米夏尔·奥哈斯(Michael Auras)
有害水溶盐污染通常发生在许多历史建筑物中,其相关病害机理极其复杂, 在本节中无法详细描述。在网站www.salzwiki.de[9]上可查阅大量文献,其内容包括不同水溶盐矿物相、病害机制、结晶和溶解过程、水溶盐在墙体中的运移、水溶盐研究方法等细节。
为定量分析水溶盐,需要采用不同化学研究方法,并在专业的实验室进行实验。其中,经常被使用的研究方法为离子色谱和原子吸收分析,使用较少的为光度测量或原子发射分析,偶尔也会用到其他系列研究方法。
用X射线衍射法分析石质文物表面的泛盐问题,能测定实验时处于结晶状态的水溶盐矿物相;而通过偏光显微镜、扫描电子显微结合能谱仪分析或微量化学检测分析,也能定量测得水溶盐的成分。
在历史建筑研究实践中,为了降低化学分析的经济成本,可通过检测含水样本的电导率和使用分析水质的测试试纸来半定量地分析水溶盐含量。齐亚(Zier,2002)已讨论过这些方法的局限性。我们通常只测定三种阴离子:硫酸根、硝酸根和氯离子,它们能够提供关键的信息。但也可能因为没有测定相关的阳离子而得出错误的结论。比如对于多孔天然石材类型来说,当存在易溶于水的水合物水溶盐例如硫酸钠时,这种硫酸盐的危害程度相比最常见的、相对难溶于水的石膏硫酸钙要高很多。
通常情况下,我们推荐使用“两步法”。第一步,采用简单的半定量方法估测水溶盐含量,比如电导率测量或测试试纸测量法可测量大量的样品,使实验开支控制在可预见的范围内。第二步,基于半定量检测结果,再有目的地选出用于定量分析水溶盐的样本。此外必须同时测定主要的阴离子和阳离子量。最常见的阴离子有硫酸根、硝酸根和氯离子。常见的阳离子主要有钙、镁、钠、钾和铵离子。有时也有其他离子出现。
许多书上都描述了水溶盐污染的评价指标及其病害风险评估(Zier, 2002中的一览表)。本人推荐参考使用《文物保护与既有建筑维护科技工作者协会须知3-13-01》(WTA-Merkblatt 3-13-01)制定的评估表(表2.2.11.1) 。但对于硫酸盐污染必须进一步分辨阳离子类型。(www.daowen.com)
表2.2.11.1 根据有害水溶盐阴离子浓度评估危害(参考WTA须知3-13-01)
课题案例研究
我们对很多文物都进行了水溶盐污染研究。在3.8节会详细介绍两个案例。
评价
水溶盐分析是历史建筑诊断不可或缺的部分。所用的研究方法已得到验证,并被广泛使用。必须谨慎对待半定量法的检测结果,至少在抽样采用定量法验证后才能确定能否用这个评估指标。
在后文3.8节库讷斯道夫案例中能看到,通过石质文化遗产监测能追踪石材多年的干燥过程,并通过检测局部的水溶盐富集情况等方法排查潜在的病害点。这使我们能在石质文化遗产产生新的病害之前,及时采取应对措施。
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