北京通州通永道署鐵獅的保護(hù)修復(fù)

郭 靜

（河北省文物與古建筑保護(hù)研究院，河北 石家莊 050051）

北京通州通永道署鐵獅為北京地區(qū)現(xiàn)存古鑄鐵獅中最大、最精者（圖一），鑄造于元皇慶二年（1313），原立于通州城東北的戶部京畿都漕運(yùn)使分司署大門(mén)前，為雌雄一對(duì)，后雄獅流失。清康熙七年（1668），于該處設(shè)順天府通永道署，并補(bǔ)鑄了雄獅，因此鐵獅俗稱(chēng)“北京通州通永道署鐵獅”。“文革”期間，清代補(bǔ)鑄的雄獅被砸碎，元代的雌獅頭部遭破壞。1984年，雌獅被轉(zhuǎn)移到當(dāng)時(shí)的通縣文物管理所院內(nèi)保護(hù)，現(xiàn)置于通州區(qū)三教廟院內(nèi)。

圖一 修復(fù)保護(hù)前的通永道署鐵獅

鐵獅蹲坐于方形臺(tái)座上，左前足撫幼獅。方座前立面正中鑄有銘文“皇慶二年八月”，左側(cè)鑄銘“去邪□惡，鎮(zhèn)宅大吉”。通高1.4米，長(zhǎng)0.75米，寬0.6米。由于鐵獅在室外保存，且前期未設(shè)置保護(hù)圍欄，受氣候環(huán)境及人為影響較大，出現(xiàn)裂隙、銹蝕、剝落等多種病害。此外，鐵獅頭部因殘損形成的孔洞處易積塵和存留雨水，直接影響文物本體的保存，需對(duì)其進(jìn)行保護(hù)維修。

2020年，河北省文物保護(hù)中心（2021年并入河北省文物與古建筑保護(hù)研究院）受北京市通州區(qū)文物保管部門(mén)委托，對(duì)通永道署鐵獅進(jìn)行了病害調(diào)查和分析，并研究編制了文物保護(hù)方案?，F(xiàn)通永道署鐵獅已按照此方案完成保護(hù)修復(fù)工作。下面對(duì)此次保護(hù)工程的具體情況略作說(shuō)明，以就教于方家。

一、病害調(diào)查

首先遵循中華人民共和國(guó)文物保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《館藏鐵質(zhì)文物病害與圖示》（WW/T0005-2007）對(duì)通永道署鐵獅進(jìn)行病害勘察，并做詳細(xì)記錄及信息采集。

經(jīng)勘察，鐵獅存在以下病害：

（一）殘缺

鐵獅頭部及底座足部在“文革”時(shí)期遭到破壞，導(dǎo)致基體殘缺。

（二）裂隙

經(jīng)肉眼觀察可見(jiàn)，鐵獅頭部沿頭頂殘缺部位有向不同方向延伸的裂隙，頸部、腿部等位置也有多處裂隙。

采用紅外熱波技術(shù)對(duì)鐵獅形貌進(jìn)行勘測(cè)，可確定肉眼不可見(jiàn)的表面裂紋深度及表層剝落等情況。經(jīng)勘測(cè)，發(fā)現(xiàn)鐵獅右前足三條裂紋已全部貫穿壁厚，額頭凹陷附近裂紋較多，并且有大面積疑似剝離裂紋。由鐵獅左前足可見(jiàn)光照片及不同時(shí)段熱分布圖（圖二）可知，鐵獅左前足腕部裂紋明顯，腳掌和小獅相接處有明顯裂紋，并沿腳趾延伸至小獅后腿處，小獅頭部也有裂紋延伸。

圖二 鐵獅左前足可見(jiàn)光照片及不同時(shí)段熱分布圖

（三）層狀剝落

物理、化學(xué)等多種因素會(huì)導(dǎo)致鐵質(zhì)文物表面層狀脫落，經(jīng)觀察，鐵獅層狀剝落病害主要位于鐵獅足部、腹部及底座足部。

（四）銹蝕

鐵獅整體銹蝕從上至下逐漸加劇，底座底部銹蝕嚴(yán)重。

（五）積水

由于鐵獅表面不平整，且殘缺部位凹凸變化較大，易積存雨水，從而加速銹蝕剝落病害的發(fā)展。積水主要位于頭部殘缺及足部凹陷部位。

二、儀器檢測(cè)分析

因通永道署鐵獅為露天保存，存在銹蝕、裂隙等嚴(yán)重病害，為了深入了解鐵獅的鑄造材料、工藝及病害特征，在對(duì)鐵獅取樣后，利用SEM-EDS、金相顯微鏡、XRD等儀器分析檢測(cè)鐵獅鑄造工藝及材料。

（一）表面形貌勘測(cè)

使用FARO Focus 3D X330地面型三維激光掃描儀對(duì)通永道署鐵獅形貌進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)鐵獅表面存在多處裂隙，精準(zhǔn)測(cè)得底座正視圖寬62.2厘米，側(cè)視圖寬90.4厘米，通高143.37厘米，鐵獅頭部殘缺部位最大深為1.76厘米。

（二）材質(zhì)檢測(cè)

使用雙組份環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)鐵獅樣品進(jìn)行制樣，經(jīng)鑲樣、磨光、拋光，制成金相樣。于金相顯微鏡下觀察，可知鐵獅鐵質(zhì)金相組織：樣品為珠光體+滲碳體+共晶萊氏體（珠光體邊緣有析出的二次滲碳體），材質(zhì)為過(guò)共晶白口鐵，工藝為鑄造。

由XRD分析結(jié)果（圖三）可知，鐵獅銹蝕產(chǎn)物主要是針鐵礦［α-FeO（OH）］和磁鐵礦（FeO），另含有少量四方纖鐵礦［β-FeO（OH）］以及少量石英（SiO）。其中，針鐵礦屬于較為穩(wěn)定且致密的腐蝕產(chǎn)物，對(duì)鐵器有較好的保護(hù)性，但四方纖鐵礦常存在于含有溶解氧、氯離子介質(zhì)的鐵器腐蝕產(chǎn)物層中，具有一定的吸濕性，會(huì)加速帶銹鐵質(zhì)的銹蝕，不利于鐵獅的穩(wěn)定保存。該分析結(jié)果為鐵獅保護(hù)中的除銹操作和除銹程度提供了一定的理論指導(dǎo)和依據(jù)。

圖三 鐵獅X射線衍射（XRD）分析結(jié)果

總之，影響通永道署鐵獅保存狀況的原因很多，但溫度和相對(duì)濕度無(wú)疑是最重要的兩個(gè)指標(biāo)。它們既可以單獨(dú)對(duì)文物的劣化發(fā)揮作用，也可與其他因素相互作用，引起文物的物理、化學(xué)劣化。

三、病害原因分析

通過(guò)詳細(xì)的病害勘察可知，通永道署鐵獅存在病害類(lèi)型有殘缺、剝落、裂隙、銹蝕等。導(dǎo)致以上病害出現(xiàn)的原因很多，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境情況，可以將影響文物保存并引起病變的主要因素歸結(jié)為以下幾個(gè)方面：

（一）內(nèi)在因素

鐵元素較為活潑的理化性質(zhì)及器物自身的組成成分、合金比例等因素與腐蝕的形成有著極為密切的關(guān)系。因此，鐵質(zhì)文物保存難度較大，通永道署鐵獅至今已保存700余年實(shí)屬不易，更顯其彌足珍貴。

（二）自然環(huán)境因素

環(huán)境溫濕度及地下水對(duì)鐵獅的保護(hù)影響極大。北京通州區(qū)四季分明，月平均溫度變化大。研究表明，當(dāng)溫度從15℃升高至20℃時(shí)，材料的老化速度將提高250%（在光照和相對(duì)濕度不變的情況下）。溫差大、高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的地區(qū)環(huán)境因素加速了鐵獅的老化。同時(shí)物質(zhì)的“熱脹冷縮”特性，以及溫度變化較大導(dǎo)致的凍融現(xiàn)象，使鐵獅出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。此外，由于鐵獅表面凹凸不平，極易積攢雨水，雨水和露天環(huán)境又共同加速了鐵器的腐蝕。鐵獅底座部位則由于地下毛細(xì)水的滲入而銹蝕嚴(yán)重。

（三）人為因素

因歷史原因，通永道署鐵獅曾遭受不可逆毀壞，造成鐵獅頭部凹陷殘缺。

四、保護(hù)修復(fù)工作

為達(dá)到長(zhǎng)久保存及陳列展示的要求，體現(xiàn)鐵獅應(yīng)有的價(jià)值，在完成資料收集及價(jià)值評(píng)估、資料留取、紅外探傷、本體檢測(cè)等工作程序的基礎(chǔ)上，我們研究制定了針對(duì)通永道署鐵獅的文物保護(hù)方案。以該方案為據(jù)，實(shí)施了下列保護(hù)修復(fù)措施。

1.清洗。鐵獅本身帶有泥土，如不及時(shí)清除，對(duì)文物本身會(huì)有一定影響。表面清洗以手工機(jī)械方法為主，對(duì)于較硬的土垢附著物采用熱蒸汽的方法使其軟化后再行剔除。

2.脫鹽。因鐵獅體積較大，故采用涂敷脫鹽法對(duì)其表面脫鹽。分以下幾個(gè)步驟：第一步，復(fù)配紙漿。將吸水性較好的生宣紙、濾紙完全沒(méi)入去離子水中，調(diào)整其pH值至9左右，加熱攪拌使其成為均勻細(xì)膩的糊狀紙漿后備用。第二步，涂敷。將紙漿均勻涂在鐵獅表面，并用保鮮膜密封嚴(yán)實(shí)，防止水分揮發(fā)太快。第三步，檢測(cè)。每次更換涂敷物時(shí)用硝酸銀滴定法檢測(cè)更換下來(lái)的涂敷物中氯離子的含量，以確定脫鹽效果，直至達(dá)到脫鹽要求。第四步，烘干。貼敷結(jié)束后，在保證器物表面無(wú)貼敷物殘留的前提下，使用紅外燈、熱風(fēng)槍等工具進(jìn)行烘干，保持處理后的器物干燥。

3.除銹。鐵獅腹部及底座表面銹層覆蓋較厚，鐵銹的膨脹使其變形、厚薄不勻。銹層疏松會(huì)吸收空氣中的水分和有害介質(zhì)，進(jìn)而造成銹蝕層結(jié)構(gòu)變化及鐵獅的進(jìn)一步腐蝕，因此應(yīng)盡快去除銹蝕部位。針對(duì)鐵獅腹部較薄且質(zhì)地疏松脆弱的銹蝕，首先采用人工機(jī)械方法除銹，使用手術(shù)刀、竹簽等去除土塊，疏松銹層，再用鏨子對(duì)較硬的銹蝕進(jìn)行剔除。對(duì)于較堅(jiān)硬部位的銹蝕，使用噴砂機(jī)對(duì)其進(jìn)行去除。操作過(guò)程中要注意適度用力，逐層剔離，隨時(shí)觀察剔除深度。

4.緩蝕。對(duì)鐵獅進(jìn)行緩蝕處理，有利于其長(zhǎng)期保存。在國(guó)內(nèi)外金屬文物保護(hù)常用的緩蝕劑中篩選，決定使用2%苯丙三氮唑（BTA）乙醇溶液進(jìn)行緩蝕處理。

5.補(bǔ)配。采用CH-31型雙組份膠粘劑、亞共晶白口鐵對(duì)鐵獅額頭缺失部位進(jìn)行了補(bǔ)配。

6.封護(hù)。由于鐵獅長(zhǎng)期于戶外保存，經(jīng)過(guò)篩選，決定選取15%全氟材料（SINO—2500）進(jìn)行封護(hù)處理。在通風(fēng)的地方，用毛刷將封護(hù)材料涂于鐵獅表面，待干燥后即完成封護(hù)。

7.隔離地下水。地下毛細(xì)水導(dǎo)致鐵獅底座部位銹蝕嚴(yán)重，需及時(shí)進(jìn)行阻隔。在鐵獅底座下鋪設(shè)青石（密度3.7～3.8，吸水率≤0.75%，彎曲強(qiáng)度≥10.0MPa）底座，以隔絕地下水，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

經(jīng)以上保護(hù)修復(fù)處理，鐵獅表面干凈完整，并置于青石底座上，避免了地下毛細(xì)水的侵蝕，更利于長(zhǎng)時(shí)間的保存。

由于鐵質(zhì)文物的特點(diǎn)和屬性，為了維護(hù)鐵獅的保護(hù)修復(fù)成果，降低發(fā)生病害的幾率，后期需加大養(yǎng)護(hù)力度，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決：一是由專(zhuān)人負(fù)責(zé)文物本體日常養(yǎng)護(hù)工作，建立相應(yīng)的工作制度；二是至少每月提取一次環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行匯總及簡(jiǎn)單分析，有異常情況及時(shí)報(bào)告；三是每季度對(duì)文物進(jìn)行一次細(xì)致觀察，并做好記錄，發(fā)現(xiàn)病害及時(shí)記錄并處理；四是每季度對(duì)文物進(jìn)行一次灰塵清理，可采用壓縮空氣吹掃等溫和方式。