海洋出水陶瓷器的科技保護(hù)

包春磊

2007年，我國(guó)水下考古工作者在西沙海域打撈出“華光礁I號(hào)”沉船，發(fā)掘出水文物逾萬(wàn)件（圖1），目前存放在海南省博物館。這些文物中陶瓷器占大部分，其中又以青白釉、青釉居多，還有一些醬釉器。器形主要為碗、盤(pán)、碟、壺、粉盒、盞、瓶、罐、缽、軍持等，裝飾手法和紋樣豐富。器物的裝飾手法有刻劃、模印、堆貼、雕塑等；主要紋飾有荷花、牡丹、菊花、寶相花、纏枝花、折枝花等以及吉祥文字（如“吉”“大吉”等）。此外，在一些器物底足，發(fā)現(xiàn)有墨書(shū)題記以及模印銘文、紋樣等。這些陶瓷器的時(shí)代為南宋中晚期，距今八百余年，釉色精美，燒制工藝較高，代表了這一時(shí)期陶瓷器的高超工藝，具有較高的研究?jī)r(jià)值，為研究中國(guó)陶瓷史、海外貿(mào)易史以及海上絲綢之路與東西方經(jīng)濟(jì)、文化交流提供了重要的考古實(shí)物依據(jù)和參考資料。

國(guó)家文物局對(duì)“華光礁I號(hào)”沉船船體及出水文物保護(hù)工作非常重視，專(zhuān)門(mén)委托中國(guó)文化遺產(chǎn)研究院編制沉船船體及出水文物保護(hù)方案。本文以“華光礁I號(hào)”出水陶瓷器的保護(hù)處理為例，簡(jiǎn)要對(duì)海洋出水陶瓷器文物的科技保護(hù)處理方法進(jìn)行探討。

一、陶瓷器文物的出水環(huán)境

水下文物出水前在海水中已經(jīng)浸泡、沖蝕了若干年，周?chē)乩憝h(huán)境因素對(duì)文物的影響至關(guān)重要。華光礁位于西沙群島中部靠南，是西沙群島中的大環(huán)礁之一，礁內(nèi)最大水深20余米；華光礁受東北季風(fēng)的沖蝕，礁坪變得平緩寬廣，表面以大顆粒生物沙為主，下層以交織成片的柱狀珊瑚骨骼構(gòu)成，“華光礁I號(hào)”古沉船遺址位于礁盤(pán)內(nèi)的西北邊緣。海洋中多種環(huán)境因子都處于不斷運(yùn)動(dòng)變化中，如溫度、降水量、鹽度等，都會(huì)對(duì)海洋中文物的腐蝕產(chǎn)生影響。西沙群島屬熱帶海洋季風(fēng)氣候，海水鹽度較高，達(dá)34%。由于沉船遺址是位于海砂與珊瑚碎屑交錯(cuò)的沉積層上（圖2），這類(lèi)沉積層的海水易于滲透，電阻率低，利于電極反應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程，腐蝕性高；海洋底部經(jīng)常有暗流涌動(dòng)，卷裹著的沙粒對(duì)陶瓷器進(jìn)行沖刷腐蝕，致使有些出水陶瓷器的釉面酥松脫落，表面粗糙。

二、出水陶瓷器文物的病害

1 可溶性鹽

物質(zhì)在接觸海水的過(guò)程中，都會(huì)發(fā)生不同程度的溶解腐蝕，這種損害主要是源于海水中化學(xué)的、物理的和生物的交互作用。而深藏于其間幾百年甚至幾千年的各類(lèi)文物，其損害程度便可想而知。正因如此，自世界水下考古工作伊始，其發(fā)掘物的脫鹽、脫水等保護(hù)處理問(wèn)題便成為海洋考古文物保護(hù)工作中一個(gè)不可回避和首要解決的問(wèn)題。可溶性鹽類(lèi)在一定溫度和濕度情況下有一定的溶解度，當(dāng)溫度和濕度條件發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)發(fā)生“溶解一重結(jié)晶一溶解”現(xiàn)象。一般的館藏條件下，對(duì)于含鹽份高的陶瓷質(zhì)文物，這一現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生，在較短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有大的變化，但時(shí)間長(zhǎng)至二至三年后的器物表面就會(huì)泛白，出現(xiàn)被鹽結(jié)晶撐出無(wú)數(shù)的小花點(diǎn)，造成器物表面粗糙，陶瓷器可使釉面成片剝落（圖3）；同時(shí)使得器物內(nèi)部松脆，容易碎裂。可溶性鹽類(lèi)是陶瓷器文物最主要的病害，在黏結(jié)、修復(fù)、保存前一定要清除干凈。

2 表面的沉積物

華光礁的基底主要是一些珊瑚、軟體動(dòng)物和鈣質(zhì)生物沙，而這批出水陶瓷器屬于民窯外銷(xiāo)，質(zhì)量較差，常年受海水浸泡和生物影響，部分陶瓷器表面形成堅(jiān)硬致密難以去除的石灰質(zhì)、石膏質(zhì)沉積物（圖4abd），有些表面還有鐵質(zhì)沉積物（圖4c），還有些器物有嚴(yán)重的殘缺和破損狀況。在出水的瓷器中，相當(dāng)部分被貝殼、海泥等混合組成的海相沉積物包裹著。

華光礁部分陶瓷器表面沉積物通過(guò)X射線(xiàn)熒光（XRF）分析，結(jié)果顯示沉積物主要成分為鐵、鈣、硫、硅等；X射線(xiàn)衍射（XRD）分析結(jié)果顯示，沉積物主要物相組成為文石、方解石、石膏等，另外含有氧化鐵、碳酸鹽及氧化銹蝕等。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)情況，使用3%檸檬酸溶液或5%EDTA-2Na對(duì)有沉積物的器物進(jìn)行浸泡，以去除含碳酸鹽，硫酸鹽的沉積物，然后用手術(shù)刀、毛刷等工具去除已軟化的沉積物，最后用去離子水沖洗干凈，進(jìn)入脫鹽階段。

3 有機(jī)污垢

華光礁出水部分陶瓷器表面還殘存有海洋動(dòng)植物降解后的成分，有些有機(jī)污染物對(duì)器物有破壞作用，清除污染物有利于陶瓷器文物的保存和展示（圖5）。通常采用3%的雙氧水浸泡污垢數(shù)次，可使污垢被氧化成二氧化碳及小分子的有機(jī)物而除去，最后用去離子水沖洗，晾干。

三、出水陶瓷器文物的脫鹽保護(hù)處理

陶瓷器文物的脫鹽過(guò)程是保護(hù)處理過(guò)程中很關(guān)鍵的一步，脫鹽過(guò)程不徹底，將對(duì)文物造成隱患，且無(wú)法彌補(bǔ)。陶瓷是屬于多孔性材料，尤其對(duì)于低溫釉陶瓷其孔隙率更大，因此當(dāng)陶瓷文物浸沒(méi)于海水中時(shí)，海水中可溶性鹽類(lèi)就會(huì)滲透入陶瓷中，濃度達(dá)到內(nèi)外平衡，而且受到各種內(nèi)外因素如環(huán)境溫度、鹽度、PH值、流速等影響，陶瓷器中含鹽量有多有少。當(dāng)陶瓷文物被打撈出海后，其保存環(huán)境的溫濕度發(fā)生了很大改變，可溶性鹽類(lèi)會(huì)隨著溶解度的變化，而反復(fù)發(fā)生溶解重結(jié)晶現(xiàn)象。這一過(guò)程中，陶瓷內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的孔隙內(nèi)壁壓力也會(huì)隨之反復(fù)增減，這就使得陶瓷器的強(qiáng)度大大降低，從而造成釉面剝落、返鹽、疏松等病害。選擇合適的脫鹽工藝非常關(guān)鍵，一般陶瓷器脫鹽方式有以下幾種。

1 去離子水靜態(tài)處理

陶瓷器脫鹽過(guò)程是海水滲透的反過(guò)程，不同的是陶瓷器周?chē)暮Ｋ疄槿ルx子水所代替，是通過(guò)離子擴(kuò)散的物理反應(yīng)過(guò)程。擴(kuò)散是指離子和分子不以大流量的形式遷移。一般來(lái)說(shuō)物質(zhì)將自發(fā)地向更低化學(xué)位的區(qū)域擴(kuò)散，物流量與濃度梯度成比例，從高濃度區(qū)流向低濃度區(qū)。對(duì)于陶瓷器文物眾多的場(chǎng)合，脫鹽所需的場(chǎng)地較大，其他方式的脫鹽費(fèi)用較高，因此，靜態(tài)脫鹽方法也不失為一個(gè)好的方法（圖6）。

2 超聲波振蕩處理

超聲波振蕩脫鹽是利用超聲波的空化效應(yīng)，即在聲波的作用下，由于液體振動(dòng)而產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微小氣泡，即空化泡。當(dāng)聲壓達(dá)到一定值時(shí)氣泡長(zhǎng)大并崩潰，對(duì)周?chē)a(chǎn)生沖擊力，它對(duì)液體產(chǎn)生一個(gè)攪拌作用，加快可溶性鹽的溶解，同時(shí)通過(guò)攪拌，使水溶液發(fā)生運(yùn)動(dòng)，將已溶解出的離子帶離陶瓷體。而超聲波強(qiáng)大的沖擊力還起到了使可溶性鹽解離的作用。但必須注意，對(duì)于那些已出現(xiàn)胎釉剝離傾向或胎裂較為嚴(yán)重的陶瓷器，應(yīng)避免使用此法（圖7）。

3 流動(dòng)去離子水處理

以流動(dòng)的去離子水進(jìn)行脫鹽，其工作原理和靜態(tài)脫鹽一樣。只不過(guò)是通過(guò)動(dòng)力加速了去離子水的流動(dòng)，及時(shí)降低了陶瓷器附近可溶性鹽的離子濃度，而且能快速地將陶瓷器附近的可溶性鹽帶離出去，加速了陶瓷器體內(nèi)鹽的向外滲出，從而達(dá)到快速脫鹽的目的。

4 電滲法處理

即在浸泡槽兩端插入不銹鋼電極，以5%的稀氨水做電解質(zhì)通入1安培/平方分米的直流電，使陶瓷器中的金屬離子加速運(yùn)動(dòng)，從陶瓷器中析出。電滲法清除的效果可用電導(dǎo)率來(lái)判斷清洗程度：因?yàn)榭扇苄喳}是電解質(zhì)，在水中含量越大，電導(dǎo)率就越大，因此，當(dāng)電導(dǎo)率降到一定程度并保持不變時(shí)，就可認(rèn)為可溶性鹽已清洗完畢。

對(duì)于批量需處理的陶瓷器文物，超聲波加速脫鹽、冷熱水交替浸泡、流動(dòng)水等也可以加快脫鹽過(guò)程。華光礁出水陶瓷器文物當(dāng)時(shí)的燒制溫度不同，導(dǎo)致胎體密度并不一致，因而可溶性鹽的含量也并不一致。對(duì)陶瓷器文物來(lái)講，通常去離子水長(zhǎng)時(shí)間浸泡也會(huì)對(duì)器物造成損傷，因此，其脫鹽的方法更不能一概而論，而應(yīng)該是因物而異，擇法善從。

四、陶瓷器的加固修復(fù)

出水陶瓷器在脫鹽之后，需要進(jìn)行的是將那些破碎、斷裂、短缺、剝釉、脫彩的陶瓷器進(jìn)行粘接、修復(fù)。華光礁出水陶瓷器破碎、殘片、剝釉等病害居多，修復(fù)工作艱巨。實(shí)施修復(fù)中必須忠于實(shí)物的歷史原貌，反對(duì)操作者主觀臆造，隨意加工改變，對(duì)修復(fù)中的每一道工藝都要做到有據(jù)可依、有據(jù)可查，并具有再修復(fù)的可能性，且要“修舊如舊”，便于展覽和保藏。

1 粘接

粘接是將古陶瓷器物破損或斷裂的部位（圖8上），用粘合劑重新粘合在一起，為下一道工序的進(jìn)行提供條件。有些破損較嚴(yán)重、斷裂面較多的器物，在粘接前要根據(jù)它們破損或斷裂部位的形狀、顏色、紋飾等特點(diǎn)先進(jìn)行拼對(duì)，確定各自所在的位置，并做好編號(hào)，以便在粘接時(shí)做到完整無(wú)誤。為了提高粘接強(qiáng)度，每塊殘片及殘片的幾個(gè)接合面，都要用雙氧水清洗擦凈。粘接前，要等待殘片的幾個(gè)接合面都干燥了，再用適合于陶瓷器的環(huán)氧樹(shù)脂或者一定濃度的B-71粘接（圖8下）。瓷片間的結(jié)合處盡量少涂膠，以防空隙過(guò)大，合攏時(shí)走形錯(cuò)位。

2 配補(bǔ)

在古陶瓷修復(fù)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)器物破損的部位短缺不存的現(xiàn)象，這就需要通過(guò)配補(bǔ)來(lái)復(fù)原短缺部位的原貌。配補(bǔ)材料常用石膏粉加適量清水，攪拌均勻即可使用；此為傳統(tǒng)的配補(bǔ)材料，在研究修復(fù)中廣泛使用。也可選擇成品粘合劑，如AB強(qiáng)力膠、AAA超能膠等，和填料滑石粉或牙粉（牙科醫(yī)療所用）混合調(diào)成膏狀，軟硬度視修補(bǔ)需要而定。配補(bǔ)前先用橡皮泥翻模（圖9），然后填入膏狀物定型。固化后的多余堅(jiān)硬部分，要將其修補(bǔ)平整。補(bǔ)缺后用木砂紙打磨平整，縫隙處用瓷器膩?zhàn)犹钇剑詈笥眉?xì)質(zhì)水磨砂紙磨平作色。

3 加固

華光礁出水陶瓷器部分器物上的裂紋或沖口、表面將剝落的彩繪和釉層、受力或易損部位、已完成粘接或配補(bǔ)工序的器物等要施行預(yù)防性保護(hù)處理，進(jìn)一步提高其修復(fù)部位的牢固度。常用環(huán)氧樹(shù)脂類(lèi)粘合劑或硝基清漆和丙烯酸清漆類(lèi)涂料，用稀釋劑調(diào)制好，然后用噴槍或毛筆涂刷法進(jìn)行噴涂加固；也可利用滲透性較強(qiáng)的B-72等液體粘合劑對(duì)器物上非受力部位的裂縫、沖口以及粘接后尚不牢固的部位，進(jìn)行加固處理（圖10）。還有一種方法，就是把整個(gè)器物直接放入硝基清漆或丙烯酸清漆類(lèi)涂料液中浸泡一段時(shí)間，而后取出放入一個(gè)裝有少量丙酮類(lèi)溶劑的加蓋玻璃容器中，使其在飽和的溶劑蒸汽的條件下緩緩干燥。此方法適用于低溫陶器風(fēng)化侵蝕的加固處理。

4 作色

經(jīng)過(guò)粘接、配補(bǔ)和加固等工藝修復(fù)后的古陶瓷器物，其修復(fù)部位的顏色與原器物顏色存在很大差距，需按照器物表面原有的色彩或紋飾，對(duì)修復(fù)部位進(jìn)行作色處理，并且不留修復(fù)痕跡。最好采用附著力、遮蓋效果好、不易褪色變色的顏料作色。最后就是仿釉，做舊，其工藝就是要使器物被修復(fù)部位呈現(xiàn)出與原器物整體相同的自然舊貌，使其與整個(gè)器物渾然一體（圖11）。

五、結(jié)語(yǔ)

保護(hù)修復(fù)古陶瓷器和其他文物，不同于修理普通器物，一定要嚴(yán)格遵守文物保護(hù)修復(fù)原則，嚴(yán)格執(zhí)行保證文物的真實(shí)性、完整性，在實(shí)施保護(hù)修復(fù)中防止保護(hù)性的破壞，對(duì)每件文物實(shí)行最小干預(yù)，使用的材料具有可再處理原則，修復(fù)后的器物具有可識(shí)別性與整體協(xié)調(diào)原則。水下發(fā)掘的陶瓷器的保護(hù)處理工作，是一項(xiàng)綜合了海洋化學(xué)、陶瓷學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科研究成果在內(nèi)的綜合處理過(guò)程。華光礁出水陶瓷器文物萬(wàn)余件，如何選擇合適的保護(hù)修復(fù)方案，必須慎之又慎。