略论出水文物的保护

略论出水文物的保护水域占地球表面积的71%，自先人类就把水域作为生存活动的空间。在大海、江河、湖泊等一切水域内，遗留有古代人类的文化古迹与遗物。经过陆地检查和海上打捞挖掘人类在大海上活动的文化遗留，来研究先人开发利用水域的历程，为航海史、河运史、贸易史、造船史、港口建设史、国际文化沟通史的研究提供科学依据。水下文物的检查和打捞工作，有其独到的技术和方法，它必须宽泛地应用自然科学的理论和工程技术手段。本文概括抢救性保护修复出水文物的有效方法，包括保护船体和遗物。船体保护古代沉船的船体大多数为木质，大海挖掘出水的木质船构件含水率280%以上，出水后保留环境的改变会使木质船构件出现干燥、龟裂、变形、剥落等现象。特别是船体拆卸后分别的出水船板因变形难以再拼合成为完整的船体。木质船构件打捞出水后要立刻进行脱水定型加固等多种技术举措，以利于之后的整体还原。出水的饱水木质船构件的脱水定型方法有聚乙二醇法、冰冻升华干燥法、自然迟缓脱水法等。1.1聚乙二醇法聚乙二醇法是饱水木质文物脱水渗透加固常用的方法。渗透加固法是将无机材料和有机高分子材料注射、压迫或渗透入木材内，填充木材的孔隙和细胞，当保护材料固化后，对木细胞起到充填、加固、支撑作用，防止木纤维收缩，这是办理饱水木材脱水、定形、加固最有效的方法。按渗透材料的不同，可分为单体渗透聚合法、非水溶性高分子材料渗透加固法和水溶性高分子材料渗透加固法。1.1.1单体渗透聚合法将高分子单体渗透至木材中，再使单體在木材组织中聚合，以固化木材组织，如乙二醛法。1.1.2非水溶性高分子材料渗透加固法先用有机溶剂置换木材组织中的水分，再将非水溶性高分子化合物渗透至木材组织内，如醇醚树脂连浸法。当乙醇将水分全部置换之后，在醚与醇置换的后期，将木材置于乙醚与树脂的溶液中，待乙醚挥发，则渗入木材组织的树脂固化。所用树脂有达玛树脂、乳香胶、松香等。1.1.3水溶性高分子材料渗透加固法将水溶性的高分子化合物渗透于木材细胞组织中，置换出木材中的水分，并使其固化。此类高分子渗透加固材料有聚乙二醇、脲醛树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等。1.2真空干燥定形法真空干燥定形法是使饱水木材在真空环境中脱去水分而干燥定形的方法。其特点是需要真空干燥设施。详细方法有真空干燥法、加热真空干燥法、冰冻真空干燥法。1.2.1真空干燥法将饱水木材经冲洗、称量、拍照记录等准备工作达成后，置于真空干燥器内，进行抽真空，使饱水木材内的水分脱出。当干燥器内真空度抽至700mmHg之后，就封闭真空系统，停止抽真空。待真空度降至500mmHg后，再持续抽真空脱水，如此频频直至器物恒重。用该法脱水，真空度高的要比真空度低的效果要好，真空度太低，不单脱水时间长，且易变形。1.2.2加热真空干燥法在真空环境中，饱水木材内部的水分可向外移动，当内部温度上涨，水分对木材的附着力减小，则木材内部的水分更易产生移动，减压后木材内部与外部存在压力差，木材内水分则外移。同时由于减压，木材表面的蒸发量突然增大，水分则自内部向外移动。1.2.3冰冻真空干燥法饱水木材中的水分在低温下被冻结成冰，而转入真空环境中则升华，达到脱水的目的，这是一种办理饱水木材较有前途的方法。用固体二氧化碳（-80℃）、液态氧（-182℃）都可使木材冻结。但直接冰冻的方法会使木材发生一定程度的开裂。为防备冰冻过程中出现冻裂现象，可用叔丁醇代替木材中的水，然后再冻结，效果为佳。叔丁醇在低温下有与木材相像的膨胀系数，所以在速冻时器物可免致破裂。叔丁醇在真空状态下直接由冻结的固体升华时，其表面张力较小，也不会使饱水木材被损坏。除此以外，室外还能够使用自然冷冻脱水的方法，即在严寒冰冻季节，将饱水的古船木构件置于室外冰冻。保持冷冻状态下，利用气候的温差或人为制造的温差，使冰冻木构件的表面蒸汽压低于船木构件内部冰的饱和蒸汽压，此压差造成船木构件内部冰的水分子直接升华，达到脱水定形的目的。但此方法有限制性。1.3自然迟缓脱水法将出水木船构件在特定的环境中，极其迟缓地进行脱水。这个特定的环境应是相当稳定的，其相对湿度要比正常室内的湿度高，比饱和水蒸气环境又要略低些，即能够使木船构件中的水分迟缓地蒸发出来。出土后的木船构件仍持续浸入水中保留，使其持续处于平衡状态，不发生损坏性变化。欲使木船构件脱水，就要打破平衡状态，自然迟缓脱水法例要使平衡状态极为迟缓地改变，木船构件中的水分渐渐地散发。水分别发越慢，脱水效果越好，最终达成文物保护的目标。自然迟缓脱水的方法，依其所创建的特定环境之不同，有高湿度控制室脱水法、塑料薄膜封闭脱水法、掩埋脱水法、干燥器封闭脱水法、恒温脱水法、无机盐控制环境法、甘油喷涂法、硅胶脱水法等。这些脱水定形的自然迟缓干燥法，虽然操作程序和所需条件各异，但总的特点是简易易行、经济合用、对木船构件无副作用，保持了文物的原貌，因此是实用的脱水方法。遗物保护2.1大海出水遗物的特点沉船遗物以古代运载货物为主，其余多为海员乘客的生活用品和船体的隶属设施，材料质地多样，既有金属、陶瓷、木材，也有石材、玻璃、纺织品、漆器、骨器等。关于大海出水的遗物，除了各类文物保护的惯例方法外，特殊之处是脱盐、脱水和消除海生物沉积层。经保护办理后的文物，必须分类置于其所需的最正确环境中保留。海水是含盐量高的液体，各样可溶性盐的离子都渗透到质地不一的沉船遗物的毛细孔中。沉船遗物打捞出海后水分急剧蒸发，可溶性盐类就会在遗物内部或许表面不断析出，最终形成盐类结晶。铁、铜等金属器物由于氯化物的存在，腐化生锈加剧，铜器滋生延伸有害铜锈，铁器生成的氯化铁，使腐化生锈作用循环往返。陶瓷器因盐类结晶，釉层剥落甚至胎体崩裂。当出水保留环境潮湿时，析出的结晶物会再溶解，返回胎体内部，如此频频作用，使出水文物进一步受损，故陶瓷器出水脱除盐分是必须进行的一个步骤。大海环境对沉船遗物造成的另一种常有到的危害就是大海生物的附着沉积。沉船遗物大多数别落在海底平面上，极易被大海生物附着（图1）。这类大海生物主要有珊瑚、海蛎、盘管虫等，它们的躯体成分为碳酸钙，质地坚硬，与器物本身联合紧密，不易去除。大海文物沉积覆盖层不单会包裹器物的全部或大多数，使文物保护者见不到器形和纹饰，更加严重的是，大海生物会吸附可溶性盐类，长久陪伴出水文物本体。①出自海水中的铁器必有氯化物残存，致使铁器腐化。铁器上的氯化铁会潮解，吸收空气中的水分，于器表形成棕色水珠，这种“出汗”现象表示铁器在腐化反响进行中，形成新的氯化物，腐化将循环下去。铁器从海水中取出后，腐化会加速，铸铁尤为严重。铸铁在海水中腐化，使石墨积留在铁器表面，出水后空气中的氧经过碳层抵达铁基体，发生快速氧化，出现发热现状，并使表面的石墨与内部铁基体剥落。铁器打捞出海后，可将其浸入2%的氢氧化钠或5%的碳酸氢钠溶液中，也可用浸满上述碱液的麻布包裹，并实时补充碱液使之保留在相对稳定的弱碱性环境中。随即以机械方法消除海生物沉积层（图2），用蒸馏水频频浸泡使之脱盐，直至以硝酸银查验浸液中无氯化物之絮状物为止。然后快速烘干，经修复技术程序，使器物修复达成并于干燥环境中保留。②木质器物、纺织物、皮革制品等出海水后，要保留在潮湿环境中，去除海生物沉积层和脱盐后，要分别进行脱水干燥、定型加固等技术处理。③大海沉船旧址打捞出水的陶瓷器，原已出现不同程度的劣化变质，保留环境的急巨变化，容易致使陶瓷器快速损毁，所以出水陶瓷器应采取紧迫抢救性保护技术举措。由于陶瓷器是沉船旧址打捞出水的主要文物，故对出水陶瓷器的材料质地、劣化因素和保护技术工艺做专题叙述。2.2前期准备工作水下古代遗存在富水环境中保留年久，保留环境已处于相对稳定的状态。经过水下考古过程出水，特别是从海水中打捞出的文物，环境的突然变化，大体率会致使文物快速劣化。因此，出水文物的紧迫抢救性保护，必须在文物出水前就做好充分技术准备，待文物出水后，就能够立刻进入出水文物保护程序。①采集信息。将待修陶瓷器的信息资料收集齐备，包括影像数据（摄影、录像、画图）、文件资料（检查聚集该文物出水以来的文字数据，如埋藏环境、水下考古挖掘报告、文物保护研究论著等）、保留资料（入馆入库后的保留环境、修复保留经历、提取使用状况等）。并成立文物修复技术档案。②制订方案。根据文物的详细情况，从成熟的修复方法中优选适宜的修复工艺，制订出修复方案。对新技术、新工艺、新材料的应用，必须先进行试验研究，并经专家论证后方可列入文物修复方案。③剖析材质。使用现代剖析检测仪器，对出水的陶瓷器进行全面系统的剖析，包括胎体、釉料、颜料的化学成分、微观容貌、制作工艺、烧成温度、制作年月、胎体孔隙率、劣化产物、附着污物等。特别是对残损待修复的陶瓷器，应先取样剖析检测再做修复。用电子显微及微区剖析、扫描电子显微镜、X射线荧光能谱剖析、X射线荧光剖析等手段测定陶瓷器的元素组成;用X射线衍射剖析测定陶瓷器的物质构造;用热释光技术测定陶制品的制作年月等。古代陶器的制作成型方法有捏塑法、板制法、轮制法、模制法、泥条围筑法和泥条盘筑法等，这些制作工艺信息可经过肉眼察看、显微镜察看和X射线探伤技术获得正确的答案。X射线探伤技术可以清楚地察看到器物胎体内部的夹杂物颗粒、孔隙形狀散布、修复印迹等。进行陶瓷器材质的综合剖析研究，查明出水陶瓷器的劣化变质规律。其检测的信息数据，不单为保护修复技术提供了科学依据，也为陶瓷器的判定辨伪提供了有力的佐证。2.3陶瓷器的材料和劣化陶瓷器是以天然硅酸盐为原料，经过不同的加工工艺，制成造型各异的陶制品和瓷制品的总称。硅酸盐在自然界散布很广，是地壳的主要成分，包手长石、粘土、高岭土、滑石、云母等矿物。它们是多种碱性氧化物和酸性氧化物相联合的产物，化学性质较为稳定，硬度大，耐火阻燃。陶器的原料为粘土，是地壳表层的黏性土，主要由占30%以上的粒度小于0.005mm的细小分别矿物细粒组成，是以二氧化硅为主的无机混淆物。粘土中仅含少量的高岭土（观音土），或许根本就不含高岭土。经过配料、制胎、成型、干燥、焙烧等一系列制陶技术工艺，即可制成陶质器物和艺术品。陶器的焙烧温度一般为600～700℃，较高的有800～900℃，超过1000℃的情况也有。陶器表面一般无釉或施低温釉。陶器种类好多，大概可分为灰陶、黑陶、红陶、白陶、彩陶、釉陶等。它们体现出一定的颜色与坯体原料及焙烧后期的火焰控制相关。彩陶是在陶器上用红、黑、赭、白等颜料绘制后焙烧而成。用颜料绘制后，未经与坯体同时焙烧的，其色彩不牢，经水浸或擦拭即脱色，此为彩绘陶。彩陶俑为陶质雕塑艺术品，同样以粘土为原料，经配料、雕塑、干燥、焙烧、彩绘而成。陶器胎质粗松多孔，敲击声不脆，具吸水性，一般吸水率为8%～10%。在地下潮湿环境或水中，可溶性盐类及其他杂质均可深入到器物内部，器物表面也会沾染污垢或覆盖凝固物。陶器出水后，由于环境的变化，渗入器物内的盐类物质会频频出现结晶和溶解现象，使器物强度降低，易酥粉破裂。瓷器是以高岭土为原料，经过练泥、配料、制胎、成型、上釉、干燥、焙烧等技术工艺制成的器物或艺术品。高岭土也称为瓷土，一般呈白色略带浅黄、浅蓝色，因最初发现于江西景德镇邻近的高岭地域而得名。高岭土是花岗岩、片麻岩等各样结晶岩矿物损坏后的产