نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شناخت مواد و فناوری‌، پژوهشکده حفاظت و مرمت آثار تاریخی-فرهنگی، تهران، ایران

2 گروه مرمت آثار دانشکده هنر و معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران

3 3گروه تکنولوژی هنر و حفاظت و مرمت آثار، دانشگاه هنرهای زیبای درسدن، درسدن، آلمان

4 گروه شیمی، دانشگاه ییل، نیوهاون، آمریکا

چکیده

سابقه و هدف: افزایش آلودگی‌های محیطی ناشی از رشد صنایع، جمعیت، ساخت‌وسازهای شهری، افزایش استفاده از مواد مصنوعی و شیمیایی و همچنین تغییرات شرایط اقلیمی باعث شده که در سال‌های اخیر متخصصان علوم و حفاظت و مرمت در جهان بر اهمیت کیفیت هوا در حفاظت و نگهداری آثار در محیط موزه تاکید بیشتری کنند و پژوهش در این زمینه به یکی از محورهای اصلی و بنیادین موضوع حفاظت پیشگیرانه مجموعه‌های موزه‌ای تبدیل شود. از این‌رو با توجه به اثرات مخربی همچون خوردگی فلزات، کاهش استحکام الیاف و تغییر رنگ که آلاینده‌های گازی ناشی از ترافیک و صنایع می‌توانند بر آثار تاریخی داشته باشند، غلظت گازهای NO2 و SO2در کتابخانه و موزه ملی ملک و موزه رضا عباسی در دو منطقه مرکز و شمال شهر تهران مورد سنجش و پایش قرار گرفتند.مواد و روش‌ها: نمونه‌برداری آلاینده‌های فوق با روش تیوب‌های غیرفعال پالمس در سالن‌ها و ویترین‌های نمایش این موزه‌ها در دو نوبت در تابستان و زمستان سال 1392 انجام شد. برای نمونه‌گیری از هر مکان سه تیوب استفاده می‌شود که یکی از آنها به عنوان تیوب شاهد کاملا بسته است. سپس غلظت گاز دی اکسید نیتروژن با استفاده از طیف‌سنجی فرابنفش و غلظت گاز دی‌اکسید گوگرد به کمک روش یون کروماتوگرافی اندازه‌گیری شدند. همزمان با این بررسی‌ها اندازه‌گیری دما و رطوبت نسبی داخل ویترین و سالن نمایش هم به وسیله دیتالاگر به مدت یک سال و در فواصل زمانی 15 دقیقه انجام شد. اندازه‌گیری میزان سرعت تبادل هوا در ویترین‌های نمایش با روش ردیابی گاز دی‌اکسید کربن به وسیله دستگاه قابل‌حمل مدلVAISALA,GM70, GMP222 به مدت 24 ساعت صورت گرفت.نتایج و بحث: نتایج آزمایشات و اندازه‌گیری‌های ریزاقلیمی دما و رطوبت در این دو موزه نوسانات زیادی به‌ویژه در رطوبت در آنها نشان می‌دهد که تحت تاثیر شرایط محیطی بیرون است و نشان‌دهنده تبادل هوای زیاد و عدم کارایی لازم سیستم‌های هواساز در این دو موزه است. مقایسه نتایج مربوط به گازهای آلاینده‌ مورد اندازه‌گیری نیز نشان می‌دهد که غلظت آلاینده‌ها در موزه رضا عباسی بیشتر از موسسه کتابخانهوموزهملیملکاست. مجاورت مستقیم این موزه با خیابان اصلی و قرارگیری آن در نزدیکی دامنه کوه و عدم جابه‌جایی هوا در این منطقه نقش مهمی در افزایش غلظت آلاینده‌ها در موزه رضا عباسی دارد. همچنین غلظت گاز دی اکسید نیتروژن در فصل تابستان بیشتر از زمستان و بالعکس غلظت گاز دی‌اکسید گوگرد در زمستان بیشتر از تابستان است. با توجه به سرعت تبادل هوای ویترین‌های دو موزه و غلظت گازهای آلاینده در آنها مشاهده می‌شود که اگرچه نیمه‌بسته بودن ویترین‌ها و کاهش سرعت تبادل هوا تاثیر زیادی بر کاهش غلظت گاز دی‌اکسید نیتروژن دارد اما به‌طور شگفت‌انگیزی غلظت گاز دی‌اکسید گوگرد در داخل و خارج از ویترین‌ها تفاوت چشمگیری را نشان نمی‌دهد. لازم به ذکر است که با توجه به نوع آثار موجود و مصالح مورد استفاده در ساخت ویترین‌ها که اساسا شیشه و فلز هستند هیچ نوع منبع داخلی برای این آلاینده در ویترین‌ها شناسایی نشد.نتیجه‌گیری: در مجموع بررسی‌های انجام‌شده نشان می‌دهد موقعیت مکانی موزه‌ها در بافت شهری، مجاورت یا عدم مجاورت آنها به خیابان‌های اصلی و پرتردد و سرعت تبادل هوا نقش مهمی در غلظت آلاینده‌های خارجی در محیط‌های داخلی موزه‌ها دارند. علاوه بر این نتایج نشان می‌دهد که غلظت گازهای آلاینده در محیط هر دو موزه بالاتر از حد مجاز برای حفاظت از آثار است. با توجه به اثرات مخرب این آلاینده بر آثار اجرای یک طرح حفاظت پیش‌گیرانه و دفع خطر برای موزه‌های مذکور توصیه می‌شود. این توصیه‌ها طی یک مقاله جداگانه و در همین ارتباط مورد بحث و بررسی قرار خواهند گرفت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Measurement of gaseous pollutants NO2 and SO2concentration in environments of Tehran museum using passive sampler tubes

نویسندگان [English]

  • Manijeh Hadian Dehkordi 1
  • Rasool Vatandoust 2
  • Christoph Herm 3
  • Stefan Simon 4

1 1 Material science and Old Technologies Research Group, Research Center for Conservation of Cultural Relics (RCCCR), Tehran, Iran

2 Department of Conservation of Cultural Property, Faculty of Art and Architecture, Islamic Azad University of Tehran, Tehran, Iran

3 Department of Art Technology and Conservation and Restoration of Art Works, Faculty II, University of Fine Arts, Dresden, Germany

4 Department of chemistry, Yale University, New Haven, USA

چکیده [English]

Introduction: Increased environmental pollutants caused by industrial development, population, urban construction, the increased use of synthetic materials and chemicals as well as climate change have, in recent decades, led to air pollution becoming an important issue in the field of conservation of cultural property for scientists and conservation and restoration expertsin the world. Furthermore, the role of air quality in the preservation of historical objects and art works in museums has been one of the fundamental topics of the preventive conservation of museum collections. However, considering adverse effects such as corrosion, reduced fibre strength and changing colour due to gaseous pollutants emitted by traffic and industry, NO2 and SO2 levels were monitored and assessed in the Library and Malek National Museum and in the Museum of Reza Abbasi in the centre and North of Tehran.Materials and Methods: Sampling of the aforementioned pollutants using Palmes passive sampler tubes was carried out in exhibition halls, display cases and storage areas in the museums, twice in the summer and winter of 2012-2013. For this purpose, three tubes were used to take samples from each location. One of the tubes as a reference was completely closed. Nitrogen dioxide was absorbed by TEA:Triethanolamine and measured using ultraviolet spectrophotometry (Byanjuet al. 2012). The concentration of sulphur dioxide was measured by using ion chromatography with KOH used as an adsorbent (Lopez-Apariciaet al. 2010). Simultaneously, temperature and relative humidity inside the display cases and exhibition halls were measured by data loggers for a year and at intervals of 15 minutes. Air exchange rate (AER) of the enclosures can be measured via the tracer gas technique over 24-hour periods. In this project, CO2 was used as the tracer gas and Vaisala, GM70, GMP222 as the detector inside the case. Results and Discussion: The results of micro climate measurements show that temperature and relative humidity and their fluctuations in the museum, especially RH, are affected by the external environment.  This indicates a much to high air exchange rate with the outside and the lack of an efficient mechanical ventilation and air conditioning system at the museums. Comparison of the results measurements shows that the concentration of pollutants in the Reza Abbasi Museum is more than in the Malek National Museum. The concentration of NO2 is greater in summer than winter and, vice versa, the concentration of SO2 is higher in winter than summer. Also, the concentration of pollutants in both museums is higher than museum standards. Considering the air exchange rate of the display cases and the concentration of gaseous pollutants at the museums, although the display cases are semi-airtight which reduces the concentration of nitrogen dioxide, surprisingly the concentration of sulphur dioxide outside them has no significant difference. It should be noted that, according to the type of objects and display case materials (glass and metal), there are no sources for these pollutants in the display cases.Conclusion: This study shows the situation of the museums in the urban setting and vicinity to major and crowded streets as well as the air exchange rate play an important role in the concentration of air pollutants in these indoor environments. Furthermore the results show that the concentration of SO2 and NO2 in both museums is higher than standards for the conservation of museum collections. Due to adverse effects of the pollutants, implementing a preventive conservation program is recommended and specific recommendations in this regard will be discussed in a separate article.

کلیدواژه‌ها [English]

  • NO2
  • SO2
  • Gaseous pollutants
  • Museum environment
  • Passive sampler

منابع

Alghazawi, R., Havermans, J. and Willems, W., 2010. Indoor environment, Jordan museums Recent advances in museum environment studies, IAQ.

Byanju, R. M., Gewali, M. B. and Manandhar, K., 2012. Passive sampling of ambient nitrogen dioxide using local tubes. Environmental Protection. 3, 177-186.

Calver, A., Holbrook, A., Thickett, D. and Weintraub, S., 2005. Simple methods to measure air exchange rates and detect leaks in display and storage enclosures. The Hague, ICOM committee for conservation- 14th triennial meeting, 12-16 September, 597-609.

Cao, X., Wang, N. and Liu, N., 2009. Synergistic effect of chloride and NO2 on the atmospheric corrosion of bronze. Anti-Corrosion Methods and Material. 56 (6), 299-305.

HadianDehkordi, M., 2015. Air Quality in the Museum Environment Exemplary Investigations on Air Pollutants in Berlin, Tehran and Mumbai Museums. Ph.D. Thesis. Academy of Fine Arts, Dresden. www.hfbk-dresden.de.

Hodgkins, R. E., Grzywacz, C. M. and Garrell, R. L., 2011. An improved ion chromatography method for analysis of acetic and formic acid vapours. e-Preservation Scienc. 8, 74-80.

Hu, T., Cao, J., Lee, Sh., Xuxiang Li, X., Shen, Zh., Rong, B., and An, Zh., 2010. Microanalysis of dust deposition inside Emperor Qin's terra- cotta warriors and Horses museum. Aerosol and Air quality Research. 10, 59-66.

IEPO, 2010. The annual report of air quality in Tehran, Tehran: Iran's Environment Protection Organisation (IEPO) (In persian language).

Kucera, V., 2002. changing pollution situation and its effect on material corrosion. Proceedings of the 5th EC Conference, Cultural Heritage Research: a Pan-European Challenge, May 16-18, Krakow, Poland. 23-29.

Lopez-Aparicia, S. et al., 2010. Measurement of organic and inorganic pollutants in micro climate frames for paintings. e- preservation science. 59-70.

Martin, G. and Blades, N., 1994. Cultural property environmental monitoring, Preprints of the contributions to IIC 1994 Ottawa Congress: Preventive conservation: practice, theory and research, 12-16 September. London, Archetype Publications. 159-163.

Muller, C., Corel, R. and van Dijke, R., 2006. Air qulaity monitoring in European museums: 2000 to present. 7th Indoor Air Quality 2006 Meeting (IAQ2006), November 15-16, Braunschweig-Germany. (iaq.dk/iap/iaq2006/Muller_IAQ2006.pdf).

Padfield, T., Erhardt, D. and Hopwood, W., 1982. Trouble in store. In: N. a. T. G. Brommelle, ed. Science and technology in the service of conservation. Washington D.C.: Congress of the international institute for conservation, 24-27.

Pfeffer, U., Zang, T., Rumpf, E. M. and Zang, S., 2010. Calibration of diffusive samplers for nitrogen dioxide using the reference method- Evaluation of measurement uncertainty. Gefahrstoffe-Reinhaltung der Luft.70 (11/12), 500-506.

Salem, A. A., Soliman, A. A. and El-Haty, I. A., 2009. Determination of nitrogen dioxide, sulfur dioxide, ozone, and ammonia in ambient air using the passive sampling method associated with ion chromatographic and potentiometric analyses. Air Qual Atmos Health. 2, 133–145.

Shafie-Pour, M., Ashrafi, K. and Tavakoli, A., 2010. Indoor Air Quality Modelling for Tehran Museums by IMPACT. Journal of Environmental Studies. 36 (55), 22-24.

Tetreault, J., 2003. Airborne pollutants in museums, galleries and archives: Risk assessment, control strategies and preservation management. Ottawa: Canadian Conservation Institute.

Thomson, G., 1965. Air Pollution- Areview for conservation chemists. Studies in Conservation. 10, 147-166.

Troi, A. et al., 2011. Museum environment: Monitoring fully and partially conditioned rooms within SMooHS project, Markus Krueger, Proceedings of the European Workshop on Cultural Heritage Preservation, Berlin, September 26-28. Hemsbach, Beltz Druckpartner GmbH & Co. KG. 62-69.

Walsh, M., Black, A. and Morgan, A., 1977. Sorption of SO2 by typical indoor surfaces including wool carpets, wallpaper and paints. Atmospheric Environment. 11, 1107- 1111.

Whitmore, P. M. and Cass, G. R., 1989. The fading of artists’ colorants by exposure to atmospheric nitrogen dioxide. Studies in Conservation.33, 85-97.

Worobiec, A. et al., 2010. Transport and deposition of airborne pollutants in exhibition areas located in historical buildings- study in Wawel Castle Museum in Cracow Poland. journal of Cultural Heritage. 11, 354-359.