略論出水文物的保護(hù)

略論出水文物的保護(hù)水域占地球表面積的71%，自先人類就把水域作為生存活動(dòng)的空間。在大海、江河、湖泊等一切水域內(nèi)，遺留有古代人類的文化古跡與遺物。經(jīng)過(guò)陸地檢查和海上打撈挖掘人類在大海上活動(dòng)的文化遺留，來(lái)研究先人開發(fā)利用水域的歷程，為航海史、河運(yùn)史、貿(mào)易史、造船史、港口建設(shè)史、國(guó)際文化溝通史的研究提供科學(xué)依據(jù)。水下文物的檢查和打撈工作，有其獨(dú)到的技術(shù)和方法，它必須寬泛地應(yīng)用自然科學(xué)的理論和工程技術(shù)手段。本文概括搶救性保護(hù)修復(fù)出水文物的有效方法，包括保護(hù)船體和遺物。船體保護(hù)古代沉船的船體大多數(shù)為木質(zhì)，大海挖掘出水的木質(zhì)船構(gòu)件含水率280%以上，出水后保留環(huán)境的改變會(huì)使木質(zhì)船構(gòu)件出現(xiàn)干燥、龜裂、變形、剝落等現(xiàn)象。特別是船體拆卸后分別的出水船板因變形難以再拼合成為完整的船體。木質(zhì)船構(gòu)件打撈出水后要立刻進(jìn)行脫水定型加固等多種技術(shù)舉措，以利于之后的整體還原。出水的飽水木質(zhì)船構(gòu)件的脫水定型方法有聚乙二醇法、冰凍升華干燥法、自然遲緩脫水法等。1.1聚乙二醇法聚乙二醇法是飽水木質(zhì)文物脫水滲透加固常用的方法。滲透加固法是將無(wú)機(jī)材料和有機(jī)高分子材料注射、壓迫或滲透入木材內(nèi)，填充木材的孔隙和細(xì)胞，當(dāng)保護(hù)材料固化后，對(duì)木細(xì)胞起到充填、加固、支撐作用，防止木纖維收縮，這是辦理飽水木材脫水、定形、加固最有效的方法。按滲透材料的不同，可分為單體滲透聚合法、非水溶性高分子材料滲透加固法和水溶性高分子材料滲透加固法。1.1.1單體滲透聚合法將高分子單體滲透至木材中，再使單體在木材組織中聚合，以固化木材組織，如乙二醛法。1.1.2非水溶性高分子材料滲透加固法先用有機(jī)溶劑置換木材組織中的水分，再將非水溶性高分子化合物滲透至木材組織內(nèi)，如醇醚樹脂連浸法。當(dāng)乙醇將水分全部置換之后，在醚與醇置換的后期，將木材置于乙醚與樹脂的溶液中，待乙醚揮發(fā)，則滲入木材組織的樹脂固化。所用樹脂有達(dá)瑪樹脂、乳香膠、松香等。1.1.3水溶性高分子材料滲透加固法將水溶性的高分子化合物滲透于木材細(xì)胞組織中，置換出木材中的水分，并使其固化。此類高分子滲透加固材料有聚乙二醇、脲醛樹脂、酚醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂等。1.2真空干燥定形法真空干燥定形法是使飽水木材在真空環(huán)境中脫去水分而干燥定形的方法。其特點(diǎn)是需要真空干燥設(shè)施。詳細(xì)方法有真空干燥法、加熱真空干燥法、冰凍真空干燥法。1.2.1真空干燥法將飽水木材經(jīng)沖洗、稱量、拍照記錄等準(zhǔn)備工作達(dá)成后，置于真空干燥器內(nèi)，進(jìn)行抽真空，使飽水木材內(nèi)的水分脫出。當(dāng)干燥器內(nèi)真空度抽至700mmHg之后，就封閉真空系統(tǒng)，停止抽真空。待真空度降至500mmHg后，再持續(xù)抽真空脫水，如此頻頻直至器物恒重。用該法脫水，真空度高的要比真空度低的效果要好，真空度太低，不單脫水時(shí)間長(zhǎng)，且易變形。1.2.2加熱真空干燥法在真空環(huán)境中，飽水木材內(nèi)部的水分可向外移動(dòng)，當(dāng)內(nèi)部溫度上漲，水分對(duì)木材的附著力減小，則木材內(nèi)部的水分更易產(chǎn)生移動(dòng)，減壓后木材內(nèi)部與外部存在壓力差，木材內(nèi)水分則外移。同時(shí)由于減壓，木材表面的蒸發(fā)量突然增大，水分則自內(nèi)部向外移動(dòng)。1.2.3冰凍真空干燥法飽水木材中的水分在低溫下被凍結(jié)成冰，而轉(zhuǎn)入真空環(huán)境中則升華，達(dá)到脫水的目的，這是一種辦理飽水木材較有前途的方法。用固體二氧化碳（-80℃）、液態(tài)氧（-182℃）都可使木材凍結(jié)。但直接冰凍的方法會(huì)使木材發(fā)生一定程度的開裂。為防備冰凍過(guò)程中出現(xiàn)凍裂現(xiàn)象，可用叔丁醇代替木材中的水，然后再凍結(jié)，效果為佳。叔丁醇在低溫下有與木材相像的膨脹系數(shù)，所以在速凍時(shí)器物可免致破裂。叔丁醇在真空狀態(tài)下直接由凍結(jié)的固體升華時(shí)，其表面張力較小，也不會(huì)使飽水木材被損壞。除此以外，室外還能夠使用自然冷凍脫水的方法，即在嚴(yán)寒冰凍季節(jié)，將飽水的古船木構(gòu)件置于室外冰凍。保持冷凍狀態(tài)下，利用氣候的溫差或人為制造的溫差，使冰凍木構(gòu)件的表面蒸汽壓低于船木構(gòu)件內(nèi)部冰的飽和蒸汽壓，此壓差造成船木構(gòu)件內(nèi)部冰的水分子直接升華，達(dá)到脫水定形的目的。但此方法有限制性。1.3自然遲緩脫水法將出水木船構(gòu)件在特定的環(huán)境中，極其遲緩地進(jìn)行脫水。這個(gè)特定的環(huán)境應(yīng)是相當(dāng)穩(wěn)定的，其相對(duì)濕度要比正常室內(nèi)的濕度高，比飽和水蒸氣環(huán)境又要略低些，即能夠使木船構(gòu)件中的水分遲緩地蒸發(fā)出來(lái)。出土后的木船構(gòu)件仍持續(xù)浸入水中保留，使其持續(xù)處于平衡狀態(tài)，不發(fā)生損壞性變化。欲使木船構(gòu)件脫水，就要打破平衡狀態(tài)，自然遲緩脫水法例要使平衡狀態(tài)極為遲緩地改變，木船構(gòu)件中的水分漸漸地散發(fā)。水分別發(fā)越慢，脫水效果越好，最終達(dá)成文物保護(hù)的目標(biāo)。自然遲緩脫水的方法，依其所創(chuàng)建的特定環(huán)境之不同，有高濕度控制室脫水法、塑料薄膜封閉脫水法、掩埋脫水法、干燥器封閉脫水法、恒溫脫水法、無(wú)機(jī)鹽控制環(huán)境法、甘油噴涂法、硅膠脫水法等。這些脫水定形的自然遲緩干燥法，雖然操作程序和所需條件各異，但總的特點(diǎn)是簡(jiǎn)易易行、經(jīng)濟(jì)合用、對(duì)木船構(gòu)件無(wú)副作用，保持了文物的原貌，因此是實(shí)用的脫水方法。遺物保護(hù)2.1大海出水遺物的特點(diǎn)沉船遺物以古代運(yùn)載貨物為主，其余多為海員乘客的生活用品和船體的隸屬設(shè)施，材料質(zhì)地多樣，既有金屬、陶瓷、木材，也有石材、玻璃、紡織品、漆器、骨器等。關(guān)于大海出水的遺物，除了各類文物保護(hù)的慣例方法外，特殊之處是脫鹽、脫水和消除海生物沉積層。經(jīng)保護(hù)辦理后的文物，必須分類置于其所需的最正確環(huán)境中保留。海水是含鹽量高的液體，各樣可溶性鹽的離子都滲透到質(zhì)地不一的沉船遺物的毛細(xì)孔中。沉船遺物打撈出海后水分急劇蒸發(fā)，可溶性鹽類就會(huì)在遺物內(nèi)部或許表面不斷析出，最終形成鹽類結(jié)晶。鐵、銅等金屬器物由于氯化物的存在，腐化生銹加劇，銅器滋生延伸有害銅銹，鐵器生成的氯化鐵，使腐化生銹作用循環(huán)往返。陶瓷器因鹽類結(jié)晶，釉層剝落甚至胎體崩裂。當(dāng)出水保留環(huán)境潮濕時(shí)，析出的結(jié)晶物會(huì)再溶解，返回胎體內(nèi)部，如此頻頻作用，使出水文物進(jìn)一步受損，故陶瓷器出水脫除鹽分是必須進(jìn)行的一個(gè)步驟。大海環(huán)境對(duì)沉船遺物造成的另一種常有到的危害就是大海生物的附著沉積。沉船遺物大多數(shù)別落在海底平面上，極易被大海生物附著（圖1）。這類大海生物主要有珊瑚、海蠣、盤管蟲等，它們的軀體成分為碳酸鈣，質(zhì)地堅(jiān)硬，與器物本身聯(lián)合緊密，不易去除。大海文物沉積覆蓋層不單會(huì)包裹器物的全部或大多數(shù)，使文物保護(hù)者見不到器形和紋飾，更加嚴(yán)重的是，大海生物會(huì)吸附可溶性鹽類，長(zhǎng)久陪伴出水文物本體。①出自海水中的鐵器必有氯化物殘存，致使鐵器腐化。鐵器上的氯化鐵會(huì)潮解，吸收空氣中的水分，于器表形成棕色水珠，這種“出汗”現(xiàn)象表示鐵器在腐化反響進(jìn)行中，形成新的氯化物，腐化將循環(huán)下去。鐵器從海水中取出后，腐化會(huì)加速，鑄鐵尤為嚴(yán)重。鑄鐵在海水中腐化，使石墨積留在鐵器表面，出水后空氣中的氧經(jīng)過(guò)碳層抵達(dá)鐵基體，發(fā)生快速氧化，出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)狀，并使表面的石墨與內(nèi)部鐵基體剝落。鐵器打撈出海后，可將其浸入2%的氫氧化鈉或5%的碳酸氫鈉溶液中，也可用浸滿上述堿液的麻布包裹，并實(shí)時(shí)補(bǔ)充堿液使之保留在相對(duì)穩(wěn)定的弱堿性環(huán)境中。隨即以機(jī)械方法消除海生物沉積層（圖2），用蒸餾水頻頻浸泡使之脫鹽，直至以硝酸銀查驗(yàn)浸液中無(wú)氯化物之絮狀物為止。然后快速烘干，經(jīng)修復(fù)技術(shù)程序，使器物修復(fù)達(dá)成并于干燥環(huán)境中保留。②木質(zhì)器物、紡織物、皮革制品等出海水后，要保留在潮濕環(huán)境中，去除海生物沉積層和脫鹽后，要分別進(jìn)行脫水干燥、定型加固等技術(shù)處理。③大海沉船舊址打撈出水的陶瓷器，原已出現(xiàn)不同程度的劣化變質(zhì)，保留環(huán)境的急巨變化，容易致使陶瓷器快速損毀，所以出水陶瓷器應(yīng)采取緊迫搶救性保護(hù)技術(shù)舉措。由于陶瓷器是沉船舊址打撈出水的主要文物，故對(duì)出水陶瓷器的材料質(zhì)地、劣化因素和保護(hù)技術(shù)工藝做專題敘述。2.2前期準(zhǔn)備工作水下古代遺存在富水環(huán)境中保留年久，保留環(huán)境已處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。經(jīng)過(guò)水下考古過(guò)程出水，特別是從海水中打撈出的文物，環(huán)境的突然變化，大體率會(huì)致使文物快速劣化。因此，出水文物的緊迫搶救性保護(hù)，必須在文物出水前就做好充分技術(shù)準(zhǔn)備，待文物出水后，就能夠立刻進(jìn)入出水文物保護(hù)程序。①采集信息。將待修陶瓷器的信息資料收集齊備，包括影像數(shù)據(jù)（攝影、錄像、畫圖）、文件資料（檢查聚集該文物出水以來(lái)的文字?jǐn)?shù)據(jù)，如埋藏環(huán)境、水下考古挖掘報(bào)告、文物保護(hù)研究論著等）、保留資料（入館入庫(kù)后的保留環(huán)境、修復(fù)保留經(jīng)歷、提取使用狀況等）。并成立文物修復(fù)技術(shù)檔案。②制訂方案。根據(jù)文物的詳細(xì)情況，從成熟的修復(fù)方法中優(yōu)選適宜的修復(fù)工藝，制訂出修復(fù)方案。對(duì)新技術(shù)、新工藝、新材料的應(yīng)用，必須先進(jìn)行試驗(yàn)研究，并經(jīng)專家論證后方可列入文物修復(fù)方案。③剖析材質(zhì)。使用現(xiàn)代剖析檢測(cè)儀器，對(duì)出水的陶瓷器進(jìn)行全面系統(tǒng)的剖析，包括胎體、釉料、顏料的化學(xué)成分、微觀容貌、制作工藝、燒成溫度、制作年月、胎體孔隙率、劣化產(chǎn)物、附著污物等。特別是對(duì)殘損待修復(fù)的陶瓷器，應(yīng)先取樣剖析檢測(cè)再做修復(fù)。用電子顯微及微區(qū)剖析、掃描電子顯微鏡、X射線熒光能譜剖析、X射線熒光剖析等手段測(cè)定陶瓷器的元素組成;用X射線衍射剖析測(cè)定陶瓷器的物質(zhì)構(gòu)造;用熱釋光技術(shù)測(cè)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、輪制法、模制法、泥條圍筑法和泥條盤筑法等，這些制作工藝信息可經(jīng)過(guò)肉眼察看、顯微鏡察看和X射線探傷技術(shù)獲得正確的答案。X射線探傷技術(shù)可以清楚地察看到器物胎體內(nèi)部的夾雜物顆粒、孔隙形狀散布、修復(fù)印跡等。進(jìn)行陶瓷器材質(zhì)的綜合剖析研究，查明出水陶瓷器的劣化變質(zhì)規(guī)律。其檢測(cè)的信息數(shù)據(jù)，不單為保護(hù)修復(fù)技術(shù)提供了科學(xué)依據(jù)，也為陶瓷器的判定辨?zhèn)翁峁┝擞辛Φ淖糇C。2.3陶瓷器的材料和劣化陶瓷器是以天然硅酸鹽為原料，經(jīng)過(guò)不同的加工工藝，制成造型各異的陶制品和瓷制品的總稱。硅酸鹽在自然界散布很廣，是地殼的主要成分，包手長(zhǎng)石、粘土、高嶺土、滑石、云母等礦物。它們是多種堿性氧化物和酸性氧化物相聯(lián)合的產(chǎn)物，化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，硬度大，耐火阻燃。陶器的原料為粘土，是地殼表層的黏性土，主要由占30%以上的粒度小于0.005mm的細(xì)小分別礦物細(xì)粒組成，是以二氧化硅為主的無(wú)機(jī)混淆物。粘土中僅含少量的高嶺土（觀音土），或許根本就不含高嶺土。經(jīng)過(guò)配料、制胎、成型、干燥、焙燒等一系列制陶技術(shù)工藝，即可制成陶質(zhì)器物和藝術(shù)品。陶器的焙燒溫度一般為600～700℃，較高的有800～900℃，超過(guò)1000℃的情況也有。陶器表面一般無(wú)釉或施低溫釉。陶器種類好多，大概可分為灰陶、黑陶、紅陶、白陶、彩陶、釉陶等。它們體現(xiàn)出一定的顏色與坯體原料及焙燒后期的火焰控制相關(guān)。彩陶是在陶器上用紅、黑、赭、白等顏料繪制后焙燒而成。用顏料繪制后，未經(jīng)與坯體同時(shí)焙燒的，其色彩不牢，經(jīng)水浸或擦拭即脫色，此為彩繪陶。彩陶俑為陶質(zhì)雕塑藝術(shù)品，同樣以粘土為原料，經(jīng)配料、雕塑、干燥、焙燒、彩繪而成。陶器胎質(zhì)粗松多孔，敲擊聲不脆，具吸水性，一般吸水率為8%～10%。在地下潮濕環(huán)境或水中，可溶性鹽類及其他雜質(zhì)均可深入到器物內(nèi)部，器物表面也會(huì)沾染污垢或覆蓋凝固物。陶器出水后，由于環(huán)境的變化，滲入器物內(nèi)的鹽類物質(zhì)會(huì)頻頻出現(xiàn)結(jié)晶和溶解現(xiàn)象，使器物強(qiáng)度降低，易酥粉破裂。瓷器是以高嶺土為原料，經(jīng)過(guò)練泥、配料、制胎、成型、上釉、干燥、焙燒等技術(shù)工藝制成的器物或藝術(shù)品。高嶺土也稱為瓷土，一般呈白色略帶淺黃、淺藍(lán)色，因最初發(fā)現(xiàn)于江西景德鎮(zhèn)鄰近的高嶺地域而得名。高嶺土是花崗巖、片麻巖等各樣結(jié)晶巖礦物損壞后的產(chǎn)