紙條檢測法對第８５窟壁畫空鼓灌漿脫鹽效果的評估

內容摘要：實驗得出不損傷壁畫的紙條檢測法與壁畫表面鹽分含量的關系，并以此為根據，采用紙條法測定壁畫表面鹽分的含量狀態，評價壁畫空鼓灌漿后脫鹽的效果。結果表明壁畫空鼓灌漿所帶入的水分激活了地仗中的鹽分，使鹽分運移并大量地富集到壁畫的表面。保護筆的脫鹽效果十分顯著，紙條法測得保護筆脫鹽后Cl^-濃度降低約10個ppm，相當于保護筆脫鹽可以減少了壁畫表面地仗中所含1.6％的Cl^-的量，即可以去除掉未灌漿區域壁畫表面鹽分的80％。實驗證明紙條法可以應用于壁畫脫鹽效果的檢驗。

關鍵詞：莫高窟；壁畫；保護筆；脫鹽；評估

中圖分類號：K854.3；K879.41 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4106(2007)05-0045-04

一 第85窟壁畫空鼓灌漿及脫鹽簡介

壁畫地仗層與洞窟石壁局部分離的現象稱為空鼓。莫高窟第85窟有多處壁畫空鼓的病害，治理此病害采用灌漿方法，將灌漿材料注入地仗與巖體之間，使壁畫黏結固定于巖體。灌漿雖然將壁畫黏結到巖體上，治理了壁畫空鼓病害，但是由于壁畫地仗中含有大量的可溶鹽，據分析結果，其含量可達6％，因此灌漿時引入的水分溶解壁畫地仗中的可溶鹽并將其帶至壁畫表面，會對壁畫顏料層產生破壞。對此采用了脫鹽的工藝去除鹽分。方法是對灌漿區采用KCX60綿紙(金佰利北京有限公司生產的X-60型紙)加海綿墊做成墊板，支頂于灌漿區域(圖1)，隨時更換綿紙，直至壁畫干燥。

又采用保護筆(Preservation Pencil)對灌漿區與非灌漿區進行脫鹽處理，以進一步去除壁畫表面的鹽分。保護筆是一個超聲波霧化器(Pres-ervation Equipment Ltd.Norfolk，England IP224HQ)，水的霧氣通過噴嘴噴出到壁畫上，溶解一部分可溶鹽，采用綿紙迅速將水分粘除，可以去除掉壁畫表面的鹽分(圖2)。

二 紙條法檢驗結果與壁畫地仗表面中可溶鹽含量的關系

紙條檢測法是用浸水的一定大小的紙條輕輕粘貼于壁畫表面，放置一定時間后，取下并浸泡于去離子水中，檢測該溶液的Cl^-濃度。

1、紙條重量的偏差試驗

采用薄層色譜專用的紙張(型號81-24，New-ark，Delaware USA，19714)，將其裁成1cm×2cm的紙條(重量約0.04克，厚度1mm)，用鑷子夾住紙條的一角，在蒸餾水中浸泡約5秒鐘，取出時在容器的邊緣輕輕一抹(飽水的紙條重量約為0.16克，n=27，RSD=2％)，再將其放置于事先做好的6％含鹽量的模擬試塊上，紙條要完全與試塊黏合不留空隙，若有空隙，可用鑷子輕輕壓平。停留40秒鐘后用鑷子輕輕拿下紙條(此時水分進入試塊的量已達最大)。經檢測，放置浸濕的紙條后試塊的滲透深度約2mm，每個紙條上約有0.06克水分(n=27，RSD=2％)進入試塊中。

試驗表明，進行取樣前飽水的紙條可以保證樣品取樣的重復性。

2、紙條法測定壁畫表面Cl^-

紙條法取樣在莫高窟第85窟西壁進行。將浸水后的紙條輕輕貼于壁畫表面，按上述步驟進行取樣。鑷子取下紙條后放入盛有2ml去離子水浸泡液的小塑料管中。浸泡放置6小時后，用氯離子選擇電極(Thermo Orion Model 290型，美國波士頓Orion Resaerch公司；電極為Ther-mo Orion 9617BN)測定Cl^-濃度(10^-6)。

紙條法取樣完成后，在其旁邊無壁畫的地方取微巖心壁畫地仗樣品。鉆取壁畫表面2mm深度的壁畫地仗(微巖心鉆孔直徑約5mm)，采用同樣儀器和方法對所取土樣進行壁畫地仗中Cl^-百分含量的測定。

3、紙條法檢驗結果與地仗中Cl^-含量的關系

紙條法測定的氯離子濃度(10^-6)與壁畫地仗中Cl^-百分含量的測定結果見表1。

對分析結果按微巖心地仗樣品Cl^-含量為橫坐標，紙條法檢測結果Cl^-濃度(10^-)為縱坐標做關系曲線如圖6所示。

從以上分析可以看出，紙條法檢測的壁畫表面Cl^-濃度與壁畫地仗中的Cl^-含量具有相關性，其關系曲線為Y=6.27X+0.1005，曲線的相關系數r=0.9633，所以從紙條法得出的Cl^-濃度值根據公式可以計算出壁畫地仗表面中大致的Cl^-百分含量。由于莫高窟第85窟西壁壁畫地仗可溶鹽中NaCl是其主要成分，因此用紙條法得出的Cl^-濃度來表征壁畫地仗表面的可溶鹽含量是可行的。這使得用不破壞壁畫的紙條法來衡量第85窟壁畫空鼓灌漿脫鹽效果的檢驗有了依據。當然由于壁畫地仗表面松軟程度不同，也會給測定結果帶來一定的誤差。

三 紙條法對空鼓灌漿脫鹽效果檢驗的分析結果及討論

以莫高窟第85窟西壁為例試驗紙條法對空鼓灌漿脫鹽以及未進行灌漿區域脫鹽效果的檢驗評估。對第85窟西壁未處理的壁畫區域(non)、空鼓灌漿后KCX60綿紙脫鹽區(KCX60-gt)、灌漿后KCX60綿紙及保護筆脫鹽區(KCX60+pen-gt)以及未灌漿區保護筆脫鹽(pen-t)區域共87個點進行紙條法取樣分析，結果見表2。

對這四個區域紙條法測定結果平均值作圖(圖7)。

以上分析結果可以看出，壁畫經空鼓灌漿后，灌漿所帶入的水分激活了地仗中的鹽分，使鹽分運移并大量地富集到壁畫的表面(表2第2列，圖7中第2柱圖)，個別區域甚至有鹽分大量聚集的狀況，表現為數據較離散，相對標準偏差達40％以上。壁畫表面(1mm-2mm)的鹽分的富集正是造成壁畫損壞的主要因素，因此采用脫鹽技術去除壁畫表面的鹽分是十分必要的。但即便空鼓灌漿后立即用X-60綿紙進行了脫鹽，除去了一部分鹽分，壁畫表面的鹽分含量還仍高出未處理壁畫表面鹽分含量的一倍。經保護筆脫鹽后，壁畫表面的鹽分含量明顯降低，由圖7可以看出，保護筆脫鹽可以使得紙條法測得的Cl^-濃度降低約10個ppm，相當于保護筆脫鹽可以減少壁畫表面地仗中所含1.6％的Cl^-的量，即可以降低未灌漿區域壁畫表面鹽分的80％。由此可見保護筆脫鹽的效果十分顯著。

但是紙條法也有其自身的缺陷，壁畫表面的松軟程度會影響取樣的重復性；浸水后的紙條同樣也會將鹽分帶入壁畫底層，從而造成壁畫表面鹽分含量的降低，這雖然不會影響空鼓灌漿脫鹽效果的檢驗，但是會對由紙條法測得氯離子濃度值推算出來的壁畫表面鹽分的百分含量產生影響。這需要在今后做更深一步的研究。但是紙條法作為一種速度快、成本低的無損傷檢測方法來評估壁畫表面可溶鹽分含量狀態，仍有其他方法所無可比擬的優勢。

四 結論

1、壁畫空鼓灌漿所帶入的水分激活了地仗中的鹽分，使鹽分運移并大量地富集到壁畫的表面，個別區域甚至有鹽分大量聚集的狀況。因此采用脫鹽技術去除壁畫表面的鹽分是十分必要的。

2、保護筆的脫鹽效果十分顯著，紙條法測得的Cl^-濃度值降低約10個ppm，相當于減少了壁畫表面地仗中高達1.6％的Cl^-含量，可以去除掉未灌漿區域壁畫表面鹽分的80％。

3、紙條法作為一種速度快、成本低、無損傷的壁畫表面鹽分檢測技術，可以作為壁畫脫鹽效果的檢驗方法。

責任編輯：梁 紅