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长沙走马楼西汉饱水简牍的保护处理

来源：花匠小妙招时间：2024-12-12 04:06

2003年11月，长沙市考古人员在位于市区五一路的走马楼街东侧清理湖南省供销社建设工地内编号为J8的古井遗存时，发现几枚带有墨书的残损竹片，随即展开了抢救性的考古发掘。通过将其整体揭取、打包运回库房后，再进行耐心细致的室内重点清理工作。经国内研究专家们的多方考证，确定此批简牍为西汉长沙国早期的官方文书档案[1]，这是湖湘地区继走马楼吴简之后古代出土文献的又一次重大发现。自2010年起，我馆向国家文物局申报了《长沙走马楼西汉饱水简牍科技保护项目》获得批准，并正式开始对全部有字简牍进行保护修复工作，目前该批汉简的脱水处理等工作已基本完成，文物入库后的保存状况良好。现将此次饱水西汉简牍实施的科技保护工作予以简要叙述。一、简牍基本信息与保存状况长沙走马楼8号井中出土的近万枚简牍经过初步清洗与整理，其字迹可以辨识的数量统计总共为2188枚。其绝大部分为竹简，主要的形制可以分成如下几种类型：Ⅰ短简长约21～23厘米，宽1.7～2.5厘米，两行文字Ⅱ短简长约21～23厘米，宽0.8～1.2厘米，单行文字Ⅲ长简长约42～50厘米，宽0.9～2.1厘米，单行或两行文字另有为数不多的书写三行以上文字的较宽竹牍，宽度达到2.8～3.6厘米；此外，还包含少量的木质简牍及其削衣残片等。走马楼8号古井内虽然保存下来相当多的珍贵简牍，但是由于其出土前长久埋藏于地下，受到了土壤、酸碱水分的影响及微生物侵蚀等，使得西汉简遭到比较严重的破坏。而且这批竹木简当时夹杂在各种废弃物中共同出土，相互之间紧密叠压、交错在一起，导致发掘时的文物保存情况并不太理想，简牍的整体腐蚀程度十分严重。由于汉简封闭环境的原始状态已遭到破坏等原因，出土后发现其中相当数量的简牍具有残断、开裂、缺损等显著特点，另外还普遍存在表面弯曲、起皱、凹凸不平等病害现象。经过前期的初步整理和清洗等工作后，该批简牍一直存放于博物馆的地下库房中，暂时用水浸泡保持其饱水状态，长达十余年之久。当时馆藏文物库房的保存条件相对比较简陋，盛放的容器为不锈钢盆与塑料方盘，采取先配置新洁尔灭药液来分别浸泡，再用自制的聚乙烯袋密封等防护措施。饱水简牍入库后的泡水保存，仅仅只是个权宜之计，长期的溶液浸泡对于有机质器物来说有较大的损害，将会使得竹木胎质变软、器物色泽变深，严重的甚至是糟朽腐化成泥[2]。因此，需要及时对这些珍贵的简牍进行脱水保护和修复处理，不仅可避免器物本体的继续劣化，还能够减少文物库房保管的经费开支。二、文物取样的检测分析长沙走马楼西汉简牍出土时均为饱水状态，亟待进行脱水处理。在进行文物科技保护之前，首先要做基本的材质糟朽程度的判断，确定简牍的理化特性和保存现状，以此作为制定科学、可行的保护修复方案的依据，并选择好相应的填充、修复材料等。在这批需要脱水修复的简牍中，发生病害的种类和数量都不少。除了少数保存状况基本完整外，其余大部分简牍均存在不同程度的残损、变形、缺失等病害，严重的破碎成小片，竹质几乎已全部腐朽。1.绝对含水率与干缩率的测定饱水简牍在漫长的地下埋藏期间，有些组成物质的结构分子在外界各类因素作用下发生了腐蚀[3]，细胞壁均受到极其严重的破坏和分解，大部分纤维之间已被水分饱和变得糟朽，这是简牍基本失去了机械强度的重要原因。还有少数的木简也具有一定程度的朽蚀特征，由此可引发进一步的微生物降解。为了对竹木简牍保存情况有更加深入的了解，我们选取竹、木简各3枚无字残片做一些样品测试。采用滤纸吸收表面水分后称量，测得其饱水重量读数为m1，再放入恒温干燥箱内加热，保持温度控制在80℃下干燥9小时后取出，迅速称量其干重为m0，通过绝对含水率公式W=（m1-m0）/m0×100%可算出结果。检测的有关数据详见表一，其中竹简的含水率平均达到440%左右，木简的平均含水率也达到了大约405%，均属于严重腐蚀程度的文物类型。

干缩率是表示竹木材在干燥前后外观尺寸的收缩变化情况，其具体的检测方法通常按照GB/T1932-2009的要求来进行。取饱水的无字竹木简牍样品在自然条件下进行干燥，通过测量干燥前后的尺寸相差值，计算所得各个方向上的收缩率，从表一中得知竹简的纵向（长度）收缩率为16～23%之间，径向（宽度）收缩率为38～42%之间；木简的纵向收缩率为12～18%之间，径向收缩率为24～38%之间。2.竹简的材质检测与此同时，在完成走马楼西汉简的初步清洗之后，文保技术人员从中选取了4件无字竹简样品，委托中国林科院木材工业研究所进行材质分析鉴定工作[4]，通过将其切片、染色、树脂封固等处理后采用显微镜进行观察，制作简牍所选取的竹种主要有苦竹属和刚竹属这二类（如表二所示）。

3.纤维结晶度的检测结晶度是指纤维素的结晶区所占到纤维素整体的百分比情况，可通过结晶峰面积和整个衍射曲线扣除背底之间的面积比计算获得。在结晶区内，纤维素分子的排列呈现一定的规则性，能获得明显的X射线衍射吸收峰。一般随着纤维素聚集形成的结晶程度减少，纤维的力学强度等性质会显著降低。将两件西汉无字简牍样品采用玛瑙研钵磨碎成粉末，然后经D/max2500全自动X射线衍射仪（日本RIGAKU公司）进行分析，根据测出的衍射图数据结果并通过计算可得知，竹简样品的结晶度为28.57%，而选取的木简样品结晶度为22.92％（表三）。

图一（a、b）分别为竹简和木简两种样品的X射线衍射图，从其图中表明竹木简牍在经过2000多年的微生物作用后，纤维素含量减少，聚合度下降，晶体与原来的纤维遭受到破坏，致使结晶度降低，内部基本为无定型区域。从上述分析测试可见，饱水简牍胎体内的主要构成成分均已发生严重降解，使其外观表现为极度糟朽。在脱水时为了能保持形态稳定，就必须要采取适当的化学材料进行填充加固。笔者结合初步的研究与分析，对该批竹木简的病害特征、保存情况等信息都有了比较清楚的认识，为制定科学合理的脱水保护方案提供了必要的依据。三、简牍保护处理的方法与步骤对于这批珍贵的走马楼饱水汉简，须先完成前期揭取与清洗工作，再根据竹木质地的不同情况进行分类脱色拍照，然后进行所有简牍的脱水保护处理。简牍完成脱水工序后，根据其中残损、折断、开裂等具体问题做适当的修补，并全部做好表面封护和包装工作。最后通过分批次的逐枚点交验收，进入到地下库房存放于专用密集柜内。整个过程均按照文物保护工作的相关要求，做好资料档案的记录与保管。长沙西汉简牍的保护修复过程，其主要的工作步骤分别介绍如下：1.初步清洗与精洗简牍长年埋藏于古井遗址中，四周环境充满着棕褐色泥土及各种污染物，伴随着地下水的反复运动和竹木材质的吸附作用，从而导致表面覆盖一层较厚且成分复杂的污垢，对于出土简牍来说更加不易清除。简牍清洗工作主要采用大小合适的几种软毛笔、竹镊子、油画铲、搪瓷盘、玻璃板等工具，将简面上沉积遮盖的淤泥、杂质等去除，以露出文物的保存现状，并要求绝不能对文物本体和文字有任何影响。操作过程是：先在充足的蒸馏水中加入适量的表面活性剂进行浸泡，以使表面的附着物松散，必要时采取适当加温的处理办法；然后用毛笔和小刷子清理外表的顽固性泥垢，包括对缝隙及边沿内隐藏的污渍进行清除，再用清水进行漂洗。该批西汉简牍在进行拍照与脱水之前，还需要再完成一次精洗工序，彻底清除掉简体表面的顽渍污垢。用纯净水精洗的过程中，在保证墨迹不受损伤的前提下，熟练运用细毛笔的锋尖采取点、揉、挑等技巧，反复、仔细地剔除正面两字之间粘得较牢的污垢，尤其注意笔划边缘上的一些细微之处。在清洗后入库的饱水存放时，还需要配制一定浓度的复方新洁尔灭防霉防菌药水[5]，并用自制的包装袋密封口沿保存，以达到同外界环境相互隔绝之目的。但是简牍长期浸泡在新洁尔灭溶液下，随着温度变化会逐渐析出少量的苯扎溴铵盐结晶物，因此还需定期清理沉积在竹简和玻璃片表面的晶体小颗粒，每次认真检查直到完全无异物为止。2.简牍的脱色拍照此批饱水简牍刚从潮湿的古井中出土时，来不及同空气和光线充分接触，尚为竹木本来的浅黄色，但是没过多久颜色就转化为深褐色，简面上书写的墨迹便会难以辨识。为使变黑简牍的文字能够获得清晰的拍摄效果，并有利于整理研究者的文字释读工作，还需进行必要的脱色处理，主要通过添加化学试剂的方法将现有较深的颜色还原为竹类材质本色。对此我们仍然选取与走马楼三国吴简相同的方法，即“连二亚硫酸钠法”来进行脱色还原[6]，达到了良好的预期效果。在简牍脱色之前，与刚清洗后的竹简双面绑夹方式不同，将其调整为用单片玻璃条托起再加棉线缠绕固定的方法，注意掌握力度的控制，不能够过于松动或者勒得太紧，并将编号钢牌捆系好轻插于一端，集中置入塑料盒中分类存放。采取该方法有效避免了双面玻璃对本已腐朽简牍的挤压，更有利于化学药剂的充分渗透和缩短处理时间，并为下个阶段的脱水加固环节提供了保证。早在2008年11月，西汉简牍就已经启动了清洗后的脱色拍照等相关工作，操作时首先采取络合试剂2%的依地酸二钠（EDTA-2Na）去除Fe3+等重金属离子，再配制1%浓度的连二亚硫酸钠进行脱色还原。处理后按照文物保护的有关要求，还须把残留在胎体内的化学物质完全置换出，具体方法是蒸馏水浸泡2天后更换，重复操作3次左右以基本去除。因此该批简牍在脱色完成后，其颜色保持的耐久性比较令人满意。此后，我馆又进行了数次汉简照片拍摄及红外扫描工作，均没有再做大批量的脱色处理。3.西汉简的脱水加固长沙走马楼汉简的脱水工作自2016年初起着手开始，在对其移交脱水之前，先完成好相关文物保护修复档案的建立，按照顺序对每枚简牍进行称重、测量尺寸、照相存档等操作，并特别记录下诸如缺失、残损等腐蚀变化状况，以便于今后的修补复原工作。想要减少饱水竹木质文物干燥时的剧烈收缩，必须采取适当的“慢脱水”方法，否则会使器物出现失水皱缩、开裂、变形等无法挽回的破坏性损伤。针对这批汉简质地以竹材为主及保存状况较差的特点，我们采取“乙醇—十六醇法”来分批进行简牍的填充加固工作[7]。首先把简牍放在尺寸合适的玻璃条上用线绑好固定，注意简有字一面须朝内，然后将成批简牍放入乙醇溶液中浸泡，从低浓度开始阶梯上升至纯的无水乙醇，直到简内所含水分置换干净为止。由于考虑到乙醇本身对简会有一定的脱色作用，也能使得竹木纤维的底色变浅，因此不再单独进行脱色处理。接下来，在此基础上添加十六醇填充，配置适量浓度的乙醇加十六醇混合液，可适当加热来促进溶解渗透，十六醇的起始浓度为40%，升高温度控制在42～45℃左右，最终放入100%的十六醇中充分加固后取出。汉简完成脱水后还需经过表面处理，并采用配制好的松香溶液作为封护剂，将其浸泡或均匀涂刷在器表形成一层防御膜，它可进一步防止外观“泛晶”等问题的发生，也能增强文物本体对周围污染物的抵抗能力。所有走马楼汉简均采用十六醇填充法来做脱水工作，经过一系列的加固处理与表面封护后，该批简牍能够基本恢复到原来的质感与色泽，在具体尺寸上也没有明显的收缩变化，简牍表面的文字信息得以完整地保存下来，不会出现因变形带来的内容辨识困难，方便今后简牍释文与研究的顺利开展，其符合有机质类文物的保护要求。4.简牍的修复粘接长沙走马楼简牍脱水完成以后，还需进行必要的修复还原工作。对西汉简牍采取修补的主要工作原则如下：胶粘剂应选择具有化学性质稳定、与本体材质相兼容的材料；简面上修补须严密规整，不得残留涂胶痕，使其外观和内容保持相对完整的一致性；经过修复后的简牍更接近于本来面貌，而且有利于长期保存及整理。修复过程中先谨慎、细致地做好拼对与缀合工作，对于竹简折断、残损的部位，采取双组份环氧树脂来进行粘接，把各个残片初步拼接起来后，在断面上沾取少量胶液压紧，尽量使黏胶均匀地填补在接口缝隙中，再采用线绳绑扎固定以防止错位。待到其半干时进行表面修整工作，等胶体完全固化后，拆除绑固的棉线与玻璃条，以此获得了比较令人满意的效果。5.定制包装与囊匣盒若要保持脱水修复后竹简的长期稳定，其后期包装与存放就显得尤为重要。考虑到简牍库房保管工作的实际需要，有利于日常提取和内容释读等工作，我馆对西汉简牍做如下包装：先准备好上下双层有机玻璃合为一套，再根据每枚竹简的尺寸、形状，在底层有机玻璃板上开合适大小的槽，然后将已修复的竹简放入匣槽内，最后封装上层盖板并用同样材质的螺丝嵌合卡紧，这是对原来采用双面胶或透明胶带固定方式的工艺改进，进一步提升了整体形式的美观性，并使简牍在自然条件下更易于保管。值得一提的是，对于有些本身存在一定程度弯曲、变形情况的竹简，在包装材料内部挖槽制作时，其尺寸一定要留有余地，避免人为地造成损伤。简牍包装工作完成后进入地下库房保管，其典藏环境必须满足文物保护的基本要求，量身制作格式统一的囊匣盒进行长期保存，并避免强光的直接照射，特别是紫外线辐射。依编号顺序每十枚竹简装入一个囊匣盒，再将所有囊匣放于文物专用密集柜架中。竹木简牍应严格控制在一定的温湿度标准范围内，库房温度全年保持在16～24℃之间、相对湿度最好达到45～55%为宜，以延缓本已脆弱不堪的胎体再次出现病害。四、竹简脱水前后的微观形态分析此外，我们通过扫描电镜对出土饱水竹简和填充脱水后的竹简进行了微观形貌特征观察，所使用的仪器为：Quanta-200型扫描电子显微镜（美国FEI公司）。

图二（a、b）分别为西汉竹简的纵截面与横截面SEM图（放大2000倍）。经扫描电子显微镜观察，由于受到地下微生物侵蚀和环境的共同作用，其竹简纤维表面粗糙、内部结构疏松，细胞腔塌陷、收缩并存在许多裂隙与孔洞，说明纤维束状结构已经发生明显的降解，纤维素被解体以及分子键断裂，从而导致力学强度显著降低。图二（c、d）分别为脱水后竹简的纵截面与横截面SEM图（放大1000倍）。通过扫描电镜检测填充后样品的微观结构，便可清楚看到化学试剂十六醇在其中的基本分布情况，表明饱水简牍在经过填充加固之后，十六醇晶体已沿细胞孔隙大量渗透、留存于胎体内部，对于保持糟朽竹简的外型提供了重要的支撑作用，其物理学强度得以大幅度的提高。以上简要介绍了长沙走马楼西汉简牍的保护与修复工作的全部过程，该批器物经过脱水、复原、包装等处理后，已经基本恢复到出土前的文物本来面貌，目前在博物馆地下库房的日常保管中保存状况良好。这批西汉简牍的妥善保护与文字释读工作，为古代出土文献的整理研究提供了珍贵的实物资料。笔者希望此次简牍保护修复的操作实践与探讨，能够为国内其它地区的竹木类文物保护工作提供些许参考。