工业粉尘对云冈石窟石雕的影响

２００５年度文物保护科学和技术创新奖获奖项目 
文物保护科学和技术创新奖二等奖工业粉尘对云冈石窟石雕的影响

主要完成单位：山西云冈石窟文物研究所

推荐单位：山西省文物局

主要完成人：黄继忠  解廷凡  闫宏彬

    首次采用室内模拟实验，定量分析粉尘、降尘、二氧化硫等大气污染物对云冈石窟石雕表面产生的腐蚀作用，并阐明其腐蚀机理；使影响云冈石窟保护的１０９运煤国道改线。

    云冈石窟始建于北魏时期，距今已有１５００多年的历史，现有编号洞窟４５个，造像５１０００余尊，２００１年被列入世界人类文化遗产。云冈石窟石雕的风化问题一直是困扰文物保护工作者的难题，同样的，我国其他地区的石质文物，特别是在受环境污染十分严重的区域，粉尘和二氧化硫已经对石质文物的保存构成严重的威胁。

    该课题是《影响文物保护的环境因素及文物保护的环境质量标准研究》课题的子课题的主要部分。

    课题组通过大量监测数据，分析云冈石窟粉尘和二氧化硫污染的现状，认为云冈石窟的粉尘和二氧化硫严重超标，并威胁着云冈石窟文物的安全；对降尘的主要金属元素、无机成分、矿物组成进行了全面的分析，认为：降尘的主要来源是地壳、土壤及石雕砂岩，周围煤炭开采运输、工业和民用燃煤而产生的含碳物质；首次采用室内模拟实验，定量分析了云冈地区粉尘和二氧化硫对云冈石窟石雕的影响，阐明了其腐蚀机理，认为粉尘沉降在石雕表面，一是深入石雕表面，难于去除并产生视觉污染，二是易于吸附空气中的二氧化硫等污染气体和水蒸气，在一些金属离子的催化下，形成酸性环境，对石雕表面产生腐蚀；三是粉尘中的盐和腐蚀生成的盐进入石雕表面孔隙，产生结晶压力，导致石雕表面劣化；应用了当时最先进的并在文物保护科技研究中应用较少的质子Ｘ荧光分析（ＰＩＸＥ）法和电感耦合高频等离子焰炬法（ＩＣＰ）进行粉尘中金属元素的定量测定。

    针对云冈石窟粉尘、降尘、二氧化硫等大气污染物进行定量分析，明确了云冈石窟当时污染的状况；通过模拟实验，证明了云冈石窟常见无机污染物对于石雕表面产生的腐蚀作用，并阐明了其腐蚀机理；提出了云冈石窟大气污染物的治理措施；使得影响云冈石窟保护的１０９运煤国道改线，解决了影响云冈石窟保护环境的部分大气污染源问题。

   该项目所取得的成果，为探索云冈石窟风化机理做了卓有成效的工作，为１０９国道改线、治理云冈周边环境提供了科学依据，由此带来的石窟保存环境的改善无疑对云冈石窟保存起到了有益的作用。