出水瓷器的清洗脱盐研究综述

郭玟瑾 郑州大学

在世界范围之内，海洋资源的开发利用早已开始蔓延，而在研究资源开发的同时，水下文化遗产的保护与利用开始引起各国的广泛关注。众所周知，中国在历史上是工艺品出口大国，作为海上丝绸之路的起点，漂洋过海将中国的丝绸与瓷器走向欧美大陆。在天气、人力或物力等不可控因素的袭扰之下，船舶和商队有可能因自然因素或人为因素沉没失踪，大部分精美的出口工艺品随着船只而掩埋在了海底。“南海Ⅰ号”的成功打捞不仅佐证了我国所开辟的海上丝绸之路的鼎盛与繁华，更为研究海外出口历史、沿海商业的发展与通商口岸的历史提供了宝贵的实物资料。为了保护从海洋之中打捞出的珍贵资料，出水文物的保护迫在眉睫，如何进行初步的保护处理及提高速率则成为近年来的研究方向。

一、出水瓷器的病害及成因

（一）外力损害

1.破损、损坏

出水陶瓷大多因为船只在海上发生意外而沉没所造成的，在沉没前很有可能受到碰撞或挤压，在沉没过程前后破损或损坏。如在“南海Ⅰ号”沉船打捞时发现，沉船在水下长期浸泡导致甲板木材糟朽蛀蚀严重、强度下降，船舱上部铁器塌落，对下部的陶瓷器造成冲击或挤压的破坏；陶瓷器一般包装原有草、绳、竹篾之类的缓冲保护包装，这些包装保护材料在海水的浸泡下大多已经腐烂，器物间的相互挤压也造成了破损。

2.惊纹、冲口

这种病主要是指瓷器釉面上的裂纹。冲口是指在瓷口处穿透瓷胎的裂纹，二次冲击是指釉面开裂或伴有侵蚀。由于长期浸泡在海水中，水给瓷器的外力作用，再加上洋流、台风等因素，该地区海水处于不稳定状态。在这一时期，洋流携带的沙子会对瓷器表面进行冲刷和磨损，对釉面造成不可逆的物理伤害。同时，这种干扰的发生基本与陶瓷在烧成的时有孔隙这一原因相关。

（二）侵蚀和附着

1.铁锈、泥沙侵染

船载铁器的铁锈和淤泥经过长时间的渗透和扩散，会逐渐沁入釉面和基体中，尤其是上述釉面有惊纹、胎体有冲口，或胎体孔隙较大的器物，则更容易被分子运动所沁入，被污染物污染。

2.海水浸泡后的盐分吸附

海水中的溶质99.9%为各种不同的海盐，是富含电解质的溶液系统，这些可溶盐通过陶瓷器的微孔浸润、渗透进入陶瓷器内部。陶瓷器被打捞出水后，陶瓷器内部孔隙中的可溶盐也会随着环境的改变而发生变化，盐分结晶与潮解的交替变化会对器物的孔隙产生膨胀挤压，结晶、融化、潮解反复交替的作用常常会使釉层剥离于陶瓷器、胎体脆弱而导致破裂。

3.生物附着、钙化

首先，海底生物种类丰富，瓷器在水下无可避免会被各种藻类、贝类所依附，以海洋附着性生物为主，如藤壶、牡蛎、麦秆虫、海鞘和苔藓虫，常常附着于瓷器表面进行生长繁殖。其次，沉船位置基本分布于海岸线稍远的海域，这些地域的海相沉积物较厚，海水的涌动使瓷器周围的泥沙、有机物凝结附着于器物的表面，常常形成致密坚硬的凝结物。

二、出水瓷器的清洗

对出水瓷器的清洗常常采用物理清洗和化学清洗两种方式：

1.物理清洗

常用的物理清洗方法主要是采用手术刀或竹签进行凝结物的剔除，或采用超声波清洗机震荡清洗去除凝结物，但这些物理方法需要人工把握力度，尤其不能在清洗过程中伤及瓷器釉面，或在剔除过程中敲破、损害文物。现今科技的发展为物理清洗带来了有了更多可选择的、更为安全和省力的技术和方法。

张欢在《“南澳Ⅰ号”沉船出水瓷器类文物表面凝结物激光清洗实验研究》中着重采用了20世纪80年代从国外引进的激光清洗技术，将其应用于瓷器清洗，采用激光干式（无介质）清洗和湿式（有介质）清洗两种实验方式。

激光清洗实验表明的结果是，出水瓷器在海洋中凝结在表面的钙质、硅质沉积凝结物都可以用激光清洗来去除，湿式激光清洗能够减少瓷器的激光损伤，提升激光清洗效果和安全性，比干式激光清洗法更符合文物保护的要求。明胶作为辅助介质应用效果良好。此外，铁质凝结物在瓷器表面的清洗效果几乎没有，还需要进一步研究新的清洗方法。

黄河、杨庆峰、吴来明在《微纳米气泡清洗“南海一号”出水瓷器的安全性评价研究》中提出了激光清洗技术作用区域有限、处理时间较长的局限性，影响清洗效率。而微纳米气泡一般具有活性高效、渗透作用强和细微爆破力，微气泡的渗透及气浮作用可以减弱出水瓷器与附着物的结合力，从而进行清洗分离。对于清洗技术的安全性方面，实验对瓷器清洗前后的色差、光泽度、釉面和裂缝四方面进行对比，没有发现出水瓷器有明显变化，没有发现瓷器的釉面损伤，没有发现裂缝在瓷器上的扩大或别的影响，这可以表明出水瓷器使用微纳米气泡清洗技术基本是安全的。

2.化学清洗

采用化学试剂对出水瓷器表面附着物或沉积物进行化学反应消除。通过陶瓷的化学反应理论可得，陶瓷对碱性环境不耐受，常常会发生较快的溶解反应，由此可得对瓷器保护处理时应使用中性液体；陶瓷对酸性环境较为耐受，弱酸环境的溶解速率很慢，基本与中性环境的溶解速率相同，所以也可以在弱酸环境中进行保护处理，弱酸溶液应当注意浓度，以便减少对瓷器本体的损伤。

包春磊等在《出水青白瓷器表面石灰质凝结物的去除》中，在限定了相同的反应条件后，凝结物与不同清洗液的反应现象以及反应后的溶解质量，则成为了用来判定化学清洗去除效果的标准。选定的溶质有苹果酸（MA）、柠檬酸（CIT）、环己烷二胺四乙酸（DCTA）、乙二胺二琥珀酸（EDDS）、二乙三胺五乙酸（DTPA）、EDTA-2Na、六偏磷酸钠、柠檬酸三铵（ACT），使用这些溶液进行去除凝结物的实验，发现除EDDS、ACT及SHMP外，其余溶液的凝结物去除效果都很不错。实验结果作为去除出水文物凝结物化学方法的依据，能够为使用化学方法保护处理出水陶瓷器提供参考。

李全乐在《海洋出水瓷器病害处理方法》中提到了瓷器遇到铁锈侵蚀如何处理。首先检验侵蚀的部位，并用脱脂棉包裹，在脱脂棉上滴10%的草酸溶液，用保鲜膜包裹该部位，两三个小时后一般侵蚀程度较轻的部位会消失侵蚀，程度较重的部位则需要反复多次进行如上操作。如果没有取得成效，再次的敷拭可以用5%的高锰酸钾溶液。但高锰酸钾溶液有颜色，这样的紫红色会对瓷器产生侵染，则再用10%草酸溶液清洗，使高锰酸钾溶液消失。下一步的收尾工作则需要使用去离子水将瓷器完全浸泡，因为在病害处理过程中，草酸或高锰酸钾会残留于瓷器之上，这样的浸泡可以去除残留的化学试剂，可以有效的保护瓷器，避免再次损害。

三、对出水瓷器脱盐

脱盐是处理脱水瓷器的重要步骤之一，瓷器不经过脱盐，会导致病害扩大，并为后续的修复过程带来难题。脱盐常常采用的方法如下：

（1）去离子水静置浸泡。利用离子扩散原理，将陶瓷器浸泡于去离子水中做浸泡处理，器物内部的盐分会逐步向水中溶出，盐离子扩散的方向是从高浓度向低浓度进行，经过多次换水后，陶瓷器内部的盐分含量会降低到安全水平。

（2）热水浸泡加速脱盐。通过升高浸泡水的温度，提高去离子水渗透器物内部的效率和深度，较高温度的浸泡液还可以提高盐分溶解度，从而加速器物内部盐分的溶出，缩短脱盐处理时间。

（3）超声波加速脱盐。利用超声波的高频震荡和空化作用，可极大地提高陶瓷器的脱盐效率。需要注意的地方则是在利用超声波脱盐时，要考虑陶瓷器的保存状态，超声波的脱盐方法有可能对被清洗的文物造成损伤，所以有较多裂隙类病害的器物不适合采用超声波脱盐。

（4）循环水浸泡脱盐。在静置浸泡脱盐的基础上，增加水体循环功能，利用流动的水不断稀释降低器物周围盐分离子的浓度，加快脱盐速度，提高脱盐效率。

（5）电场加速脱盐。利用离子在液体中向相反极性电场移动的原理，在静置浸泡脱盐池中的两端分别埋入正负电极，导入直流电，利用电场对盐离子的牵引作用加速器物内部盐分的溶出。

根据李乃胜、陈岳等对海洋出水瓷器脱盐方法的研究，得到结论：在控制变量且没有其他驱动力的条件下，浸泡脱盐的一般条件下使用去离子水的速率慢，而交替使用冷水和热水来浸泡则会加快脱盐的速率，超声波脱盐效果最优，4倍于温度交替浸泡速率，8倍于静置在纯水速率。从这样的结论中可以得到在实际保护过程中，前三天可以用清水静置脱盐，稳定后可以采用超声波振荡脱盐，有利于保护文物和提高速率。

关于脱盐效率的提升，牛飞《提升出水瓷器脱盐效率的方法研究》中有所研究。他认为，提高脱盐效率的关键是加快物质扩散速度，浸泡瓷片前后的溶液电导率的改变或不变来探讨实验效率。

该实验分为药物添加法、超声波法和药物添加结合超声波法三个方面。经实验验证与筛选，BTA（苯骈三氮唑）溶液浸泡法、超声波法能够提高一部分脱盐效率，而超声波与溶液浸泡的相结合可以提高脱盐效率，能够至少缩短一半的时间。该方法不仅能够提高效率，所用的溶剂和超声波机器也较为容易得到，在实际操作中可选择合适实际情况的脱盐方法。该实验的意义在于结合药物和超声波，在脱盐效率研究方面取得了新的进展，并且对 BTA提高脱盐效率做了进一步的探讨，细化溶液浓度还将继续研究。

提升脱盐效率上还可以对出水瓷器进行编组，能够大幅度提高效率。耿苗在《在线监测可编组移动式文物脱盐装置及其应用》中，作为样本的陶瓷器已经过同样步骤的初步脱盐处理。考虑了现实因素之后，脱盐方案确定为采用去离子水循环浸泡。脱盐池的编组采用串联3个脱盐槽，其有效脱盐面积每脱盐槽大约1平方米，计算采用每平方米25件中等规格瓷器，分为了上下两层。此次编组脱盐池可对450件瓷器进行一次性脱盐处理，具有高效的优点。除了满足一定数量与高质量的出水陶瓷器脱盐要求之外，还可以根据实际情况任意组合脱盐设施，与实践后的应用效果良好。这样的编组脱盐装置无疑为提高脱盐效率打开了一道新的大门。

四、结语

对于出水瓷器来说，清洗表面附着物和惊纹、冲口带来的侵染，减少可溶盐对文物的危害是出水瓷器修复的第一步，而且是修复处理之前必要的基础。对于文物的长期保存而言，文物科技保护能够为保存创造有利的条件，保存下来的实物资料才能够成为考古学、古物、历史研究的实物来源。在针对瓷器文物所处的海洋腐蚀环境，应当先对病害特征分析进行分门别类的理解与研究，采用安全成熟的保护和修复方法，提高瓷器文物的使用寿命最大限度和合理文物利用，才能充分体现文物的历史、社会和工艺价值。随着科技水平的提高，对陶瓷文物的研究也在不断深化，陶瓷文物保护的方法也在不断更新，应当不断学习和掌握新理论、新知识，结合工作，不断实践，及时总结经验教训，努力提高技能，才能更好地为国家文化发展和文物保护服务。