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化學清洗在石材清洗上的應用

化學清洗是采用能夠與有害污染物發生物理或化學作用的化學藥品來完成清除工作的清洗技術。傳統化學清洗劑包括:酸或堿、鰲合劑、氧化劑或還原劑、有機溶劑等。酸(如氟化氫銨)或堿(如碳酸銨)在水溶液中電離出活性的H+或OH-離子,能與污染物中的正或負離子結合使污染物分子分解或脫離巖石壁面;鰲合劑(如EDTA)通過與污垢中金屬離子發生配位反應,使污垢轉變為易溶于清洗劑的鰲合物而被除去;氧化還原劑是能與污垢分子發生氧化或還原反應,使污垢溶解或分散于清洗液中,從而清除污垢;有機溶劑是依靠對污染物的溶解或溶脹能力,使其脫離巖石表面的清洗方法。

隨著科學技術的發展,各種新的清洗技術不斷涌現,如離子交換樹脂法,利用離子交換樹脂的活性化學基團與污垢分子發生相互作用而清除石材和石質文物表面的污染物;又如凝膠吸附法,是運用膠原材料單獨或加人其他化學清洗劑生成凝膠體,依靠物理吸附或化學反應去除污垢;再如生物清洗法,是利用生物酶或微生物等的作用,將石材表面的污垢轉變為無毒無害的水溶性物質等等。如此繁多的清洗劑應用于石材和石質文物的本體,規范地評估化學清洗效果就顯得愈發重要。特別對于石質文物,安全性尤為重要,好的清洗處理必須是有效的和恰當的。

對于石材和石質文物的化學清洗來說,清洗劑不僅會作用于表面的污染物,同時也會影響污染物覆蓋的巖石和污染物周邊的表面,很可能造成石材表面化學、物理、結構、紋理和色彩等性狀的改變。在清洗過程中,任何不必要的或多余的行為都可能增加石材表層發生不可逆改變或傷害的風險。實際上,這種損害經常發生,在20世紀60年代,蘇格蘭的許多石質建筑進行過一系列的清洗活動,結果發現被擦洗過的石材表面雕刻的細節變模糊了,巖石的孔隙增多,干濕循環更頻繁,生物附著生長增加,化學殘留物導致鹽結晶破壞,表面變色或被漂白等,對石材造成了嚴重傷害。在國內,這方面的事例也非常多,只是點名報道的比較少。為了避免這類人為的破壞發生,制定石材和石質文物表面化學清洗效果評枯技術規范是非常必要的。

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