華佳晨 王曉琪

（南京大學(xué) 歷史學(xué)院，江蘇 南京 210046）

一、引 言

考古出土的木材通常分為兩種，干燥木材與飽水木材。我國西北地區(qū)出土的木質(zhì)文物，原處環(huán)境相對濕度小，出土?xí)r內(nèi)部干燥，不適于微生物生長，可長久保存，屬于干燥木材；南方地區(qū)環(huán)境潮濕，土壤含水量高，出土的木質(zhì)文物內(nèi)部含水量大，受微生物常年累月的腐蝕作用，內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)受到破壞，即使出土?xí)r外觀完整，一旦與空氣接觸，也會在幾分鐘內(nèi)迅速腐敗，這種屬于飽水木材。飽水木材的保護(hù)問題一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的焦點，國內(nèi)學(xué)者多集中于研究木質(zhì)文物的脫水加固，而國際學(xué)者更關(guān)注木材的腐敗原理，通過大量的實驗，尋找適合的保護(hù)方案。本文在搜集大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對國外近20年來的飽水木質(zhì)文物保護(hù)研究工作進(jìn)行了梳理，通過與國內(nèi)研究情況的對比討論，為后續(xù)的木質(zhì)文物研究和保護(hù)工作提供參考。

二、國外飽水木質(zhì)文物研究進(jìn)展

1.木材結(jié)構(gòu)研究

想要更好地保護(hù)飽水木質(zhì)文物，首先要分析木材出土脫水時開裂的原因及具體的形變過程。

在植物細(xì)胞研究中，我們要用橫向切面、弦向切面、徑向切面作為觀察面[1]。其中，橫向切面是與莖的縱軸垂直所做的切面，弦向切面是垂直于莖半徑所做的縱切面，徑向切面是通過莖直徑所做的縱切面。德國學(xué)者Falk K.Wittel等人以軟木植物云杉為例，進(jìn)行徑—弦向表面斷裂觀察實驗。實驗表明，沿徑—弦向生長的植物，受木材各向異性的影響，容易沿著原有裂紋方向發(fā)生連續(xù)性斷裂[2]。通過離散元素法（Discrete Element Method，DEM）建立數(shù)學(xué)模型，計算微傷木材裂紋發(fā)展的方向，可得出與上述實驗較吻合的結(jié)果，說明通過建立計算機模型，我們可對特定樹種的開裂進(jìn)行推測，預(yù)先作出保護(hù)。

此外，使用顯微鏡可以清楚地觀察到木材的纖維結(jié)構(gòu)。目前，普通的光學(xué)顯微鏡無法滿足觀察木材中細(xì)菌等微生物的種類、殘留的可溶性鹽晶體等的要求，而X射線衍射能精確檢測雜原子的存在，可用于檢測木材中殘留的硫酸鹽、硫化物或硫單質(zhì)。意大利學(xué)者Claudia Crestini的團(tuán)隊運用X射線衍射和掃描電鏡方法，對一個埃及古代棺木進(jìn)行分析，通過掃描電鏡觀察木材殘余細(xì)胞表面的不同形態(tài)表征，辨別出攻擊細(xì)胞的細(xì)菌種類與特性。實驗發(fā)現(xiàn)，在適宜細(xì)菌生長的條件下，纖維素、半纖維素?fù)p失，木質(zhì)素降解，小分子化合物的改變,使腐敗的木材顯得脆弱而柔軟[3]。

同步輻射X射線層析顯微技術(shù)（Synchrotron Radiation Phase-contrast X-rayTomographic Microscopy，SRPCXTM）可在無物理切片損傷風(fēng)險的情況下對木材進(jìn)行虛擬切片觀察，不僅能表現(xiàn)木材微小的細(xì)部特征，還能制作三維模型展示，可方便地觀察細(xì)胞形狀，計算孔隙密度、縱向切向的長度，甚至細(xì)胞壁的厚度。瑞士的P.Trtik團(tuán)隊可通過這項技術(shù)隨意選擇樣品并對其中任意約200微米×200微米的截面進(jìn)行細(xì)致的顯微觀察[4]。

比利時的Jan Van den Bulcke和澳大利亞的S.C.Mayo等人運用X射線斷層掃描和三維重建技術(shù)[5,6]重建高分辨率的木材三維微觀結(jié)構(gòu)，并在此結(jié)構(gòu)上添加真菌附著的涂層，為木材上真菌及涂層的研究提供了新方法。

2.降解機理研究

現(xiàn)代化學(xué)分析的手法日益增多，分析的精確性也不斷提高，許多學(xué)者從木材的化學(xué)成分改變著手，分析木材降解的機理。

在飽水木材的研究中，X射線衍射法（X-ray-diffraction，XRD）是測定晶體結(jié)構(gòu)的重要手段。它可以通過照片上的衍射花紋，分析木纖維及所含無機物晶體的結(jié)構(gòu)特性。Francesca等人通過X射線衍射分析，對意大利南部奧特朗托港出土的飽水木材進(jìn)行了總纖維素含量等方面的檢測。檢測結(jié)果表明，雖然木材外表面降解嚴(yán)重，但內(nèi)部保存較完好[7]，為針對外表面腐蝕情況設(shè)計適宜的加固方案提供了依據(jù)。

裂解氣相色譜/質(zhì)譜法（Pyrolysis Coupled with Mass Spectrometry，Py-GC/MS） 被大量應(yīng)用于微損分析。該方法取樣量少，檢測速度快，可避免長期潮濕的化學(xué)檢測過程對貴重文物的破壞。但裂解氣相色譜/質(zhì)譜法只可用于測定樣本中可揮發(fā)物質(zhì)的組成成分，無法完全確定分解后的殘余成分，故常與其他方法一同使用。意大利的Jeannette等人運用此方法和直接照射質(zhì)譜法（Direct Exposure-mass Spectrometry，DE-MS） 對比薩圣羅索雷的古船樣品進(jìn)行了主成分分析[8]，樣品木質(zhì)素中愈創(chuàng)木基和紫丁香基的去甲基化表明木材中多糖的流失。之后，他們又通過裂解氣相色譜/質(zhì)譜法把比斯庫平地區(qū)約3000年前的橡木樣品和新鮮的橡木進(jìn)行對比[9]，評估飽水木材的保存狀態(tài)，定量比較不同樣品之間降解的差異。實驗所用的3000年前的古橡木樣品共8塊，靠近外部的樣品中多糖成分較多，而靠近內(nèi)部的樣品維持著較好的保存狀態(tài)。他們將所有樣品上的綜纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行熱解，對得到的熱解產(chǎn)物的相對量進(jìn)行評價，認(rèn)為木材中存在木質(zhì)素單體和脫水糖等特定類別的化合物可作為木材成分保存較好的指標(biāo)。

紅外光譜法被大量應(yīng)用于有機物的定性與定量分析，而傅立葉變換紅外光譜法（Fourier Transform Infrared Spectoscopy，F(xiàn)T-IR）具有靈敏度高、掃描速度快、分辨率高的優(yōu)點，尤其適合研究有機物的反應(yīng)機理，分析不穩(wěn)定物質(zhì)。2003年，意大利學(xué)者Gianna Giachi等人結(jié)合X射線衍射、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS）、傅立葉變換紅外光譜三種方法，對伊特魯里亞和羅馬比薩港出土的兩艘編號分別為C和L的沉船進(jìn)行檢測，并用現(xiàn)代木材作為參考相，試圖分析鐵離子在木材腐爛過程中的作用[10]。他們在兩艘船上不同沉積物層中提取樣品，制成木粉有機提取物，并從中分離提取無機礦物。實驗數(shù)據(jù)顯示，與參考用的現(xiàn)代木材相比，古船木材的鐵含量相對較高，以二價硫酸鹽形式存在，還有大量硫酸鈣和石膏，已呈現(xiàn)海綿特性?；谏矬w和礦物質(zhì)的攻擊使纖維素易斷裂的原理，L號船只的低纖維素晶體度和高鐵含量證明了鐵離子在纖維素降解中起到了催化劑作用。古代木船多以鐵釘鉚合，鐵釘在海水中極易氧化生銹，鐵離子不僅催化加速了木材腐爛，且脫水后會以晶體形式析出表面，影響美觀，所以海洋船只出水后的脫離子過程顯得尤為重要。

核磁共振法是通過研究原子核吸收射頻輻射獲得化合物分子結(jié)構(gòu)信息的分析方法。意大利學(xué)者Colombini結(jié)合裂解氣相色譜/質(zhì)譜法、碳-13核磁共振光譜法（Nuclear Magnetic Resonance，13CNMR）和磷 -31 核磁共振光譜法（31P NMR）三種方法，判斷比薩圣羅索雷羅馬港出土木材的種屬和被白腐菌腐蝕的狀態(tài)[11]。通過特征碳-13信號強度，定位試驗樣品中的β鍵種類，在遺址周圍尋找化學(xué)成分相似的樹種，用磷-31核磁共振光譜區(qū)分和量化羥醛縮合基團(tuán)與羧基。大量存在的羧酸和少見的聯(lián)苯醚類物質(zhì)中醚鍵的出現(xiàn)，證明了白腐菌會氧化木質(zhì)素。

意大利學(xué)者Salanti等人把意大利圣羅索雷遺址出土的公元前2世紀(jì)的古船木材樣品制成粉末，用碳-13與磷-31核磁共振光譜法、二維異核單量子相干光譜法（HeteronuclearSingleQuantumCoherence，2D-HSQC）和凝膠滲透色譜法（Gel Permeation Chromatography，GPC）進(jìn)行分析，并與現(xiàn)代木材比較[12]。實驗通過纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的改變情況，了解厭氧細(xì)菌降解木材的原理，不僅證實了把新型離子溶劑1—烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽（[Amim]Cl）運用在有機檢測中，可防止纖維的化學(xué)特性與形態(tài)結(jié)構(gòu)在制樣過程中被進(jìn)一步破壞，還分析出水中長期浸泡的木材雖損失大量纖維素，但木質(zhì)素結(jié)構(gòu)和含量與新鮮木材無異。之后，他們又用相似的方法對Riksapplet號上采集的硬木樣本和Vasa號周圍采集的經(jīng)PEG處理過的軟木樣本進(jìn)行分析[13]，證明了喜氧生物不會加速樣品的腐蝕，但在厭氧環(huán)境下，沉積物中大量的硫會加速軟木樣品的腐蝕。

木材挖掘前內(nèi)部的硫化合物堆積，暴露于氧氣后與鐵離子會形成硫酸鹽。鑒于硫鐵元素對木材腐蝕的巨大影響，脫硫除鐵成為減緩木質(zhì)文物降解的一大難題。納米碳酸鍶已被證明能夠與無機含硫化合物發(fā)生以下反應(yīng)：

英國學(xué)者Eleanor通過實驗展示了利用納米碳酸鍶表面涂刷法對木質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的可行性[14]。研究表明，此方法不僅能還原硫酸鹽等硫化物，還可以減少水分交換，在增加PEG穩(wěn)定性的同時，隔絕木質(zhì)文物表面與鐵的直接接觸，可免除鐵銹催化形成的酸對文物造成的威脅。

傅立葉變換紅外光譜（FT-IR）和拉曼光譜（FT-Raman）也在老化實驗中起到重要的分析功能。來自土耳其的Sefa Durmaz等人利用此方法檢測褐腐菌對云杉邊材進(jìn)行老化的過程[15]。他們在80天的研究周期中，檢測到真菌引起的質(zhì)量損失高達(dá)60.99%，碳水化合物峰逐漸減少或隨著質(zhì)量損失而消失。

3.脫水加固研究

聚乙二醇（Polyethylene Glycol，PEG）能滲入木材內(nèi)部，增強木材的機械性能，是最常用的飽水竹木器脫水填充劑。早在20世紀(jì)60年代，PEG就被用于Vasa號古船的脫水保護(hù)。在波蘭Poznan遺址，PEG也被用于現(xiàn)場保護(hù)[16]，以降低木材吸濕性。但當(dāng)濕度高于80%時，PEG也無能為力。同時，鏈長較長的PEG4000在長時間的保存過程中會斷鏈，變?yōu)檩^短的PEG聚合物，而短鏈的PEG600更易吸濕，使干燥后的木材返潮霉變。

德國學(xué)者M(jìn)artin Nordvig Mortensen等人對Vasa號的保存近況進(jìn)行了評估[17]。實驗通過質(zhì)譜和尺寸排阻色譜法（Size Exclusion Chromatography，SEC）測定 PEG分子量，發(fā)現(xiàn)Vasa號上殘留的PEG主要為PEG600，船體中的PEG含量已經(jīng)基本穩(wěn)定，由外層向內(nèi)層逐步遞減，占船體總重的一半。

日本學(xué)者Rie Endo致力于提取羽毛角蛋白運用在木器脫水保護(hù)中[18，19]。大量的對比實驗表明，在雞、鴨、鵝這些普通家禽中，鴨毛角蛋白結(jié)晶度更高，抗堿性結(jié)構(gòu)更強，最適于用作脫水保護(hù)的材料。角蛋白含量在30%以上，能使樣品的抗收縮率達(dá)到最高。同PEG加固相比，角蛋白加固后的樣品顏色更淺，但物理強度沒有PEG加固高，吸濕性也較高。

意大利學(xué)者Gianna等人對聚丙二醇（PPG425）、海藻糖（α-D-吡喃葡萄糖基-α-D-吡喃葡萄糖苷）和羥丙基纖維素進(jìn)行了不同樹種、不同溫度下的脫水形變實驗[20]，發(fā)現(xiàn)用羥丙基纖維素替換水分并采用凍干法的效果最佳。類似地，他們又對丙酮、樹脂、松香、PEG和醋酸乙烯—叔癸酸乙烯酯共聚物（Vinavil 8020S）材料進(jìn)行了此類替換速度、干燥形變和干燥后吸水性能的對比實驗[21]。實驗表明，丙酮能更快地替換掉水分進(jìn)行干燥，但沒有防止真菌的效果；松香和PEG材料會填充細(xì)胞空腔，使形變降低，但相對地吸濕性能較高；Vinavil 8020S會形成一層膜，只附著于細(xì)胞腔壁上，起不到支撐作用，木材形變很大，但可能會令吸濕性降到最小。

挪威學(xué)者M(jìn)ikkel等人認(rèn)為PEG、三聚氰胺樹脂等填充會使木材塑料化，必須采用生物材料建立支撐用的框架[22]。他們用殼聚糖和仿生纖維素進(jìn)行測試，將從動物甲殼中提取的甲殼素改性后制成殼聚糖，作為支撐木材結(jié)構(gòu)的纖維框架。實驗發(fā)現(xiàn)，植物纖維素中的主要成分微晶纖維素耐酸不吸濕，結(jié)晶時易發(fā)生絮凝，反而能作為滲透用的表面活性劑。

除化學(xué)加固劑外，不同的干燥方法也被應(yīng)用于飽水木質(zhì)文物的脫水加固。常見的干燥法有自然風(fēng)干、硅膠吸附、真空冷凍等。

英國學(xué)者Samuel等人用山梨糖醇、甘露醇、海藻糖分別處理樣品，并對其進(jìn)行了切片，在冷凍干燥過程中進(jìn)行實時顯微觀察[23]。研究發(fā)現(xiàn)，山梨糖醇處理的樣品收縮較微小，滲透速度快，且溶解溫度低，在低溫冷凍條件下不易析出。

波蘭學(xué)者Leszek使用了4種8%～20%不同濃度的PEG300溶液，和3種15%～25%不同濃度的PEG4000溶液，在普通風(fēng)干和冷凍干燥兩種方法下，對比觀察樣品的收縮情況，樣本脫水后又在不同溫濕度環(huán)境中保存，觀察其回潮情況[24]。通過對比可知，小件木器脫水采用冷凍干燥法很有優(yōu)勢，但是冷凍用的裝置運行費用高，也難以放入大件木器。之后，Leszek又以醇糖為實驗對象，對乳糖醇/海藻糖、甘露醇/海藻糖混合物進(jìn)行了相似實驗，發(fā)現(xiàn)其效果與PEG相似，濃度達(dá)到10%時脫水效果最佳[25]。

4.發(fā)掘保護(hù)研究

在遺址的發(fā)掘過程中，很多船只、橋梁的建筑構(gòu)件深深扎入土下，無法在發(fā)掘過程中及時取出進(jìn)行保護(hù)，甚至在發(fā)掘后也只能在原址展出。發(fā)掘過程耗時越長，這些木構(gòu)件受到的威脅越大。特別是木材暴露在外的部分因風(fēng)吹日曬迅速干燥，而未取出部分則保持濕潤，兩端濕度差異較大，導(dǎo)致木材收縮變形，造成不可挽回的損失。

希臘學(xué)者George Amendas等人嘗試使用聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）套管和沉積物填埋的方法對希臘北部一個湖畔居住遺址出土的立樁進(jìn)行臨時保護(hù)[26]。他們進(jìn)行了為期一年的模擬實驗，實時監(jiān)控遺址的環(huán)境變化，每三個月取出一組對比樣品評估其腐蝕狀態(tài)。實驗表明，此方法能暫時延緩木樁的腐蝕，但發(fā)掘結(jié)束后仍需把木樁取出保護(hù)或掩埋回填。此外，該實驗所用木材為新鮮材料，品種單一，遺址情況也存在特異性，能否在多數(shù)情況下適用還需要進(jìn)一步研究。

5.保存環(huán)境研究

飽水木材的出土環(huán)境決定了它的保存現(xiàn)狀，對其進(jìn)行研究能為木質(zhì)文物的進(jìn)一步保護(hù)提供參考依據(jù)。美國明尼蘇達(dá)大學(xué)的Brian A.Jordan整理了大量存留下來的飽水木材資料，其中包括在遺址檢測到的環(huán)境數(shù)據(jù)。他對這些木材的保存情況進(jìn)行了綜合討論[27]，指出，各遺址所用的環(huán)境監(jiān)測方法多種多樣，檢測的數(shù)據(jù)種類也各有不同，需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)以便比較研究。他否定了多數(shù)學(xué)者認(rèn)為的原址更適合木材保存的想法，認(rèn)為發(fā)掘后的普通掩埋不能達(dá)到保護(hù)所需的最適宜的環(huán)境，除非對回填地點進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控，保持原環(huán)境不受干擾，否則發(fā)掘后及時進(jìn)行脫水保護(hù)才是上策。

荷蘭學(xué)者Huisman等人的實驗證實了Brian A.Jordan的想法。他們對荷蘭的多克姆（Dokkum）、博爾瑟勒（Borssele）、弗勒滕（Vleuten）、埃爾斯特（Elst）、瓦登海（Waddenzee）和阿爾默勒（Almere）6處遺址的土壤和水文環(huán)境進(jìn)行了包括埋藏條件、沉積物組成、鹽度、營養(yǎng)水平在內(nèi)的化學(xué)分析[28]。實驗在6處遺址的9個不同位置取樣，隨后將古船木材樣品與新鮮木材樣品的腐蝕情況進(jìn)行對比。實驗證明，遺址沉積物的酸堿度、氧化還原電位、溶氧量等環(huán)境參數(shù)，各自作用于木材降解，又互相關(guān)聯(lián)，所以，木材的原址保護(hù)需要恢復(fù)到發(fā)掘前的、適合保存的環(huán)境，包括恢復(fù)無氧的埋藏環(huán)境，減慢水流流速，從而減少侵蝕細(xì)菌，普通的回填無法達(dá)到這樣的保護(hù)要求。

除了遺址周圍的水質(zhì)、水速等環(huán)境因素，細(xì)菌、真菌等微生物的狀況也常被用來評估沉船的保存情況。瑞典學(xué)者Charlotte Gjelstrup Bj rdal在馬斯特蘭德港進(jìn)行模擬埋藏實驗，分析了這片海港中同種類木材不同埋藏深度的船只受微生物和小型海洋動物腐蝕的情況[29]。實驗結(jié)果顯示，位于海面以上的木板，無論是何種材質(zhì)，都受到不同程度的船蛆攻擊，產(chǎn)生大量孔洞，外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都破壞得十分嚴(yán)重；海床淺表的木材，受到大量軟腐病菌和鉆孔細(xì)菌的腐蝕，在顯微鏡下可觀察到很多細(xì)小的孔洞；深埋在海床深處的木材更多是受到厭氧菌的侵蝕，已經(jīng)腐爛變黑。這一研究表明，位于海水中不同埋藏深度的木材都會腐敗，只是腐蝕的類型不同。

三、與國內(nèi)相關(guān)研究的對比

由上文可知，近20年來，國外學(xué)者們主要基于模擬實驗和化學(xué)分析，通過探究飽水木質(zhì)文物被腐蝕的過程尋找有效的文物保護(hù)方法，避免文物的進(jìn)一步破壞，延長文物的壽命，在飽水木質(zhì)文物的脫水干燥、降解原理和原址保護(hù)等方面都有詳細(xì)的研究。與其相比，由于出土飽水木質(zhì)文物的數(shù)量較大，木質(zhì)文物保護(hù)的需求迫切，國內(nèi)的研究主要集中在脫水加固、保存環(huán)境和發(fā)掘保護(hù)方面，對木材的結(jié)構(gòu)和降解機理研究較少。

1.脫水加固

同國外學(xué)者重視化學(xué)加固劑和干燥方法的吸濕性不同，國內(nèi)的學(xué)者偏向于尋求可逆的脫水保護(hù)方法，以使木質(zhì)文物的色彩和形態(tài)變化降到最小，一旦脫水方法危害到木質(zhì)文物的保存，就可以逆向操作，恢復(fù)飽水狀態(tài)，再尋找其他方法。

在國內(nèi)，由PEG方法衍生出的醇醚連浸方法被大量運用于飽水竹木簡牘、木器和漆器殘片的脫水處理[30—32]。此方法不僅對飽水簡犢和小型木器具有較好的脫水效果，還具有較高的可逆性，可在逆向操作后使木質(zhì)文物恢復(fù)出土?xí)r的原始狀態(tài)[33]。

梁永煌、方北松等學(xué)者先后運用超臨界狀態(tài)的二氧化碳置換水份，達(dá)到木質(zhì)文物的干燥目的[34，35]。實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)干燥溫度達(dá)到臨界溫度376℃時，文物會徹底毀壞，而溫度在60℃時，木材收縮率變化不大。最佳工藝條件是干燥溫度50℃，壓力25MPa，CO2流量20 kg/h，脫水干燥5h，這時竹木漆器含水率可下降到15%以下。此方法雖然提高了干燥速度，但無法使文物各部位的干燥同步進(jìn)行，各處收縮率會有所差異，使得木質(zhì)文物的邊緣明顯沒有飽水時平直，略有扭曲、收縮。其實早在2005年，國外就有聯(lián)合研究項目把此方法運用在古船干燥上，雖然部分木材有裂紋產(chǎn)生，但在常溫環(huán)境下保存狀態(tài)相對穩(wěn)定[36]。此次國內(nèi)的實驗不僅為今后采取這種方法進(jìn)行脫水保護(hù)提供了更加確切的數(shù)據(jù)，更展示了自主搭建超臨界干燥設(shè)備的可行性。

此外，把PEG浸泡和超臨界溫度相結(jié)合的冷凍干燥法也開始被運用于文物保護(hù)中。張紹志等學(xué)者通過浸泡實驗，獲得了樣品的致密腐朽程度、吸收紋理方向、PEG分子量和濃度與吸收時間之間的曲線變化[37]，再通過搭建制冷設(shè)備，以PEG2000作為加固劑，計算出冷卻時間基本上在20天，收縮率不超過2%[38]。與國外的冷凍干燥以研究何種材料能使木質(zhì)文物脫水后形變最小為實驗重點不同[23—25]，此次實驗關(guān)注的是冷凍干燥方法本身，不僅計算出了冷凍干燥方法可為脫水干燥過程節(jié)約多少時間，更檢測了他們自主研制的制冷設(shè)備。實驗的成功證實了根據(jù)文物體積搭建適合的冷凍干燥設(shè)備的可行性。

2.原址保護(hù)

由于國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的橋梁、居址、墓葬內(nèi)的木質(zhì)裝飾等不宜移動的木質(zhì)文物較多，為了便于向參觀者展示，考古人員會在遺址上就地搭建博物館，進(jìn)行原址保護(hù)和展示。這種方法能實時監(jiān)控溫度、濕度等環(huán)境信息的變化，也能在木材發(fā)生可見的干縮、霉變時及時進(jìn)行補救。紹興的印山越國王陵原址保護(hù)工程就為南方潮濕遺址的原址保護(hù)樹立了典范[39]。

總體來看，國內(nèi)的原址保護(hù)主要關(guān)注修補已經(jīng)存在的破壞，較少對文物出土位置的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，以預(yù)判其今后可能會受到的破壞。而遺址環(huán)境信息的監(jiān)控直接影響到文物是否適合原址保護(hù)或回填，需要我們定期并長期地進(jìn)行。

3.發(fā)掘提取保護(hù)

在我國傳統(tǒng)的水下考古中，船上的遺物會被先打撈上岸，放入博物館內(nèi)，而作為載體的沉船在遺物清理后才會被切割打撈上岸?！靶“捉涪裉枴惫懦链褪遣捎貌鸾獾姆椒ù驌瞥鏊腫40]。這一方法存在一定的缺陷：在水下發(fā)掘過程中，由于缺少沉積物的遮蓋，海洋生物會在船體木板上肆意寄生、鉆孔，破壞船體結(jié)構(gòu)，船只的切割拼接也會影響船體結(jié)構(gòu)的完整性。

近十年來，我國在提取沉船工作中開始應(yīng)用整體打撈提取技術(shù)。在海洋沉船中，“沉井”打撈方法得到應(yīng)用，以“南海一號”的發(fā)掘為例，先在沉船四周放下四塊鋼板構(gòu)成“沉井”，再于上下兩面架起鋼梁，鋪設(shè)鋼板，把沉船與周圍的泥沙共同打包成一個“沉箱”，一起提取出水，安置于海上絲綢之路博物館的水晶宮中[41]。發(fā)掘時，只要拆除上面的鋼板，調(diào)整水位高度，使沉船露出水面，就可以進(jìn)行與田野考古相似的探方發(fā)掘了。在陸地沉船中，以洛陽“運河一號”古船的打撈為例，先在現(xiàn)場對其進(jìn)行加固支撐，安裝內(nèi)外加固支架，包裝后再整體搬遷[42]，考古工作者們可以在一個相對可控的環(huán)境中對古船做進(jìn)一步的保護(hù)。

與國外Vasa號的整體打撈[43]相比，國內(nèi)的沉船打撈提取技術(shù)較為先進(jìn)，不僅解決了水下能見度低、遺物提取困難的問題，對船體保護(hù)也能起到一定作用。同時，這種針對沉船出土的環(huán)境定制不同的現(xiàn)場保護(hù)和打撈提取方案的方法，也將會是今后現(xiàn)場沉船提取的發(fā)展方向。但另一方面，整體打撈后船體未得到及時的處理，沉井四周和底部的鋼板無法拆除，銹蝕的沉井使水中鐵離子劇增，悶熱的環(huán)境也給有害菌提供了生長條件，船體進(jìn)一步保護(hù)計劃的開展迫在眉睫。

四、小 結(jié)

與國內(nèi)學(xué)者側(cè)重于對飽水木材脫水加固的研究不同，國外學(xué)者們在模擬實驗和化學(xué)分析的基礎(chǔ)上，從木材結(jié)構(gòu)、降解機理、脫水加固、保存環(huán)境和發(fā)掘過程等不同角度全面探討了飽水木質(zhì)文物的保護(hù)原理和方法，為飽水木質(zhì)文物的保護(hù)提供了許多新材料和新方法。

我國出土的飽水木質(zhì)文物數(shù)量眾多，尋找具有針對性的新型保護(hù)方法的需求較為迫切。雖然當(dāng)前國內(nèi)學(xué)者們在原址保護(hù)、沉船打撈方面已掌握和采用了一些先進(jìn)的技術(shù)，但在木材結(jié)構(gòu)及降解機理的研究方面仍較為薄弱。借鑒國外的成功經(jīng)驗，加強對飽水木材微觀層面的研究，將是未來國內(nèi)飽水木質(zhì)文物保護(hù)工作可發(fā)展的方向之一。

［1］許玉鳳，曲波.植物學(xué)［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2008：134—135.

［2］FALK K W,GERHARD D L,BERND H K.Modeling of damage evolution in soft-wood perpendicular to grain by means of a discrete element approach ［J］.Computational Materials Science,2005,32：594-603.

［3］CLAUDIA C,NESRIN M N EL H,GIUSEPPE P.Characterisation of archaeological wood：A case study on the deterioration of a coffin ［J］.Microchemical Journal,2009,92：150-154.

［4］P TRTIK,J DUAL,D KEUNECKE,et al.3D imagingof microstructure ofspruce wood［J］.Journal ofStructural Biology,2007,159：46-55.

［5］JANVDB,BERTM,MANUELD,etal.Three-dimensional imaging and analysis of infested coated wood with X-ray submicron CT ［J］. International Biodeterioration &Biodegradation,2008,61：278-286.

［6］S C MAYO,F CHEN,R EVANS.Micron-scale 3D imaging of wood and plant microstructure using high-resolution X-ray phase-contrast microtomography［J］.Journal of Structural Biology,2010,171：182-188.

［7］FRANCESCA L,GIANLUCA Q,ANNALISA C,et al.Characterization and datingofwaterlogged woods froman ancient harbor in Italy ［J］.Journal of Cultural Heritage,2014,15：213-217.

［8］JEANNETTE J ,FRANCESCA M,ERIKA R，et al.Characterisation of archaeological waterlogged wood by pyrolytic and mass spectrometric techniques［J］.Analytica Chimica Acta,2009,654：26-34.

［9］DIEGO T,JEANNETTE J ,MAGDALENA Z,et al.Archaeological wood degradation at the site of Biskupin(Poland)：Wet chemical analysis and evaluation of specific Py-GC/MS profiles ［J］.Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2015,115：7-15.

［10］GIACHI G,BETTAZZI F,CHIMICHI S,et al.Chemical characterisation ofdegraded wood in ships discovered in a recent excavation of the Etruscan and Roman harbour of Pisa［J］.Journal ofCultural Heritage,2003,4：75-83.

［11］M P COLOMBINI,M ORLANDI,F MDUGNO,et al.Archaeological wood characterisation by PY/GC/MS，GC/MS，NMR and GPC techniques［J］.Microchemical Journal,2007,85：164-173.

［12］A SALANTI,L ZOIA,E L TOLPPA,et al.Characterization of waterlogged wood by NMR and GPC techniques［J］.Microchemical Journal,2010,95：345-352.

［13］LUCA Z,ANIKA S,MARCO O. Chemical characterization of archaeological wood：Softwood Vasa and hardwood Riksapplet case studies ［J］.Journal of Cultural Heritage,2015,16：428-437.

［14］ELEANOR J S,RITIMUKTA S,APURVA M,et al.Strontium carbonate nanoparticles for the surface treatment of problematic sulfur and iron in waterlogged archaeological wood［J］.Journal ofCultural Heritage,2016,18：306-312.

［15］SEFAD,ZLEM,ISMAILH B,et al.Examination of the chemical changes in spruce wood degraded by brown-rot fungi using FT-IR and FT-Raman spectroscopy［J］.Vibrational Spectroscopy,2016,85：202-207.

［16］WIES AWO,JERZYM,AGNIESZKAS,etal.Hygroscopic properties of PEG treated archaeological wood from the rampart of the 10th century stronghold as exposed in the Archaeological Reserve Genius loci in Poznan(Poland)［J］.Journal of Cultural Heritage,2015,18：299-305.

［17］MARTIN N M,HELGE E,SREN H,et al.Characterisation of the polyethylene glycol impregnation of the Swedish warship Vasa and one of the Danish Skuldelev Viking ships［J］.Journal ofArchaeological Science,2007,34：1211-1218.

［18］RIE E,KAEKO K,IKUHO I,et al.Dimensional stability of waterlogged wood treated with hydrolyzed feather keratin［J］.Journal ofArchaeological Science,2008,35：1240-1246.

［19］RIE E,KAEKO K,IKUHO I,et al.Physical and mechanicalpropertiesofwaterlogged wood treated with hydrolyzed feather keratin［J］.Journal ofArchaeological Science,2010,37：1311-1316.

［20］GIANNA G,CHIARA C,NICOLA M,etal.A methodological approach in the evaluation of the efficacy of treatments for the dimensional stabilisation of waterlogged archaeological wood［J］.Journal of Cultural Heritage,2010,11：91-101.

［21］GIANNA G,CHIARA C,INES D D,et al.Newtrials in the consolidation of waterlogged archaeological wood with different acetone-carried products［J］.Journal ofArchaeological Science,2011,38：2957-2967.

［22］CHRISTENSEN M,H KUTZKE,F K HANSEN.New materials used for the consolidation of archaeological wood-past attempts，present struggles，and future requirements［J］.Journal ofCultural Heritage,2012,13：183-190.

［23］SAMUEL P P J,NIGEL K H S,MARK J,et al.Investigating the processes necessary for satisfactory freeze-dryingofwaterlogged archaeological wood［J］.Journal of Archaeological Science,2009,36：2177-2183.

［24］LESZEK B.Investigations on pre-treatment prior to freeze-drying of archaeological pine wood with abnormal shrinkage anisotropy ［J］.Journal of Archaeological Science,2011,38：1709-1715.

［25］LESZEK B.Dimensional changes of waterlogged archaeological hardwoods pre-treated with aqueous mixtures of lactitol/trehalose and mannitol/trehalose before freeze-drying［J］.Journal ofCultural Heritage,2015,16：876-882.

［26］GEORGE A,GLENN M,ANASTASIA P.Selective reburial：A potential approach for the in situ preservation of waterlogged archaeological wood in wetland excavations［J］.Journal ofArchaeological Science,2013,40：99-108.

［27］JORDAN B A.Site characteristics impacting the survival of historic waterlogged wood：A review［J］.International Biodeterioration&Biodegradation,2001,47：47-54.

［28］DJ HUISMAN,MR MANDERS,E I KRETSCHMAR,et al.Burial conditions and wood degradation at archaeological sites in the Netherlands ［J］.International Biodeterioration&Biodegradation,2008,61：33-44.

［29］CHARLOTTE G B,THOMASN.Reburialof shipwrecks in marine sediments：A long-term study on wood degradation ［J］.Journal of Archaeological Science,2008,35：862-872.

［30］方北松.走馬樓吳簡十六醇法脫水研究［C］//中國第八屆科技考古學(xué)術(shù)討論會暨全國第九屆考古與文物保護(hù)化學(xué)學(xué)術(shù)研討會.文物保護(hù)與科技考古.西安：三秦出版社，2006：73—181.

［31］韋荃.四川省綿陽市永興雙包山西漢墓出土漆、木器文物保護(hù)研究［J］.文物保護(hù)與考古科學(xué)，2004（2）：39—44.

［32］金普軍.四川綿陽出土的西漢飽水漆木器的前期保護(hù)工作［J］.文物保護(hù)與考古科學(xué)，2004（1）：39—42.

［33］韋荃.高級醇加固飽水木器的可逆性實驗［J］.文物保護(hù)與考古科學(xué)，2007（1）：31—35.

［34］梁永煌，滿瑞林，王宜飛，等.飽水竹木漆器的超臨界 CO2 脫水干燥研究［J］.應(yīng)用化工，2011（5）：437—440.

［35］方北松，王宜飛，史少華，等.飽水竹木器超臨界脫水示例［J］.湖南省博物館館刊，2014：549—551.

［36］ST PHANIE A C,LIISA M N,N STOR G G,et al.Conservation of waterlogged archaeological corks using supercritical CO2 and treatment monitoring using structured-light 3D scanning ［J］.The Journal of Supercritical Fluids,2013,79:299-313.

［37］張紹志，蔣青，劉東坡，等.木質(zhì)文物PEG浸滲處理的實驗研究［J］.中國文物科學(xué)研究，2016（1）：63—67.

［38］ZHANG S Z,PENG Y,LIU D P,et al.A thermophysical study on the freeze drying of wooden archaeological artifacts［J］.Journal ofCultural Heritage,2016,17：95-101.

［39］楊雋永.紹興印山越國王陵墓室主體結(jié)構(gòu)的加固與保護(hù)［C］//中國文物保護(hù)技術(shù)協(xié)會.中國文物保護(hù)技術(shù)協(xié)會第六次學(xué)術(shù)年會論文集.重慶:中國文物保護(hù)技術(shù)協(xié)會，2009.

［40］金濤，李乃勝.寧波“小白礁Ⅰ號”船體病害調(diào)查和現(xiàn)狀評估［J］.文物保護(hù)與考古科學(xué)，2016（2）：92—100.

［41］廣東省文物考古研究所.2011年“南海一號”的考古試掘［M］.北京：科學(xué)出版社，2011.

［42］洛陽市文物考古研究院.洛陽運河一號古沉船的加固與整體搬遷［J］.洛陽考古，2015（3）：83—93.

［43］BIRGITTA H.Conservation of the Swedish Warship Vasa from1628［M/OL］.Stockholm：The Vasa Museum,2001：16-18.https://gupea.ub.gu.se/bitstream/2077/23215/5/gupea_2077_23215_5.pdf.