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内容摘要：实验得出不损伤壁画的纸条检测法与壁画表面盐分含量的关系，并以此为根据，采用纸条法测定壁画表面盐分的含量状态，评价壁画空鼓灌浆后脱盐的效果。结果表明壁画空鼓灌浆所带入的水分激活了地仗中的盐分，使盐分运移并大量地富集到壁画的表面。保护笔的脱盐效果十分显著，纸条法测得保护笔脱盐后Cl-浓度降低约10个ppm，相当于保护笔脱盐可以减少了壁画表面地仗中所含1.6％的Cl-的量，即可以去除掉未灌浆区域壁画表面盐分的80％。实验证明纸条法可以应用于壁画脱盐效果的检验。
关键词：莫高窟；壁画；保护笔；脱盐；评估
中图分类号：K854.3；K879.41 文献标识码：A 文章编号：1000-4106(2007)05-0045-04
一 第85窟壁画空鼓灌浆及脱盐简介
壁画地仗层与洞窟石壁局部分离的现象称为空鼓。莫高窟第85窟有多处壁画空鼓的病害，治理此病害采用灌浆方法，将灌浆材料注入地仗与岩体之间，使壁画黏结固定于岩体。灌浆虽然将壁画黏结到岩体上，治理了壁画空鼓病害，但是由于壁画地仗中含有大量的可溶盐，据分析结果，其含量可达6％，因此灌浆时引入的水分溶解壁画地仗中的可溶盐并将其带至壁画表面，会对壁画颜料层产生破坏。对此采用了脱盐的工艺去除盐分。方法是对灌浆区采用KCX60绵纸(金佰利北京有限公司生产的X-60型纸)加海绵垫做成垫板，支顶于灌浆区域(图1)，随时更换绵纸，直至壁画干燥。
又采用保护笔(Preservation Pencil)对灌浆区与非灌浆区进行脱盐处理，以进一步去除壁画表面的盐分。保护笔是一个超声波雾化器(Pres-ervation Equipment Ltd.Norfolk，England IP224HQ)，水的雾气通过喷嘴喷出到壁画上，溶解一部分可溶盐，采用绵纸迅速将水分粘除，可以去除掉壁画表面的盐分(图2)。
二 纸条法检验结果与壁画地仗表面中可溶盐含量的关系
纸条检测法是用浸水的一定大小的纸条轻轻粘贴于壁画表面，放置一定时间后，取下并浸泡于去离子水中，检测该溶液的Cl-浓度。
1、纸条重量的偏差试验
采用薄层色谱专用的纸张(型号81-24，New-ark，Delaware USA，19714)，将其裁成1cm×2cm的纸条(重量约0.04克，厚度1mm)，用镊子夹住纸条的一角，在蒸馏水中浸泡约5秒钟，取出时在容器的边缘轻轻一抹(饱水的纸条重量约为0.16克，n=27，RSD=2％)，再将其放置于事先做好的6％含盐量的模拟试块上，纸条要完全与试块黏合不留空隙，若有空隙，可用镊子轻轻压平。停留40秒钟后用镊子轻轻拿下纸条(此时水分进入试块的量已达最大)。经检测，放置浸湿的纸条后试块的渗透深度约2mm，每个纸条上约有0.06克水分(n=27，RSD=2％)进入试块中。
试验表明，进行取样前饱水的纸条可以保证样品取样的重复性。
2、纸条法测定壁画表面Cl-
纸条法取样在莫高窟第85窟西壁进行。将浸水后的纸条轻轻贴于壁画表面，按上述步骤进行取样。镊子取下纸条后放入盛有2ml去离子水浸泡液的小塑料管中。浸泡放置6小时后，用氯离子选择电极(Thermo Orion Model 290型，美国波士顿Orion Resaerch公司；电极为Ther-mo Orion 9617BN)测定Cl-浓度(10-6)。
纸条法取样完成后，在其旁边无壁画的地方取微岩心壁画地仗样品。钻取壁画表面2mm深度的壁画地仗(微岩心钻孔直径约5mm)，采用同样仪器和方法对所取土样进行壁画地仗中Cl-百分含量的测定。
3、纸条法检验结果与地仗中Cl-含量的关系
纸条法测定的氯离子浓度(10-6)与壁画地仗中Cl-百分含量的测定结果见表1。
对分析结果按微岩心地仗样品Cl-含量为横坐标，纸条法检测结果Cl-浓度(10-)为纵坐标做关系曲线如图6所示。
从以上分析可以看出，纸条法检测的壁画表面Cl-浓度与壁画地仗中的Cl-含量具有相关性，其关系曲线为Y=6.27X+0.1005，曲线的相关系数r=0.9633，所以从纸条法得出的Cl-浓度值根据公式可以计算出壁画地仗表面中大致的Cl-百分含量。由于莫高窟第85窟西壁壁画地仗可溶盐中NaCl是其主要成分，因此用纸条法得出的Cl-浓度来表征壁画地仗表面的可溶盐含量是可行的。这使得用不破坏壁画的纸条法来衡量第85窟壁画空鼓灌浆脱盐效果的检验有了依据。当然由于壁画地仗表面松软程度不同，也会给测定结果带来一定的误差。
三 纸条法对空鼓灌浆脱盐效果检验的分析结果及讨论
以莫高窟第85窟西壁为例试验纸条法对空鼓灌浆脱盐以及未进行灌浆区域脱盐效果的检验评估。对第85窟西壁未处理的壁画区域(non)、空鼓灌浆后KCX60绵纸脱盐区(KCX60-gt)、灌浆后KCX60绵纸及保护笔脱盐区(KCX60+pen-gt)以及未灌浆区保护笔脱盐(pen-t)区域共87个点进行纸条法取样分析，结果见表2。
对这四个区域纸条法测定结果平均值作图(图7)。
以上分析结果可以看出，壁画经空鼓灌浆后，灌浆所带入的水分激活了地仗中的盐分，使盐分运移并大量地富集到壁画的表面(表2第2列，图7中第2柱图)，个别区域甚至有盐分大量聚集的状况，表现为数据较离散，相对标准偏差达40％以上。壁画表面(1mm-2mm)的盐分的富集正是造成壁画损坏的主要因素，因此采用脱盐技术去除壁画表面的盐分是十分必要的。但即便空鼓灌浆后立即用X-60绵纸进行了脱盐，除去了一部分盐分，壁画表面的盐分含量还仍高出未处理壁画表面盐分含量的一倍。经保护笔脱盐后，壁画表面的盐分含量明显降低，由图7可以看出，保护笔脱盐可以使得纸条法测得的Cl-浓度降低约10个ppm，相当于保护笔脱盐可以减少壁画表面地仗中所含1.6％的Cl-的量，即可以降低未灌浆区域壁画表面盐分的80％。由此可见保护笔脱盐的效果十分显著。
但是纸条法也有其自身的缺陷，壁画表面的松软程度会影响取样的重复性；浸水后的纸条同样也会将盐分带入壁画底层，从而造成壁画表面盐分含量的降低，这虽然不会影响空鼓灌浆脱盐效果的检验，但是会对由纸条法测得氯离子浓度值推算出来的壁画表面盐分的百分含量产生影响。这需要在今后做更深一步的研究。但是纸条法作为一种速度快、成本低的无损伤检测方法来评估壁画表面可溶盐分含量状态，仍有其他方法所无可比拟的优势。
四 结论
1、壁画空鼓灌浆所带入的水分激活了地仗中的盐分，使盐分运移并大量地富集到壁画的表面，个别区域甚至有盐分大量聚集的状况。因此采用脱盐技术去除壁画表面的盐分是十分必要的。
2、保护笔的脱盐效果十分显著，纸条法测得的Cl-浓度值降低约10个ppm，相当于减少了壁画表面地仗中高达1.6％的Cl-含量，可以去除掉未灌浆区域壁画表面盐分的80％。
3、纸条法作为一种速度快、成本低、无损伤的壁画表面盐分检测技术，可以作为壁画脱盐效果的检验方法。
责任编辑：梁 红
关键词：莫高窟；壁画；保护笔；脱盐；评估
中图分类号：K854.3；K879.41 文献标识码：A 文章编号：1000-4106(2007)05-0045-04
一 第85窟壁画空鼓灌浆及脱盐简介
壁画地仗层与洞窟石壁局部分离的现象称为空鼓。莫高窟第85窟有多处壁画空鼓的病害，治理此病害采用灌浆方法，将灌浆材料注入地仗与岩体之间，使壁画黏结固定于岩体。灌浆虽然将壁画黏结到岩体上，治理了壁画空鼓病害，但是由于壁画地仗中含有大量的可溶盐，据分析结果，其含量可达6％，因此灌浆时引入的水分溶解壁画地仗中的可溶盐并将其带至壁画表面，会对壁画颜料层产生破坏。对此采用了脱盐的工艺去除盐分。方法是对灌浆区采用KCX60绵纸(金佰利北京有限公司生产的X-60型纸)加海绵垫做成垫板，支顶于灌浆区域(图1)，随时更换绵纸，直至壁画干燥。
又采用保护笔(Preservation Pencil)对灌浆区与非灌浆区进行脱盐处理，以进一步去除壁画表面的盐分。保护笔是一个超声波雾化器(Pres-ervation Equipment Ltd.Norfolk，England IP224HQ)，水的雾气通过喷嘴喷出到壁画上，溶解一部分可溶盐，采用绵纸迅速将水分粘除，可以去除掉壁画表面的盐分(图2)。
二 纸条法检验结果与壁画地仗表面中可溶盐含量的关系
纸条检测法是用浸水的一定大小的纸条轻轻粘贴于壁画表面，放置一定时间后，取下并浸泡于去离子水中，检测该溶液的Cl-浓度。
1、纸条重量的偏差试验
采用薄层色谱专用的纸张(型号81-24，New-ark，Delaware USA，19714)，将其裁成1cm×2cm的纸条(重量约0.04克，厚度1mm)，用镊子夹住纸条的一角，在蒸馏水中浸泡约5秒钟，取出时在容器的边缘轻轻一抹(饱水的纸条重量约为0.16克，n=27，RSD=2％)，再将其放置于事先做好的6％含盐量的模拟试块上，纸条要完全与试块黏合不留空隙，若有空隙，可用镊子轻轻压平。停留40秒钟后用镊子轻轻拿下纸条(此时水分进入试块的量已达最大)。经检测，放置浸湿的纸条后试块的渗透深度约2mm，每个纸条上约有0.06克水分(n=27，RSD=2％)进入试块中。
试验表明，进行取样前饱水的纸条可以保证样品取样的重复性。
2、纸条法测定壁画表面Cl-
纸条法取样在莫高窟第85窟西壁进行。将浸水后的纸条轻轻贴于壁画表面，按上述步骤进行取样。镊子取下纸条后放入盛有2ml去离子水浸泡液的小塑料管中。浸泡放置6小时后，用氯离子选择电极(Thermo Orion Model 290型，美国波士顿Orion Resaerch公司；电极为Ther-mo Orion 9617BN)测定Cl-浓度(10-6)。
纸条法取样完成后，在其旁边无壁画的地方取微岩心壁画地仗样品。钻取壁画表面2mm深度的壁画地仗(微岩心钻孔直径约5mm)，采用同样仪器和方法对所取土样进行壁画地仗中Cl-百分含量的测定。
3、纸条法检验结果与地仗中Cl-含量的关系
纸条法测定的氯离子浓度(10-6)与壁画地仗中Cl-百分含量的测定结果见表1。
对分析结果按微岩心地仗样品Cl-含量为横坐标，纸条法检测结果Cl-浓度(10-)为纵坐标做关系曲线如图6所示。
从以上分析可以看出，纸条法检测的壁画表面Cl-浓度与壁画地仗中的Cl-含量具有相关性，其关系曲线为Y=6.27X+0.1005，曲线的相关系数r=0.9633，所以从纸条法得出的Cl-浓度值根据公式可以计算出壁画地仗表面中大致的Cl-百分含量。由于莫高窟第85窟西壁壁画地仗可溶盐中NaCl是其主要成分，因此用纸条法得出的Cl-浓度来表征壁画地仗表面的可溶盐含量是可行的。这使得用不破坏壁画的纸条法来衡量第85窟壁画空鼓灌浆脱盐效果的检验有了依据。当然由于壁画地仗表面松软程度不同，也会给测定结果带来一定的误差。
三 纸条法对空鼓灌浆脱盐效果检验的分析结果及讨论
以莫高窟第85窟西壁为例试验纸条法对空鼓灌浆脱盐以及未进行灌浆区域脱盐效果的检验评估。对第85窟西壁未处理的壁画区域(non)、空鼓灌浆后KCX60绵纸脱盐区(KCX60-gt)、灌浆后KCX60绵纸及保护笔脱盐区(KCX60+pen-gt)以及未灌浆区保护笔脱盐(pen-t)区域共87个点进行纸条法取样分析，结果见表2。
对这四个区域纸条法测定结果平均值作图(图7)。
以上分析结果可以看出，壁画经空鼓灌浆后，灌浆所带入的水分激活了地仗中的盐分，使盐分运移并大量地富集到壁画的表面(表2第2列，图7中第2柱图)，个别区域甚至有盐分大量聚集的状况，表现为数据较离散，相对标准偏差达40％以上。壁画表面(1mm-2mm)的盐分的富集正是造成壁画损坏的主要因素，因此采用脱盐技术去除壁画表面的盐分是十分必要的。但即便空鼓灌浆后立即用X-60绵纸进行了脱盐，除去了一部分盐分，壁画表面的盐分含量还仍高出未处理壁画表面盐分含量的一倍。经保护笔脱盐后，壁画表面的盐分含量明显降低，由图7可以看出，保护笔脱盐可以使得纸条法测得的Cl-浓度降低约10个ppm，相当于保护笔脱盐可以减少壁画表面地仗中所含1.6％的Cl-的量，即可以降低未灌浆区域壁画表面盐分的80％。由此可见保护笔脱盐的效果十分显著。
但是纸条法也有其自身的缺陷，壁画表面的松软程度会影响取样的重复性；浸水后的纸条同样也会将盐分带入壁画底层，从而造成壁画表面盐分含量的降低，这虽然不会影响空鼓灌浆脱盐效果的检验，但是会对由纸条法测得氯离子浓度值推算出来的壁画表面盐分的百分含量产生影响。这需要在今后做更深一步的研究。但是纸条法作为一种速度快、成本低的无损伤检测方法来评估壁画表面可溶盐分含量状态，仍有其他方法所无可比拟的优势。
四 结论
1、壁画空鼓灌浆所带入的水分激活了地仗中的盐分，使盐分运移并大量地富集到壁画的表面，个别区域甚至有盐分大量聚集的状况。因此采用脱盐技术去除壁画表面的盐分是十分必要的。
2、保护笔的脱盐效果十分显著，纸条法测得的Cl-浓度值降低约10个ppm，相当于减少了壁画表面地仗中高达1.6％的Cl-含量，可以去除掉未灌浆区域壁画表面盐分的80％。
3、纸条法作为一种速度快、成本低、无损伤的壁画表面盐分检测技术，可以作为壁画脱盐效果的检验方法。
责任编辑：梁 红