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考古现场文物保护方法试析

2016-06-05

吐鲁番学研究 2016年2期
关键词:聚氨酯器物石膏

万 洁 杨 华

考古现场文物保护方法试析

万 洁 杨 华

本文试从考古发掘现场的文物保护技术和基本方法,来探讨考古发掘过程中文物保护的重要性。主要对考古发掘现场文物保护的准备工作和取样方法进行了初步探索。而现场灭菌技术的应用可有效阻止霉、虫害的进一步发展,防止病害随文物一起转移至收藏单位库房。提取、包装及运输方法的研究则为珍贵的脆弱文物提供了考古发掘和研究的可能性,拓展了考古范围和对象。文物由埋藏到出土所面临的环境突变,进而带来的文物损害,也是文物保护研究的重要课题。

考古发掘 文物保护 取样 灭菌 提取 包装 运输

文物保护技术经过近一、二十年的发展,已经日趋成熟。由修复处理方法到病变机理研究,形成了多学科融合的理论体系。其科学化、学科化学术地位逐步成型。而作为文物“出生”阶段的保护,也越来越受到大家的重视。目前德国、日本等已走在了考古现场文物保护的前列。我国经过近些年的努力,也做了大量的现场保护工作。如在考古发掘队伍中配备专业的文物保护人员,已成为现行考古工作的共识。推广发展文物保护急救车,也是针对文物出土第一现场开展的文保措施。本文结合长期的考古与文保实际工作经验,对考古发掘现场文物保护的材料、方法进行初步探讨。

一、考古现场文物保护

考古现场文物保护工作是可移动文物保护由室内向考古发掘一线的延伸,可更好地保护出土文物,也能更加清晰地了解文物的埋藏环境及产生的各种病害,使文物在第一时间得到科学有效的保护处理,有助于保护文物的“原状”。

1.1现场保护需要的材料和工具设备

(1)化学材料:PARALOID B72、AC 33、PVAC乳液、环十二烷、PEG、无水乙醇、丙酮、纯净水、石膏、聚氨酯泡沫、PH试纸、硅胶、环氧树脂、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛;

(2)包装材料:麻纸、宣纸、皮纸、锡纸、脱脂棉、泡沫、托板、包装箱;

(3)工具:竹刀、牛角刀、小板刷、毛笔、手术刀、钢针、剪刀、毛刷、吹球、镊子、注射器、竹签、纱布、样品皿、色度标识卡、记录本、样品袋、胶带纸、保鲜膜、密封袋;

(4)仪器设备:烧杯、量筒、滴管、数码相机、电子温湿度仪。

1.2样品采集

现场保护处理前应先取样。因为人为的保护处理将难免会造成文物原始信息的丢失或改变。那么就需要及时采集样品,对样品应详细记录、拍照,并进行编号,以免混淆。

1.2.1采样的基本原则

①所取样品能够满足研究的基本需要;

②要明确样品的层位以及共存的遗物;

③尽量选择残片或破损处不易被发现的部位采样;

④不要对器物纹饰和重要部位造成损伤;

⑤科学保管样品,避免外界因素干扰使之失去科学研究价值。

1.2.2采样对象

(1)金属类

金属类文物的样品可采集一些器物碎渣或在后期保护修复中收集。

(2)有机质

①木质腐朽后的灰烬、痕迹、残渣;

②植物的种子;

③纺织品的痕迹、残块、纤维屑等;

④人骨、人发、牙齿、动物骨骼等。

(3)环境样品

土壤样品应包括:埋藏环境土壤样品、水样及墓室气体样品。

对于金属文物样品使用密封的包装袋收集即可。有机质样品需使用密闭的玻璃容器收集样品,并作避光处理。如没有玻璃容器也可以使用塑料密封袋,如一层无法达到密封效果可多套几层,作避光处理。

1.3考古发掘现场文物灭菌方法

1.3.1新洁尔灭(苯扎溴铵)

为淡黄色胶体,具有芳香气味,易溶于水,无挥发性,贮存期长。新洁尔灭是阳离子表面活性剂,有降低水和油的表面张力的性质,起清洁作用。阳离子表面活性剂有较强的抗菌作用,其抗菌作用主要是通过溶解脂质,改变细菌细胞膜的通透性,使菌体内的代谢发生障碍而抗菌。抗菌谱较广,对革兰氏阳性和阴性菌及霉菌有效力,对人无刺激性,作用快、毒性低,还具有对金属器物无腐蚀性的特点。新洁尔灭耐碱,但不宜在酸性条件下使用。使用新洁尔灭溶液喷洒出土纺织品,可以杀灭大部分有害细菌。

使用方式:在出土文物上直接喷洒2-3次

使用浓度:0.1%~0.5%水溶液

1.3.2过氧乙酸

为无色透明液体,有刺激性酸味,易挥发,溶于水,属高效杀菌剂。此药对细菌繁殖体、芽胞、真菌、特别对肝炎病毒有较好的杀灭效果。过氧乙酸用于考古现场临时操作室的空气和出土文物消毒。耐酸,但不宜在碱性条件下使用。

使用方式:在纺织品上直接或空气中喷洒2-3次

使用浓度:0.1-0.5%水溶液

1.3.3乙醇(酒精)

在无其他消毒药物的情况下,可以选用75%乙醇,作为临时消毒灭菌材料。乙醇为无色透明液体,可杀死细菌繁殖体。浓度低于75%的乙醇,达不到消毒层灭菌效果。

使用方式:在出土文物上直接喷洒2-3次

使用浓度:75%水溶液

对污染严重的出土文物(如纺织品) ,消毒剂的用量可适当加大,提高消毒灭菌效果。

二、考古发掘现场文物的提取

提取和保护考古发掘现场历史文物与遗迹,在现场提取中最大限度的把握文物“原始性”和“真实性”的原则,在实际工作当中完整地、并忠实于原物将所有考古信息提起并保留下来。整个保护过程,始终坚持以文物保护的根本原则为指导,强调安全稳定性、可再处理性、持续耐久性、利于保管和展示等原则,同时坚持保护与考古的相互协调。地下文物由地下密闭环境发掘出土暴露到地上开放环境中,环境骤然变化,文物迅速失水、氧化、风化,应注重出土文物现场提取微环境控制和残留信息的提取。

考古发掘中出土遗物遗迹情况复杂,埋藏环境的差异大,因此,要严格遵守田野考古操作规程、遵循普遍认同的文物科技保护基本原则,以及执行现场文物科技保护的操作规范。此外,还须从实际情况出发,因地制宜,做好出土文物的发掘现场提取工作。

2.1预加固

为了防止和避免提取过程中可能给遗迹表层造成摩擦或损坏等不利影响,需要进行预加固试验。具体方法为:制作与遗迹各类性能相近似的土样标本(即4平方厘米见方的土样块),将加固材料以每平方厘米10毫升的剂量进行试验。使用的加固材料有:1.有机硅改性丙烯酸树脂非水分散体加固剂。2.NS(氟硅化合物)环保水性加固剂。

2.2整体提取

2.2.1基本提取法

基本提取法是整体提取法中较简单的一种方法, 这种方法是依靠土壤自身所具备的强度来对文物进行整体提取, 但土壤本身支撑强度的限制, 无法提取体量非常大的文物或遗迹。其操作方法是,先将文物周围土壤去除,但不要完全去除干净。可根据土壤的塑形来决定去除的多少和去后的形状。让文物暴露在一个土台上,对一周加固。 可使用具石膏绷带法、纱布绷带法和树脂绷带对含文物的土块进行缠绕加固,再从底部将整块切下。这一步需小心,使用打磨带刃的薄铁板或用细钢丝进行环状切割,得到一个包裹文物的整体。切割下来的整块提取物用放置在专用的盒子内,再做一次包装,避免搬运中提取物破损散开。

2.2.2套箱提取法

先测量提取对象的体积,记录好长、宽、高等信息。按照测量的尺寸加工准备套箱的边框、盖板、地板等材料。

在提取对象四周向下开挖沟槽,以便将箱框套入起取遗迹的四周。为施工方便起见,建议开槽的规格不小于宽0.8米、深0.5米。

在遗迹上即四周铺设隔离层(可用厚棉纸或塑料薄膜),使用聚氨脂发泡剂将边框与遗迹之间的缝隙予以充填,充填高度应与箱框的顶部保持水平,修饰平整后固定盖板。

开挖示意图

对箱体下方的泥土进行逐步掏挖,掏挖的面积和规格应该与箱框的底边处于同一水平面上。将预先做好的宽度20厘米左右的木板穿插于掏好的遗迹底面上,并用直角钢片固定在箱框的外侧,板下左右两端支垫砖石以承载箱体的重量,以此类推将整个遗迹的底面全部衬托于木板之上。

底板掏挖示意图

在遗迹全部套装于木箱内部后,按照箱体的总长度加工两根槽钢,并穿设于底板之下,开口向下,以便钢丝绳来回穿插。

套箱成型示意图

完成的套箱可使用吊车提起转运,注意吊装过程中的平稳,避免震动对内部文物产生影响。

2.2.3石膏提取法

石膏提取法较为复杂,要完全借助石膏对提取对象进行支撑,将提取对象提取出考古发掘现场的一种方法。其适用于埋藏土壤强度较差的情况。但是石膏自身比重较大,不是很适合体积较大的提取对象。

其操作方法是,去除文物周围的泥土,使含文物的土台成上小下大的梯形。周边去除的下部应低于文物最低点超过5厘米以上。

在周边用木板等材料围起来,形成一个浇筑石膏的空间。而后将调配好的石膏浇筑进此空间内。在浇筑之前,可用保鲜膜、塑料布等材料对含文物土台进行密封包裹,避免石膏造成污染,这样在后期也利于石膏包的切除。

待石膏完全固化后,对底部切底。切底可逐步进行,也可用插板或钢丝切割。切割完成后应将整个石膏包翻转过来,使原底部向上,剔除多余的泥土。用木板完成最后封装。

2.2.4聚氨酯泡沫提取法

在提取对象体积较大,土壤强度也不是很好的情况下,此时石膏法就难以适用。此时可使用聚氨酯发泡材料进行提取。聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料,在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下,通过聚合反应得到的。

聚氨酯泡沫分为两种组分,当两种组分混合后,就会剧烈发泡,当泡沫固化后就会十分牢固。其提取对象的前期处理类似于石膏提取法,但制作的木框与提取对象之间的间隙应留大一点,因聚氨酯发泡体积膨胀后带来的压力加大。加大空隙是为了减小提取物受到的压力。同样在浇筑聚氨酯前应对提取对象进行薄膜封包,便于后期去除聚氨酯。另外应注意,此次的木框上部应封闭,只留下浇筑聚氨酯的孔即可。周边木框的缝隙也应用胶带等进行密封处理。避免尚未固化的液体聚氨酯外流。

聚氨酯固化后切底、翻转,包装即完成。

2.3卷取法

对纺织品文物可用卷取法进行提取。把皮纸裁成15×15cm的方块,并将裁好的皮纸放在一个托盘中,每放一层皮纸喷一遍蒸馏水(水不宜过多,使纸完全湿润即可),放好之后浸泡约15分钟使纸完全浸润。浸好的纸块应该湿润但又不流淌水分为宜。将浸好的纸块敷在织物表面,保持织物的湿度,避免织物迅速脱水,根据操作时间的长短和织物的厚度,敷1-3层纸巾(依实际情况而定)。敷好纸巾后,从织物的一端将织物连带纸巾卷起,卷起的同时在织物的背面加一层布一同卷起,以增加强度。完全卷起后,即可拿着外层的布将织物转移走。

2.4地层和堆积现象剖面提取方法

对考古地层信息,及堆积废杂的考古现象可揭取后进一步研究。

使用的材料为氨(基)甲酸(乙)酯,分子式:-R-N=C=O+H2O→=-R—NHCONH—R-

操作步骤:清理刮平剖面→表面喷水→将纱布拓铺于剖面之上→揭取材料喷涂于纱布之上→待材料渗透于土层中并且干燥后进行揭取。

这种方式揭取的地层剖面有一个弊端:展示的是剖面的反面,会给参观者带来一定的误导。

2.5注意事项

(1)无论采取何种方法提取文物,首先必须考虑提取是否会对文物造成损害或影响。其次必须了解所提取文物的强度。在一般情况下,最好能采取一些措施,对文物进行必要的补强处理,尽可能地保证文物的安全。此外,整个提取过程要做好记录工作。

(2)禁止徒手拿,必须戴上手套,目的是一方面保护文物不受污染,另一方面保护修复工作人员自身健康。

(3)拿文物时要小心谨慎,轻而稳。

(4)小件器物应该双手捧着,大件器物应该一手托底,一手扶器物,或者双手捧着器物的中下部分,不要提器物的口沿和耳部。

三、文物的包装与运输

将出土文物安全运回室内,也是现场保护的关键,其中包含两个重要环节,即包装和运输。

包装是为了将墓葬或遗址的出土文物安全运回室内,利用对文物无害的包装材料将出土文物进行安全防护和保存处理的手段之一。文物包装既要保证文物的外观不受损伤,又要保证文物的内部组织结构不被破坏,因此在对文物进行包装时就要考虑到文物包装后可能遇到的不利局面,如恶劣路况、机械震动、搬运时的碰撞冲击以及可能带来的生物与化学的危害,从而采取相应的对策。出土文物的包装应该根据器物大小、质地优劣、胎质厚薄、器物长短以及器物上的装饰情况采取相应的包装。

根据器物大小包装时,大型器物应做专门包装箱,包装时下部的防震材料要厚一些;小型器物可以用薄的海绵包装;对于破碎文物的包装,较小碎片可用麻纸或绵纸采用交叉折叠多次的方式包装,较大碎片的包装则同小器物的包装。

根据器物质地优劣包装时,质地好的可以用饱水海绵直接包装,质地保存差的出土文物,一定要加托板或托架才能包装。

对于器物上附有装饰如漆绘、粉彩的出土文物,要先对装饰物进行保护处理,再用上述方法进行整体包装,置于备有防震材料的包装架或包装箱内固定。包装箱内出土文物尤其是脆弱文物不能叠压,以防造成下层文物受损。

四、结语

考古现场文物保护是一个系统而复杂的工程。此项工作的开展有利于脆弱文物及时得到有效的保护处理,即保护是从文物出土的那一刻就开始的。而提取方法的研究和应用,拓展了考古研究的范围和对象。使一些以前无法获得的遗物和遗迹得以保存,为后续的文物考古研究、文物保护工作打下了坚实基础。

Tentatire Analysis on the Way of Cultural Relics on Archaeological Site

Wan Jie &Yang Hua

In this article, we tried to discuss the importance of protecting cultural relics in the process of archaeological excavation, based on the technology and method of cultural relics protection from the archaeological excavation site. At the same time, we made a preliminary exploration on the preparation and sampling method of cultural relics protection from the archaeological excavation site. Besides, since the application of sterilization technology on the archaeological excavation site can effectively prevent the further development of mildew and pests and prevent from been transferred into the storeroom of preservation entities along with cultural relics, so studies on the methods of extracting, packing and transporting can provided some possibilities for the excavating and studying of some precious and fragile cultural relics, and expand the scope and object of archaeology. Last but not least important, the change of burial environment faced by unearthed cultural relics which causes damages to cultural relics, is also an important subject about cultural relics protection.

Archaeological Excavation, Cultural Relics Protection, Extracting, Packing and Transporting

新疆维吾尔自治区博物馆)

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