略論出水文物的保護

徐春陽

摘 要：在海洋、江河、湖泊等一切水域內，遺留有古代人類的文化遺跡與遺物。通過陸地調查和海上打撈發掘人類在海洋上活動的文化遺留，來研究古人開發、利用水域的歷程，為航海史、河運史、貿易史、造船史、港口建設史、國際文化交流史的研究提供科學依據。水下文物的調查和打撈工作有其獨特的技術和方法，它必須廣泛地應用自然科學的理論和工程技術手段。文章概述搶救性保護修復出水文物的有效方法，包括保護船體和遺物。

關鍵詞：出水文物;保護

水域占地球表面積的71%，自古人類就把水域作為生存活動的空間。在海洋、江河、湖泊等一切水域內，遺留有古代人類的文化遺跡與遺物。通過陸地調查和海上打撈發掘人類在海洋上活動的文化遺留，來研究古人開發利用水域的歷程，為航海史、河運史、貿易史、造船史、港口建設史、國際文化交流史的研究提供科學依據。水下文物的調查和打撈工作，有其獨特的技術和方法，它必須廣泛地應用自然科學的理論和工程技術手段。本文概述搶救性保護修復出水文物的有效方法，包括保護船體和遺物。

1 船體保護

古代沉船的船體大部分為木質，海洋發掘出水的木質船構件含水率280%以上，出水后保存環境的改變會使木質船構件出現干燥、龜裂、變形、剝落等現象。特別是船體拆卸后分離的出水船板因變形難以再拼合成為完整的船體。木質船構件打撈出水后要立刻進行脫水定型加固等多種技術措施，以利于之后的整體復原。出水的飽水木質船構件的脫水定型方法有聚乙二醇法、冰凍升華干燥法、自然緩慢脫水法等。

1.1 聚乙二醇法

聚乙二醇法是飽水木質文物脫水滲透加固常用的方法。滲透加固法是將無機材料和有機高分子材料注射、壓迫或滲透入木材內，填充木材的孔隙和細胞，當保護材料固化后，對木細胞起到充填、加固、支撐作用，防止木纖維收縮，這是處理飽水木材脫水、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，如醇醚樹脂連浸法。當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，則滲入木材組織的樹脂固化。所用樹脂有達瑪樹脂、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境中脫去水分而干燥定形的方法。其特點是需要真空干燥設備。具體方法有真空干燥法、加熱真空干燥法、冰凍真空干燥法。

1.2.1 真空干燥法

將飽水木材經清洗、稱量、拍照記錄等準備工作完成后，置于真空干燥器內，進行抽真空，使飽水木材內的水分脫出。當干燥器內真空度抽至700mmHg之后，就關閉真空系統，停止抽真空。待真空度降至500mmHg后，再繼續抽真空脫水，如此反復直至器物恒重。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，不僅脫水時間長，且易變形。

1.2.2 加熱真空干燥法

在真空環境中，飽水木材內部的水分可向外移動，當內部溫度上升，水分對木材的附著力減小，則木材內部的水分更易產生移動，減壓后木材內部與外部存在壓力差，木材內水分則外移。同時由于減壓，木材表面的蒸發量突然增大，水分則自內部向外移動。

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成冰，而轉入真空環境中則升華，達到脫水的目的，這是一種處理飽水木材較有前途的方法。用固體二氧化碳（-80℃）、液態氧（-182℃）都可使木材凍結。但直接冰凍的方法會使木材發生一定程度的開裂。為防止冰凍過程中出現凍裂現象，可用叔丁醇代替木材中的水，然后再凍結，效果為佳。叔丁醇在低溫下有與木材相似的膨脹系數，所以在速凍時器物可免致破裂。叔丁醇在真空狀態下直接由凍結的固體升華時，其表面張力較小，也不會使飽水木材被破壞。

除此以外，室外還可以使用自然冷凍脫水的方法，即在嚴寒冰凍季節，將飽水的古船木構件置于室外冰凍。保持冷凍狀態下，利用氣候的溫差或人為制造的溫差，使冰凍木構件的表面蒸汽壓低于船木構件內部冰的飽和蒸汽壓，此壓差造成船木構件內部冰的水分子直接升華，達到脫水定形的目的。但此方法有局限性。

1.3 自然緩慢脫水法

將出水木船構件在特定的環境中，極其緩慢地進行脫水。這個特定的環境應是相當穩定的，其相對濕度要比正常室內的濕度高，比飽和水蒸氣環境又要略低些，即可以使木船構件中的水分緩慢地蒸發出來。出土后的木船構件仍繼續浸入水中保存，使其繼續處于平衡狀態，不發生破壞性變化。欲使木船構件脫水，就要打破平衡狀態，自然緩慢脫水法則要使平衡狀態極為緩慢地改變，木船構件中的水分逐漸地散發。水分散發越慢，脫水效果越好，最終完成文物保護的目標。

自然緩慢脫水的方法，依其所創造的特定環境之不同，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、無機鹽控制環境法、甘油噴涂法、硅膠脫水法等。這些脫水定形的自然緩慢干燥法，雖然操作程序和所需條件各異，但總的特點是簡便易行、經濟適用、對木船構件無副作用，保持了文物的原貌，因此是實用的脫水方法。

2 遺物保護

2.1 海洋出水遺物的特點

沉船遺物以古代運載貨物為主，其余多為船員乘客的生活用品和船體的附屬設備，材料質地多樣，既有金屬、陶瓷、木材，也有石材、玻璃、紡織品、漆器、骨器等。對于海洋出水的遺物，除了各類文物保護的常規方法外，特殊之處是脫鹽、脫水和清除海生物沉積層。經保護處理后的文物，必須分類置于其所需的最佳環境中保存。

海水是含鹽量高的液體，各種可溶性鹽的離子都滲透到質地不一的沉船遺物的毛細孔中。沉船遺物打撈出海后水分急劇蒸發，可溶性鹽類就會在遺物內部或者表面不斷析出，最終形成鹽類結晶。鐵、銅等金屬器物由于氯化物的存在，腐蝕生銹加劇，銅器滋生蔓延有害銅銹，鐵器生成的氯化鐵，使腐蝕生銹作用循環往返。陶瓷器因鹽類結晶，釉層剝落甚至胎體崩裂。當出水保存環境潮濕時，析出的結晶物會再溶解，返回胎體內部，如此反復作用，使出水文物進一步受損，故陶瓷器出水脫除鹽分是必須進行的一個步驟。

海洋環境對沉船遺物造成的另一種常見到的危害就是海洋生物的附著沉積。沉船遺物大部分散落在海底平面上，極易被海洋生物附著（圖1）。這類海洋生物主要有珊瑚、海蠣、盤管蟲等，它們的軀體成分為碳酸鈣，質地堅硬，與器物本身結合緊密，不易去除。海洋文物沉積覆蓋層不僅會包裹器物的全部或大部分，使文物保護者見不到器形和紋飾，更為嚴重的是，海洋生物會吸附可溶性鹽類，長期伴隨出水文物本體。

①出自海水中的鐵器必有氯化物殘存，致使鐵器腐蝕。鐵器上的氯化鐵會潮解，吸收空氣中的水分，于器表形成棕色水珠，這種“出汗”現象表明鐵器在腐蝕反應進行中，形成新的氯化物，腐蝕將循環下去。鐵器從海水中取出后，腐蝕會加快，鑄鐵尤為嚴重。鑄鐵在海水中腐蝕，使石墨積留在鐵器表面，出水后空氣中的氧通過碳層到達鐵基體，發生快速氧化，出現發熱現狀，并使表面的石墨與內部鐵基體剝落。

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，并及時補充堿液使之保存在相對穩定的弱堿性環境中。隨即以機械方法清除海生物沉積層（圖2），用蒸餾水反復浸泡使之脫鹽，直至以硝酸銀檢驗浸液中無氯化物之絮狀物為止。然后快速烘干，經修復技術程序，使器物修復完成并于干燥環境中保存。

②木質器物、紡織物、皮革制品等出海水后，要保存在潮濕環境中，去除海生物沉積層和脫鹽后，要分別進行脫水干燥、定型加固等技術處理。

③海洋沉船遺址打撈出水的陶瓷器，原已出現不同程度的劣化變質，保存環境的急劇變化，容易導致陶瓷器迅速損毀，所以出水陶瓷器應采取緊急搶救性保護技術措施。由于陶瓷器是沉船遺址打撈出水的主要文物，故對出水陶瓷器的材料質地、劣化因素和保護技術工藝做專題講述。

2.2 前期準備工作

水下古代遺存在富水環境中保存年久，保存環境已處于相對穩定的狀態。經過水下考古過程出水，特別是從海水中打撈出的文物，環境的突然變化，大概率會導致文物迅速劣化。因此，出水文物的緊急搶救性保護，必須在文物出水前就做好充分技術準備，待文物出水后，就可以立即進入出水文物保護程序。

①采集信息。將待修陶瓷器的信息資料收集齊全，包括影像數據（攝影、錄像、繪圖）、文獻資料（調查匯集該文物出水以來的文字數據，如埋藏環境、水下考古發掘報告、文物保護研究論著等）、保管資料（入館入庫后的保存環境、修復保存經歷、提取使用狀況等）。并建立文物修復技術檔案。

②制訂方案。根據文物的具體情況，從成熟的修復方法中優選適宜的修復工藝，制訂出修復方案。對新技術、新工藝、新材料的應用，必須先進行試驗研究，并經專家論證后方可列入文物修復方案。

③分析材質。使用現代分析檢測儀器，對出水的陶瓷器進行全面系統的分析，包括胎體、釉料、顏料的化學成分、微觀形貌、制作工藝、燒成溫度、制作年代、胎體孔隙率、劣化產物、附著污物等。特別是對殘損待修復的陶瓷器，應先取樣分析檢測再做修復。用電子顯微及微區分析、掃描電子顯微鏡、X射線熒光能譜分析、X射線熒光分析等手段測定陶瓷器的元素組成;用X射線衍射分析測定陶瓷器的物質結構;用熱釋光技術測定陶制品的制作年代等。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通過肉眼觀察、顯微鏡觀察和X射線探傷技術獲得準確的答案。X射線探傷技術可以清楚地觀察到器物胎體內部的夾雜物顆粒、孔隙形狀分布、修復痕跡等。

進行陶瓷器材質的綜合分析研究，查明出水陶瓷器的劣化變質規律。其檢測的信息數據，不僅為保護修復技術提供了科學依據，也為陶瓷器的鑒定辨偽提供了有力的佐證。

2.3 陶瓷器的材料和劣化

陶瓷器是以天然硅酸鹽為原料，經過不同的加工工藝，制成造型各異的陶制品和瓷制品的總稱。硅酸鹽在自然界分布很廣，是地殼的主要成分，包手長石、黏土、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結合的產物，化學性質較為穩定，硬度大，耐火阻燃。

陶器的原料為黏土，是地殼表層的黏性土，主要由占30%以上的粒度小于0.005mm的細小分散礦物細粒組成，是以二氧化硅為主的無機混合物。黏土中僅含少量的高嶺土（觀音土），或者根本就不含高嶺土。經過配料、制胎、成型、干燥、焙燒等一系列制陶技術工藝，即可制成陶質器物和藝術品。陶器的焙燒溫度一般為600～700℃，較高的有800～900℃，超過1000℃的情況也有。陶器表面一般無釉或施低溫釉。

陶器種類很多，大致可分為灰陶、黑陶、紅陶、白陶、彩陶、釉陶等。它們呈現出一定的顏色與坯體原料及焙燒后期的火焰控制有關。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，未經與坯體同時焙燒的，其色彩不牢，經水浸或擦拭即脫色，此為彩繪陶。彩陶俑為陶質雕塑藝術品，同樣以黏土為原料，經配料、雕塑、干燥、焙燒、彩繪而成。

陶器胎質粗松多孔，敲擊聲不脆，具吸水性，一般吸水率為8%～10%。在地下潮濕環境或水中，可溶性鹽類及其他雜質均可深入到器物內部，器物表面也會沾染污垢或覆蓋凝結物。陶器出水后，由于環境的變化，滲入器物內的鹽類物質會反復出現結晶和溶解現象，使器物強度降低，易酥粉破碎。

瓷器是以高嶺土為原料，經過練泥、配料、制胎、成型、上釉、干燥、焙燒等技術工藝制成的器物或藝術品。高嶺土也稱為瓷土，一般呈白色略帶淺黃、淺藍色，因最初發現于江西景德鎮附近的高嶺地區而得名。高嶺土是花崗巖、片麻巖等各種結晶巖礦物破壞后的產物，是由鋁硅酸鹽礦物經風化而成。

瓷器的燒成溫度在1200℃以上。瓷胎燒結后，質地比陶制品致密、堅硬、光滑，無吸水性或吸水率極低，胎質色白，較薄的胎體具透明度，胎體堅實有一定的機械強度，叩之有金屬聲。瓷釉透明，呈玻璃質，不吸水，故鹽分不易滲入瓷制品內部。胎釉經高溫焙燒后，結合緊牢，不易脫落。但有的瓷窯制品胎體疏松粗糙，孔隙率較高，劣化現象較為嚴重。

出水文物的劣化變質是受內外因素影響造成的，要從劣化機理研究入手，控制其質變，而非使之強行固化。因此，創造最佳的收藏環境是首要的保護措施。

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