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科技使秦兵马俑返老还童

2019/06/07 来源:巢湖信息港

导读

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相关资料表明,兵马俑原是通体施彩的,出土时表面彩绘大多已损毁,只有少量彩绘残存,但因环境变化残存彩绘也出现了起翘、剥落等现象。为何保存地下千年的兵马俑彩绘会产生这种巨大变化呢?面对这种情况,采取什么样的措施能延缓、防止甚至恢复这些彩绘呢?

彩绘剥落损毁

陶器是人类早发明创造的器物之一,主要有素陶、彩陶、彩绘陶、釉陶四大类。其中,彩陶是陶坯入窑前用铁锰等颜料在坯体上绘画纹饰,入窑后用氧化焰烧成的,而彩绘陶是先烧好陶器后在其上进行彩绘。秦兵马俑坑、汉阳陵及各地汉、唐等时期墓葬中就出土了一部分彩绘陶质文物。

对秦兵马俑陶质文物腐蚀调查发现,彩绘陶质文物常见的病害是彩绘层粉化、起翘、龟裂、脱落等。出现这些病害的原因一方面与彩绘层和陶体本身粘结有关。秦兵马俑上的彩绘经分析大多是先在陶体上涂一层生漆,再在上面用胶料调颜料进行绘制。而有些陶质彩绘文物直接依赖颜料与陶体表面附着力粘结的,并未发现胶料。如2004年陕西省咸阳市渭城公安分局曾缴获的在咸阳长陵附近被盗掘的76件粉彩马俑。这些彩绘的制作特点决定了其粘接牢度低、易脱落。二是由于出土后环境突变造成的。由于彩绘陶俑在埋藏环境中土壤的湿度较高,出土后所处环境湿度较低,再加上光、有害气体等的侵入,导致彩绘产生起翘、干裂、褪色等。

出土现场保护是关键

在秦兵马俑的发掘现场,有一些检测发掘现场微环境气候特点的仪器设备,包括颗粒物实时检测仪、腐蚀性气体实时检测仪、温湿度实时监测仪等环境监测和分析仪器,可以检测分析现场温湿度、空气中的有害气体含量、紫外线强度等。为什么要进行检测呢?因为制作彩绘的颜料一般都是天然矿物颜料,这些颜料经常会添加动植物胶料作为粘合剂,秦兵马俑的彩绘层下面还有一层生漆层,由于在长期潮湿的地下埋藏,这些生漆层、彩绘层与陶体的粘结度已经降低,一旦出土,长期处于潮湿环境的平衡状态就被打破,再加上湿度降低、紫外光、大气有害酸性气体、微生物等影响,彩绘层就容易起翘、干裂、褪色,甚至粉化、脱落。陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地(秦俑博物馆)副主任夏寅说:“环境监测的目的在于了解文物所处环境, 如温湿度、大气有害因子、紫外光照的数据, 进而实施有效的、有针对性的控制措施。”

一般来说,彩绘文物在发掘出土后先对其水雾喷洒,再用塑料纸覆盖形成较为密闭的微环境,保证其湿度与埋藏环境基本一致,之后尽快转移至文物保护实验室处理。但也有例外情况,有些彩绘出土时与陶胎的粘合力小于彩绘与泥土的粘合力,彩绘被泥土所带缀与陶胎表面出现了一些空隙,若不及时处理彩绘可能被泥土所缀,完全脱离陶胎表面,或者彩绘与陶胎之间进入土壤颗粒,更加不利于以后彩绘的加固和保护。

秦俑二号坑出土的彩绘跪佣就属于这种情况。当时,考古人员采用了5%AC33(Primal丙烯酸乳液)和30%PEG200(Polyglycol 聚乙二醇)混合水溶液点涂,使其从彩绘边缘慢慢渗入,再在彩绘上垂直于陶胎表面施加压力,将彩绘连同泥土一起回贴于陶胎表面,使彩绘得以保存。

科学保护使文物重现风采

秦俑博物馆陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地、陕西省文物保护研究院砖石质文物保护国家文物局重点科研基地、西北大学文博学院等几家单位的研究者多年来在陶质彩绘文物保护研究中充分利用现代科技手段进行了多项有益的探索。例如,在对彩绘颜料及其胶料的分析中,常用的方法有偏光显微粉末法、激光拉曼显微光谱法、光导纤维反射光谱法、SEM-EDS(扫描电子显微+能谱)分析、X射线衍射分析等,红外光谱分析、氨基酸分析法等,多方位、全面地对陶质彩绘文物的颜料成分分析,对颜料色彩褪变机理等进行研究,在对彩绘层次结构观察分析、彩绘文物加固保护剂对比研究及老化测试等方面的研究工作,均取得了令人瞩目的成绩。

以秦始皇兵马俑博物馆“陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地”为例,该基地成立于2005年,主要的研究方向是陶质彩绘及相关文物保护修复方面的基础理论和应用技术研究,开展创新性研究,促进科技成果的转化和应用。基地拥有大量的科研仪器如偏光显微镜、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪等。经过多年理论研究、实际修复经验积累总结,成为目前国内陶质彩绘文物保护修复经验的研究单位。据了解,该基地开展的与彩绘相关的科研课题有国家“十一五”科技支撑计划项目《中华文明探源及其相关文物保护技术研究之考古发掘现场出土陶质彩绘文物保护关键技术研究》、国家文物局《陕西省陶质彩绘类文物调查与研究》、《馆藏陶质彩绘文物保护修复技术规范化预研究》、《拉曼光谱在陶质彩绘文物保护中的应用及方法学研究》、《陶质文物粘结剂筛选和古代彩绘文物胶结材料分析研究》等,并编制了《文物彩绘保护修复技术要求》文物保护国家标准,《陶质彩绘文物病害与图示》、《陶质彩绘文物保护修复方案编写规范》和《陶质彩绘文物保护修复档案记录规范》等文物保护行业标准。

开展彩绘保护技术交流

我国文物保护技术研究自开始之初就一直借鉴和学习国外的先进技术,这不仅体现在保护修复理论、科研仪器、分析技术的引进上,还体现在特别注重保护技术的交流。自1991年以来,秦俑博物馆与德国巴伐利亚州文物保护局、慕尼黑科技大学开展了一系列文物保护科技合作,内容涉及秦俑彩绘保护、秦俑坑土遗址加固和秦俑修复技术改进等方面。在秦俑彩绘保护方面,系统地分析、研究了彩绘的层次结构、物质组成、彩绘工艺以及损坏机理,进行了大量的保护方法的实验,获得了两套成功的保护方法,并总结出了一套适用于发掘现场的保护工艺,成功地保护了整体彩绘秦俑,并成功将该方法应用于凤翔唐代彩绘俑、汉阳陵、秦陵百戏俑坑和秦陵6号陪葬坑出土的彩绘俑的保护。同时,他们还与德国巴伐利亚州文物保护局开展了兵马俑坑土遗址加固工作。此外,该馆与比利时杨森公司、西安杨森公司、英国伦敦大学考古学院等单位也有密切合作。

秦始皇帝陵博物院在陶质彩绘文物保护研究上,不仅重视与国际接轨,更重要的是在国内寻求合作与交流。2009年10月,由秦始皇帝陵博物院、中科院上海硅酸盐研究所、中国科学院上海有机化学研究所、中国科学院上海光学精密机械研究所和西安文物保护修复中心联合成立了“陶质彩绘文物保护技术创新联盟共建框架协议”。5家单位将建立长期稳定、优势互补的战略合作关系,通过强强联合、通力合作,探索并建立文博单位和科研院所的技术创新合作机制,搭建陶质彩绘文物保护技术创新的协作平台。 金玉红

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