木質文物一般泛指古代遺存下來的木、竹制品，大至戰船、佛像、棺槨、墓葬，小至木牘、竹簡及各種工藝品等。事實上，在世界建筑中獨一無二的、以木結構為主的我國各式古建筑中，形式豐富、結構奇特的木制構件也被視作木質文物。我國的古建筑歷經數千年的發展，具有極高的文物、歷史和藝術價值，它不僅是中華民族的寶貴財產，也是世界建筑藝術的珍寶。

　　木結構是我國古建筑中常用的體系，最早可追溯到幾千年前，與古埃及、古兩河流域、古印度和古愛琴海文化并稱為世界上五個最古老的建筑體系。木質文物具有豐富的歷史性和藝術性，它們充分反映了我國古代勞動人民的聰明才智，代表著不同的歷史發展階段的特征，為歷史研究提供了有力的物證，木牘、竹簡則更是直接地為人們提供了可靠的歷史文獻。因此，研究和保護好現存的木質文物對弘揚民族文化，開展歷史研究是非常重要的。

　　而木材作為一種天然生物質材料，本身耐久性差，易受自然因素（物理、化學和生物損害如腐朽菌、蟲）的侵蝕，使木材強度降低直至全部損壞。另外社會因素如戰亂或人為破壞也會造成文物的損壞。對木質文物進行科學處理，使木材免受損害，可以達到延長文物使用壽命的目的。木質文物的保護在文物界是一個專門的、重要的課題，此外合理地利用這些文物又能獲得巨大的社會和經濟效益。

　　一、木材的化學成分和天然結構

　　木材是一種天然材料，由高分子物質和低分子物質組成。構成木材細胞壁的主要物質是三種高聚物———主要成分有纖維素、半纖維素和木質素，約占木材重量的97%～99%。次要成分包括鹽類、可溶性多糖、苯酚、萜烯、蛋白質和其它化合物。木材的微觀構造顯示木材是一種多孔質材料，因此具有很多生物質材料的共同特性，如水分變化造成的吸濕解吸現象，以及容易遭受生物性腐蝕和降解破壞，另外材質的差異和樹種不同也使木質文物的保護方法千差萬別，因此這些木材的基本特性也決定了木質文物保護的獨特性和復雜性。

　　二、木質文物保護中的影響因素

　　影響木質文物保護因素有很多，主要分為以下幾個類別:生物性損害、物理性損害和化學性損害。

　　1、生物性損害

　　（1）動物性損害。蛀木害蟲是指天牛、長蠹、竊蠹、小蠹、粉蠹、象鼻蟲和長小蠹等一類能在干燥木材中生長繁殖的甲蟲。蛀木甲蟲危害木材的主要是它的幼蟲，幼蟲從卵孵化后蛀入木材，在木材中取食、生長，將木材蛀蝕出各種大小不同的孔道，并排出粉末狀或鋸末狀蛀屑。孔道和蛀屑的形狀是鑒別不同害蟲的重要依據。蛀木害蟲中還包括一類特別的害蟲———白蟻。白蟻是熱帶、亞熱帶地區主要的木材害蟲，由于它的種類多、數量大、蛀蝕隱蔽，常會對古建筑及木質文物造成毀滅性的破壞。在我國長江以南的各省、區，白蟻是應該特別注意的一類害蟲。海生蛀木動物有船蛆、海筍及蛀木水虱等，一般都生活在淺海，將浸沒在海水中的木材蛀蝕成大小不同的孔洞，嚴重時木材會在海浪沖擊下破損。海中的木質沉船有時也會遭到海生蛀木動物的損害，通常木材的生物損害往往是破壞性的，因此在木質文物的保護當中應該采取必要的防蟲和防腐措施。

　　（2）微生物性損害

　　1）真菌。木腐菌是木材最重要的植物性損害，其中主要的一類是真菌，其形狀以擔子菌（Bosidiomyceten）為主，木腐菌可分為褐腐菌、白腐菌、軟腐菌和變色菌等。褐腐菌和白腐菌時木質文物中常見的木腐菌種類，它們和軟腐菌都能降解木材，使其材質降低，而變色菌主要使木材材色發生變化。

　　褐腐菌能夠分解木材的多糖，使纖維素和半纖維素成分降解，木質素成分相對提高，腐朽木材因而呈現褐色。白腐菌則同時分解多糖和木質素，因腐朽材呈白色而得名。而軟腐菌能極大程度降低木材纖維素的強度，它以木材薄壁組織的糖類和淀粉作為營養，并沿橫向穿透細胞壁，引起木材的軟腐。木材受到變色真菌、細菌等微生物的作用會導致微生物變色。而真菌菌絲的顏色造成了木材材色的變化。

　　2）細菌。細菌對出土的木質文物影響較大，與木腐菌比較，細菌對木材的損害要輕得多，細菌僅將細胞壁侵蝕成孔洞狀，細菌和真菌同時危害，加速了木材的降解。細菌生命力頑強，即使真菌無法生存的缺氧環境里依然可以存活。南京博物院曾對明泗陽漢墓埋藏環境中的土樣及木樣的細菌種類進行了分析和奠定，發現細菌種類主要有丁香假單胞菌、自養水螺菌、腸桿菌屬、魔芋食酸菌、過濾弧菌、假單胞菌等。細胞的形態主要有短桿、球形、桿狀等。

　　2、物理性損害

　　（1）物理性損害。另外氣候、聲、光等物理因素也能造成木材的變化，但一般都不是單一物理因素的作用，往往是物理、化學和生物等因素綜合作用的結果。小劑量的x、r射線可使木材性質稍有改善。但是，劑量較大時（如100KGy）會使木材表面降解，顏色發暗，強度降低，木質變脆，易碎。

　　（2）含水率。古木質文物中含水率一般保持在較高的水平，含水率越高，木材吸濕解吸的過程就越快。所以在不受保護的極端情況下，木材干燥收縮會導致整個木材破壞，原因是這種木材的細胞及細胞間的結合已經被完全破壞，并且這種細胞級別的破壞是不可逆轉的。

　　3、化學性損害

　　各類酸、堿鹽溶液、金屬和氣體等都會對木材有所影響，嚴重時可造成古建筑與木質文物不可逆轉的破壞。堿、酸溶液對木材的影響與樹種、酸堿的種類、濃度、pH值、作用時間和溫度有關。堿溶液作用使木材初期膨脹，然后使木聚糖分解，長時間作用下，會大大降低木材的機械強度和抵抗生物損害的能力。酸溶液作用初期使木材膨脹，繼而木材多糖水解，力學強度降低，長期作用可使木材的結構完全破壞。另外鹽類、金屬和氣體對木質文物的損害也是轉換成酸堿作用于木材。

　　三、木質文物保護的物理處理方法

　　1、含水率控制

　　木材中的水分重量占木材絕干重量的比率稱之為木材的含水率。它是木材非常重要的一項物理性質，含水率的大小影響著木材的脹縮、密度、電學及熱學性質和力學性能，對木材的防腐和加固處理的影響尤為重大。出土木制文物保護的一個首要的任務，就是在保持文物形狀的前提下，盡快用性質穩定的物質注入木材中，盡量使木材能夠保持較高的含水率。木材含水率在80%～100%或以上時可確保木材不會受木腐菌和害蟲的危害，即一種原木有效保存方法濕存。

　　另外木材含水率低于并保持在20%以下時，一般木材也能免于腐朽和蟲蛀。所以木建筑修繕現場施工時，應按我國2002年頒布的“古建筑木結構維護與加固技術規范”要求選用含水率在20%以下的木構件[4]，否則會形成“油悶”現象。

　　2、物理防腐

　　由于在某些古木質文物、古木建筑的保護和修繕中，木材防腐劑的使用受到了限制或不容許使用，使用物理方法，也能達到消滅木材害蟲的方法。檢疫輻射處理利用離子化能照射有害生物，防止有害生物傳播擴散或將其殺滅。由于其具有無毒、無害、無污染、不影響文物品質、安全等優點，所以在檢疫上具有廣泛的應用前景。常用的離子化能有γ-射線、X-射線、微波、紅外線、可見光和紫外線等。各種消滅木材害蟲的物理方法實用性差異很大，大量的文獻及不同實驗都證明了γ射線可以有效殺死木材害蟲的不同發育階段的蟲體，原理是γ射線害蟲使新陳代謝紊亂而死。X射線因木材的過濾作用而不能有效殺死木材害蟲，高頻和超高頻電磁波以及超聲波的應用也逐漸廣泛起來。

　　為尋求毒性氣體薰蒸和毒性液體殺蟲的替代方法，近年來有幾種非毒性殺蟲方法開始得到了應用發展。這些方法是冷凍、加熱處理、二氧化碳薰蒸和低氧處理。因木材害蟲的幼蟲對木材溫度的升高是很敏感的，熱空氣加熱也能有效殺滅木材害蟲。另外冷凍也可以使害蟲不能正常發育。實驗證明低氧方法可達到殺蟲所需的低氧濃度。應用陽光照射處理可以使所處理的木質文物核心部分達到55℃，保持足夠時間即可殺死害蟲。但是現在還沒有找到控制內部空氣溫度和濕度過高的方法。至今，此方法僅僅建議用于處理表面無漆料和無金飾的木質文物。

　　3、生物防治法

　　生物防治法是非物理方法指用生物或生物技術消滅有害生物的方法，如以蟲治蟲，以生物治蟲等。生物防治不使用有毒物質，可以避免對環境的污染，但文明保護上的應用并不多。目前已證明二氯苯醚菊酯、三氯殺蟲酯、殺滅菊酯、氯菊酯和氟氰菊酯等對防治白蟻有效，殺滅菊酯和二氯苯醚菊酯對防治木材蠹蟲有一定的效果。

　　四、木質文物保護的化學處理方法

　　1、化學防腐

　　防腐劑是指那些能保護木材，免受菌、蟲等生物損害的化學藥劑，一般都包含殺菌或殺蟲成分。防腐劑分無機和有機2大類，無機藥劑主要是一些水溶性的鹽類。常見的有CCA、CCB、CCF、FCAP、BBF、BBP和ACQ。有機藥劑又可分為油類和油溶性（有機溶劑型）藥劑兩類，常見的有煤焦油、五氯酚、環烷酸酮、8-羥基喹啉酮、三丁基氧化錫（TBTO）和唑類化合物。現在多采用幾種不同成分配合的復合型藥劑，以改善性能，提高藥效，如TBTO與煤焦油1∶1混合使用或加入五氯酚能大大強化其毒效。硼的汽相處理是從傳統木材防腐處理技術基礎上發展起來的一種全新的處理方法，它不依靠溶劑，而是使防腐劑的有效成分以汽相直接進入木材。該方法使木材處于硼的蒸汽中（使用三甲基硼），含硼氣休進入木材后與木材中的水分結合生成硼酸，作為木材防腐劑沉積在木材中。

　　吸藥量和透入度直接反映木質文物防腐處理質量的好壞，木材的滲透性及含水率與木材防腐處理效果密切相關。樹種不同，木材的天然滲透性有著極大的差別，木材的滲透性大小直接影響著木材對藥劑的吸收。防腐處理應保證吸藥量高于處理后木材內基本保留的有效劑量要求。透入度的檢測是實現防腐處理質量控制的一個重要手段，防腐劑透入度一般用化學顯色法測定。一些試劑能與防腐劑中的某些元素發生顯色反應，該顏色即可表示為防腐劑的顏色。

　　2、熏蒸劑處理

　　熏蒸劑是一類低沸點的藥劑，熏蒸法是利用一定濃度的有毒氣體在密封的環境下殺死害蟲的方法，由于木材的特殊致密環境，并且熏蒸木材中的害蟲和木腐菌沒有預防作用，因此，一般熏蒸以后還應該輔以防蟲、防腐藥劑的處理。

　　熏蒸處理是目前普遍使用的化學處理方法。有關專家經過試驗比較后認為，能在文物上采用的殺蟲殺菌熏蒸劑僅溴甲烷、硫酰氟和環氧乙烷，因為它們對文物本身的破壞最小。常見的木質文物熏蒸處理化學藥劑有溴甲烷（CH3Br）、硫酰氟（SO2F2）、環氧乙烷（（CH2）2O）等，熏蒸處理時要求熏蒸劑在一定溫度和壓力下，保持足夠高的氣體濃度，通常用濃度和時間的乘積（CT值）來衡量。為了更好地提高熏蒸效果，國內外主要從兩方面改善:一方面加入熏蒸劑的增效劑，可減少熏蒸劑的用量;另一方面，改善熏蒸條件，保證熏蒸場所的密閉性并不斷探索新的熏蒸方式，如減壓熏蒸、真空熏蒸、環流熏蒸和混合氣體熏蒸等。近年來熏蒸劑也成功地用于文物古建筑的殺蟲和超大型木質文物的保護，如北京頤和園排云殿及承德普寧寺金漆木質大佛的熏蒸，都取得了良好的效果。

　　(1)溴甲烷處理（Fumigationwithmethylbromide）

　　溴甲烷能使疏基類（-SH）化合物烷基化，對細胞中的正常生化反應造成了嚴重的破壞。利用溴甲烷熏蒸，不僅能殺滅各種各樣的害蟲、螨蟲、軟體動物和線蟲，甚至對某些真菌，細菌和病毒也有一定的殺滅作用。

　　(2)硫酰氟處理（Sulfurylfluoride）

　　硫酰氟也是國際熏蒸處理中常用的藥劑之一，隨著國際上《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》中淘汰溴甲烷計劃的進一步開展，作為新一代的廣譜熏蒸劑———硫酰氟（其臭氧消耗值為0）的應用前景將更為廣泛。硫酰氟能破壞生物體內磷酸的平衡，抑制氧氣的吸收，阻斷蟲體內貯存脂肪的代謝利用，使之因無法獲得生存所需的充足的能量而死亡。

　　(3)環氧乙烷處理（EthyleneOxide）

　　在國內文物保護界，中國文物保護科學技術研究所（現中國文化遺產研究院）最早進行環氧乙烷的滅菌和尾氣治理研究，20世紀80年代初又故宮博物院擴大試驗規模并引入實用階段。環氧乙烷一般壓縮成液體，與二氧化碳或氟利昂混合使用，其混合比例為1∶9。其能破壞DNA中的核酸物質，阻礙病蟲參加正常的生物化學反應和新陳代謝。

　　3、化學加固

　　木材可通過化學加固處理，使木質文物免遭菌、蟲和機械損害，使木材的強度、尺寸穩定性和防腐、抗蟲能力得到有效增強。化學加固技術在古建筑維修和木質文物的保護中起著重要的作用，加固藥劑也分為無機化合物和有機化合物2大類，無機化合物中大量的是一些鹽類，易溶于水，主要用于濕材的保護，主要有鋁化物（Al2（SO4）3·18H2O），硫酸鋁鉀（俗稱明礬KAl（SO4）2·12H2O）和硅化物等。有機類藥劑包括低分子及高分子化合物，主要用于含水率在纖維飽和點以上的潮濕木材的加固，已廣泛應用和見諸報道的有:天然膠、油類、油脂、蠟、樹脂、蟲膠和樟腦、多元醇和糖、纖維素衍生物、甲醛、甲醛樹脂、酮樹脂、聚乙烯化合物、苯乙烯、聚酯樹脂、丙烯和甲基丙烯化合物、環氧樹脂、聚酰胺、聚氨基甲酸酯、有機硅化合物和含硫塑料等。其中高分子有機化合物更是目前世界范圍內廣泛使用的加固藥劑，在古建筑維修和木質文物的保護中起著重要的作用。

　　常用的固化方法有真空法、熱（催化）固化法和光化學法（輻射固化法）等。冷凍干燥法是處理潮濕木材常用的方法，它能最大限度地減少潮濕木材干燥過程中的開裂和變形，有時也可用作經加速藥劑溶液浸駐木材的固化方法，浙江余姚河姆渡遺址出土的木質文物含水率達20%～60%，用此方法成功解決了河姆渡遺址出土的嚴重降解的大型飽水木質文物的脫水定型問題。應注意的是，經脫水、加固的木器如不注意保存條件，時間長了仍會產生收縮、變形等現象。因此保存木器的室內溫度應在18～25℃，相對濕度以在55%～65%之間浮動為好。河北古建筑保護研究所對木結構古建筑加固阻燃技術進行了研究，先獲得堅固的基材，然后用特制阻燃劑覆蓋加固層，使易燃性木材成難燃性。最后加封護劑以增強抗老化能。南京博物院以乙二醛、尿素為主要原料，以乙醇、聚乙烯醇等多元醇為改性劑合成的一種用于飽水木質文物脫水加固的材料，能對變色木質文物進行脫色處理，使處理后文物的顏色得到很好的恢復。使木材的吸濕性降低，有效控制了收縮率。

　　五、無損檢測技術應用于木質文物保護

　　對古建筑木結構維修和保護時，需要在維修前對建筑木結構的保存程度、可靠性和安全性做出評價，這一要求可以通過采用無損檢測技術檢測木構件的殘余強度和木質構件內部缺陷位置而得以實現。為了加強古樹名木的保護，也必須在不破壞其生長和引起新的災害的條件下，對古樹內部缺陷進行無損檢測，木材腐朽是古建筑木構件中最常見的安全隱患，有些腐朽發生在木材內部，為古建筑維護帶來一定困難。通過應用先進的無損檢測技術對木質文物進行狀況勘查和評估分析，能準確得到文物的損壞信息，可以防患于未然，盡早的對文物實施相應的保護處理措施。

　　目前我國古建筑維修和古樹保護中，最方便的無損檢測技術是采用肉眼觀察和用錘子敲擊來判斷木結構部件有無空洞或腐朽，然后確定這些木構件是否需要更換。對于一些結構復雜的木質文物，為了給古建筑維護與維修提供科學的依據，就可使用聲應力波或超聲（應力）波，它們分別是通過應力波傳播速度和傳播到材料內部表面的回聲波的特征，來評定木材腐朽深度等參數。目前應力波技術是對木材進行無損檢測最常用的方法之一。其它無損檢測技術有電學方法、γ-射線、X-射線。經常使用的儀器有木材阻抗測定儀、應力波測定儀、超聲波測定儀和Pilodyn檢測儀。

　　六、結語

　　文物集高歷史價值、高藝術價值和高自身價值于一體，所以對待每一件文物都必須慎之又慎。在采取任何一種保護措施之前，必須做有針對性的實驗，在確保萬無一失的情況下，才能十分小心地進行具體實施。木質文物的保護是一項復雜細致的工作，由于木質材料自身的特異性，可以說對每一件具體文物的保護都是一個全新的工作。因此對于文物保護工作者來說，必須不斷學習文物知識，努力提高操作技能，真正做好木質文物的保護處理工作。