、日照等自然因素都会影响博物馆中的温湿度。因此，要想将博物馆内的温湿度控制在规定的范围内，就需要采用一定的技术措施。比如可以通过空调系统进行调节，恒温恒湿机、冷热风机以及加湿机、去湿机等设备都可以起到调节环境温湿度的作用。对于文物柜、陈列柜等小环境，可以使用高活性吸附材料来进行调节。具体采用什么样的方法调节环境温湿度，博物馆可以根据实际需求合理选择，根本目的是为青铜文物提供一个最佳的温湿度环境。

（二）空气中污染物的控制

污染气体主要来自氮氧化物、硫化物等，还有装修材料中也含有大量挥发物质。上文中已经提到，空气中的二氧化碳、二氧化硫遇到潮湿空气中的水分，就会形成酸性环境，对青铜文物的损害是非常严重的。因此，为了保证青铜文物安全，应在博物馆内部设置多个监测点，对馆内的环境进行实时监测，防止污染气体对青铜文物造成伤害。另外，针对密封文物柜、陈列柜等可以加装空气过滤系统，还可以进行密封后再充入氮气，以对青铜文物起到很好的保护作用。

（三）对博物馆内光源的管理

为了防止太阳光对青铜文物的损伤，应在馆内安装光照强度测量仪，检测光照强度以紫外线的水平，在展示区域可以安装红外滤光镜和紫外滤光镜，减少红外线和紫外线对青铜文物的损害。人工光源宜选择LED冷光源，针对青铜文物照度应在300 lx以下，基本不会对青铜文物造成伤害。但是，如果青铜文物上有其他材料的附属品，比如纺织品、彩绘等，或者青铜文物是经过加入现代材料修复后的，光照度应按照附着物或者修复材料的要求进行控制，还要注意参观者在现场不能使用闪光灯拍照。

（四）避免受到自然灾害的影响

大自然的破坏力是相当大的，地震、洪水、台风、雷击等突发性自然灾害，极易对文物造成毁灭性的破坏。因此，博物馆必须安装防雷击装置，还要具备较强的抗震性能，文物在存放中应使用无酸囊匣，可有效预防外界环境对文物造成的影响，即使发生剧烈震动，青铜文物也可以以此作为缓冲。另外，存放青铜文物的展柜、储存柜等也应该采用防倾倒设计，出现地震或较严重的撞击时，可以防止文物倾倒造成损坏。

四、结束语

本文对青铜文物的锈蚀损坏原因进行了系统性的分析，从环境温湿度的控制、空气中污染物的控制、光源的管理以及预防自然灾害等几个方面总结了青铜文物的保护方法。随着科技的发展，青铜文物保护技术也在不断进步，不断完善，一些更加先进的技术也将运用到青铜文物保护工作中。我国青铜文化历史悠久，在世界史上有着举足轻重的地位，我们应做好青铜文物的保护管理工作，将铸造精良、造型端庄典雅的一件件青铜文物呈现在大众面前，使中华民族的优秀文化得以发扬光大。