鎮海樓「瘦身」三釐米 原是汙染風化惹的禍

廣東省被侵蝕的紅砂巖文物還有哪些？請掃二維碼。

廣州鎮海樓已被侵蝕風化。

    廣東紅砂巖文物風化嚴重 鎮海樓20年「瘦」一釐米

    專家呼籲希望新技術能早日推廣

    「廣州市的鎮海樓、五仙觀、琶洲塔都是明代建築，它們的牆面、柱基都是紅砂巖。但這些紅砂巖文物遭受強烈風化，已經凹坑密布，殘垣斷塊盡顯，破敗不堪。」2009年，眼前的這片景象不免激發了中山大學地球科學系博士蔣曉東對紅砂巖文物保護技術研究的念頭。

    「鎮海樓是廣州規模最大的紅砂巖文物，底下兩層樓的外牆都是這種巖石。在過去的五六百年時間裡，它的牆體被侵蝕了兩三釐米，竟有一半是近二十年來的『功勞』。」蔣曉東感慨，環境汙染的負面影響已經危及石質文物的保護。

    酸雨對紅砂巖文物的影響不容小覷，「鎮海樓的紅砂巖外牆厚約50釐米，侵蝕超過3/4，就永遠無法恢復了」。今年，他們採用將納米技術與傳統石質文物保護劑結合起來使用的方法，屬全國首創。「方法很簡單，將大大降低紅砂巖風化的速度」，但從發明走到應用，他說：「好像路總是很長」。

    文、圖、表／本報記者 杜安娜

    對紅砂巖文物保護技術的研究，中山大學地球科學系博士蔣曉東花費了將近五年時間。這五年時間，他走了不少有紅砂巖文物的地區。

    鎮海樓已侵蝕兩三釐米

    「四川的樂山大佛、韶關的丹霞山、東莞金鰲洲塔……」受到不同程度的破壞，特別是廣州人熟悉的鎮海樓，是廣州規模最大的紅砂巖文物，底下兩層樓的外牆都是這種巖石。

    蔣曉東介紹，紅砂巖建築大多數都建於明代。因為它顏色很喜慶，容易打磨、處理，加工比較方便，所以，當時很多人都喜歡用紅砂巖來做建築材料。

    「在廣州，除了鎮海樓，還有五仙觀、琶洲塔等。它們的牆面、柱基都是紅砂巖。」蔣曉東觀察發現：這些紅砂巖文物遭到強烈風化，如今青苔凹坑密布、殘破不堪。

    由於紅砂巖與生俱來結構疏鬆的特點，所以抗風化能力差，歷經幾百年保存下來的紅砂巖文物均遭到強烈風化。有的受酸鹼侵蝕，還有遭到生物破壞。「只要有酸雨，破壞就會非常大，成整塊剝落下來。」

    在過去的五六百年時間裡，鎮海樓的牆體被侵蝕了兩三釐米。「我們看到很多地方，牆面一片一片地掉」。

    雖然是五六百年才侵蝕了兩三釐米，但近二十年工業排汙、汽車尾氣排汙劇增、酸雨加重才是主因。他說：「估算起來，差不多近二十年侵蝕了一釐米。」

    酸雨加速紅砂巖風化

    蔣曉東仔細分析了紅砂巖風化的原因，「氣候條件是無法改變」：廣州地處珠三角，臨近南海，屬亞熱帶海洋性季風氣候，四季潮溼、乾燥交替。

    他講述了紅砂巖文物被氣候「侵蝕」的過程：「紅砂巖結構鬆散，在此氣候條件下，經反覆夏季吸水，冬季失水後，內部結構被破壞，硬度下降，承載力也隨之下降。承載力下降到一定程度後，紅砂巖文物就開始破裂。微生物或苔蘚類也隨之吸附生長，加速紅砂巖文物的風化。」

    而除了這些「先天條件」不足，還有人為帶來的環境汙染，其中比較嚴重的是酸雨。蔣曉東說：「廣州作為珠三角的中心城市，酸雨汙染嚴重，1992年～2008年的年平均PH值為4.05，酸雨平均PH值最低達3.41。紅砂巖的主要成分是石英和長石，在酸性條件下，發生化學反應。被腐蝕後，紅砂巖表面會逐漸變成硬殼，硬殼的面積增大後，會破裂脫落，露出的新鮮面繼續風化，結成硬殼繼續脫落，最終剝落殆盡，面目全非。」

    他們觀察發現，北部地區的紅砂巖相對生存環境更好一些。「北方的雨水少，所以酸雨的頻率也稍低一些」。而在廣州這種酸雨強度較大的地區，侵蝕過程更快。

    所以廣東的紅砂巖文物面臨生物菌類、酸雨、物理壓力、化學溶蝕等多重「災難」。

    多少年之後，鎮海樓就「無力回天」？「在外界所有條件不變的情況下，是可以簡單計算的」。鎮海樓的紅砂巖外牆約50多釐米厚，那麼也就是說，根據記者計算，三百年後，鎮海樓即使有框架（1928年重修的鋼筋混凝土框架）支撐不至於倒塌，但也會破敗不堪，昔日氣象不復存在。

    「但其實這個速度還在加快」。蔣曉東這樣說，也許時間還要提前。

    破題：保護劑加入納米銀

    因此，他的研究首先從「防止雨水淋洗和酸雨侵蝕」著手。

    這正是之前的研究所忽略的地方。「目前使用的方法是在文物上噴灑保護劑，在文物表面上形成一種膜樣的物質，從而阻止風化。」

    然而，據他介紹，「這種保護劑噴灑在表面，對紅砂巖作用卻不大。因為紅砂巖裡有大量的微生物。保護劑會被這些微生物和有機酸慢慢降解而失去功效。保護劑被分解掉之後，雨水、酸雨又會繼續侵蝕紅砂巖。」

    之前都忽略的就是：裂隙裡的微生物，它們只有幾微米，肉眼根本看不到。表皮掉了一層後，以為裡面露出的「新皮」沒問題了，「實際上，把它放大到近萬倍之後，可以看到裡面的微生物已經很多了。所以，微生物就這樣一層一層把整個建築完全侵蝕，使紅砂巖內部結構破壞」。

    蔣曉東發現的新方法其實不複雜。就是把納米二氧化鈦和納米銀加入到現在使用的保護劑裡。蔣曉東有些擔心的是：「加這些東西之後，會不會影響原來的性質？所以我們加了之後在外面又噴灑一層保護劑，防止我們噴灑的新型保護劑被破壞。」

    雖然方法並不複雜，但找到新型材料卻花費了大量時間。「我們也找了好久，想了很多辦法，不知該怎麼解決。後來有研究納米技術的老師給了一些建議，所以才找到了現在的這種材料。再早些年，可能也找不到解決的辦法。」蔣曉東說：這也是技術進步帶來解決問題的契機。

    「現在納米技術非常好，我們使用納米銀殺死菌類並降解其殘體；納米二氧化鈦催化、降解紅砂巖裡面微生物分解出的有機酸這些菌類和有機酸對紅砂巖危害特別大，會繼續破壞紅砂巖。」

    困惑：技術與應用很難對接

    「其實使用這種新方法的成本並不高，納米材料一小包才幾十塊，一平方米的成本才幾元。」蔣曉東說，他們的技術是完全公開的，並沒有申請專利。

    「我倒是希望能儘快把技術運用到保護中去。」他講道，自己在東莞可園看到的情況：以前的保護劑，兩三年就變黑了，因為被微生物分解和酸鹼腐蝕了。「如果把我們找到的這種納米物質加到保護劑裡去，外面再噴一層的話，保護的效果會提高好幾倍。」

    不過，蔣曉東高漲的熱情似乎並沒有引起文物單位和相關生產企業的注意。他說：「現在大家並沒有強烈的意識去做，如今最嚴重的問題還是人們缺乏文物保護的意識。」

    不過，他說，「事實上，這也是常態。我們只是做出這樣一個技術研究，至於成果如何與外界對接，暫時還沒有成熟的機制。所以有些新技術，並沒有最大地發揮它的作用。」