不可移动石质文物化学清洗的操作工艺.doc

中国石材网（stone365）不可移动石质文物化学清洗的操作工艺0 引 言我国文物古迹的数量堪称世界之最。但是，在长期自然作用和人为因素的影响下，许多文物都受到了不同程度的风化侵蚀和各种污染，特别是长期暴露于野外环境中的不可移动石质文物。例如，开凿于北魏年间的山西大同云冈石窟，其仅存的 45 个洞窟中雕刻艺术品保存状况稍好的不足一半。调查表明1，污染物病害类型主要包括: 粉尘沉积、盐碱结晶、烟熏黑垢、水泥修补、黄斑、水斑、残留树脂、字迹刻画、油漆色斑、油脂、石膏斑、生物生长等。这些污染物不仅影响文物的艺术效果，许多还可能加速文物的风化，因此清除技术和有关工艺的研究就成为石质文物科学保护的不可缺少的重要工作，往往是不可移动石质文物保护工程实施的前提条件2。尽管石质文物表面污染物的清洗可以用激光清洗、粒子喷射清洗或蒸汽清洗等物理清洗方法。但是，这些方法只对表面污染物有效。对于渗入性污染物，化学清洗仍然是目前最简单有效的方3。化学清洗技术是泛指使用各种化学品来完成清除工作的清洗技术，作用原理包括化学作用、物理作用和生物化学作用等。化学清洗剂可以渗透到岩石微孔隙的内部选择性地清除渗入性污染物，这是其他清洗技术无法替代的3。但是，化学清洗剂或清洗残留物也很可能与文物基材发生作用，稍有不当就可能对文物本体造成破坏，因此化学清洗的操作工艺不仅是保证清洗效果的前提，更是确保石质文物本体安全的关键技术，直接关系到石质文物清洗工程的成败和远期效果。目前，在国内石质文物化学清洗领域还没有相关规范，也没有相关研究成果的报道，操作人员的随意性很大，制定化学清洗操作( 施工) 工艺规范已经成为必须尽快研究的课题。1 化学清洗过程文物的化学清洗涉及化学药剂和相关材料与文物本体的直接作用，是对文物的直接干预行为，任何不适当的药品或操作都可能造成文物的不可逆损坏，此外还可能造成环境的破坏、甚至威胁人员的健康。因此，在化学清洗之前、清洗过程之中和清洗之后的全过程中都必须规定和采取一系列防范措施。1 1 前期调研不可移动石质文物化学清洗前的调研工作主要包括:1) 污染物调查。调查的内容涉及污染物成分、成因、危害性等。所谓对症下药，“症”即文物表面及孔隙内部的污染物。了解污垢的种类、特性、形成原因、污染程度、是否加速文物的破坏等，是决定是否需要进行清洗的前提条件。例如，为了了解云冈石窟的污染物，2010 年年初，本课题组联合云冈石窟研究院、西安文保中心共十多人对云冈石窟 45个主要洞窟进行了较为详细的污染物病害调查，其污染物病害类型及所占面积比例如图1 所示1。另外，在浙江大学的实验室中还开展了各种污染物是否对岩体有害的一系列实验研究，实验结果正在整理，将另文发表。图 1 云冈石窟污染物病害类型及所占面积比例图1Fig 1 A type of pollutant disease and area ratio atYungang Caves2) 文物本体调查。包括岩石成分、孔隙特征、风化程度等。只有充分了解石质文物的性状才能正确选择清洗剂。例如，对含钙岩石就必须选择非酸性清洗剂等。这类事例很多，如在 Muhammad El-Gohary4清洗埃及花岗岩石碑表面红褐色风化壳层、Dong Sik Lee 等5清洗韩国 17 世纪石塔上黑垢结壳、Sonia Murcia-Mascaro 等6清洗 15 世纪早期Avila Cathedral 彩绘上的碳酸盐结壳等工作的文章中，均强调了清洗操作之前要充分了解石材的状况、病害类型等，方可对症下药。3) 修复保护历史调查。由于各种原因，文物表面可能已被化学品处理过，这对确定清洗方案有重要影响。例如 Sara Bianchin 等7在清洗意大利佛罗伦萨市的 Annunziata 教堂之前，就对墙面壁画进行了实地调查和采样分析，发现表面暗淡无光且有铜绿生成，是因为曾使用一种有机固色剂 ( organ-ic xative) 处理过，他们专门选择了一种碳酸铵水溶液进行贴敷清洗，取得了较好效果。另外，值得注意的是许多石质文物防护剂会阻碍清洗剂的渗透，有的甚至会与清洗剂发生化学反应而污染石质文物。以上事例都说明做好前期调研工作的重要性。在国内，尽管大型石质文物化学清洗案例分析的报道比较少，但文物保护行业标准石质文物保护修复方案编写规范( 编号: WW/T0007-2007) 明确规定的石质文物保护修复前的调研工作已基本涵盖了上述内容。1 2 化学清洗剂的选择石质文物的清洗不同于建筑装饰石材的清洗。原则上讲，装饰石材的清洗剂一般不能用于石质文物。已经发现的破坏事例很多，尽管国内还很少有相关报道，但在国际文献上能够查阅到的破坏事例不少。在使用商品清洗剂方面，例如，据美国 Getty研究所 Doebly Carl 的报道8，1970 年美国费城 30号大街历史建筑 Amtrak 车站石质墙体曾使用含氢氧化钠的商业清洗剂进行清洗，此后 20 年的跟踪发现该建筑物表面不断泛碱，粉化疏松等风化现象严重。类似的事例很多，应引起今天文物保护人员的足够重视。一般说来，石质文物清洗剂和相关清洗药品的选择应遵循以下原则:1) 对石质文物本体，包括石材、表面颜料和粘接物等没有破坏性;2) 能达到较好的清除指定污垢的效果;3) 施工完成后不改变文物原来的艺术效果;4) 清洗方法和清洗材料不能对施工人员和周围环境造成伤害或污染。实际选择时，涉及的物性指标有 pH 值( 依清洗对象而定，一般尽量使用中性清洗剂) 、表面活性剂含量( 表面活性剂渗入岩石微孔中后不易清除，容易造成石材表面泛黄等) 、清洗剂的粘度( 高粘度将阻碍渗透，影响清洗效果，且容易粘附在岩石表层造成二次污染) 、表面张力( 关系到清洗剂的润湿性及渗透性，继而影响清洗剂的使用效果) 、泡沫( 泡沫与清洗效能无直接关系，但清洗剂不应产生过多泡沫) 、闪点与稳定性( 这是判断清洗剂能否安全运输和贮存的重要指标) 、外观气味等。本文仅以下述几点为例进行说明。1) 清洗剂的 pH 值。一般说，在石质文物化学清洗中，对不同的岩石基质应使用不同的清洗剂，但都应避免使用强酸、强碱性清洗剂，其主要问题是药品的侵蚀性严重9。如非必要，一般都采用比较温和的缓冲溶液，以减轻腐蚀作用。如 Gaspar10的研究，曾用氟氢酸清洗过的石灰岩表面出现严重褪色，而且在表面会形成凹凸不平的坑洞溶蚀，尤其是用在砂岩等孔隙较大的岩石上破坏更加严重。又如Young 等11的研究发现，砂岩建筑物表面经过含有氟氢酸等酸性成分的膏药贴敷清洗后，建筑物表面留下了大量黄斑、盐斑、泛白等，表明清洗加剧了岩石的风化腐蚀。同样，强碱性清洗剂的使用也是如此。例如，前面提到的美国费城 Amtrak 车站使用氢氧化钠清洗剂受到破坏就是例证。一般情况下，石质文物的清洗应尽量使用中性的无侵蚀性的清洗剂。2) 清洗剂的含磷指标。除了 pH 值等侵蚀性指标外，清洗剂中的某些成分对环境的影响也是需要考虑的内容，例如清洗剂的含磷指标。有研究证明12，13使用含磷清洗剂清洗石质文物后，残留的磷会成为微生物繁殖的营养成分，促使藻类和真菌等生物在文物表面生长，特别在孔隙较大的砂岩上使用含磷清洗液后，文物表面的地衣( lichen) 及藻类( alga) 等会持续繁茂 2 年，尤其在富铁砂岩中这些生物能繁茂 5 年之久，从而造成石质文物表层的生物侵蚀。3) 表面活性剂指标。低残留是选择石质文物化学清洗剂的重要原则。与工业清洗或生活清洗不同，渗入岩石微孔中的表面活性剂很难清除干净，从而给文物留下隐患。例如 Moropoulou 等2的研究表明，用含有羧甲基纤维素钠( CMC) 的膏药贴敷清洗古希腊 16 世纪的 Corfu Venetian Fortress 石灰岩城堡，尽管清除污垢的速率较快，但由于有表面活性剂存在，清洗剂的残余物很难清除干净，致使后来岩石表面出现剥落等腐蚀现象。由于岩石的多孔性质和表面活性剂的强吸附作用，残留在微孔内部的表面活性剂是很难清除的，长时间后，表面活性剂会造成岩石表面泛黄等破坏现象，因此一般都不主张在石质文物的清洗液中使用表面活性剂。4) 清洗剂的安全性。由于文物的不可再生性，不经过安全性评估，化学清洗剂是不能用于石质文物的。对清洗剂的安全性检测主要包括清洗剂对文物本体、对施工操作人员以及对周围环境是否安全。对文物本体安全性检测的简单办法之一是将所测岩石浸泡在清洗剂中观察一段时间，看看是否有腐蚀现象。对于人体与环境的安全性检测，目前国内还没有直接可用的行业标准或国家标准，一般情况下只能参照国家室内装饰材料有害物质限量、民用建筑工程室内环境污染控制规范等标准进行检测限定。总之，石质文物化学清洗剂的使用应当慎之又慎!1 3 化学清洗的施工工艺由于岩石的多孔性，石质文物化学清洗的主要任务往往是清除已经渗入岩石微孔的污物，称之为“深层清洗”。一般讲，石质文物深层化学清洗至少应包括以下三个步骤:1) 化学清洗剂经过渗透过程进入岩石的微孔隙;2) 清洗剂与污垢分子发生物理的或化学的作用;3) 通过吸出或稀释等步骤清除残留的化学物质。这里 1) 项和 3) 项是完成清洗的基本操作步骤，而 2) 项步骤，即能与污垢分子发生作用的清洗剂需要根据污垢的性质、岩石的材质以及处理过程的方便而精心设计。化学清洗剂大多为液态，液体的流动性和渗透性使清洗剂容易在岩石表面流淌和向岩石内部渗透，另外一些有机物成分的快速挥发也容易造成较大的环境污染。因此，直接在岩石表面喷洒或涂刷液体清洗剂的清洗工艺已经越来越受到限制15 16。近些年来，针对大型石质文物的化学清洗，发展较快的一种方法是膏药( paste) 贴敷法，即将清洗剂与纤维、纸浆、胶体、海泡石等吸附材料按一定比例混合制成膏药，然后涂抹在待清洗区域表面，以完成污物清除的工艺方法。根据浙江大学的研究2，贴敷法施工的主要工艺环节包括:1) 清洗剂与吸附材料混合贴敷体的制备;2) 贴敷、保湿、渗透过程控制，如用塑料薄膜覆盖等;3) 吸附污物和抽提残液过程，如在薄膜上开出适当通汽孔，利用毛细现象抽提等;4) 残留药水和污染物的清除操作，如使用清水贴敷并干燥等。贴敷法的优点很多，如用药量少，作用时间可调，抑制向深处渗透，避免干扰或污染周边其他部位，便于垂直面操作等。化学清洗的成功，不仅仅取决于清洗原理和清洗剂配方的得当，也取决于施工操作的技巧。目前，贴敷法已成为国际上大型石质文物化学清洗最主要和最有效的方法之一。贴敷法化学清洗的主要工艺技术问题有吸附贴敷材料的选择、清洗剂作用时间控制、保湿处理、残留物的清除等。1 3 1 吸附贴敷材料的选择 膏药贴敷体的制备是贴敷法施工的关键技术，包括清洗剂的用量和浓度、吸附贴敷材料的选择等。目前，石质文物化学清洗常用的贴敷材料主要有以下几种:1) 粘土矿物类粉体材料。粘土矿物类粉体材料是目前国际上大型石质文物化学清洗中应用最广泛的材料，常见的有活性白土、活性炭、凹凸棒石、沸石、分子筛、硅胶、海泡石( sepiolite)17、膨润土18、坡缕石19( palygorskite) 等。国外许多历史建筑的石质外墙都曾采用粘土矿物膏药贴敷法来清洗，取得了较好的清洗效果。如 Moropoulou 等20的研究表明，用15% 的( NH4)2CO3水溶液与海泡石混合膏药来清除雅典某银行历史建筑大理石外墙上的黑垢结壳，以及用 3% 的 EDTA 溶液与海泡石混合膏药来清除外墙上的涂鸦及油漆斑，均取得了良好的效果; 而 Nicholas Beloyannis 等21在清洗沙罗尼加( Salonica) 市中心的 Roman arch of Galeriusarch 建筑物上的黑垢壳层时，先试验性地采用了三种方法: 直接涂刷有机溶剂、涂刷碳酸氢铵水溶液以及贴敷碳酸氢铵溶液和海泡石混合膏药。结果使用碳酸氢铵和海泡石膏药多次贴敷的效果最好。这种方法最终被确定为正式施工的清洗方法。而 Moropoulou等22的另一项研究也表明，在清洗威尼斯 Corfu 堡垒的污垢时采用海泡石粘土矿物的膏药贴敷比直接使用液态清洗剂更加有效。他们比较了四种清洗方法: 10% 碳酸氢铵膏药贴敷 24h，用毛刷反复涂刷30% 的过氧化氢水溶液，EDTA 与碳酸氢盐混合成弱碱性( pH =7 5) 膏药多次贴敷以及用甘油、尿素、水、海泡石混合膏药贴敷。实验发现，直接使用过氧化氢水溶液涂刷法只有很少的污垢被清除掉，而EDTA 膏药法虽然时间短但清洗后石材表面颜色容易发生变化( 由浅灰色变成深灰色) ，结果无论是清洗效果还是清洗后石材的表面状况，甘油尿素混合成的海泡石膏药贴敷法都是最佳方案。从国内的研究来看，清洗龙门石窟的黑色油烟渍时也曾对涂刷法和贴敷法的效果进行过对比23，结果证明，尽管涂刷法比贴敷法见效快，但其对石材的负面影响较大，而贴敷法虽然作用时间长，但清洗效果好，且清洗后石材表面状况较好，其他不需要清洗的部位也未受到影响。采用粘土矿物类材料作为贴敷材料价格相对便宜，与环境友好，可能存在的问题是容易在文物表面孔隙中留下粘土矿物的粉末。2) 纸或纸浆等纤维类材料。纸或纸浆等纤维类材料24 25也是石质文物，特别是小型石质文物化学清洗中常用的吸附载体，一般包括吸水纸、纸浆、纤维素、棉布、脱脂棉等。国际上也有许多成功的应用案例，如 Muhammad El-Gohary 等4在清洗埃及花岗岩石碑表面的红褐色风化结壳层时曾将 EDTA、碳酸氢铵、碳酸氢钠、丙酮等液体混合后，采用棉花作吸附载体贴敷在岩石表面，实验取得了较好的效果，且周围未清洗区域表面没有受到影响; Carretero等26和 Raquel Trujillano27的研究证实，纤维类材料具有较大的比表面积，这使其具有很强的吸附性，有利于岩石孔隙内部可溶盐的溶解和离子的迁移，并随着药膏的干燥而重新结晶析出。研究表明28，尽管使用纸浆等纤维类材料作为吸附载体具有较好的清洗效果，但是纤维类材料保持溶剂的能力有限，操作稍有不当易造成对周围区域的化学污染，影响清洗工程质量，因而常将纸浆纤维等与海泡石等粘土矿物联合使用制成膏药贴敷，以更好地控制和提高污垢清洗效果。3) 离子交换树脂类材料。离子交换树脂由于具有活性化学基团，可以选择性地与污染物分子发生相互作用，从而对某些特定的石质文物表面污垢具有较好的清除效果。如 Arkarazo29的研究表明，采用 Lewatit VP OC1071 离子交换树脂清除西班牙Bilbao 历史建筑物石灰岩表面的黑色壳层( 主要成分是烟灰、硝酸盐和石膏等) 取得了明显的效果;Francesco30的研究也表明在修复米兰 Mallia Mon-astery 大门时也用到了阴离子交换树脂，以清除其表面残留的丙烯酸树脂以及灰尘等污垢; 在国内文献中，张晓梅等29曾对 Carbopol 934 树脂作为清洗材料进行了研究，认为 Carbopol 934 树脂的低流变性和极强的溶剂吸附能力等性能，使其在砖石等文物材料表面的污垢清除工艺中具有较好的效果。总之，离子交换树脂作为贴敷材料不仅是良好的清洗剂载体，其本身也是一种优良的清洗剂。当作为贴敷清洗剂使用时，离子交换树脂可以根据污染物的种类来设计，对污染物的吸附速率也有一定的调控作用。4) 溶胶凝胶等胶体类材料。近年来，使用凝胶作为清洗剂的载体是国际上文物清洗发展的趋势之一31。凝胶材料是由液体和高分子组成的以氢键等作用力连接而成的具有三维网络结构的类固类液的超分子物质，液体可以是水或清洗剂。例如，Carretti 和 Dei32曾采用一种聚丙烯酸脂凝胶体系清洗壁画表面的老化的聚乙烯保护薄膜，取得了一定效果; Kavenagh33采用甲基纤维素和羧乙烯聚合物，以及低粘度化学清洗剂制成凝胶体，清洗某历史建筑物的石质外墙，取得了较好的清洗效果; Carret-ero26采用海泡石 纤维素凝胶药膏进行石质文物表面的脱盐研究，结果表明该凝胶药膏有较大的吸附能力，不仅有助于盐类在岩石中的溶解，而且也有助于岩石微孔中的可溶盐离子向外迁移。与其他清洗剂的载体相比，使用凝胶体系的优点在于大大缩短了贴敷时间，且不受表面状况( 凹凸不平等) 的限制，对易挥发溶剂的保有能力较强。但是许多清洗剂有破坏凝胶稳定的作用，使相应的凝胶体系不具有普遍性，这在一定程度上限制了它的使用范围。石质文物化学清洗贴敷材料的选择需要根据污垢的种类、石质文物的状态和材质、环境条件以及材料获取的难易和成本等方面综合考虑。在配制技术层面，可以在现场调查的基础上进行设计和实验室验证。例如。浙江大学张秉坚教授课题组为了研究云冈石窟 12 种污染物的清除方法，通过系列实验对比，已运用粘土矿物类材料制成了清除脂类污染物的贴敷膏药; 运用吸水纸等纤维类材料制成了清除锈黄斑和可溶盐的贴敷膏药; 运用聚乙烯醇等高分子凝胶制成了清除烟熏黑垢和灰尘沉积垢的贴敷凝胶体，并在云冈石窟完成了现场实验。1 3 2 清洗剂作用时间控制 为了减少化学药品的剂量，往往需要适当延长药品的作用时间，清洗剂的作用时间是石质文物化学清洗最重要的控制指标之一。一般讲，贴敷法用药量比喷洒/涂刷法要少，而作用时间相对较长。每种清洗剂在特定的工艺中都有最佳作用时间。如刘景龙等23在龙门石窟佛像表面油烟渍清洗时发现直接将 10% 的NH3H2O或 15%过氧化氢溶液涂刷于油烟渍污垢表面，半小时后污垢表面接近岩石本色，薄层油烟处甚至有泛白现象，使用 3 5%的 NTA 溶液( 氨三乙酸) 只需要5min 即有明显的效果，而使用 15% 的双氧水时则需要 5 7h 才能看到效果; 又如 Moropoulou 等22在清洗威尼斯的石灰岩堡垒的研究中，就比较了不同的作用时间，其中 10% 碳酸氢铵膏药贴敷 24h，EDTA膏药贴敷 1h，海泡石膏药贴敷长达 30d，分别取得了不同的清洗效果; 再如，同样是 EDTA 膏药贴敷，Muhammad El-Gohary4的研究表明在清除埃及古石碑表面的壳层时贴敷了 48h 才有效。这足以表明，清洗剂的作用时间不是一概而论的。另外，根据Vant-Hoff 经验规则，在常温附近，温度每升高 10度，化学反应速率增大 2 4 倍，因而清洗实验在冬天或者夏天的操作时间也要有所不同，例如锈黄的去除在夏天需要 2h 的作用时间的话，冬天清除需要的时间往往需要翻倍。不同的岩石、清洗剂、贴敷材料以及清洗对象都有特定的最佳作用时间，这就需要先在实验室中摸索，才能更好地在文物现场应用。1 3 3 保湿处理 在贴敷法施工中，保湿处理是十分重要的工艺步骤之一，即需要用塑料薄膜等保湿材料覆盖膏药若干时间，以利于清洗剂的渗透和减少液体的挥发速度; 在适当时候，又需要在薄膜表面打孔( 适当透气) 以促进清洗液体的蒸发，并利用毛细现象达到抽提污物和残留物的目的。保湿时间过短，容易使清洗剂固化在岩石表面形成药物性斑痕，这种斑痕一般都很难清除; 保湿时间过长，则增加了清洗剂的作用时间，不仅失去拔出污物的作用，还可能造成而对岩石的破坏。保湿时间和适当透气时间的长短直接关系到清洗的效果，这已由大量的清洗实践所证明。例如 Carretero 等26的研究表明，在利用海泡石膏药贴敷清除砂岩表面的 NaCl 盐结晶实验中，设计了几组不同的保湿处理方法，最终发现薄膜覆盖保湿 4d 后再打孔使水分蒸发干燥 1d 的效果最好; Leo Pel 等34的脱盐实验研究也表明经过薄膜覆盖保湿处理的效果明显优于未经保湿的效果。本实验室在对云冈石窟污垢的模拟清洗中也对比了不同保湿处理措施的效果，其最佳结果往往取决于具体污染物和所用清洗剂，因此实际实施前最好实验确定。1 3 4 残留物的清除 在石质文物化学清洗工艺中，清除残留物是必不可少的重要工序。化学清洗的最大风险之一是可能在文物岩石中残留化学品或反应产物，从而对文物造成各种远期的难以预料的危害，如腐蚀、泛碱、变色、促进生物生长等，从而导致石质文物的加速风化或改变文物的原状。例如，据 Alessandrini 的研究，1975 年对瑞士 Lausanne 中央火车站建筑物采用酸性清洗剂进行清洗，由于石材内的残留物没有清除干净，导致清洗区域的粉化十分严重并影响到整个建筑物的外观35; 又如Young 等36的研究表明，采用含有六偏磷酸钠清洗剂清洗过的岩石与未经处理的岩石的表面状况对比，结果发现清洗区域表面状况的风化速率远大于未清洗区域。在国内一些石材的化学清洗中类似的案例很多: 例如用酸性清洗剂清洗水泥斑之后产生了严重锈斑，清洗锈斑之后又产生了严重水斑，等等。上述案例都足以表明化学清洗剂的残留对石材，特别是已经相当脆弱的石质文物的损害是十分明显的。清除渗入岩石微孔的化学药品或反应产物的技术类似于脱盐技术，主要利用贴敷法，一般采用水作为稀释和毛细吸附的介质，与普通药物贴敷不同的是最后让贴敷体在岩石表面干燥，以达到尽可能多地吸附残留物的目的，其操作可能需要数次才能比较彻底。每一次的吸附量可以通过分析贴敷物中的标志性残留物( 如某离子的含量等) 或物性( 如 pH值等) 来确定。清除渗入岩石微孔的化学残留物是一项难以用肉眼直观效果的工作( 许多化学品比可溶盐更难观察到) ，因而很容易被忽视，需要在化学清洗的工艺规范中明确规定该操作步骤37。1 4 小实验为了尽可能减少石质文物化学清洗的风险，小实验的要求必须写进工艺规程。小实验包括实验室模拟和现场小试验等。实验室模拟涉及污染小石样制作、清洗剂设计、清洗剂筛选、安全性判别、配方和工艺优化等，是制定清洗方案、选择清洗剂种类、确定工艺步骤、预测清洗效果的基础。从国内外比较成功的化学清洗看，都经过了实验室阶段的研究。本实验室分三个小组耗时近一年，对云冈石窟的十来种污染物的清洗方法和药品进行了一系列探索，才初步有所把握。现场小试实验是文物保护应用不可缺少的工作。化学清洗现场小试验应当注意以下几点: 1) 试验区域的选择: 所选区域应具有代表性: 试验位置应避开视点敏感区域并便于试验操作; 2) 试验面积适当: 一般试验区域单块面积约为( 25 50) cm ( 25 50) cm，特殊情况可适当缩小; 3) 过程记录: 对试验全过程涉及的每一步都要有照片及文字记录，特别是污染物清洗前后，以及清洗工作完成前后的整体效果，做好清洗前后石材表面状况等记录; 4)清洗效果及时检测: 小试验完成后，要及时进行效果检测并安排后续的观察，关注清洗工作对深层岩石及周边区域可能造成的危害; 5) 环境气候条件记录: 为保证试验的可重复性并便于今后的应用，应记录现场小试实验时的气候条件，包括环境的温湿度等数据。1 5 清洗效果和安全性评价对于石质文物清洗效果和安全性的评价，仅仅依靠肉眼的观察是不够的，目前国际上主要采用仪器分析的定量数据来建立效果评价体系，以避免偶然因素和人为因素的干扰。常用指标包括表面腐蚀率、折光率、粗糙度、化学残留量、标准色度、水吸收系数、渗水性、生物寄居率、水蒸气透过率等; 也包括一些少量的实验室取样分析和各种便携式无损现场分析技术38。本实验室已经开始研究起草两项技术规范草稿: 不可移动石质文物表面污染物化学清洗效果评估技术规范和不可移动石质文物表面污染物化学清洗安全性评估技术规范，具体评价指标和相关要求的讨论将另文发表。2 化学清洗操作工艺实例下面以浙江大学文物保护实验室于 2011 年 5月在大同云冈石窟的现场实验操作为例，来说明石质文物表面污染物的化学清洗工艺流程，该工艺主要分为两种: 卷纸贴敷法和凝胶贴敷法。2 1 清洗作业前的准备工作1) 选择实验区域。有三点要求:( 1) 代表性。选择有代表性实验区域: 具体指标包括: 岩石材质( 砂岩非水泥面) 、病害类型( 针对所清洗的病害) 、污染程度( 要求中重度以上) 及状态( 能代表有艺术品的区域) 。( 2) 便于操作。选择高度适中，表面较平整的石面，以便于进行清洗操作。( 3) 面积适当。一般实验区域单块约为( 25 50) cm ( 25 50) cm，特殊情况可适当缩小。2) 实验准备。有四点工作:( 1) 标签。在合适的位置贴上警示牌、尺寸标签和实验编号标签。( 2) 拍照。对原始实验区拍照，作原始记录。( 3) 测量温湿度。记下实验当时的温度和湿度。( 4) 确认实验物品。检查确认所需的药品、辅料和器具，按循序摆放妥当。3) 待清洗面预处理。有四项工作:( 1) 除灰尘。用大毛刷轻轻刷去实验区表面的灰尘等易除污染物，并用洗耳球吹掉浮尘。( 2) 框出实验区。用泡沫胶带横平竖直贴在实验区域四周，压紧，注意底部要粘上一层塑料薄膜及至地面，防止液体清洗剂流挂到壁面，并在下方铺上卷纸以吸走液体。( 3) 润湿实验区。用喷瓶喷出少量去离子水润湿区域表面，以表面刚刚润湿即可。注意避免溅出区域以外，自然干燥几分钟( 此项仅对化学性较强药品，对凝胶类等可免) 。( 4) 测 pH 值。测定石材表面 pH 值( 对凝胶类可在附近区域测定) 。2 2 清洗过程具体操作步骤2 2 1 卷纸( 脱脂棉) 贴敷法。有 8 个步骤:1) 卷纸( 脱脂棉) 准备。准备好与待清洗面积大小相当的卷纸( 脱脂棉) 。2) 膏药制作。用清洗液刚好湿润卷纸( 脱脂棉) ，注意不要让清洗液流淌，使其紧贴在待清洗区域表面。3) 盖膜压平。用塑料薄膜盖好，用滚筒或软垫将表面滚动压平。4) 保湿。贴敷 2 6h ( 针对具体实验有所不同，但要求载体不能完全干燥) 。5) 观察效果和重复。拆开塑料薄膜和载体的边角，观察效果，若未达到要求视膏药干湿情况适当补充清洗剂，若已达到要求，拆除塑料薄膜和载体。6) 残留物清除。喷瓶喷出少量去离子水润湿实验区，用软布吸干，重复几次，清除吸净残留化学品。7) 测 pH 值。用喷瓶喷出少量去离子水润湿实验区表面，用精密 pH 试纸测试岩