盐分检测仪在文物盐害研究中的应用初探

一、引言

盐害是各类型文物中的常见病害。在硅酸盐类文物中，环境变化驱动的复杂水盐活动使盐分产生由溶解—结晶循环引发的结晶压力、水合压力以及离子交换反应，破坏了文物的内部结构，加速了文物的风化破坏。如壁画表面的酥碱、疱疹病害，土遗址的根部掏蚀病害，石质文物的表面泛碱、剥落结壳等病害。金属文物的盐害主要发生在铜、铁质文物中：Cl^-离子是导致青铜文物产生“粉状锈”的主要因素；铁的化学性质比铜更活泼，更容易被腐蚀，且多项研究表明^[1–6]，大部分出土铁质文物均含有氯化物，一旦保存环境中存在潮湿空气，即会发生一系列电化学反应^[7]。因此，对已发生盐害或存在潜在盐害威胁的文物，必须尽快进行脱盐处理；对无盐害威胁的文物，则无需脱盐。

目前判断一件文物是否需要脱盐主要依据表面观察（是否有盐结晶析出）^[8,9]、硝酸银滴定法、氯离子选择性电极法、“润湿箱”法、便携式X射线荧光分析（PXRF）、X射线衍射分析（XRD）等方法。上述方法主要用于判断文物中是否含有盐分，在实际操作过程中均存在一定局限性（表1）。因此，有必要开发一种操作简便、准确可靠的测试方法。本研究发现一种用于检测涂层质量的便携式可溶盐测试仪器——Elcometer 138 Bresle盐分检测仪，并首次将其应用于文物盐害研究。结果表明，该仪器对铁器、青铜器、瓷器等类别的文物具有极佳的适用性，操作简便、便于携带，适用于考古发掘现场文物可溶盐含量的快速检测。

二、盐分测试仪介绍

Elcometer 138 Bresle盐分检测仪（图1）是通过平面传感器测量样品的电导率，然后将电导率值自动转换成盐分密度，以此来判断文物盐害的程度。

图1 Elcometer 138 Bresle盐分检测仪及其配件

（校准溶液；纯水；盐分测试包；盐分检测仪；注射器）

（1）校正。使用标准液对仪器进行校正（图2），校正后清洗探头的感应单元。

图2 校正

（2）准备。将器物待测区域的表面清理干净，把盐分测试包的保护包装撕下，紧密贴到待测区域，将四周压实确保测试包内的空间是密封状态（图3）。操作过程必须佩戴手套。

图3 盐分测试包紧密贴到器物表面

（3）提取盐溶液。用注射器抽取3ml的纯水，从测试包侧面先注入1.5ml后吸出测试包内的空气，取下注射器排出空气后将剩余纯水全部注入且不取出注射器，10分钟后吸取溶液再次注入，重复至少4次（图4）。

图4 提取盐溶液

（4）读数。最后将吸取的溶液滴入仪器感应单元中（图5），显示稳定后记录数据。重复三次得到三组数据取平均值。将结果μs/cm乘以1.2得到盐分的密度mg/m²。

图5 获取盐溶液的电导率

（5）清洁。测试结束后去除文物表面的测试包，清洗仪器的感应单元。

三、试验部分

为探究Elcometer 138 Bresle盐分检测仪对不同材质文物的适用性，通过检测仪分别对铁器、青铜器、陶器、瓷器类文物进行试验，石质选择室外砂岩进行模拟试验。测试时尽量选择较为平整的区域，试验前均对待测区域进行局部清洁，且清洁过程不沾水以免影响试验结果。试验过程及结果如图6所示。

图6 盐分检测仪对不同材质可溶盐的试验结果

（a：重庆梁平双桂街道牛头村出土铁釜；b：重庆巫山黄膏泥墓群出土铜鼎；c：重庆九龙坡冬笋坝遗址出土陶器；d：重庆忠县碗椁墓出土瓷碗；e：室外砂岩）

试验结果表明，铁器、青铜器和瓷器均可得到有效的电导率数据，分别为239μs/cm、248μs/cm、78μs/cm，换算成盐分密度分别是286.8mg/m²、297.6mg/m²、93.6mg/m²。在陶器和室外砂岩的测试中，因陶器疏松多孔、砂岩表面盐分测试包无法完全贴合导致注入纯水后向四处扩散，无法提取盐溶液。

综上所述，Elcometer 138 Bresle盐分检测仪是通过检测区域内可溶盐的电导率来测定文物的可溶盐密度，该方法检出限低、测试成本低、分析速度快，适用于本体较为致密的铁器、青铜器和瓷器类文物。对于疏松多孔、表面粗糙的文物则无法得到测试结果。

四、结论

Elcometer 138 Bresle盐分检测仪操作简单、无损高效，可用于铁器、青铜器和瓷器类文物的盐害程度测试，15分钟内即可获得测试结果，该方法为快速判断铁器、青铜器、瓷器类文物是否需要进一步脱盐处理提供可靠数据支撑。

注释：

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