莫高窟壁画地仗层盐的迁徙及壁画盐害损坏机制研究

壁画盐害的发生、发展与壁画制作材料尤其是壁画地仗层中盐分的活动以及环境变化密切相关，探索和试验运用壁画盐害分析检测技术，通过深入细致的分析检测，探明引起壁画盐害的主要成盐元素种类和含量，界定的特征壁画盐害区域引起壁画盐害的成盐元素的类型及特征体系一系列温度区域的相关系，全面、准确阐释相关系所蕴含的丰富科学信息，探讨壁画中的盐分随温度变化的结晶动力学和热力学规律，科学解释可溶盐在壁画地仗层中的迁徙及在不同赋存环境条件下对壁画损坏的内在过程机理及微观活动机制，通过模拟试验验证机理研究的可靠性、有效性，分析得到壁画安全含盐量和环境条件的临界数值，探索壁画盐害机理的方法学研究，这对于有效保护壁画，全面提升对壁画盐害的科学认知及保护的科技水平，从而对我国古代壁画遗产的保护和传承具有深远而广泛的历史和社会意义。

壁画盐害与壁画的成盐元素种类、盐分迁徙活动以及环境气象条件等密切相关。莫高窟壁画酥碱病变的可溶盐主要为NaCl和Na2SO4，盐的结晶是破坏力的重要来源。运用经典溶液化学的研究方法，界定了三元体系NaCl－Na2SO4－H2O于308K, 298K, 288K, 278K, 268K的相关系，以此为基础初步阐释了壁画盐害的发生和发展规律。仿真试验研究表明，硫酸钠具有超强的穿透、迁徙能力及结晶破坏能力，其结晶行为机理及壁画损害表现形式与氯化钠有很大不同。Na2SO4引起的试块膨胀和剥蚀破坏随着Na2SO4浓度和干湿循环次数的增加明显增大。含有结晶水的硫酸钠，在无外界因素介入下，其形貌、体积亦或是结构，是动态变化的，温度、湿度的变化能够加剧该变化进程和程度。