土遗址盐害机理与抑制研究综述

采用莫高窟壁画的地仗层制作材料与工艺制备了不同盐分含量及组成的模拟土柱,并在柱体不同位置加入氧化铝小球作为盐分迁移的探针,以考察硫酸钠与氯化钠两种盐分在土柱内部的分布、迁移及在柱体表面的结晶行为. 为了探查壁画的地仗层组分差异和孔体性能的不同对盐分迁移与结晶过程的影响,对放置在不同位置的探针小球和同一位置土体进行采样,利用比表面积/孔隙度分析（BET）和扫描电子显微镜-能谱（SEM-EDS）等方法考察不同孔结构及性能对水盐运移与分布的影响,及不同盐分在模拟柱表层的探针小球和土体表面结晶表现的差异. 离子色谱（IC）法用来分析在模拟柱的不同高度处所含盐离子浓度,以考察其在柱体中的迁移性能和分布特征,进而得到壁画地仗层的组分不同对水盐运移及盐分结晶的影响. 结果表明：水盐运移介质的孔道性能与结构对盐害的产生与发展有较大影响,当地仗层中麦草含量较多时有利于水盐溶液向地仗表层迁移,而细麻的存在增加了土体中介孔数量,两者均促使了盐分在更接近地仗表层的位置成核结晶,对表层壁画的存在造成威胁. 盐分的结晶表现与盐害机理也有所不同,硫酸钠更易在模拟土柱表层土质中结晶,而氯化钠则主要在氧化铝小球表层结晶,当两种盐分同时存在时,主要表现为氯化钠在土柱表面氧化铝小球的结晶,土体表层的盐分结晶反而减弱.     

复合淀粉-丙烯酰胺聚合物在秦始皇帝陵和汉阳陵土遗址脱盐中的应用

制备了一种复合淀粉接枝丙烯酰胺高分子聚合物(St-PAM).经红外光谱、扫描电子显微镜等方法表征发现,淀粉与丙烯酰胺接枝共聚形成具有多层片状、尖锐断面及多重孔道的大比表面积的聚合物.同时,吸水性能测试表明其具有良好的吸水耐盐性能.将材料应用于秦始皇帝陵K9901陪葬坑及汉阳陵地下遗址进行脱盐示范,结果表明,吸水脱盐材料对试验区域表面土层主要成盐离子Ca^(2+)和SO_4^(2-)的移除率分别达到70%和90%左右,对含量较少的其他盐类离子,如Na^+、NO_3^-等也有明显效果.     

三门峡虢季墓遗址盐害分析与调查

针对三门峡虢季墓遗址部分区域存在起甲、泛白、疱疹等由可溶盐引起的病害,在其遗址不同部位取样进行土遗址本体含盐分析.取样区域包括虢季墓、梁姬墓和近代墓遗址.采用X射线荧光光谱(XRF)和离子色谱(IC)分析所取样品的可溶盐成分、含量及可溶盐成盐元素在土遗址中的成盐规律.采用电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)分析样品的物相组成及盐分状态,扫描电子显微镜/能谱(SEM/EDS)进一步考察含盐土质的颗粒组成、微观形貌等.结果表明:虢季墓取样区域所含盐分主要为Na_2SO_4、CaCO_3和少量的其他盐分如CaCl_2、KNO_3和NaCl等.靠近地面部位所取样品盐分含量高于其他部位,盐害表现更为明显.梁姬墓取样区域总盐分含量略高于虢季墓与近代墓,硝酸盐含量较高.而近代墓遗址可溶盐盐分含量略低,盐害不明显.在不同取样点可溶盐含量有所差异,但在邻近区域,其成盐具有一定规律性,这一点对于遗址基体中盐害的深入研究与防治具有重要意义.     

大唐西市土遗址苔藓物种鉴定及其病害成因分析

通过光学显微镜与扫描电子显微镜(SEM)相结合的分析方法对大唐西市土遗址表面滋生的苔藓进行分离鉴定,确定该苔藓为四川湿地藓Hyophila setschwanica(Broth.).在此基础上,采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)等分析手段对遗址内5处土样进行了分析.结果表明该遗址土壤中钙含量远高于一般表土平均量,且土壤含水量最高为23%,p H呈弱碱性.该种土壤环境为四川湿地藓的繁殖提供了有利的条件,导致四川湿地藓病害的广泛滋生,充分解释了四川湿地藓生长旺盛的根本原因,为后期有效治理该病害提供了一定理论依据.     

Hydrogen Bonding in Liquid Water and in the Hydration Shell of Salts

A near‐IR spectral study on pure water and aqueous salt solutions is used to investigate stoichiometric concentrations of different types of hydrogen‐bonded water species in liquid water and in water comprising the hydration shell of salts. Analysis of the thermodynamics of hydrogen‐bond formation signifies that hydrogen‐bond making and breaking processes are dominated by enthalpy with non‐negligible heat capacity effects, as revealed by the temperature dependence of standard molar enthalpies of hydrogen‐bond formation and from analysis of the linear enthalpy–entropy compensation effects. A generalized method is proposed for the simultaneous calculation of the spectrum of water in the hydration shell and hydration number of solutes. Resolved spectra of water in the hydration shell of different salts clearly differentiate hydrogen bonding of water in the hydration shell around cations and anions. A comparison of resolved liquid water spectra and resolved hydration‐shell spectra of ions highlights that the ordering of absorption frequencies of different kinds of hydrogen‐bonded water species is also preserved in the bound state with significant changes in band position, band width, and band intensity because of the polarization of water molecules in the vicinity of ions.