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摘 要：为解决云冈石窟风化侵蚀的问题，提出云冈石窟风化侵蚀及修复措施研究。分析云冈石窟风化侵蚀原因：云冈石窟大气SO2污染现象严重，使空气中包含的Fe离子能够与SO2发生催化作用，导致云冈石窟风化侵蚀;云冈石窟地理裂隙较多的特点，导致云冈石窟风化侵蚀现象加重;云冈石窟的水患严重，形成凝结水，致使云冈石窟风化侵蚀。在此基础上，提出云冈石窟风化侵蚀修复措施，通过减少工业对大气的污染、涂刷化学保护剂来修复云冈石窟风化侵蚀。
关键词：云冈石窟;风化侵蚀;修复措施;化学保护剂
云冈石窟是我国著名的旅游景点，隶属山西省。本文研究的云冈石窟位于山西省大同市城西约16千米的武州（周）山南麓、武州川的北岸。①相关文化调研单位对云冈石窟进行实地勘察研究，综合其研究成果后发现，云冈石窟至今已有约500年历史，靠山形成，是在山体内部凿洞形成的，内部有种类繁多的石像。整体呈东西走向，景区长度整体约有1.0千米。云冈石窟的数量超过50个，所有石窟中赋存至今的石像超过5万个。
在研究中发现，第20个云冈石窟内有一个露天的佛像，此佛像又被称为“释迦牟尼”，是我国云冈石窟内的代表性作品，也是我国文化历史保留至今的精品雕像。由于云冈石窟历史十分悠久，导致其中具有代表性的佛像已经出现风化现象，该问题已经严重影响到景区的石像保存。不仅如此，加之工业化时代对云冈石窟环境造成的威胁，云冈石窟风化侵蚀问题严重程度不断升高，相关部门必须对此问题给予足够的重视。②我国以往针对此问题的研究中，主要针对云冈石窟风化侵蚀问题的成因加以细致分析，但并未有针对性地提出相应的修复措施，导致云冈石窟风化侵蚀问题一直没有得到切实的解决。基于此，本文提出云冈石窟风化侵蚀研究，并在此基础上有针对性地提出相应的修复措施，致力于为保护云冈石窟提供助力，将风化对云冈石窟造成的侵蚀作用降至最低。
1 云冈石窟风化侵蚀
云冈石窟风化侵蚀问题的形成不是一蹴而就的，而是在漫长的时间积累中逐渐明显的。本文针对云冈石窟风化侵蚀问题的研究，是对造成云冈石窟风化侵蚀问题的主要原因加以分析，其中包括大气污染现象严重、地理裂隙较多以及水患问题。③上述三个问题均是造成云冈石窟风化侵蚀的直接原因，结合以往相关研究表明，上述问题的产生与我国山西省工业化脚步加快有密切联系。
1.1 大气污染导致侵蚀
云冈石窟位于山西省，山西省是我国煤矿资源的主产地，长期以来的开发生产导致该地区环境污染问题加剧，为风化侵蚀提供了外部条件。在煤矿生产过程中会产生大量的粉尘污染环境，其中主要的污染物元素为SO2。SO2一旦在空气中超标，必然会引发风化作用。④云冈石窟的风化在性质上可以归类为化学风化，是由于大气中的SO2会附着在云冈石窟雕像的表面，空气中的Fe离子能够与SO2发生催化作用，进而形成CaSO4·2H2O，以此形成云冈石窟风化。云冈石窟中有很多雕刻精美的石像，风化的不断作用必然会对石像表面造成侵蚀，轻微的会导致石像“蒙灰”，严重的会导致石像轮廓变得模糊。由此可见，大气污染现象严重是造成云冈石窟风化侵蚀的主要成因。
1.2 地理裂隙较多导致侵蚀
云冈石窟自修建以来，受人为或自然因素的影响，石窟雕像已有一定程度的损坏，虽然进行了多次大规模的维修，但劣化过程仍在缓慢进行，这与雕像所用的砂岩材料有关。云冈石窟开凿在侏罗系云冈组中粗粒长石石英杂砂岩中，该类砂岩质地松软、孔隙率大，含有以钙质和泥质为主的胶结物，易产生风化和长石蚀变等问题。以往针对云冈石窟所处地区地理特点的研究表明，云冈石窟所处地区存在较多的地理裂隙。云冈石窟中的岩石类型主要为砂岩，根据其颗粒直径可分为细砂岩以及粗砂岩。①由于云冈石窟中的砂岩之间存在较大孔隙，在发生降水后，岩石之间的孔隙就成了渗透水的通道，导致云冈石窟风化侵蚀现象加重。在云冈石窟风化作用的影响下，云冈石窟岩石的孔隙率会进一步加大。由于云冈石窟岩石自身空隙大，风化侵蚀会在云冈石窟中石窟雕像上形成白色的絮状物。对白色絮状物的化学成分进行分析，能够得出白色的絮状物的化学成分，如表1所示。
由表1可知，白色的絮状物中包含大量的SiO2，对石窟雕像造成腐蚀。②通过实地调查，发现云冈石窟北山受到的风化侵蚀最为严重，而分析其形成原因主要为云冈石窟北山地理裂隙较多，这一点与本文论述的观点完全相符，能够侧面印证论述的有效性。
1.3 水患导致侵蚀
除上述原因外，云冈石窟的水患问题也是造成风化侵蚀现象严重的直接诱因。③分析云冈石窟水质，明确其水质中的离子结构。以1000毫米的云冈石窟水质为例，分析云冈石窟水质中的离子结构，如表2所示。
在风化作用下，HCO3-的离子结构会发生变异，形成含有结晶水的碳酸盐。云冈石窟长年积水，石窟内空气的含水量较大，常年处于湿润的状态，当高温高湿的空气与岩壁相接触，由于两者之间存在温差较大，就会形成凝结水，进而在风化作用下对石窟产生毛细作用，致使石窟造成侵蚀。考虑到云冈石窟所处地区的季节性温差较大，通常情况降水量小于蒸发量，进而为凝结水打造良好的生成环境。尤其在降雨过后，岩石会吸收雨水，在降雨停止后云冈石窟的岩石表面会发生返潮的现象，加剧风化侵蚀作用。积累到一定程度时，云冈石窟内的岩石会出现部分脱落的现象。
2 云冈石窟风化侵蚀修复措施
通过对云冈石窟风化侵蚀研究，明确云冈石窟风化侵蚀问题形成的主要原因，且借助上述研究可知，如不制定相应的修复对策，云冈石窟的风化侵蚀问题会愈加严重。④基于此，本文提出云冈石窟风化侵蚀修复措施，为解决云冈石窟风化侵蚀问题提供理论帮助。
2.1 减少工业对大气的污染
针对云冈石窟所处地区大气污染现象严重的问题，本文结合邓云在针对云冈石窟风化侵蚀方面的研究表明，大氣中SO2含量高是导致云冈石窟风化侵蚀的主要原因。⑤在外界影响因素固定不变的前提下，通过降低大气中SO2含量，能够有效遏制云冈石窟风化侵蚀。这就意味着，减少工业对大气的污染，就能够在极大程度上对云冈石窟风化侵蚀起到修复作用。本文主要采取以下四项措施： ①针对云冈石窟地区大气中SO2含量高的问题，相关环境监管部门必须严格控制云冈石窟地区SO2的排放，一旦发现SO2排放超标，必须第一时间加以控制，通过实时监测的方式，将大气中SO2含量始终控制在允许范围内。
②对云冈石窟周边地区的煤炭工业生产企业的锅炉设备进行改造。安装脱硫除尘器，降低锅炉设备的SO2排放量。与此同时，锅炉排烟设备的高度必须设定在10米以上。①禁止运煤车在云冈石窟附近行驶，防止由于运煤车运行导致的“尘土飞扬”。
③云冈石窟周边地区的煤炭工业生产企业要尽可能采用清洁燃料，避免煤炭工业生产企业排除废气对周围大气环境的污染。
④考虑到煤矸石自燃会产生大量的SO2废气，须加大对云冈石窟周边地区的自燃管制力度，解决煤矸石自燃产生的废气。
综上，通过以上四项措施，能够减少工业对大气的污染，降低云冈石窟大气中SO2的含量，进而从根本上对云冈石窟风化侵蚀起到修复的效果。
2.2 涂刷化学保护剂
针对云冈石窟风化侵蚀中地理裂隙較多以及水患问题，本文采取涂刷化学保护剂的方式。②在化学保护剂的选择方面，考虑到云冈石窟中岩体性质本身具有极易风化的特点，在类别中属于砂岩，加上环境中酸性介质的不断干预，需要选择耐酸性高的化学保护剂作为云冈石窟风化侵蚀修复使用的保护剂。
在对云冈石窟的风化侵蚀进行修复的过程中，除了要遵循上述提出的相关工作原则外，还应当合理选用防侵蚀材料。考虑到云冈石窟受到光照的影响，因此选择的保护试剂应具备抵御紫外线干扰等特点。在涂刷涂料的过程中，应确保涂料自身不会对云冈石窟的颜色与外形造成干扰，即经过涂刷后的云冈石窟应保持其原有样貌，其涂料不会对云冈石窟的性质造成影响。在涂刷保护试剂的过程中，可选择硅质材料的试剂，涂刷过程中，云冈石窟表层覆盖的涂料应保持均匀。在完成对涂料的涂刷处理后，应同步对其进行性能检测，包括防水检测、透气性检测、老化性检测、发霉检测、抵御紫外线能力的检测、抗压能力检测等，当所有检测指标合格后，将云冈石窟置于其初始化位置，对其现场执行物理行为的保护。在此基础上，可根据云冈石窟的受损范围，对云冈石窟进行现场施工，直到现场保护结果满足实际工作后，即可完成对云冈石窟的侵蚀修复及处理工作。
总之，在处理云冈石窟过程中，不仅应严格按照标准流程实施，同时也应当对其执行多种现场保护措施，避免完成处理后的云冈石窟受到二次破坏。
2.3 除湿保护
在云冈石窟中增设除湿机，通过除湿机降低云冈石窟空气中的水分，防止水分与石壁接触产生凝结水，同时也为涂刷的化学保护剂提供良好的环境，避免涂刷的化学保护剂与水分发生化学反应，进而失效。通过涂刷化学保护剂，在云冈石窟雕像上形成一层保护膜，降低风化作用对云冈石窟中岩石的侵蚀，进而对风化侵蚀起到修复效果。
3 结束语
本文通过分析云冈石窟风化侵蚀产生的原因，总结云冈石窟侵蚀对石窟的危害，并提出修复措施，以此为依据，证明此次研究的必要性。因此，有理由相信通过本文的研究，能够在一定程度上解决云冈石窟风化侵蚀的问题。但本文同样存在不足之处，针对本文提出云冈石窟风化侵蚀修复措施在实际应用中的有效性加以分析，进一步提高本文提出云冈石窟风化侵蚀修复措施在实际应用中的可信度。这一点，在未来针对此方面的研究中可以加以补足。与此同时，还需要对云冈石窟风化侵蚀修复措施的优化设计提出深入研究，以此为提高云冈石窟风化侵蚀修复质量提供建议。
关键词：云冈石窟;风化侵蚀;修复措施;化学保护剂
云冈石窟是我国著名的旅游景点，隶属山西省。本文研究的云冈石窟位于山西省大同市城西约16千米的武州（周）山南麓、武州川的北岸。①相关文化调研单位对云冈石窟进行实地勘察研究，综合其研究成果后发现，云冈石窟至今已有约500年历史，靠山形成，是在山体内部凿洞形成的，内部有种类繁多的石像。整体呈东西走向，景区长度整体约有1.0千米。云冈石窟的数量超过50个，所有石窟中赋存至今的石像超过5万个。
在研究中发现，第20个云冈石窟内有一个露天的佛像，此佛像又被称为“释迦牟尼”，是我国云冈石窟内的代表性作品，也是我国文化历史保留至今的精品雕像。由于云冈石窟历史十分悠久，导致其中具有代表性的佛像已经出现风化现象，该问题已经严重影响到景区的石像保存。不仅如此，加之工业化时代对云冈石窟环境造成的威胁，云冈石窟风化侵蚀问题严重程度不断升高，相关部门必须对此问题给予足够的重视。②我国以往针对此问题的研究中，主要针对云冈石窟风化侵蚀问题的成因加以细致分析，但并未有针对性地提出相应的修复措施，导致云冈石窟风化侵蚀问题一直没有得到切实的解决。基于此，本文提出云冈石窟风化侵蚀研究，并在此基础上有针对性地提出相应的修复措施，致力于为保护云冈石窟提供助力，将风化对云冈石窟造成的侵蚀作用降至最低。
1 云冈石窟风化侵蚀
云冈石窟风化侵蚀问题的形成不是一蹴而就的，而是在漫长的时间积累中逐渐明显的。本文针对云冈石窟风化侵蚀问题的研究，是对造成云冈石窟风化侵蚀问题的主要原因加以分析，其中包括大气污染现象严重、地理裂隙较多以及水患问题。③上述三个问题均是造成云冈石窟风化侵蚀的直接原因，结合以往相关研究表明，上述问题的产生与我国山西省工业化脚步加快有密切联系。
1.1 大气污染导致侵蚀
云冈石窟位于山西省，山西省是我国煤矿资源的主产地，长期以来的开发生产导致该地区环境污染问题加剧，为风化侵蚀提供了外部条件。在煤矿生产过程中会产生大量的粉尘污染环境，其中主要的污染物元素为SO2。SO2一旦在空气中超标，必然会引发风化作用。④云冈石窟的风化在性质上可以归类为化学风化，是由于大气中的SO2会附着在云冈石窟雕像的表面，空气中的Fe离子能够与SO2发生催化作用，进而形成CaSO4·2H2O，以此形成云冈石窟风化。云冈石窟中有很多雕刻精美的石像，风化的不断作用必然会对石像表面造成侵蚀，轻微的会导致石像“蒙灰”，严重的会导致石像轮廓变得模糊。由此可见，大气污染现象严重是造成云冈石窟风化侵蚀的主要成因。
1.2 地理裂隙较多导致侵蚀
云冈石窟自修建以来，受人为或自然因素的影响，石窟雕像已有一定程度的损坏，虽然进行了多次大规模的维修，但劣化过程仍在缓慢进行，这与雕像所用的砂岩材料有关。云冈石窟开凿在侏罗系云冈组中粗粒长石石英杂砂岩中，该类砂岩质地松软、孔隙率大，含有以钙质和泥质为主的胶结物，易产生风化和长石蚀变等问题。以往针对云冈石窟所处地区地理特点的研究表明，云冈石窟所处地区存在较多的地理裂隙。云冈石窟中的岩石类型主要为砂岩，根据其颗粒直径可分为细砂岩以及粗砂岩。①由于云冈石窟中的砂岩之间存在较大孔隙，在发生降水后，岩石之间的孔隙就成了渗透水的通道，导致云冈石窟风化侵蚀现象加重。在云冈石窟风化作用的影响下，云冈石窟岩石的孔隙率会进一步加大。由于云冈石窟岩石自身空隙大，风化侵蚀会在云冈石窟中石窟雕像上形成白色的絮状物。对白色絮状物的化学成分进行分析，能够得出白色的絮状物的化学成分，如表1所示。
由表1可知，白色的絮状物中包含大量的SiO2，对石窟雕像造成腐蚀。②通过实地调查，发现云冈石窟北山受到的风化侵蚀最为严重，而分析其形成原因主要为云冈石窟北山地理裂隙较多，这一点与本文论述的观点完全相符，能够侧面印证论述的有效性。
1.3 水患导致侵蚀
除上述原因外，云冈石窟的水患问题也是造成风化侵蚀现象严重的直接诱因。③分析云冈石窟水质，明确其水质中的离子结构。以1000毫米的云冈石窟水质为例，分析云冈石窟水质中的离子结构，如表2所示。
在风化作用下，HCO3-的离子结构会发生变异，形成含有结晶水的碳酸盐。云冈石窟长年积水，石窟内空气的含水量较大，常年处于湿润的状态，当高温高湿的空气与岩壁相接触，由于两者之间存在温差较大，就会形成凝结水，进而在风化作用下对石窟产生毛细作用，致使石窟造成侵蚀。考虑到云冈石窟所处地区的季节性温差较大，通常情况降水量小于蒸发量，进而为凝结水打造良好的生成环境。尤其在降雨过后，岩石会吸收雨水，在降雨停止后云冈石窟的岩石表面会发生返潮的现象，加剧风化侵蚀作用。积累到一定程度时，云冈石窟内的岩石会出现部分脱落的现象。
2 云冈石窟风化侵蚀修复措施
通过对云冈石窟风化侵蚀研究，明确云冈石窟风化侵蚀问题形成的主要原因，且借助上述研究可知，如不制定相应的修复对策，云冈石窟的风化侵蚀问题会愈加严重。④基于此，本文提出云冈石窟风化侵蚀修复措施，为解决云冈石窟风化侵蚀问题提供理论帮助。
2.1 减少工业对大气的污染
针对云冈石窟所处地区大气污染现象严重的问题，本文结合邓云在针对云冈石窟风化侵蚀方面的研究表明，大氣中SO2含量高是导致云冈石窟风化侵蚀的主要原因。⑤在外界影响因素固定不变的前提下，通过降低大气中SO2含量，能够有效遏制云冈石窟风化侵蚀。这就意味着，减少工业对大气的污染，就能够在极大程度上对云冈石窟风化侵蚀起到修复作用。本文主要采取以下四项措施： ①针对云冈石窟地区大气中SO2含量高的问题，相关环境监管部门必须严格控制云冈石窟地区SO2的排放，一旦发现SO2排放超标，必须第一时间加以控制，通过实时监测的方式，将大气中SO2含量始终控制在允许范围内。
②对云冈石窟周边地区的煤炭工业生产企业的锅炉设备进行改造。安装脱硫除尘器，降低锅炉设备的SO2排放量。与此同时，锅炉排烟设备的高度必须设定在10米以上。①禁止运煤车在云冈石窟附近行驶，防止由于运煤车运行导致的“尘土飞扬”。
③云冈石窟周边地区的煤炭工业生产企业要尽可能采用清洁燃料，避免煤炭工业生产企业排除废气对周围大气环境的污染。
④考虑到煤矸石自燃会产生大量的SO2废气，须加大对云冈石窟周边地区的自燃管制力度，解决煤矸石自燃产生的废气。
综上，通过以上四项措施，能够减少工业对大气的污染，降低云冈石窟大气中SO2的含量，进而从根本上对云冈石窟风化侵蚀起到修复的效果。
2.2 涂刷化学保护剂
针对云冈石窟风化侵蚀中地理裂隙較多以及水患问题，本文采取涂刷化学保护剂的方式。②在化学保护剂的选择方面，考虑到云冈石窟中岩体性质本身具有极易风化的特点，在类别中属于砂岩，加上环境中酸性介质的不断干预，需要选择耐酸性高的化学保护剂作为云冈石窟风化侵蚀修复使用的保护剂。
在对云冈石窟的风化侵蚀进行修复的过程中，除了要遵循上述提出的相关工作原则外，还应当合理选用防侵蚀材料。考虑到云冈石窟受到光照的影响，因此选择的保护试剂应具备抵御紫外线干扰等特点。在涂刷涂料的过程中，应确保涂料自身不会对云冈石窟的颜色与外形造成干扰，即经过涂刷后的云冈石窟应保持其原有样貌，其涂料不会对云冈石窟的性质造成影响。在涂刷保护试剂的过程中，可选择硅质材料的试剂，涂刷过程中，云冈石窟表层覆盖的涂料应保持均匀。在完成对涂料的涂刷处理后，应同步对其进行性能检测，包括防水检测、透气性检测、老化性检测、发霉检测、抵御紫外线能力的检测、抗压能力检测等，当所有检测指标合格后，将云冈石窟置于其初始化位置，对其现场执行物理行为的保护。在此基础上，可根据云冈石窟的受损范围，对云冈石窟进行现场施工，直到现场保护结果满足实际工作后，即可完成对云冈石窟的侵蚀修复及处理工作。
总之，在处理云冈石窟过程中，不仅应严格按照标准流程实施，同时也应当对其执行多种现场保护措施，避免完成处理后的云冈石窟受到二次破坏。
2.3 除湿保护
在云冈石窟中增设除湿机，通过除湿机降低云冈石窟空气中的水分，防止水分与石壁接触产生凝结水，同时也为涂刷的化学保护剂提供良好的环境，避免涂刷的化学保护剂与水分发生化学反应，进而失效。通过涂刷化学保护剂，在云冈石窟雕像上形成一层保护膜，降低风化作用对云冈石窟中岩石的侵蚀，进而对风化侵蚀起到修复效果。
3 结束语
本文通过分析云冈石窟风化侵蚀产生的原因，总结云冈石窟侵蚀对石窟的危害，并提出修复措施，以此为依据，证明此次研究的必要性。因此，有理由相信通过本文的研究，能够在一定程度上解决云冈石窟风化侵蚀的问题。但本文同样存在不足之处，针对本文提出云冈石窟风化侵蚀修复措施在实际应用中的有效性加以分析，进一步提高本文提出云冈石窟风化侵蚀修复措施在实际应用中的可信度。这一点，在未来针对此方面的研究中可以加以补足。与此同时，还需要对云冈石窟风化侵蚀修复措施的优化设计提出深入研究，以此为提高云冈石窟风化侵蚀修复质量提供建议。