金沙遗址博物馆大气污染特征研究

为全面了解金沙遗址博物馆遗址区空气污染特征及污染物来源,在2019年秋季对遗址保护厅内外大气中细颗粒物(PM_2.5)和挥发性有机物(VOCs)进行了观测,并对各自化学组分进行了全面分析。结果发现:金沙遗址博物馆遗址保护厅内外PM_2.5污染严重,平均质量浓度分别为77.0μg/m³和94.6μg/m³;受人为影响程度的不同,室内昼夜差异明显强于室外。室外的OM、NO₃^-和SO₄^2-浓度高于室内,而室内的NH+4和典型的地壳元素(K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺)浓度高于室外;受化学组成的影响,室内外PM_2.5分别呈碱性和酸性。地壳元素在整体元素中占据绝对主导,室内外占比分别可达82.8%和84.4%。通过富集因子分析得知Cu(室外)、Ag、Cd、Sb元素均达到了重度富集。室内外VOCs浓度几乎相同,分别为81.2×10^-9和81.3×10^-9,其中烷烃的贡献比例最高,分别为44%和46%;源自机动车、工业溶剂涂料使用、燃油挥发及生物质燃烧等人为源的VOCs物质在室外的浓度要明显高于室内。这些研究结果对于金沙遗址博物馆遗址区空气质量的全面了解、土遗址及其中文物的高质量保存和提供优质的参观环境具有重要意义。     

三星堆出土象牙多层级结构及失水过程研究

由于长期埋藏于潮湿的地下环境,三星堆遗址祭祀区出土的象牙含水率高,且存在本体断裂、表面开裂和剥落等问题,保存状况差。出土后的象牙极易快速失水,而发生开裂和粉化等不可逆的损害。为明确三星堆出土象牙的保存现状,采用光谱、能谱、电镜、纳米压痕等测试手段,深入解析了2021年三星堆遗址3、4、7和8号坑(K3、K4、K7、K8)发掘出土象牙的组成、结构及失水过程。结果表明:三星堆遗址四个坑出土象牙的主要物相为碳羟基磷灰石[Ca₁₀(PO₄)₃(CO₃)₃(OH)₂],有机纤维蛋白成分基本消失殆尽,形成了以介孔为主(孔径分布在3~50 nm)的孔隙结构,且孔隙被大量水分占位,其中,K3出土象牙(K3XY-54)和K4出土象牙(K4YW-289)热重所测含水率分别为43.8%和43.4%;四个坑出土象牙均存在片状和针状晶体结构,其中K3XY-54以针状晶体结构为主,并呈现出明显的取向生长,K4YW-289呈现晶体聚集,其晶体尺寸厚度明显增加;出土象牙表面和内部吸附水的挥发使象牙微观结构产生内应力,从而造成出土象牙干裂、粉化等不可逆损坏;采用纳米压痕技术,初步探索了出土象牙在糟朽状态下表面微观硬度的变化,其中K4YW-289经失水前后的表面微观硬度变化差异最大(饱水状态0.090±0.049 GPa,失水后1.553±0.312 GPa),这可能与其组分结构内吸附水含量较少和高泥化现象有关,结合K3XY-54、K7XY-43和K8XY-11-13研究可发现出土象牙在失水前后微观硬度和弹性模量受组分结构-失水速率关系的影响较大。对三星堆出土象牙多层级结构和失水过程的初步研究结果为其后期实施有效保存和本体加固提供有力的科学依据和参考数据。     

金沙土遗址盐害分布与演化特征

金沙土遗址表面存在泛盐、粉化、空鼓等盐害。对这些盐害的分布特征与演化过程的研究是科学保护金沙土遗址的第一步，也是进一步探讨盐害致病机理的前提条件。本工作收集整理了2010～2020年金沙土遗址病害调查资料，通过现场调查和图像处理技术对盐害的类型、分布特征与演化过程进行定性和定量分析；采用X射线衍射、离子色谱和扫描电镜等测定了不同高度土样的成分、盐分含量以及微观结构。结果显示金沙土遗址主要的盐害类型为表面泛盐、粉化、空鼓、片状剥蚀和掏蚀；主要分布区域是西北向走廊和古河道附近，机挖坑侧壁最为严重；在探方侧壁上盐害由上到下依次由表面泛盐过渡到单独粉化，再到空鼓和片状剥蚀，最底层为掏蚀。金沙土遗址盐害的发育过程可以概括为四个阶段，每个阶段主要发育的盐害类型不同，依次为表面泛盐、粉化、片状剥蚀和掏蚀。越到后期，各类盐害分布范围越大，发展速度越快，对土遗址破坏性越大。离子浓度沿高度的分布与毛细上升作用有关，也与病害的劣化程度和发育进程有关。硫酸钙类是导致土遗址泛盐、粉化和脱落的主要盐分之一。