大河村房基遗址可溶盐与含水率的相关性研究

【目的】通过分析红烧土中可溶盐与含水率的相关性,找出引起大河村遗址房基红烧土表层病害原因。【方法】采用称重法、原子吸收光谱仪、滴定法检测样品的含水率、阳离子、阴离子含量,通过变异系数分析得到房基红烧土不同部位的可溶盐组分及含水率的差异性,通过Pearson相关性分析,得到可溶盐组分与含水率存在的相关性。【结果】研究表明:①红烧土不同位置含水率差异显著,含水率最低值为1.98%,最高值为5.86%,最高值为最低值的2.96倍,变异系数为24.12%;②红烧土不同位置可溶盐含量差异显著,可溶盐各组分的差异性由大到小依次为:Cl->SO_(4)^(2-)>CO_(3)^(2-)>Mg^(2+)>Ca^(2+)>Na^(+)>K^(+);③不同位置样品的含水率与Cl-和K^(+)含量显著相关,大河村遗址红烧土的含水率会随着Cl-和K^(+)含量增加而升高。【结论】房基遗址的高可溶盐含量是引起表层病害的主要因素。

馆藏汉代瓦当表面可溶盐的化学组成分析

采用离子色谱仪(IC),扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS),X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变化显微红外光谱仪(FTIR)等现代分析仪器,对陕西历史博物馆馆藏的汉代瓦当表面可溶盐进行了鉴定,并分析了相关的化学组成。结果表明,瓦当表面可溶盐含有石膏(Ca SO_(4)·2H_(2)O)和有机酸钙盐[Ca_(3)(CH_(3)COO)_(3)Cl(NO_(3))_(2)·6H_(2)O]等成分。

文物中常见可溶盐精确鉴别方法

盐害是多孔材质文物中较普遍、较严重的病害。可溶盐在复杂的水盐活动中会持续对文物本体造成破坏。精确鉴别文物中可溶盐的种类是研究文物盐害机理、开展盐害治理、设计开发相应的文物保护材料的必要前提。为此,建立了一套文物中可溶盐提取和鉴定的操作流程,通过离子色谱(IC)、光学显微镜、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)等多种技术方法的优化组合,实现对文物中常见可溶盐的精确鉴别。研究表明,NaCl可通过IC(浸出液中含有Na^(+)、Cl^(-))、显微观察(立方晶体)以及SEM-EDS(主要含有Na、Cl元素)进行鉴别;CaCl_(2)可通过IC(Ca^(2+)、Cl^(-))以及SEM-EDS(Ca、Cl元素)进行鉴别;Na_(2)SO_(4)可通过IC(Na^(+)、SO_(4)^(2-))、显微观察(丛状或团簇状晶体)、FTIR(主峰1 134、637、615cm^(-1))、Raman(主峰993cm^(-1))以及SEM-EDS(Na、S、O元素)进行鉴别;CaSO4可通过IC(Ca2+、SO_(4)^(2-))、显微观察(六棱柱状、针状或棒状晶体)、FTIR(1 144、668、603cm^(-1))、Raman(1 017cm^(-1))以及SEM-EDS(Ca、S、O元素)进行鉴别;NaNO_(3)可通过IC(Na^(+)、NO_(3)^(-))、FTIR(1 379、1 353和837cm^(-1))、Raman(1 071cm^(-1))以及SEM-EDS(Na、N、O元素)进行鉴别;Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O可通过IC(Ca^(2+)、NO_(3)^(-))、FTIR(1 437、1 367、1 047cm^(-1))、Raman(1 059cm^(-1))以及SEM-EDS(Ca、N、O元素)进行鉴别。另外,通过显微形貌观察可直接鉴别出立方块状的NaCl,丛状、团簇状或薄片状的Na_(2)SO_(4),以及六棱柱状、针状或棒状的CaSO_(4)。CaCl_(2)、NaNO3、Ca(NO_(3))_(2)·4H_(2)O具有强吸湿性,暴露在室温下有快速潮解现象,据此可判断结晶盐中是否含有强潮解盐。该鉴别技术组合使用常见仪器设备,成本较低,简单易操作,结果可靠,可用于不同材质文物中可溶盐的精确鉴定,具有较好的应用推广前景。

遗址博物馆内土遗址本体可溶盐和霉菌危害预防与治理的进展

在博物馆建筑的保护下,尽管避除了由于风蚀、雨淋、日晒等有害因素所导致的土遗址裂隙、崩塌等病害现象,但是可溶盐迁移及霉菌滋生导致的表层风化等一系列危害会造成土遗址本体破坏和信息损失,所以进行这方面的研究尤其重要且迫切。本文主要综述了可溶盐、霉菌的破坏作用、产生原因、影响因素、防治措施等,并探讨了遗址博物馆内土遗址防治可溶盐及霉菌危害的可行性保护研究方法。

自然污秽可溶盐构成及其对污闪电压值的影响

为分析自然污秽中可溶盐的构成,收集了我国华北、华东、西北等地区多种污源的自然污秽试样,在清华大学分析中心对污样作了化学定量分析.分析结果表明,不同污源的可溶盐构成有很大差别.在污物可溶盐定量分析的基础上,研究了可溶盐种类与污闪电压之间的关系,也研究了Nacl和CaSO_4两种盐的配比对污闪电压的影响.实验结果表明,在相同等值盐密条件下,不同可溶盐以及两种盐的不同配比所对应的污闪电压都有很大差别.最后讨论了等值盐密的等值性问题.

西宁第四纪黄土-古土壤序列中的可溶盐、来源及环境意义

文章对西宁第四纪黄土-古土壤序列L9以来的黄土和古土壤层进行了土壤化学分析,揭示出剖面中含有大量的可溶盐。古土壤层中的可溶盐含量远高于黄土层,且二者所含可溶盐类型的相对比例存在明显差异。黄土层中Na2CO3和NaHCO3的相对比例较高,表现出更多的碱化特性,而古土壤中含有较多的NaC l和Na2SO4,表现出更多的盐化特性。从剖面所处的地貌-水文条件及土壤微形态特征来看,这些可溶盐主要来自大气降尘。研究揭示,约900ka以来,该区周边地区一直存在较多的干盐湖,是形成粉尘物质的重要源区之一,且间冰期粉尘比冰期粉尘可溶盐含量高得多。这些粉尘中含有较多的、包括对气候有影响的硫酸盐在内的可溶盐类。

可溶盐对云冈石窟砂岩劣化试验及模型建立

可溶盐富集是造成山西大同云冈石窟砂岩表面风化、结构破坏及强度降低的重要地质病害之一。采取云冈石窟造像层砂岩,使用芒硝对该砂岩进行了劣化模拟试验。在可溶盐反复结晶过程中,对样品进行实时变形监测,并对循环过程中质量衰减、强度变化、孔隙分布等进行测试与分析。结果表明,可溶盐的发育是导致石窟表面粉化脱落的重要因素,严重降低了石窟文物本体的价值;可溶盐结晶导致岩石颗粒间胶结作用破坏,增大岩石孔隙率,岩石内部结构劣化严重影响岩石的刚度与强度等力学参数;对比无水芒硝与10水芒硝两种劣化试验,云冈石窟在相对干燥季节下,可溶盐晶体发育对岩石破坏更为显著。为了预测砂岩长期劣化过程,在试验数据基础上,初步建立起孔隙增长的对数模型和强度衰减的指数模型。

基体金属上可溶盐污染对涂层下金属腐蚀和涂层失效的影响

综述了可溶盐污染物对涂层下基体金属腐蚀和涂层失效的影响。可溶盐的来源多种多样 ,采用任何方法都不能将其完全除净 ,其影响是不可避免的。主要有三个方面的影响 :(1)增加水通过涂层渗透的动力 ,(2 )提供传导腐蚀电流的离子 ,(3)某些离子可能对腐蚀反应起催化作用。分析了影响涂层下金属腐蚀和涂层失效的各种因素。对本领域今后的工作提出了展望。

模拟土遗址中可溶盐运移规律的初步探索

采用常规的定性和定量分析方法,测定了陕西师范大学土遗址模拟坑中不同位置土壤含水率、可溶盐成分及含量。结果表明,这些可溶盐主要为钙和钠的硫酸盐类,它们随着水分沿竖直方向和水平方向不断地向遗址表面运移,最后在土壤表层积累堆积;利用X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(SEM)和超景深三维立体显微镜(3DSDDM),分析了可溶性盐分对遗址土壤结构的破坏作用,结果表明,由于可溶性盐分在遗址表面的累积,可溶性盐分在遗址孔隙中形成了巨大内应力,使土壤颗粒之间的黏结力减小,土壤颗粒之间的距离拉大,使土体表面泛白酥解,严重时引起土颗粒的脱落和酥解。本研究为土遗址保护中盐害治理提供了依据,对保护大批濒临破坏的土遗址,推动文物保护的理论研究与实际工作均有重大意义。

沙漠风成沙的可溶盐组成及其环境意义

沙漠环境下,风成沉积物可溶盐的组成、分布和成因可为理解地表过程及环境与气候系统间的相互作用提供重要证据。本研究通过对塔克拉玛干、库姆塔格、巴丹吉林和腾格里四大沙漠的风成沙样品的水溶盐研究,提供了中国北方沙漠带风成沙可溶盐的组成、含量、分布的基础数据,并讨论了风成沙可溶盐的来源、地理分布、成因及其对沙漠固碳的环境意义。风成沙可溶盐的含量介于0.05‰～1.86‰之间(平均0.42‰),盐水溶液的pH值介于8.4～9.6之间并与含碳可溶盐组分的含量显著相关,指示了中国北方沙漠风成沙处在土壤积盐的初级阶段,沙漠土壤的碱性环境受无机碳盐的主导。氯化钠和碳酸钠是可溶盐的主要化学组成,在空间分布模式上具有高度的区域一致性和区间递变性。可溶盐含量和组成的空间变化与区域气候参数(降水和温度)有明显的对应关系,并受风成分异作用的影响,而与区域水文地质条件差异显著。经论证,大气沉降过程控制着沙漠风成沙可溶盐的主体来源;土壤含碳无机盐的含量、属性及沙漠固碳潜力,指示中国北方沙漠在未来全球变暖背景下可能对全球碳循环具有潜在贡献。几个二元沉积结构剖面的可溶盐案例分析表明,在应用二元或多元沉积序列的可溶盐指标重建沙漠区域的古环境变化历史时存在不确定性,需要结合沉积学指标的应用。

可溶盐沉积对碳钢大气腐蚀的影响

采用实验室模拟方法,在温度298 K、相对湿度(85±5)％的条件下,对经Na2SO4、(NH4)2SO4、NH4Cl和Na-Cl沉积后的A3钢在净化空气中的大气腐蚀行为进行了研究.腐蚀动力学曲线表明,尽管沉积了不同的可溶盐,但随暴露时间的增加,A3钢单位面积的腐蚀质量损失均服从△m/A=K·tb公式.不同盐对A3钢的腐蚀失重影响有所不同.用FTIR、SEM以及XRD分析研究了不同盐沉积的试样腐蚀4周后的组成和形貌,发现腐蚀主要沿着沉积了可溶盐的区域进行,并随着腐蚀时间的延长,生成不同的腐蚀产物,这些腐蚀产物使A3钢最初的快速腐蚀现象有所减缓.

可溶盐对兰州非饱和重塑黄土抗剪强度的影响

岩土体抗剪强度是分析评价斜坡稳定性的关键指标。为了弄清可溶盐在黄土抗剪特性中的作用程度及控制机制,以兰州重塑黄土为对象,基于直剪试验,研究了黄土抗剪强度及其参数在不同溶滤次数下的变化特征。结果显示,可溶盐对非饱和黄土抗剪强度及黏聚力具有明显非线性弱化作用,而对内摩擦角的影响则相对微弱。其中,抗剪强度与黏聚力随可溶盐的变化规律存在临界分段现象,其降低幅度在溶滤1次时达到最大值,在溶滤5次后近似于0;而降低速率以易溶盐含量2 620 mg/100 g干土为分界值,呈先快后慢的变化特征。上述关系的内在机制是,在溶滤初始阶段,黄土抗剪特性弱化主要源于易溶盐与部分难溶盐分解;随溶滤次数增加,则更多依赖于易溶盐分解与基质吸力减弱。

石窟壁画可溶盐破坏过程的实验室模拟研究

石窟壁画是十分珍贵的文化遗产,但是其保存一直受到可溶盐及相关病害的威胁。研究石窟壁画可溶盐破坏过程是治理和预防这类病害的基础工作,深入的基础研究既需要全面的现场勘测,也需要实验室的模拟研究,能否制作出反映实际情况的试验样品仍然是十分艰巨的挑战。为此,作为一系列应用基础研究的第一步,通过对敦煌莫高窟壁画典型制作工艺和病害情况的调研,在敦煌研究院工作的基础上,规范地制作出便于实验室研究的模拟样品。通过对样品的破坏循环实验表明,所做样品可以重现可溶盐的迁移过程、分布状况和破坏情形。同时,样品的各种性能变化参数能够比较方便准确地测定,呈现的病害状况基本符合文物现场的实际现象,初步实现了石窟壁画病害的实验室模拟研究。本工作建立的模拟方法为深入开展壁画保护的基础科学研究开辟了一种途径。

莫高窟第351窟壁画疱疹和壁画地仗可溶盐分析

本文采用能谱、X射线衍射等分析方法对莫高窟第351窟的壁画疱疹进行了分析,确定了疱疹病害的物质组成为NaCl。壁画地仗中可溶盐的分析表明,可溶盐的分布状况与疱疹病害的发生有密切的联系,各种离子在壁画地仗中的分布有其各自的特征,水分将大量的可溶盐带入壁画地仗,水分蒸发后NaCl结晶形成了疱疹病害。

北方地区寺庙、殿堂壁画可溶盐活动规律的实验室模拟研究

古代壁画的风化酥碱问题一直是壁画病害中最常见和最严重的问题之一,其主要原因是墙体中的可溶盐。了解壁画中可溶盐无机离子的特性及其活动规律可为解决古代壁画的酥碱问题提供科学参考和依据。为此,通过模拟壁画中可溶盐活动实验来揭示可溶性无机离子在壁画中的分布及活动规律。利用离子色谱仪检测分析壁画不同高度细泥层、粗泥层以及土坯层的可溶盐离子浓度。结果表明,试块细泥层中的Ca2+,Na+,和SO24-含量最高,说明这三种离子在壁画中的迁移能力最强,Cl-、NO3-、Mg2+的迁移能力居中,K+迁移能力最弱。离子迁移能力越强,在壁画表层富集程度就越高,各离子之间形成结晶盐的机率越大,对壁画破坏作用越大。本研究可为解决古代壁画盐害提供依据。

可溶盐NaCl和CaCl_2对陶质文物的酥粉作用

研究可溶盐NaCl和CaCl_2复合盐破坏陶质文物过程中作用本质,在复合盐溶液的平衡结晶相分析基础上,分析陶质样品中可溶盐溶液的吸收和水分蒸发速率变化,以及采用超景深显微系统、扫描电子显微系统等检测可溶盐NaCl、CaCl_2和复合盐溶液对陶质样品的破坏过程和作用。结果表明:陶质样品破坏的本质在于可溶盐结晶受力过程中微裂纹的扩展和贯通,在环境相对湿度变化引起裂纹扩展贯通过程中,陶质样品表面逐层粉化脱落,质量、形貌和强度都发生着一定程度的改变,其中NaCl结晶体对陶质样品产生的作用力较大,破坏性最强,而NaCl溶液中加入的CaCl_2延长了盐结晶所需要的时间,间接地阻碍了NaCl的结晶析出,反而对陶质样品起到了一定的保护作用。研究结果为进一步酥粉陶质文物的保护研究提供科学依据。

小美旱杨不同部位可溶盐离子含量的季节动态及影响因素

对河套灌区小美旱杨(Populus popular’s)防护林叶、一年生枝、根、心材、边材和多年生枝的可溶盐离子含量进行试验研究,主要结论为:各部位无CO32-。各部位可溶盐离子含量的季节动态呈现一定的共性,各个部位的阴离子季节动态相似,均呈现倒峰型;在叶和一年生枝中,Ca2+呈递减趋势,K+和Na+反之;在根、多年生枝、心材和边材中,Ca2+和Mg2+的季节动态呈倒峰型。按可溶盐离子的组成和含量,上述部位分为三类:叶;一年生枝和根;多年生枝、心材和边材。不同部位生理功能不同,离子含量也不同。叶中各离子含量明显高于其他部位,且生长季内变幅明显;多年生枝、心材和边材各离子含量较小,变幅不大;一年生枝和根的离子含量和动态介于以上两者之间。土壤和地下水的水盐动态对各部位的HCO3-、Cl-浓度影响较明显。

可溶盐污染对涂层下A3钢腐蚀和涂层失效的影响

利用挂片实验研究了 8种可溶盐对涂层下金属腐蚀和涂层失效的影响规律 .对A3钢基体 ,NH4Cl、Na2 SO4和Na2 SO3 的腐蚀促进作用接近 ,FeSO4的影响略大于前几种可溶盐 ,而NaCl的影响略小 .NaNO3 和NH4NO3 只对涂层起泡有较大促进作用 ,对腐蚀的影响较小 .NH4Cl对起泡和腐蚀均有较大的促进作用 ,而ZnCl2 则有一定的抑制腐蚀作用 .傅利叶变换红外光谱分析表明水分子和涂层分子的羰基C =O形成氢键 .扫描电镜和X -射线能谱分析表明可溶盐阴离子集中存在于表面的深坑中 ,对腐蚀的阳极反应 (金属溶解 )

可溶盐污染对涂层下Zn腐蚀和涂层失效的影响

利用挂片实验研究了 6种可溶盐对涂层下Zn腐蚀和涂层失效的影响 .发现对Zn基体来说NaCl对腐蚀的促进作用小于Na2 SO4,接近于Na2 SO3 和FeSO4.NaNO3 只对涂层起泡有较大促进作用 ,对腐蚀的影响较小 .而ZnCl2无论对腐蚀还是涂层起泡都无不良影响 ,甚至有一定的抑制腐蚀的作用 .聚氨酯涂层的保护作用好于醇酸涂层 .傅利叶变换红外光谱 (FTIR)分析表明水分子和涂层分子的羰基CO形成氢键 ,因此水的渗透扩散比氧快得多 .

青藏高原兹格塘错沉积物中碳酸盐与可溶盐环境记录的研究

兹格塘错是位于藏北高原腹地的一个封闭型湖泊,其湖泊变化过程可直接反映区域的气候变化。为了探讨该区域全新世的气候与环境变化过程,在湖泊中心水深30m处钻取了一支深727cm的沉积岩芯,对沉积岩芯的碳酸盐和可溶盐含量进行分析,其结果反映了全新世期间湖泊水体退缩与扩张、水质的浓缩与淡化的过程,揭示了区域气候的干湿变化;指出兹格塘错全新世以来一直处于碳酸盐演化阶段,碳酸盐含量共出现六次明显低值时期,分别为(1)9.3～9.0cal.kaB.P.、(2)8.3～7.7cal.kaB.P.、(3)6.0～5.8cal.kaB.P、(4)4.7～4.2cal.kaB.P.、(5)3.1～2.9cal.kaB.P.、(6)0.6～0.2cal.kaB.P.;而氯离子和硫酸根含量总体很低,且变化趋势几乎一致。碳酸盐和可溶盐含量变化所反映出的湖面波动与环境变化得到了其他资料较好的支持,同时又显示了区域的差异性。