茂陵石刻表面污染物和可溶盐的分析研究

发布时间：2025-03-20 06:02

　　 为了厘清造成茂陵石刻文物劣化的原因和机理,对石刻表面的污染物和析出可溶盐进行了分析研究,以找出石刻文物劣化和污染物、可溶盐之间的关系,为制定科学有效的保护措施提供科学依据。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜-能谱仪（SEM-EDS）、傅里叶变换显微红外光谱仪（FTIR）等仪器对采集的茂陵石刻文物表面污染物和可溶盐进行了表征,用离子色谱（IC）分析了可溶盐的离子种类和含量。结果表明,"马踏匈奴"石刻雕像表面污染物的主要成分是CaSO₄·2H₂O,其形成原因是石材与空气污染物经长期化学反应形成的钙质结壳,或者是地下水中可溶盐的毛细运移造成的;"怪兽吃羊"石刻雕像表面析出的可溶盐有Na₂SO₄、NaNO₃和CaSO₄·2H₂O,主要是由于地下水中可溶盐从砖石基座迁移到石刻文物本体,随温湿度变化反复结晶溶解所造成。可溶盐会引起石质文物表面酥粉、片状剥落、内部结构破坏等侵蚀,是茂陵石刻文物的主要病害之一。

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【部分图文】：

图2 样品2-3(a)、2-4(b)、2-5(c)衍射图谱

石刻本体东侧砖石基座上析出的“白色粉末”经离子色谱分析是以Na+、Ca2+、NO-3、SO42-可溶性离子为主,为了解其分子结构又进行了X射线衍射分析。从图2a中可以看出,衍射角2θ在29.419°、31.901°、38.962°、47.959°处出现明显的衍射峰,与NaN....

图1 采样位置

样品名称样品编号采样位置1-3石刻水泥基座,表面积尘“怪兽吃羊”石刻雕像2-1表面积尘2-2石刻本体东侧近砖石基座处析出白色粉末2-3石刻本体东侧砖石基座析出白色粉末2-4石刻本体南侧近砖石基座处沉积物2-5石刻本体西侧近水泥基座处析出白色粉末1.2....

图3 二水硫酸钙(a)和硝酸钠(b)红外谱图

图3a和图3b是样品2-3红外光谱图,图3a中振动频率在1095cm-1和668cm-1对应的是SO42-的红外吸收峰,频率在3238cm-1是OH伸缩振动,图3b中振动频率在1341cm-1和835cm-1对应的是NO-3的红外吸收峰,砖石基座析出的白色粉....

图4 石刻表面沉积物和可溶盐结晶形貌

茂陵石刻文物表面主要污染物有硫酸钙、硝酸钠和硫酸钠,可溶盐形成机理总结如下:硫酸钙和硫酸钠是大气酸性污染物中的SO42-与地下水或石刻文物内部的Ca2+或Na+结合而形成的,Na2SO4的数量与地下水中Na+含量相关,茂陵博物馆“怪兽吃羊”石刻雕像一侧的地下水中Na+含量为....

本文编号：4037494