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第十三次年会纪要 | 分会场二:文物病害识别与劣化评估技术

发布时间:2025-12-08 来源:文物分析检测技术专业委员会

2025年11月21日至24日,中国文物保护技术协会第十三次学术年会在上海大学成功举办。其中,由中国文物保护技术协会文物分析检测技术专业委员会和故宫博物院共同组织的“文物病害识别与劣化评估技术”分会场学术研讨会于11月23日召开,来自全国多个文博单位、科研院所和高校等相关机构的专家与同行参加此次会议。分会场为期一天,分为四场, 共有13位学者作了学术报告。

第一场学术报告由四川大学罗雁冰教授主持。来自杭州理工大学的王秉教授的报告题目为《干燥条件下皮革文物病害及劣化机理研究》,研究基于新疆与内蒙古地区出土的皮革文物,系统调研了其病害类型,并通过热老化、光老化和金属盐离子老化等模拟实验,科学分析了皮革在不同环境条件下的劣化过程。研究揭示了胶原纤维结构的变化规律,提出了羟脯氨酸含量等可作为劣化指标,并开发出基于免疫层析技术的快速检测试纸,实现对皮革降解产物的高灵敏度、低损耗检测。报告最后对皮革劣化规律进行了总结,该研究为干燥环境下皮革文物的保护提供了理论依据。

故宫博物院的李广华副研究馆员带来的报告题目为《高光谱成像技术评估书画文物病害研究进展》,报告首先对高光谱成像技术以及国内外的使用情况进行了简单介绍,然后着重介绍了高光谱技术在书画病害识别研究中的应用可通过单波段图像、主成分分析等多种数据处理方法,识别霉菌、污渍等隐匿性病害,以及进行文物材料老化程度评估等,最后分享了劣化评估研究案例,为高光谱技术在文物病害评估方向的应用带来新思考

敦煌研究院的崔强副研究馆员的报告题目为《古代壁画病害识别的标准化进程与实践》。报告首先介绍了标准及标准化概念以及现行古代壁画相关标准。重点阐述了《古代壁画病害与图示》标准的修订背景与历程等相关工作,旨在通过完善病害定义、图示与方法,为调查与保护提供更科学的依据。并介绍敦煌研究院在制定该标准过程中的所做的保护、研究、实践的工作过程。最后,通过多个石窟寺病害调查实例,展示了标准在实践中的应用,强调标准能有效提升文物保护工作的科学性与规范性。中国文物保护技术协会副理事长黄继忠研究员为三位报告人颁发了报告证书。

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第二场学术报告由上海博物馆丁忠明研究馆员主持。首先,来自上海博物馆的周新光副研究馆员的报告题目为《“长江口二号”古船生物病害防治体系的建设、应用与展望》。报告主要围绕生物病害防治技术体系的“监测-评估-防治-应急处置”四个模块展开。首先,为了保证监测的科学性、完整性和可靠性,研究过程进行了跟踪监测、实时监测和补充监测。其次,评估部分通过环境因子、群落演替及冗余分析揭示环境与微生物病害的耦合机制,构建了集微生物因子、功能因子和环境因子于一体的病害风险评价体系。防治部分介绍了典型病害微生物的筛选、防控试剂选择与防治方案优化并分享了一则苔藓病害治理的应急处置案例。最后,报告提出构建“监测—评估—防控”一体化智能平台,实现文物环境、微生物与本体数据的动态管理与智能决策,为木质古船长期保护提供科学支撑。

南京博物院的陈潇俐研究馆员的报告题目为《纸质文物微生物病害及量化评估》。报告针对目前行业缺乏可靠的、合适的、且易行的纸质文物微生物病害劣化程度量化评估手段的问题,提出利用高光谱成像技术开展无损、非接触式检测的新方法。通过对殿试卷、唐纸砖等样本的细菌和真菌分离鉴定,并进行菌株回接实验,观察混合真菌接种纸张在不同老化条件下的劣化动态。结合色斑面积、厚度、pH、还原糖、聚合度等多指标进行PCA分析,发现多项无损指标与聚合度变化高度相关,可作为纸张劣化程度的有效表征。进一步建立了基于高光谱反射率的纸张聚合度预测模型。报告最后表明,高光谱技术在纸质文物病害监测中具有良好的应用前景,为构建纸质文物劣化评估与预警体系提供了科学基础。

四川大学的罗雁冰教授带来了报告《三星堆遗址出土三种典型呈色象牙病害特征及机理研究》。报告首先分享了三星堆的考古发掘象牙质文物历程病害情况,并总结了三星堆象牙埋藏环境特征。重点通过扫描电镜、透射电镜、显微CT、拉曼光谱、红外光谱及X射线衍射等方法,分析土黄色、绿色、黑色三类象牙的成分、显微结构及保存状态。研究揭示不同颜色象牙的Ca/P比因有机质降解或金属离子(Cu²Fe³等)取代而变化。报告指出,绿色象牙中,Cu²来自青铜腐蚀产物,能与胶原蛋白交联、抑菌并显著延缓降解;黑色象牙则受中温火烧影响,形成无定型碳锚定胶原结构。土壤微生物如假单胞菌、青霉等通过产酸、分泌酶类和形成生物膜,破坏象牙有机和无机成分,并与环境金属离子协同致色,得出埋藏环境的水分、有机质、pH、金属离子与微生物活动共同决定象牙的劣化与呈色特征的结论。该报告为象牙质文物的病害机理研究提供了宝贵的数据支撑。

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第三场学术报告由故宫博物院文保标准部主任曲亮研究馆员主持。来自上海博物馆的周浩研究馆员的报告题目为《“木/铁复合构件文物”典型病害表征与评估》。报告首先简要介绍了长江口二号古船的考古发掘情况。针对发掘出水后环境骤变使原有劣化过程加速方面的研究需求,介绍了多尺度表征技术,如超深景三维显微镜进行形态分析SEM-EDS分析元素分布XRD用于晶相鉴定nano-CT用于无损3D结构分析。随后,研究对木/铁界面、锈蚀产物形貌及分布和迁移规律进行了详细观察,揭示铁的腐蚀产物可沿木材裂缝迁移并与木质纤维发生耦合作用,影响结构稳定性。最后,报告强调结合多技术方法,实现病害的准确识别与保存状态科学评估,为木铁复合文物的保护决策和后续处理提供基础数据与思路。

北京科技大学的贺翔副教授报告题目为《人工智能定量监测故宫木构件研究-湿度驱动的裂纹活动性》。报告系统阐述了木质文物裂纹病害的识别、量化及其活动性监测方法。通过深度学习及机器视觉,实现裂纹像素级识别和批量量化,有效提升监测效率。研究开发了裂隙图像处理与定量分析系统,能够提取裂纹长度、宽度、面积等多项参数,对裂纹几何特征定量分析。通过对故宫大庖井木构件长期实地监测发现,裂纹宽度的变化主要受湿度影响,具有明显负相关性;有限元分析进一步揭示湿度变化对裂纹活动性的机制。报告最后指出,该研究还构建了裂纹活动性指标,为后续病害预警、力学分析及保护策略制定提供了科学依据。

上海大学的周文静教授的报告题目为《壁画微裂纹全息检测及其分子动力学研究》。报告首先强调壁画微裂纹作为文物劣化和病害的重要源头,亟需无损、精准的检测和机理分析。随后提出通过数字全息三维成像技术,实现微裂纹的非接触、全息三维表征,并创新采用背景条纹消除与局部相位提取,精确获取裂纹几何特征。结合时间反转镜原理与数值聚焦计算,实现对浅层裂纹缺陷的深度定位。随后,基于三维全息数据构建分子动力学模型,模拟温湿度等环境因素下微裂纹的扩展与劣化过程,实验结果与模拟高度一致,验证了模型有效性。报告最后指出,希望将该方法拓展至更复杂多层结构及更深层缺陷,实现对真实壁画文物微裂纹的劣化机制分析与预测,为壁画病害诊断和保护技术提供理论支持和实践方向。

上海大学孙嵩报告题目为《AI 辅助古琴文物病害识别》。报告首先概述了古琴的历史渊源和全国主要博物馆的馆藏分布,强调古琴文物珍贵且病害类型多样。随后总结了近年参与的古琴修复及病害调查工作,明确了病害分类和标准化图示工作的重要性。报告核心内容聚焦深度学习模型在古琴病害识别中的初步尝试,通过建立病害图像数据集、模型训练、迭代优化等过程,识别准确率从30%逐步提升至近50%。最后提出未来将扩大样本量、增加病害种类标注、引入CT影像数据,并优化标注标准及模型迭代,有望将识别精度提升至85%,最终推动AI技术在古琴文物病害检测、监测、预警和辅助修复等领域实现广泛应用。

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第四场学术报告由上海博物馆熊樱菲研究馆员主持。来自国家博物馆的刘薇副研究馆员报告题目为《宏观尺度下青铜文物病害识别和稳定性评估》。报告首先分析了“青铜病”等典型病害在物理与化学不稳定性方面的损害机制,指出传统方法存在主观性强、检测局限和病害复发率高等问题。随后提出基于光纤反射光谱、高光谱成像、MA-XRF成像、计算机视觉融合等多种无损检测技术,实现对青铜文物表面及内部锈蚀产物的快速、客观、宏观、空间分布识别。机器学习算法构建量化模型与计算机视觉实现演化预测结合,开展青铜有害锈全面评估。此外,报告提出一种利用红外热波成像方法探索二维与三维模型结合的空间可视化方法报告最后认为这些新技术综合应用为提升青铜文物保护的科学化和可操作性奠定了坚实基础。

故宫博物院的刘瀚文副研究馆员带来的报告题目为《考古出土青铜器保存现状评估方法研究进展-以三星堆遗址祭祀区出土青铜器研究为例》。报告从出土青铜器的腐蚀产物类型、锈蚀特征和病害机理着手,总结了三星堆青铜器特殊的高锡锈层有害锈、锈蚀物和自然生成的铅锡黄等多样性锈蚀产物特点。随后通过分享石窟寺土遗址以及竹木漆器的病害评估研究进展,参考现有病害评估方法对三星堆135件样本器物的病害程度进行了分级,发现三星堆青铜器的病害情况相对严重,这与发掘现场观察到的情况一致报告最后介绍了几种病害检测与评估的新工具,如太赫兹光谱、高光谱成像、移动式X射线CT和图像智能分割技术,可以实现对青铜器锈层与本体的无损、高效识别与空间可视化

中国科学院上海硅酸盐研究所的赵静副研究员带来的报告题目为《出水古陶瓷典型病害分析》。报告重点探讨沉积生物对陶瓷表面腐蚀的机制与影响。随着水下考古技术发展,出水陶瓷作为海上丝绸之路的重要文化遗产,其病害问题受到广泛关注。报告结合南海和长江口等沉船出水陶瓷的研究,发现器物表面常见苔藓虫、贝类、藤壶、红珊瑚等生物沉积,这些沉积物与微生物膜、蛋白胶结质共同作用,形成以有机物包覆铁、锰、硫等矿物的复合腐蚀层,不同水域的微生物群落结构影响腐蚀产物类型。最后介绍了分流尾屿五代沉船出水青瓷的界面腐蚀——不同种类海洋生物沉积物的作用机制研究。该研究水下陶瓷文物保护提供了重要理论支撑。

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最后,中国文物保护技术协会文物分析检测技术专业委员会主任委员、上海博物馆丁忠明研究进行总结发言。丁忠明研究馆员表示,本次会议围绕文物病害识别和劣化评估技术的主题,13位专家学者展开了精彩的学术报告,呈现了许多新材料,新技术和新方法,并分享了人工智能、深度学习、机器算法等一些新技术应用,为我们今后的研究打开新思路。会议最后,丁忠明研究表示希望与会学者加强联系,最终为了推动文物保护技术的高质量发展贡献力量。

文物作为不可再生的文化资源,其保存状态直接关系到历史信息的完整性与文化传承的连续性,而病害侵蚀与劣化损伤正是威胁文物存续的核心问题。本次会议的报告均围绕“先识病害、再评劣化”的核心逻辑展开,唯有通过精准识别病害类型、科学评估劣化程度,才能为后续保护方案制定提供可靠依据。在未来的文物保护工作中,一方面应持续完善病害识别技术与标准体系、优化劣化评估指标,让“文物诊断”有章可循;另一方面须加速科学检测方法与人工智能、大数据处理技术的深度融合,突破“识别精度不足、评估效率偏低”的瓶颈,实现从“单一文物检测”到“批量文物监测”、从“静态状态评估”到 “动态劣化预测”的跨越。

 

撰稿人:常晶晶、李广华


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