秦公帝王陵

　　内容提要 秦俑一号坑第三次考古发掘新出土的陶质彩绘文物残破程度大，彩绘残留多，为配合考古现场发掘工作，科学有效地保护和修复，我们采取了考古、保护、修复一体化，建立流动性修复保护试验室，对出土的每一件残俑进行科学有效的保护修复，取得了新的进展。
　　关键词 秦俑 保护修复 进展
　　一、前言
　　秦俑一号坑第三次考古发掘经过一年多的工作，已出土陶质彩绘文物98件，其中T23G9过洞内出土陶俑22件、陶马8匹；G10过洞内出土陶俑68件。自2010年5月17日开始提取T23G9:3号、5号铠甲武士俑起，一号坑新出土陶质彩绘文物的修复工作就全面起动，这次修复是在国家文物局文物保护行业标准推广实施后，由陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地(秦始皇帝陵博物院)制定并首次实施的陶质彩绘文物保护修复工程。我们以高度的工作责任感和使命感，从陶质文物保护修复的原则出发，严格按照文物保护修复行业标准，按时制定并上报了《秦俑一号坑新出土兵马俑保护修复方案》，并按《方案》中设计的保护修复技术路线而逐步推进，目前已保护修复陶俑16件(表1)。
　　二、现场保护处理
　　当彩绘兵马俑残片出土后，先营造小环境(搭建透明塑料布棚)保持一定的湿度使其与内部环境平稳过渡，之后对有彩绘的部位先喷涂30%PEG200保湿，将彩绘部位用保鲜膜包裹后移动至保护平台进行抢救性保护处理。随后进入彩绘保护实验室进一步保护。
　　三、拼对与提取
　　陶俑陶马出土后，现场对有彩绘的兵马俑残片的位置和数量进行记录，对个体残片进行整理，确定陶俑的完残程度。依据陶俑的部位编号，按人体结构原则从下往上试拼顺序进行拼对，采取“取大优先”原则，将编号相邻或相近的残片按大小、部位、形状、残破口、颜色确认互配，编号记录。如果拼对有缺失的部位，记录下来，到考古现场出土地点或在相邻陶俑的残片里根据其部位和形状大小去找、现状照相、拼对、提取；对残缺面较大而无法恢复其功能和结构的陶俑，先记录所缺失的部位、大小、形状，并在出土位置相邻或相近的陶俑出土地寻找其残片，之后再进行提取。其中彩绘残片在现场先预加固处理后进入移动保护实验室进行保护处理。拼对时，详细地记录保存现状、病害、残存彩绘、缺失部位、残片的总数，填写保护修复信息卡(表2)。
　　四、病害认识
　　由于长期的地下埋藏，陶俑、陶马因自身材质老化、环境变化和人为破坏等因素影响，受损特别严重，彩绘保存状况极差。在残存的彩绘方面，因地下水、土壤中的酸碱度、温湿度的变化、微生物的侵蚀等，导致彩绘胶结材料流失，使得彩绘层出现了严重龟裂、起翘、空鼓、脱落等现象，对陶俑陶马外貌色彩的变化特征造成影响。在陶质胎体方面，因埋藏过程中人为破坏、自然环境变化的影响、地下水侵蚀等作用，导致陶胎部分剥落或残缺不全。从修复的16件陶俑中可以看出，残断、泥土附着物、彩绘脱落、起翘、龟裂、空鼓等病害最为严重，裂纹、裂缝、酥粉、剥落、其它附着物、硬结物、结晶盐等病害较为严重，变形、植物损害、微生物损害、变色和刻划等病害相对较少(表3)。
　　五、病害分析
　　新出土的兵马俑在地下埋藏了两千多年，彩绘陶俑陶马因自身材质老化、环境腐蚀、地壳运动、自然灾害和人为破坏等因素影响，受损特别严重，保存状况极差，主要表现为以下几种：
　　1.由于一号坑距地下水位较高，发掘初期内外环境差异较大，致使原先通体绘彩的陶俑保存状况发生了极大的变化，打破了原有的平衡关系，特别是刚出土后温湿度差异较大(图一)，彩绘层在较短的时间内发生急剧的变化；其次残存彩绘的保存状况、层次结构、颜料层和漆底层厚度、颜料种类和颜料粒度的多样性，其损坏现象也有所不同。
　　2.埋藏过程中人为破坏、自然机械力、地下水侵蚀及冻融等作用，导致陶胎部分剥落或残缺不全。
　　3.因陶俑长期埋在地下，由于埋藏土壤的下沉、粘连导致彩绘陶俑表面有大量的泥土附着物；土壤中或彩绘陶俑内可溶盐中的钙、钡、镁、铁等离子析出文物表面与其他阴离子作用在文物表面形成的硬结物；土壤或陶俑内可溶盐在文物表面析出形成结晶；另外，土壤中碳迹或其它物质附着在彩绘陶俑的表面。
　　4.陶胎自身材料的理化性能，埋藏在土壤中时，由于地下水的侵蚀，温湿度变化等原因造成了陶胎的表面酥粉。
　　5.由于彩绘陶俑本身材质的劣化，埋藏土壤的塌陷，温湿度变化、地下水活动导致的冻融和文物表面因相互挤压、碰撞、接触等造成的陶俑陶马表面出现的裂纹、裂缝等损伤。
　　6.由于地下水、土壤中的酸碱度、温湿度的变化、微生物的侵蚀等等，导致彩绘胶结材料遗失或减少，造成彩绘层出现了严重地龟裂、起翘、空鼓、脱落，在这种病害中脱落给彩绘陶俑造成的损失最大。
　　7.保存环境不良，新出土的兵马俑现存放于一号坑T23、T24探方内，一号坑遗址大厅为七十年代建筑，内部面积14260平方米，无法实施有效的温湿度控制，冬季干燥寒冷(最低温度-2℃)、夏季炎热(最高温度42℃)，温差很大。冬春干旱且常伴有沙尘天气，夏末秋初较为多雨，气候变化复杂。年平均温度15℃左右，相对湿度(RH)38%左右。最新研究表明，兵马俑博物馆区的部分大气环境污染物浓度呈上升趋势，特别是酸性污染物有明显的增加，颗粒物携带的某些化学物质(如硫化物、硝酸盐及小分子有机酸)在一定条件下，可以与文物表面或者矿物颜料发生化学反应，破坏文物。颗粒物沉降在文物的表面，覆盖、污损其原有色彩，影响其美学观赏价值和视觉效果，颗粒物中富Fe、Mn的颗粒物会催化、加速污染气体和文物表面材料的化学反应，大气颗粒物同时也是各类微生物的载体，在一定湿度情况下，引起文物长霉腐蚀，温度过低将会因冻融作用，使彩绘层酥松脱落，并导致陶基质因结构性劣变而产生酥粉。
　　六、科学检测分析
　　(一)彩绘颜料分析
　　样品来源：2010年7-9月，在一号坑考古现场新出土的兵马俑残留彩绘上采集。
　　此次分析采用透射偏光显微镜Leica DMLSP，分析结果如下(表4)；以往对秦俑彩绘颜料的分析结果(表5)。[1]
　　(二)陶胎分析
　　1.样品描述(表6)：
　　2.X衍射分析
　　采用日本D/max 2550V X射线衍射仪对7个样品进行晶相分析。
　　由图九可以看出，样品的主要晶相为a-石英、微斜长石、钠长石，少量伊利石、白云母等。
　　3.物理性能分析
　　采用德国NETZSCH 402E热膨胀分析仪测试样品的烧成温度；根据国际标准“GBT3810陶瓷砖试验方法”测试部分样品的体积密度、吸水率和显气孔率；采用德国Instron-5592万能材料实验机测试样品的抗压强度(表7)。
　　4.硬度测量
　　采用Wilson-2000洛氏硬度计，以HR15W(1/8英寸的钢球作为压头、15kg压力)标准测试样品硬度，样品尺寸10×10×10立方毫米，每一样快分别测试5次，测试如下(表8)。
　　从所采样品的分析结果可以看出秦俑陶胎的主要成分为有硅、铝、钙、铁、钾、钠等元素；烧成温度为755℃至990℃，平均为914℃；体积密度平均为1.83%；吸水率平均为17%；显气孔率平均为31.3%；抗压强度平均为57.95MPa；洛氏硬度平均值为55.76。[2]
　　通过以上的科学检测分析结果，为下一步保护修复提供科学理论依据。
　　七、现场保护修复评估
　　根据一号坑考古现场的环境变化，兵马俑出土后对残留彩绘较少的陶片进行现场保护修复；对遗留彩绘面积较大、保存较好的彩绘陶片经现场加固处理后采取流动性保护实验室直接提取到彩绘修复实验室进一步保护修复；对彩绘兵马俑的保护修复区域尽可能地创造条件保持恒温恒湿(图二)。根据多年来对一号坑温湿度变化的检测结果，现场修复的最佳时期为4-6、9-11月。
　　八、保护修复
　　(一)彩绘加固，针对不同的彩绘层次采取不同的加固处理方法。
　　1.对表面酥粉的彩绘层用3-5%Rhoplex MC-76(丙烯树脂溶液、PU的替代品)或3-5%的Paraloid B72(聚丙烯酸树脂的乙酸乙酯溶液)喷涂加固：将雾化效果好的小喷壶向上喷洒使加固剂自由落体在待加固的彩绘层表面，不需加固区域可用塑料薄膜覆盖，以免加固剂落于其表面。
　　2.对彩绘层起翘的部位用点涂加固：毛笔蘸去离子水点湿彩绘，等待彩绘软化贴向陶片时，从残存彩绘边缘点涂5%Rhoplex MC-76保护剂，待保护剂不再渗入时，再点涂彩绘表面。这样，水吸收时所产生的毛细吸力会使保护剂更好的深入彩绘，同时也可以消除点涂在彩绘表面留下的痕迹。操作过程中尽量避免损伤彩绘。
　　3.对大面积彩绘层用浸敷加固：先使陶胎和彩绘充分湿润，然后用医用脱脂棉浸润5%Rhoplex MC-76保护剂，覆盖彩绘表面，脱脂棉和彩绘之间用保鲜膜作为隔离层。
　　4.对无底层的颜料层彩绘保护：在彩绘表面的泥土清除后喷涂5%RhoplexMC-76浸敷来进行彩绘加固处理。
　　5.对有生漆底层的彩绘保护：选用PEG200和Rhoplex MC-76联合保护剂进行保护处理。具体操作步骤如下：
　　A.30%PEG200+3%MC76 2-3天：
　　B.60%PEG200+5%MC76 2-3天
　　C.80%PEG200 2天
　　加固彩绘时可以先加固后清理或边加固边清理；大块陶片需要长时间清理，尤其在清理泥土过程中因潮湿而容易产生霉变，尽量避免加固剂过量，防止彩绘表面形成加固剂薄膜而产生眩光。[3]
　　(二)清理：清理前必须先做清理试验块，因为陶俑陶马残破块多，清理工作不可能由一个人单独来完成，每组修复的陶俑在陶俑的局部(前胸甲下旅和后背甲下旅)分别做二个试验块，以实验块为基点进行对比清理。
　　1.对一般泥土，用去离子水湿润后采用竹签清理。对厚层泥土可采用酒精先将泥土湿润松软后再用竹签或手术刀进行仔细清理，或将泥土扎至松散后再用棉签蘸去离子水清理(注：在残留的彩绘上，若彩绘与泥土的粘结力大于与陶胎粘结力时，应先回贴加固彩绘，再进行清理)。
　　2.对于硬结物的清理：硬结物一般是钙、钡、镁等盐类沉积物，用机械方法一般较难清理，可采用六偏磷酸钠的水溶液进行浸敷络合反应使硬结物软化，再使用手术刀或钢钎进行清理，也可选用牙科钻进行清理。
　　3.对于彩绘陶俑表面有结晶盐的清理：可直接用棉签蘸去离子水或热水消除。
　　针对陶俑的出土情况各异，残破状况有别，清理的方法也不同。如T23G9：3号俑和T23G9：22号俑，3号俑残40块，有头，无左右手，足踏板残。底袍局部有大面积绿色彩绘，整体拼对比较完整，局部彩绘脱落、起翘、变色、彩绘底层漆皮龟裂。22号俑残107块，残破较严重，俑体表面无彩绘，仅头部和足部有少量彩绘残存，其余表面全是泥土附着物。清理时要区别对待，对质地较好的3号俑先对彩绘层进行加固处理，之后再分区清理；对22号俑采取边加固边清理；对T23G9：11号彩绘御手俑清理时，先移动至彩绘实验室进行保湿，再进行彩绘加固，最后清理其表面上的泥土附着物和其它附着物。
　　(三)粘接：粘接是陶质彩绘文物保护修复工作的重要步骤之一，粘接剂的选择应遵循材料相容性原则，即粘接剂的强度一定要与被粘陶器的强度相近，才能达到粘接的最佳效果，否则如果粘接剂强度过大，就会导致陶片在别的部位重新断裂，反之如果粘接剂强度太小，陶质强度过大，粘接后的陶片会再次脱落，只有力学性能相近时，粘接强度最好。根据秦代陶质彩绘文物个体大的特点，通过多年来秦俑修复粘接剂对比实验的结果，采用改性环氧树脂(6101)和聚酰胺树脂(650)联合粘接剂。
　　如T23G9：11号御手俑，粘接前先做试验，以确保粘接剂的性能和粘接强度。粘接前用保鲜膜将彩绘双臂包裹好，露出残断面，去除粘接面(茬口)上的尘土及污垢，以保证粘接效果。其次在粘接面分别涂刷一层3-5%Paraloid B72(聚丙烯酸树脂的乙酸乙酯溶液)做可再处理层，为以后的可再处理性修复创造条件。
　　粘接中，在残断面涂改性的环氧树脂(6101)和聚酰胺树脂(650)按3：2配比胶粘剂进行大块陶片的粘接，涂抹胶粘剂应适量，防止粘结挤压时胶粘剂溢出污染陶体及彩绘表面。胶粘剂要均匀地涂抹在界面上，使胶料完全溶入断面，这样可使缝隙处完全粘合，达到理想的强度。如果涂抹不均，会产生气泡，使强度下降。粘接过程中应整体考虑，尽可能先粘接小陶片，等待其完全凝固后在粘结大陶片，有时可根据陶俑的完残程度选择是否整体一次粘接，这都需要在粘结前全面考虑，以防止陶俑陶马粘接时错位。
　　对粘接剂的优化和选择，我们做了一些试验，尝试在T23G9：31、36、T23Gl0：22号陶俑小残片上采用3A双组分环氧胶和25%的Mowital B30(聚乙烯缩丁醛树脂，具有卓越的机械性能、透明性能和可再处理性等特性)粘接，效果较好，环保，使用方便。
　　(四)补全：对于兵马俑残缺的部位不主张补全。但是为了更好地体现秦俑的价值，恢复其功能和结构的稳定性，预防偶然断裂的风险，使秦俑外观形象，整体审美更加具有观赏性；为了陈列展览的需要可以进行补全。补全要遵守保护修复的原则，补全材料要与秦俑本体材料相兼容。补全前先要对所选用的材料反复进行试验，经过反复试验对比后确认可行，方可使用。因此选用环氧树脂＋聚酰胺树脂＋陶粉进行补全，达到“远看一致、近观有别”的效果。
　　(五)封护：保护修复完成后，为了长久地保存、防止外界污染物再次侵蚀，在兵马俑彩绘表面涂一层防护层。目前用3%-5%Paraloid B72均匀地涂抹在彩绘表面。丙烯酸树脂能通过孔隙进入彩绘陶俑内部，使彩绘陶俑更加坚固，同时亦能隔绝空气、水分、光线、可溶盐等有害物质的接触，从而起到保护彩绘陶俑的作用。操作时可采用涂刷法、喷涂法或浸入法，用毛刷或毛笔蘸防护剂涂刷彩绘陶俑表面一遍，力求均匀。不论在现场还是室内封护时，注意佩戴人身防护措施，应在通风条件畅通的地方进行。
　　九、小结
　　1.通过近一年多的保护修复，从考古现场的拼对、提取到修复现场的保护修复，尝试了考古现场和保护修复现场同时对外开放的新模式，诠释了“考占研究是基础、文物保护修复是核心、陈列展示是手段，服务社会是目的”这一秦陵文物工作方针新理念。
　　2.首次开放保护修复现场，让观众近距离地了解修复保护兵马俑全过程。文物与观众对话，是遗址类博物馆教育向观众传达信息的一个重要通道，也是宣传保护人类文化遗产的手段之一。
　　3.从保护修复过程中进一步研究“以模为主、模塑结合、分段制作”的制作工艺，研究秦人制作兵马俑的连接方式、支撑结构、烧成方式。
　　4.边发掘、边保护、边修复、边展示的现场考古、保护、修复新模式。
　　5.秦俑保护修复要充分认识预防性保护修复的重要性，通过对出土兵马俑现场环境的有效监控，并及时采取措施使环境处于有利于兵马俑保护修复的状态，从而达到保护修复的目的。
　　6.研发了大型陶俑修复支架、三维绘图仪、足踏板防潮架，对秦俑的保护修复和长期地保存发挥了重要作用。
　　致谢：在一号坑兵马俑保护修复现场中，我们得到了曾玮研究员、周铁研究员、袁仲一研究员多次的现场指导，在s此一并致谢!
　　注释
　　[1]陶质彩绘文物保护国家文物局重点科研基地(秦始皇帝陵博物院)夏寅副研究员分析检测。
　　[2]中国科学院上海硅酸盐研究所分析检测。
　　[3]周铁《秦俑彩绘保护研究的新进展》，《The Terracotta Army of the First Chinese Emperor Qin Shihuang，2001》，MONUMENTS AND SITES Ⅲ。

秦始皇帝陵博物院2012/秦始皇帝陵博物院．—西安：陕西出版集团 三秦出版社，2011