北京通州通永道署铁狮的保护修复

郭 静

（河北省文物与古建筑保护研究院，河北 石家庄 050051）

北京通州通永道署铁狮为北京地区现存古铸铁狮中最大、最精者（图一），铸造于元皇庆二年（1313），原立于通州城东北的户部京畿都漕运使分司署大门前，为雌雄一对，后雄狮流失。清康熙七年（1668），于该处设顺天府通永道署，并补铸了雄狮，因此铁狮俗称“北京通州通永道署铁狮”。“文革”期间，清代补铸的雄狮被砸碎，元代的雌狮头部遭破坏。1984年，雌狮被转移到当时的通县文物管理所院内保护，现置于通州区三教庙院内。

图一 修复保护前的通永道署铁狮

铁狮蹲坐于方形台座上，左前足抚幼狮。方座前立面正中铸有铭文“皇庆二年八月”，左侧铸铭“去邪□恶，镇宅大吉”。通高1.4米，长0.75米，宽0.6米。由于铁狮在室外保存，且前期未设置保护围栏，受气候环境及人为影响较大，出现裂隙、锈蚀、剥落等多种病害。此外，铁狮头部因残损形成的孔洞处易积尘和存留雨水，直接影响文物本体的保存，需对其进行保护维修。

2020年，河北省文物保护中心（2021年并入河北省文物与古建筑保护研究院）受北京市通州区文物保管部门委托，对通永道署铁狮进行了病害调查和分析，并研究编制了文物保护方案。现通永道署铁狮已按照此方案完成保护修复工作。下面对此次保护工程的具体情况略作说明，以就教于方家。

一、病害调查

首先遵循中华人民共和国文物保护标准《馆藏铁质文物病害与图示》（WW/T0005-2007）对通永道署铁狮进行病害勘察，并做详细记录及信息采集。

经勘察，铁狮存在以下病害：

（一）残缺

铁狮头部及底座足部在“文革”时期遭到破坏，导致基体残缺。

（二）裂隙

经肉眼观察可见，铁狮头部沿头顶残缺部位有向不同方向延伸的裂隙，颈部、腿部等位置也有多处裂隙。

采用红外热波技术对铁狮形貌进行勘测，可确定肉眼不可见的表面裂纹深度及表层剥落等情况。经勘测，发现铁狮右前足三条裂纹已全部贯穿壁厚，额头凹陷附近裂纹较多，并且有大面积疑似剥离裂纹。由铁狮左前足可见光照片及不同时段热分布图（图二）可知，铁狮左前足腕部裂纹明显，脚掌和小狮相接处有明显裂纹，并沿脚趾延伸至小狮后腿处，小狮头部也有裂纹延伸。

图二 铁狮左前足可见光照片及不同时段热分布图

（三）层状剥落

物理、化学等多种因素会导致铁质文物表面层状脱落，经观察，铁狮层状剥落病害主要位于铁狮足部、腹部及底座足部。

（四）锈蚀

铁狮整体锈蚀从上至下逐渐加剧，底座底部锈蚀严重。

（五）积水

由于铁狮表面不平整，且残缺部位凹凸变化较大，易积存雨水，从而加速锈蚀剥落病害的发展。积水主要位于头部残缺及足部凹陷部位。

二、仪器检测分析

因通永道署铁狮为露天保存，存在锈蚀、裂隙等严重病害，为了深入了解铁狮的铸造材料、工艺及病害特征，在对铁狮取样后，利用SEM-EDS、金相显微镜、XRD等仪器分析检测铁狮铸造工艺及材料。

（一）表面形貌勘测

使用FARO Focus 3D X330地面型三维激光扫描仪对通永道署铁狮形貌进行扫描，发现铁狮表面存在多处裂隙，精准测得底座正视图宽62.2厘米，侧视图宽90.4厘米，通高143.37厘米，铁狮头部残缺部位最大深为1.76厘米。

（二）材质检测

使用双组份环氧树脂对铁狮样品进行制样，经镶样、磨光、抛光，制成金相样。于金相显微镜下观察，可知铁狮铁质金相组织：样品为珠光体+渗碳体+共晶莱氏体（珠光体边缘有析出的二次渗碳体），材质为过共晶白口铁，工艺为铸造。

由XRD分析结果（图三）可知，铁狮锈蚀产物主要是针铁矿［α-FeO（OH）］和磁铁矿（FeO），另含有少量四方纤铁矿［β-FeO（OH）］以及少量石英（SiO）。其中，针铁矿属于较为稳定且致密的腐蚀产物，对铁器有较好的保护性，但四方纤铁矿常存在于含有溶解氧、氯离子介质的铁器腐蚀产物层中，具有一定的吸湿性，会加速带锈铁质的锈蚀，不利于铁狮的稳定保存。该分析结果为铁狮保护中的除锈操作和除锈程度提供了一定的理论指导和依据。

图三 铁狮X射线衍射（XRD）分析结果

总之，影响通永道署铁狮保存状况的原因很多，但温度和相对湿度无疑是最重要的两个指标。它们既可以单独对文物的劣化发挥作用，也可与其他因素相互作用，引起文物的物理、化学劣化。

三、病害原因分析

通过详细的病害勘察可知，通永道署铁狮存在病害类型有残缺、剥落、裂隙、锈蚀等。导致以上病害出现的原因很多，结合当地环境情况，可以将影响文物保存并引起病变的主要因素归结为以下几个方面：

（一）内在因素

铁元素较为活泼的理化性质及器物自身的组成成分、合金比例等因素与腐蚀的形成有着极为密切的关系。因此，铁质文物保存难度较大，通永道署铁狮至今已保存700余年实属不易，更显其弥足珍贵。

（二）自然环境因素

环境温湿度及地下水对铁狮的保护影响极大。北京通州区四季分明，月平均温度变化大。研究表明，当温度从15℃升高至20℃时，材料的老化速度将提高250%（在光照和相对湿度不变的情况下）。温差大、高温持续时间长的地区环境因素加速了铁狮的老化。同时物质的“热胀冷缩”特性，以及温度变化较大导致的冻融现象，使铁狮出现剥落现象。此外，由于铁狮表面凹凸不平，极易积攒雨水，雨水和露天环境又共同加速了铁器的腐蚀。铁狮底座部位则由于地下毛细水的渗入而锈蚀严重。

（三）人为因素

因历史原因，通永道署铁狮曾遭受不可逆毁坏，造成铁狮头部凹陷残缺。

四、保护修复工作

为达到长久保存及陈列展示的要求，体现铁狮应有的价值，在完成资料收集及价值评估、资料留取、红外探伤、本体检测等工作程序的基础上，我们研究制定了针对通永道署铁狮的文物保护方案。以该方案为据，实施了下列保护修复措施。

1.清洗。铁狮本身带有泥土，如不及时清除，对文物本身会有一定影响。表面清洗以手工机械方法为主，对于较硬的土垢附着物采用热蒸汽的方法使其软化后再行剔除。

2.脱盐。因铁狮体积较大，故采用涂敷脱盐法对其表面脱盐。分以下几个步骤：第一步，复配纸浆。将吸水性较好的生宣纸、滤纸完全没入去离子水中，调整其pH值至9左右，加热搅拌使其成为均匀细腻的糊状纸浆后备用。第二步，涂敷。将纸浆均匀涂在铁狮表面，并用保鲜膜密封严实，防止水分挥发太快。第三步，检测。每次更换涂敷物时用硝酸银滴定法检测更换下来的涂敷物中氯离子的含量，以确定脱盐效果，直至达到脱盐要求。第四步，烘干。贴敷结束后，在保证器物表面无贴敷物残留的前提下，使用红外灯、热风枪等工具进行烘干，保持处理后的器物干燥。

3.除锈。铁狮腹部及底座表面锈层覆盖较厚，铁锈的膨胀使其变形、厚薄不匀。锈层疏松会吸收空气中的水分和有害介质，进而造成锈蚀层结构变化及铁狮的进一步腐蚀，因此应尽快去除锈蚀部位。针对铁狮腹部较薄且质地疏松脆弱的锈蚀，首先采用人工机械方法除锈，使用手术刀、竹签等去除土块，疏松锈层，再用錾子对较硬的锈蚀进行剔除。对于较坚硬部位的锈蚀，使用喷砂机对其进行去除。操作过程中要注意适度用力，逐层剔离，随时观察剔除深度。

4.缓蚀。对铁狮进行缓蚀处理，有利于其长期保存。在国内外金属文物保护常用的缓蚀剂中筛选，决定使用2%苯丙三氮唑（BTA）乙醇溶液进行缓蚀处理。

5.补配。采用CH-31型双组份胶粘剂、亚共晶白口铁对铁狮额头缺失部位进行了补配。

6.封护。由于铁狮长期于户外保存，经过筛选，决定选取15%全氟材料（SINO—2500）进行封护处理。在通风的地方，用毛刷将封护材料涂于铁狮表面，待干燥后即完成封护。

7.隔离地下水。地下毛细水导致铁狮底座部位锈蚀严重，需及时进行阻隔。在铁狮底座下铺设青石（密度3.7～3.8，吸水率≤0.75%，弯曲强度≥10.0MPa）底座，以隔绝地下水，对其进行保护。

经以上保护修复处理，铁狮表面干净完整，并置于青石底座上，避免了地下毛细水的侵蚀，更利于长时间的保存。

由于铁质文物的特点和属性，为了维护铁狮的保护修复成果，降低发生病害的几率，后期需加大养护力度，发现问题及时解决：一是由专人负责文物本体日常养护工作，建立相应的工作制度；二是至少每月提取一次环境监测数据，进行汇总及简单分析，有异常情况及时报告；三是每季度对文物进行一次细致观察，并做好记录，发现病害及时记录并处理；四是每季度对文物进行一次灰尘清理，可采用压缩空气吹扫等温和方式。