文物保護(hù)發(fā)展趨勢精選(九篇)

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第1篇：文物保護(hù)發(fā)展趨勢范文

［關(guān)鍵詞］土遺址；鹽析抑制；鹽害治理

［中圖分類號］K878 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A ［文章編號］1005-3115（2011）02-0030-03

水分與鹽的相互作用產(chǎn)生的鹽析現(xiàn)象已被廣泛認(rèn)為是對壁畫與土遺址保護(hù)最大的環(huán)境威脅之一。近百年來，由于人類活動和自然因素的影響，土遺址鹽酥病害大為加重。許多國寶級重點(diǎn)保護(hù)文物的保存受到嚴(yán)重威脅，如銀川西夏王陵、西安半坡遺址、高昌故城遺址、云岡石窟和敦煌莫高窟洞窟都出現(xiàn)較為嚴(yán)重的鹽析風(fēng)化現(xiàn)象。近10年來，病害研究從遺址保護(hù)的組成部分，已經(jīng)過渡為針對一些普遍原因而開展的專門研究項(xiàng)目，鹽的危害與治理辦法自然也被很多國際保護(hù)研究所提到案上。如蓋蒂保護(hù)研究所就于2004年啟動了“鹽的損害和減輕辦法”研究項(xiàng)目。

一、鹽析對土遺址破壞作用研究

（一）土遺址鹽析現(xiàn)象原理

鹽析現(xiàn)象是由于土壤溶液中溶解的無機(jī)鹽類隨著水分的遷移，轉(zhuǎn)移到遺址的表面，在外界環(huán)境的變化過程中（如水分減少或溫度降低），無機(jī)物晶體在遺址表面層析出，進(jìn)而對遺址造成破壞的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象原因有二：長期過于干旱，土壤濕度降低，使得無機(jī)鹽類物質(zhì)結(jié)晶；土壤中的含堿量高，尤其是西北地區(qū)的土質(zhì)，由于同離子效應(yīng)使無機(jī)鹽的溶解度降低而析出。

由于鹽晶體的成長而對孔壁產(chǎn)生推動是造成破壞的主要機(jī)理，鹽溶液反復(fù)的溶解收縮、結(jié)晶膨脹所產(chǎn)生的機(jī)械壓力使土體結(jié)構(gòu)不斷疏松，再經(jīng)過外動力地質(zhì)作用，土遺址會發(fā)生不同程度的病害。文中所關(guān)注的可溶性鹽，最主要的為氯化鈉和硫酸鈉，氯化鈉是最常見的鹽，但是在破壞文化遺產(chǎn)方面，硫酸鈉鹽被廣泛認(rèn)為是最具破壞性的鹽。

（二）土遺址鹽析現(xiàn)象危害

可溶鹽在土遺址表面析出形成堆積，進(jìn)一步形成硬殼狀，不但造成遺址的泛白現(xiàn)象，影響遺址的美觀，更為嚴(yán)重的是產(chǎn)生風(fēng)化破壞作用，逐漸造成遺址出現(xiàn)大量寬度不一的裂隙、土質(zhì)砂化、土質(zhì)酥粉等病害，甚至造成遺址下部酥粉塌落而使上部失去支撐。藺青濤等人曾就銀川西夏陵3號陵、6號陵鹽害現(xiàn)狀進(jìn)行了初步分析，指出于墻根遺址土在可溶鹽活動下會變得疏松，并會隨著風(fēng)的吹蝕作用使得墻基凹進(jìn)墻體。干濕循環(huán)的變化導(dǎo)致的鹽分運(yùn)移變化，會使墻體局部鹽分含量升高，土的性質(zhì)出現(xiàn)差異，出現(xiàn)片、塊狀剝離。同時(shí)在實(shí)行保護(hù)加固過程中，也可能因?yàn)閷z址土體中的鹽分以及加固用土坯中的鹽分沒有采取處理措施，隨著時(shí)間的推移，會在局部出現(xiàn)鹽分運(yùn)移導(dǎo)致加固部分產(chǎn)生剝離等問題。

二、傳統(tǒng)鹽害治理辦法

國內(nèi)外有關(guān)土遺址研究機(jī)構(gòu)過去在遺址文物的防鹽、去鹽方面進(jìn)行了大量的、非常珍貴的試驗(yàn)，取得了一些成績，這些方法可分為化學(xué)和物理兩大類。

（一）物理方法

國內(nèi)減輕鹽類病害的一種物理方法是利用某些脫鹽材料將造成壁畫損壞的“元兇”――可溶鹽與水分一同脫離出來。敦煌研究所也曾和美方專家合作發(fā)明了一種脫鹽材料，這種材料可以在運(yùn)用灌漿技術(shù)后，將可溶鹽和水分脫出。壁畫凹凸不平的凹部，還可以用高強(qiáng)度吸水紙配合軟海綿對壁畫進(jìn)行二次脫鹽處理。這類方法去鹽迅速，效果好。但是，由于土遺址土層厚、面積大，使用脫鹽材料不但費(fèi)用大，而且很難將鹽分完全脫出，反而會打破土壤中鹽分平衡之規(guī)律，脫鹽后還會再析出，造成遺址進(jìn)一步被破壞。

沈陽建筑大學(xué)的王玲玲、孫云飛等研究了利用水玻璃溶液的滲透性和膠黏性，在不失外墻磚裝飾效果的前提下，可有效地切斷水分的遷移路徑，從而使外墻磚的鹽析現(xiàn)象得以抑制。粘土制品有限公司的沈毅秀指出，有機(jī)硅防水涂料噴涂(或涂刷)在建筑物外墻后能滲入墻內(nèi)數(shù)毫米，形成一層肉眼見不到的薄膜 ，基層中即使有可溶性鹽，也無法滲透到磚表面達(dá)到抑制的作用。這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)是對磚石建筑類文物能起到較好的抑鹽作用，缺點(diǎn)是不適合土遺址類文物，這類阻止鹽分析出的方法，由于形成的膜不透氣，使鹽分在遺址表層有機(jī)硅膜內(nèi)側(cè)形成堆積，易造成遺址表層的龜裂，進(jìn)一步造成表面層的脫落。

敦煌研究院研制出了適用于干旱地區(qū)生長的土遺址保護(hù)材料――高模數(shù)硅酸鉀溶液（簡稱PS）。PS溶液中硅酸鹽凝膠在粘土礦物空隙中充填，易在土遺址表面形成一層堅(jiān)硬的保護(hù)層，以提高土遺址的力學(xué)強(qiáng)度和抗風(fēng)蝕能力。這種材料以增強(qiáng)遺址的強(qiáng)度為目的，增強(qiáng)了遺址抵抗外界不良環(huán)境變化的能力，但使遺址的表面透氣性降低，使遺址內(nèi)外物質(zhì)交換不能很好地進(jìn)行，導(dǎo)致遺址出現(xiàn)片狀脫落病害。

這些保護(hù)膜材料雖然使建筑表面的“白霜”顯著減輕，但是也造成對土體內(nèi)外強(qiáng)度差別很大的現(xiàn)象，特別是遺址的透氣性降低甚至不透氣，使遺址內(nèi)外無法進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，同時(shí)可溶鹽仍然存在于土遺址或壁畫之中，并始終隨環(huán)境溫濕度的變化而溶解、結(jié)晶、再溶解、再結(jié)晶，導(dǎo)致土遺址內(nèi)部松動，保護(hù)層與內(nèi)部土體黏著變差，容易使表面龜裂、成片脫落或整體脫落。

（二）化學(xué)方法

國內(nèi)外目前專門用于防治土遺址與壁畫鹽害的化學(xué)方法的研究還較少，大部分研究都集中在建筑泛白現(xiàn)象的治理和防護(hù)上。

肖秀芝在《水泥混凝土表面凝霜的防止對策》一文中提出用3%左右的草酸和鹽酸處理凝霜的水泥建筑。但是會對建筑表面造成一定程度的損害，不能在具有歷史價(jià)值的土遺址上使用。

在國外，馬泰尼等人嘗試過用有機(jī)硫酸鹽和草酸。道爾蒂等人也在其著文中介紹了人工草酸鈣在保護(hù)古色古香的大理石雕塑和壁畫外觀治療中的應(yīng)用。但這些材料在土遺址上的應(yīng)用效果還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

三、鹽析抑制材料的研究與應(yīng)用

鹽晶體的生長是由溶液的過飽和度和結(jié)晶的位置所決定的。當(dāng)前，土遺址鹽析抑制劑研制的基本思路是延遲成核和修改本體溶液中晶體生長速率的試劑，哪怕非常少量，也可以大大改變過飽和水平，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)在對于控制損害上有幫助?？茖W(xué)工作者依據(jù)這個(gè)原理開展了對鹽析抑制劑的研究，目前已取得了一些成就，但在應(yīng)用方面還主要集中在石油、化工、水利等領(lǐng)域。

國內(nèi)這方面也有一些研究成果。1992年鄭若芝、張國釗在石油鉆探中為解決飽和鹽水鉆進(jìn)液體系因溫差引起鹽重結(jié)晶析出，防止井徑擴(kuò)大、鹽卡等井下復(fù)雜事故而研制的NTA（氯川三乙酰胺）鹽重結(jié)晶抑制劑對氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂等多種鹽類有明顯抑制效果。同時(shí)他們還比較了氯化鎘、亞鐵氰化鉀和NTA的效果，氯化鎘在pH>8，亞鐵氰化鉀在pH>9時(shí)都失去了抑制能力，而NTA在寬廣的pH范圍內(nèi)抑制性能穩(wěn)定。

重慶大學(xué)環(huán)境與化學(xué)化工學(xué)院的侯長軍等人研究K2SO4在NH4+、Cl-、SO2-等離子構(gòu)成的混合體系中結(jié)晶時(shí)，Al3+、Fe3+、Mg2+、Fe2+、Cu2+對K2SO4結(jié)晶過程均產(chǎn)生影響，Al3+、Fe3+對K2SO4 有抑制作用。同時(shí)他指出，造成這種現(xiàn)象的原因是雜質(zhì)對 K2SO4 結(jié)晶的作用機(jī)理不同。雜質(zhì)存在使溶液的過飽和度發(fā)生變化 。溶解度變化的原因既有鹽析反應(yīng)，也可能有化學(xué)相互作用。同時(shí)他指出雜質(zhì)還可能對成核速率發(fā)生作用， 因?yàn)殡s質(zhì)粒子可能直接參與核前締合物的長大過程，可吸附在結(jié)晶中心的表面上， 結(jié)果造成了K2SO4 成核的變慢或者加快。

雖然鹽析抑制劑在預(yù)防多孔材料的鹽腐蝕上應(yīng)用的可能性還有爭議。無可非議的是，它作為一種有潛力的建筑材料甚至是土遺址、壁畫酥堿病的解決手段已經(jīng)引起一些國外專家的重視。

荷蘭代爾夫特科技大學(xué)的芭芭拉和羅勃等人對三個(gè)不同的材料（砂石、磚、石灰石）和兩種類型的污染鹽（氯化鈉和硫酸鈉）以及兩個(gè)類型的抑制劑NaFeC（六氰合亞鐵酸鈉）和DTMP（二乙烯三胺五甲叉膦酸）進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，并用環(huán)境掃描電鏡（ESEM）觀察在抑制劑存在的材料表面的鹽分結(jié)晶形態(tài)的影響后，發(fā)現(xiàn)NaFeC在應(yīng)用于含氯化鈉濃度較高的石灰石，能提高磚的干燥度并改善外觀，而對砂巖效果非常有限。DTMP能改善和干燥含硫酸鈉濃度的砂巖，但并沒有對磚和石灰石有干燥的影響。卡洛斯， 露西亞等人進(jìn)一步指出[Fe(CN)6]4-在濃度范圍從2.48 × 10-4到2.85×10-3鎂對氯化鈉的結(jié)晶抑制效果顯著。

菲尼克斯在《化學(xué)工程師》雜志上論述氯化鎘對一價(jià)無機(jī)鹽重結(jié)晶有明顯的抑制效果。美國蓋蒂保護(hù)研究所的查爾斯等人研究了K4Fe(CN)6對NaCl和Na2SO4的作用，將0.1%~1%的K4Fe(CN)6加入到含有NaCl的石灰?guī)r中，結(jié)果加快了NaCl透過石灰?guī)r的速率并在表面形成了大量的樹狀結(jié)晶且沒有破壞石塊。對Na2SO4做同樣的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果只有在低濃度下才有顯著的效果。

恩卡納西翁、魯伊斯等人將幾種膦酸脂作為有潛力的古建筑與雕像的膦酸脂鹽析抑制劑進(jìn)行了使用pH環(huán)境的測試，從而得出HEDP（1－羥基亞乙基二磷酸）、ATMP（氨基三亞甲基叉膦酸）和DTPMP（二乙烯三胺五甲叉膦酸）這三種膦酸脂在中度堿性（pH在8～8.5）的環(huán)境下能有效抑制硫酸鈉鹽溶液結(jié)晶，但是它的實(shí)用性和節(jié)約性尚沒有得到驗(yàn)證。

四、土遺址鹽析抑制材料的發(fā)展趨勢

土遺址鹽析抑制材料今后將在文保工作中會得到越來越廣泛的應(yīng)用，土遺址防鹽害保護(hù)材料今后發(fā)展，須向幾大原則逐步靠攏：首先是不改變土遺址原貌，其次具有良好的透氣性，使遺址內(nèi)外能夠順利進(jìn)行物質(zhì)和能量交換；第三是防塵吸附性、防植被及微生物生長等性能；第四是材料價(jià)格低廉，施工工藝簡單；最后，須根據(jù)不同自然條件的土遺址研發(fā)不同性能的土遺址防鹽害保護(hù)材料。

土遺址作為一種重要文化載體，具有重要的歷史、文化和科技內(nèi)涵，對土遺址的病害治理要慎之又慎。要求土遺址防鹽保護(hù)材料在符合文物保護(hù)原則的前提下還要和土遺址本體保護(hù)相結(jié)合，根據(jù)土遺址鹽析抑制劑的抑鹽機(jī)理，借鑒一些國內(nèi)外的案例，對一些有潛力的保護(hù)材料進(jìn)行測試，開發(fā)出具有優(yōu)良性能的防鹽材料，在室內(nèi)試驗(yàn)和土遺址局部試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對土遺址進(jìn)行保護(hù)，這樣才能更有效地防止鹽分對土遺址的侵害，取得較好的保護(hù)效果。

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