浅析青铜器除锈与保护——以盘龙城出土青铜斝为例
蒋黎波 杨海莉
摘要：我国是历史悠久的文明古国，曾经历了一个漫长的青铜时代，这是个人类以青铜为原料来制作生产工具、生活用品和兵器的高度发展阶段。商代至汉代时期的青铜器是人们研究当时政治、经济、文化和科技发展水平的珍贵实物资料。但是保存至今的青铜器因经历了千百年的岁月侵蚀普遍出现了不同程度的氧化和锈蚀，使器物原有的形状、强度、色泽都发生了较大的改变，这对于深入研究当时的历史和文化无疑会带来很大的影响。还有的有害锈，由于出土后周围环境的变化，会加速他们与空气中的水分和氧气发生反应，如果不科学及时的去除，会很快蔓延破坏文物。因此青铜器的除锈与保护工作就显得尤为重要，本文笔者将以盘龙城出土青铜斝为例结合工作实践，浅谈一下青铜器的除锈与保护。
关键词：青铜器 锈蚀产物 除锈 缓释 封护
一、青铜器除锈的意义
青铜器除锈从根本上来说是为了保护青铜器本体，它的意义在与基于延长器物实体的保存期限为基础，去除病害，恢复原状，更大程度的发挥与利用青铜器所承载的艺术价值、历史价值和文化价值。
二、青铜铜除锈工作的基本认识
青铜器除锈工作的目的是去除器物表面附着物，膨胀酥松的锈蚀产物、可溶盐等，在不伤害器物本体的前提下，保证器物整体除锈程度的和谐统一。在除锈工作前，我们首先要对锈蚀的组成，特性，危害性有所了解，根据文物保护原则判断那些要清除那些应保留。
古青铜器的锈蚀虽然外表看起来千差万别，但由于青铜器本身成分都是铜铅锡合金这也决定了锈蚀产物的共同性，通常青铜器表面的锈蚀有紧贴青铜基体的一层红色的氧化亚铜，在这上面是黑色的一氧化铜，再在上面是绿色的碱式碳酸铜——孔雀石,无色蜡状的氯化亚铜横穿铜锈各层，在表面层中又与孔雀石和土粘结在一起，在此中间还分布着灰白色的二氧化锡。其中含氯有害锈会对青铜器的“生命”造成严重的威胁要彻底清除控制；铜的氧化物、蓝铜矿、孔雀石、铅锡的氧化物等的性质比较稳定，对青铜本体有一定的保护作用，使青铜器流露出黝翠斑兰的古色古香味道，增加了器物的艺术效果，所以在除锈时可以将其保留，但如果它们遮盖住器物的铭文、纹饰破坏了青铜器的美感和整体协调性，或掩盖了其他重要历史信息，则应该采用物理方法或是化学方法予以适当去除。
青铜器的有害锈，这种“粉状锈”能在青铜器表面形成点蚀或孔蚀，在一定条件下会对文物的本体进一步腐蚀，并像瘟疫一样蔓延和传染，最后使青铜器溃烂和穿孔，危害很大。有害锈成分主要为含氯的锈蚀物，包括氯化亚铜、氯铜矿、副氯铜矿等，其破坏反应的形成机理是含氯锈蚀物和环境中的水发生周而复始的重复反应，形成盐酸不断侵蚀器物的铜质。若一件青铜器患有粉状锈，会威胁到整个库房青铜器的安全,所以必须要及时彻底的清除。去除有害锈的方法很多，也要根据器物不同的病害特征来“对症下药”，如果“粉状锈”尚未蔓延开来，仅仅是些斑点可用细钢针或手术刀剔除锈斑，然后用氧化银或锌粉局部封闭。如果锈蚀的面积比较大则可以用倍半碳酸钠溶液浸泡。我们在处理有害锈时一定要遵循药剂的规定浓度和剂量，把握好反应时间，一旦操作不当就可能对器物造成不可逆的损害。修复人员在处理修复过的青铜器锈蚀时，如果不加注意把整个器物放到化学药剂中浸泡，可能会造成粘接修复的部分溶解松动甚至脱落，所以除锈前要注意观察，遇到器物有特殊情况应灵活转变除锈方法。
总之，文保人员在除锈前要科学严谨的观察器物，准确分析器物的病害情况，然后因地制宜的采用不同的方法来区别对待。清理除锈要把握以下原则，（一）恢复器物的原真性，保留历史沧桑之态，除锈要把握分寸，适可而止；（二）保护器物原有历史信息；（三）文保人员严格遵守工作纪律和操作流程，除锈时严谨细心防止对器物造成二次伤害。
三、青铜器除锈的基本方法
青铜器除锈或沿用传统技艺的或尝试创新新型技术，从根本上都可以划分为物理除锈与化学除锈。
物理除锈是通过物理摩擦、打磨、碰撞等方法来去除青铜器表面的附着物和锈蚀产物。常用工具有不锈钢手术刀、刻刀、竹木刀、牙钩、牙签、镊子、錾子、小锤、铜刷、砂纸等，根据实际情况还可以使用超声波洁牙机、刻字笔、角磨机、喷砂机等电动器械。物理除锈的优点是：工具常见、宜于操作掌握，方便灵活、适用广泛，操作者除锈时可以随时观察青铜器表面情况，对除锈程度进行判断，能即时调整除锈方法。但物理除锈也有局限性，（一）物理除锈在处理复杂锈蚀时不能有选择的去除某一类或某一层腐蚀物；（二）坚硬锐利的工具容易在器物表面留下划痕，特别是处理纹饰和铭文时，手上稍不注意就会破坏纹饰，损害文物；（三）物理除锈，难以涉及到青铜器锈层深处的氯化亚铜，不能有效彻底去除有害锈。
化学除锈是用化学药剂涂敷或浸泡锈蚀部位，通过化学反应，改变青铜器锈蚀的物理性质和化学性质来达到除锈目的。在化学除锈中，化学药剂可以改变致密坚硬锈蚀的物理性质，顽固锈蚀酥松软化后比较容易清除。在清理纹饰和铭文时使用相对温和化学方法可以避免留下划痕损伤文物；另一方面化学除锈可以较为完全的清除、转化或封闭锈层深处的有害锈。
文保人员在青铜器除锈时要领悟物理除锈与化学除锈各自的优缺点，动手前仔细观察器物的外观特征，病害情况对除锈方法和基本步骤要了然于胸，除锈过程中还要时刻注意器物表面的变化，对未知变量能有预判，以随时调整除锈方法。
四、青铜斝的除锈与保护
笔者以盘龙城出土的一件青铜斝为例，试述一下我们在除锈保护工作中的思考。
（一）文物情况
青铜斝，商代，三级文物，出土于盘龙城王家嘴T44：1，通高27.2、口径19.5、足高12.4、底径14.5，重量1503克；口沿、腹部、纹饰大面积残缺，一钮断裂脱落，整体锈蚀；器身有黄绿色土垢，灰白色的锡石等锈蚀及混生物、青铜斝中部有一圈几何纹隐约可见，在纹饰的勾缝中有大量矿化物遮盖住纹饰。青铜斝的腹部、底部、足部均发现有疑似为青铜病的浅绿色包块和点蚀。（图一）
（二）滴定检测和XRF成份分析
我们对青铜斝的锈蚀情况观察判断后，用手术刀在青铜斝的腹部和足部取样，将疑似为有害锈的浅绿色锈样放入离心管中，加入稀硝酸溶液（体积比：1:1），等溶液充分反应后，提取离心管中的上层清液放入干净的试管中，滴入两滴硝酸银（0.1mol/L）溶液，我们发现试液中产生了大量絮状物，这说明试液中含有游离态氯离子；随后又用X射线荧光分析仪（XRF）对器身和锈样进行检测发现氯元素的含量已经达到了1.8%，由此判断这件青铜斝存在氯化物有害锈是确定无疑的。（图二）（图三）
（三）工作目标与计划
根据仪器分析数据和对器物的外观了解，这件青铜斝的除锈方案需要彻底除去锈层中的氯化物有害锈，同时也要适当清理其表面的浮锈土垢、锡石及钙结物，以显露出器身的纹饰部分，获得一个均匀、致密、美观的表层。计划先用手工除锈方法清理表面，初步挖剔有害锈，再用药剂侵泡的化学方法进行深层的彻底处理。
（四）表面清理与有害锈的去除
青铜斝铜胎较薄，部分矿化，铜质不佳，特别是纹饰部分更为脆弱，所以我们采用了较为安全的手工除锈方法进行初步表面处理。把器身浸入纯净水（蒸馏水）中用尼龙软刷洗去泥锈，用热熔枪吹干青铜斝表面水迹，其目的一是要保持器身干燥防止进一步腐蚀，二是水迹会影响操作者在除锈时对器物表面观察的准确性。先用手术刀和刻刀剔除掉口沿、腹部、底部这些形状较为规则，相对牢固部位的浮锈。用削、挑、剜、磕等刀法来去除瘤状锈层和附着物，操作者应灵活掌握运刀的角度和力度以达到更好的除锈效果。这件斝本身铜胎较薄，清理它脆弱的细部时更要周全细致，我们用木块、毛巾撑垫保护青铜斝的柱钮、鋬和足这些突出部，操作时施力更加轻柔均匀，避免了由于用力过猛对文物造成二次伤害，器身上依稀可见得范缝等历史信息也被真实，完整的保存了下来。我们还使用了超声波洁牙机，虽是它是牙科设备，但其除锈效果早已被文保业界公认。根据锈蚀物的酥松软硬程度调节超声波频率，利用端头的超声振动和水流冲击，挖除器物上附着的有害锈。纹饰的清理被放在最后，它是这件青铜斝最重要的部位，大量硬结物覆盖填充在纹饰的沟槽内，若不加处理直接用刻刀剔除，很可能会破坏这不足1毫米宽的纹饰。在以前，我们会用水、酒精、丙酮等溶剂对这些硬结物先进行软化。这次我们尝试着使用了低浓度的EDTA，EDTA具有较强的络合能力，先用脱脂棉敷盖在纹饰表面，将5%的EDTA滴在脱脂棉上，敷裹纹饰，待脱脂棉颜色变化成淡蓝色时揭开，纹饰上硬结物经过化学作用产生了不同程度的软化，较薄的地方用脱脂棉轻轻擦除就粉化了，较厚的地方用刻刀和牙钩沿着纹饰走向轻轻刻啄，就会碎成小块儿剥落，锈蚀剥落的地方还露出了光滑的贴骨锈（漆古），最后用蒸馏水刷洗去器表上残留的EDTA。纹饰部分经过这样处理后，效果良好。（图四）（图五）
通过物理方法虽然清除了青铜斝表面大部分的有害锈，但是深层的有害锈还需要用化学方法才能彻底去除。用1比1等摩尔数的分析纯碳酸钠和碳酸氢钠混合倒入加热的蒸馏水中配置成5%倍半碳酸钠溶液，浸泡青铜斝，每隔七天换一次药剂，一个月后20天换一次，浸泡两个半月取出，用蒸馏水刷洗去除残留药剂。（图六）为了检验化学除锈的效果，我们用X射线荧光分析仪再次对青铜斝做了采样分析，经检测器身上原来被有害锈腐蚀的部位，其氯元素含量已经降到了0.001%，前后两次检测数据对比一目了然，看来这件青铜斝有害锈的清理还是比较彻底的。需要指出的是，青铜器有害锈的去除不是一劳永逸的，所用的方法都应经得起时间的考验，文保人员无论是沿用旧法还是改革创新，对青铜器锈蚀变化的监测必须是一个常态化的工作，适时的调整保护措施也是一个长期的动态过程。
（五）青铜斝的缓蚀和封护
除锈后的青铜斝要进行缓释和封护，才能得到长期的有效保护。
我们用苯丙三氮唑和无水酒精配置成浓度在2%的BTA溶液，用排刷将药剂均匀的涂刷在器物表面，使缓蚀剂充分渗入器物的锈蚀层， BTA的成膜效果好，可以有效的抑制、延缓青铜器腐蚀，阻止有害锈再生。缓蚀剂的种类繁多，如BTA、AMT、PMTA等，虽然它们对一种腐蚀介质或保护材料有效，但对另一种介质就不一定有同样的效果，甚至可能会加速腐蚀，所以文保人员在选用时应该以保护文物原貌为出发点，适宜的选用对文物干预小，毒性小，利于环境，效果持久的缓蚀剂。
封护是在青铜器表面涂覆封护剂（天然的或是合成材料），在器身表面形成防护膜，减少外界环境中水分、氧气及其他有害成分对青铜器的侵蚀，防止或减缓青铜器腐蚀过程。封护剂的材料也是多种多样的，常用的有微晶石蜡、虫白蜡、蜂蜡、丙烯酸树脂、三甲树脂、聚氨酯材料、氟碳材料等，文保人员要根据文物特性，遵循最小介入和可再处理原则认真筛选。我们使用了B72（丙烯酸树脂）加丙酮溶液作为封护材料，因为它与BTA结合使用不会产生不良作用，且成膜后透明度高，基本无炫光。文保人员在刷涂封护剂的工艺技巧也有所讲究，封护前文物表面要清洁干燥；涂刷封护剂时也要避免毛刷掉毛粘附在文物上。猪鬃排刷就很好用，猪鬃强韧不易断，再用虎钳把刷头上的金属箍夹实，刷毛就更不易脱落了；先水平方向把器物刷涂一遍，干透后沿垂直方向再刷一遍，如此刷涂才会让药膜均匀。操作时要动作流畅，涂刷要一气呵成，步步推进，切忌东涂西点，断断续续，否则会在器物表面留下印痕；蘸取药剂要适量，掭去刷头上多余的药液，涂刷时要徐徐施力，这样药液就不会在器物表面溢流形成难看的痕迹而影响美观。
需要补充的是，在青铜器的除锈保护工作中，文保人员使用刀具及电动、气动设备时要时刻注意操作安全，佩戴好专业护具抵御工作间里的有害粉尘、腐蚀性药剂及刺激性有毒气体。作为一名合格的文保人员，在保护文物的同时也必须树牢自我安全保护意识。
通过上述方法，我们去除掉青铜斝的有害锈，延长了它的寿命；清理除锈后的青铜斝恢复了均匀、致密、美观的面貌，重新散发出青铜器那古朴厚重的气息，达到了其日后展示的美观要求；对青铜斝纹饰和工艺痕迹等历史信息的保护也为我们的科学历史研究提供了重要的物证。
青铜器除锈与保护工作中的各个步骤环环相扣，如有一个环节没有认真对待都会影响到整件文物保护的成效，既然时代赋予了每一个文保工作者肩上所担负的历史责任，我们就应该在细节中体现精神，因为对文物负责就是对历史负责。
