Příloha 4

Korozivita prostředí a způsob jejího hodnocení

Informace pro uživatele

Tento dokument tvoří přílohu k dokumentu Metodika vytvoření trvale udržitelného prostředí pro uložení tradičních oděvních součástek v depozitářích.

Příloha byla vytvořena pro potřeby sledování a vyhodnocování korozivity prostředí v pracovním prostředí, ve kterém dochází k manipulaci nebo uložení muzejních exponátů. Jejím cílem je vytvořit nástroj pro měření korozivity jak v pracovním prostředí, tak v prostředí depozitářů. Využívání popsaných postupů umožní sledovat a případně snižovat znečištění s cílem ochránit exponáty.

Vypracovala

Ing. Hana Grossmannová, Ph.D.

Obsah

1      Rozbor problematiky zatížení textilních sbírkových předmětů polutanty.
1.1       Úvod.
1.2       Vliv polutantů na fyzický stav sbírkových předmětů.
1.3       Druhy polutantů.
1.4       Specifikace materiálového složení textilních sbírek tradičních oděvů.
1.5       Poškození textilních sbírkových předmětů polutanty.
1.6       Specifika prostor pro dlouhodobé uložení textilních sbírek.
2      Návrh postupů a výběr specifických analytických metod pro stanovení polutantů.
2.1       Výběr a specifikace hodnocených lokalit
2.2       Přehled analytických metod pro detekci polutantů a přístrojů pro hodnocení celkové zátěže prostředí
2.3       Selekce analytických metod.
2.4       Návrh postupů, průběh a provedení experimentálních měření
3      Vyhodnocení výsledků.
Literatura.

 

1       Rozbor problematiky zatížení textilních sbírkových předmětů polutanty

1.1       Úvod

Ochrana a uchování historických textilií, je z pohledu konzervátora-restaurátora velmi nelehkým úkolem. Jak přírodní vlákna, tak i chemická vlákna jsou díky své organické podstatě i způsobu zpracování obecně velmi citlivá vůči degradačním vlivům. Na fyzickém stavu textilních sbírek se velmi silně projevují nejenom nevhodné klimatické parametry prostředí (světlo, teplota, vlhkost), působení mikrobiologických činitelů a škůdců, ale také chemické polutanty a prach vyskytující se v úložných prostorách. Specifickým úkolem této studie je kompletní rozbor a řešení problematiky zatížení textilních sbírkových předmětů polutanty přenášenými vzduchem, přenášenými kontaktem a vnitřními polutanty. To bude zahrnovat řadu úkolů, které lze definovat následovně:

  1. Rozbor problematiky zatížení prostředí škodlivými polutanty s důrazem na specifika textilních sbírek
  2. Návrh postupů a výběr specifických analytických metod pro stanovení polutantů
  3. Hodnocení zatížení jednotlivých lokací na základě praktických analytických měření
  4. Návrh řešení pro snížení celkové zátěže textilních sbírek v depozitářích, expozicích

1.2       Vliv polutantů na fyzický stav sbírkových předmětů

Z pohledu preventivní konzervace se na fyzickém stavu sbírek projevuje vliv mnoha činitelů. Požadovanou hodnotu klimatických faktorů (teplota, vlhkost, světlo), jsme schopni ovlivnit tím efektivněji, čím pracujeme s menším, lépe uzavřeným a zaizolovaným prostorem. Oproti tomu, negativnímu působení škodlivin jsou vystaveny právě ty sbírkové předměty, které jsou uzavřeny v malých a nevětraných prostorách. Zdrojem polutantů totiž bývají z velké části právě obalové materiály, konstrukční materiály vitrín a samotné sbírkové předměty. Z tohoto pohledu jsou degradacím prostřednictvím chemických škodlivin vystaveny nejméně objekty v galeriích a výstavních prostorách, více pak předměty uložené v depozitářích a zdaleka nejvíce pak objekty v nevhodných vitrínách a uzavřených obalech. Je tedy potřeba věnovat pozornost nejenom plynným polutantům vyskytujícím se v prostředí a polutantům přenášených kontaktem, ale také často opomíjenému vlivu vnitřních polutantů.

1.3       Druhy polutantů

Dle mého názoru, je z pohledu následných praktických řešení nejvýhodnější využít členění polutantů dle způsobu, jakým se polutanty dostávají do styku s předmětem [1]. První skupinou jsou polutanty přenášené vzduchem (jejich míra dána zejména velikostí zdrojů znečištění). Tyto látky mohou být antropogenního nebo přírodního původů. Vysoké koncentrace těchto látek se vyskytují zejména v okolí průmyslových podniků a městských aglomerací. Zdrojem může však být také materiály, ze kterých jsou postaveny budovy a dále i samotní návštěvníci. Je poměrně náročné říci, kolik těchto polutantů se v prostředí vyskytuje. Proto se budeme soustředit jen na ty, které byly identifikovány jako nejvíce škodlivé. Jsou to konkrétně: oxidy síry, oxidy dusíku, kyselina octová (uvolňována např. z tvrdého dřeva, latexu), těkavé organické látky (mobiliář, povrchové nátěry, čisticí prostředky), formaldehyd (fenolformaldehydové a melaminformaldehydové pryskyřice) sirovodík, ozón, amoniak (obecně zásady), pevné částice rozptýlené ve vzduchu. Další skupinou jsou látky přenášené kontaktem. Může jít jak o uvolnění látek z objemu materiálu tak i z povrchu (např. obalového materiálu). Míra vlivu je dána zejména množstvím a také mobilitou polutantu (např. těkavost). Typickými příklady materiálů, které mohou uvolňovat polutanty a poškozovat tak předmět jsou: dřevo, kyselý papír nebo lepenka, polyuretanová pěna, většina lepicích pásek, některé tekuté lepidla, kámen nebo cihly kontaminované solí, kov (při vysoké vlhkosti), organický materiál (např. obsah barviv, kůže, mastné kyseliny), čisticí prostředky, některé plasty. Poslední skupinou jsou pak tzv. vnitřní polutanty, čili látky, které se vyskytují v předmětu inherentně. Tyto mohou rovněž způsobovat nevratné poškození předmětu. Primárními vnitřní polutanty jsou pak takové látky a materiály, které jsou původní, nedílnou součástí sbírkového předmětu (např. kov, perleť) nebo se staly jeho součástí v rámci konzervačního zásahu (pojiva, barviva) a sekundární vnitřní polutanty jsou ty, které vznikají během procesu degradace materiálu, např. kyselina octová vzniklá hydrolýzou acetátu celulózy nebo kamenec (klížidlo) v papíru. Textilní sbírkový předmět je právě velmi často složen nejenom z textilního materiálu, ale také z dalších materiálů, jako jsou například barviva, kovy, keramika, sklo, plasty atd., které mohou být za určitých podmínek významným činidlem degradace vlastního textilního materiálu

Tab 1. Vliv konkrétních polutantů na materiály, doporučené limitní koncentrace [2].

Polutant

c           [μg.m-3]

Venkovní zdroje

Vnitřní zdroje

Druh materiálu náchylný na poškození

Druh způsobeného poškození

Oxidy dusíku (NO, NO2)

0,2-20

Doprava, průmysl, přírodní jevy (blesk, fotooxidace)

Plynové kamna, vařiče, degradační produkty nitrocelulózy obsažené v lacích a lepidlech

Kovy, fotografie, barviva, textil, papír

Působí kysele a korozivně na mnoho materiálů, změna barevnosti, změna pevnosti textilu

Oxid siřičitý (SO2)

0,1-30

Spalování fosilních paliv, prachové částice, mikroorganizmy

Stavební materiál, barviva, vulkanizovaná guma, mikroorganizmy,

Kovy, geologický materiál, papír, barviva, textil, fotografie, alkalické sklo

Působí kysele, změna barevnosti, křehnutí papíru, zpráškovatění kůže, výborné sorpční vlastnosti, degradace ovlivněna vlhkostí

Sulfan (H2S)

0,01-1

Prachové částice, hnilobný produkt, mikroorganizmy

Stavební materiál, vlna , barviva, mikroorganizmy

Kovy, hlavně: Cu, Ag, Pb, bronz, mosaz, barviva, textil, pigmenty

Černání Ag a Cu, změna barevnosti u pigmentů (HgS, olovnatá běloba)

Ozon (O3)

2-200

Blesk, doprava, světlo

Zdroje světla (UV), kopírovací a skenovací zařízení (UV), elektrické lapače hmyzu, elektrostatické výboje

Kovy Ag, Cu, guma, barviva, textil, papír, plasty

Silné oxidační činidlo, koroduje kovy, odbarvuje barviva, způsobuje praskání gumy a plastů,

Kyselina octová (CH3COOH)   Kyselina mravenčí (CHCOOH)

0,3-5

Degradační produkty aldehydů, kumulace a výskyt hlavně v uzavřeném prostoru

Stavebný materiál, tvrdé dřevo (dub) nátěry (vinylacetáty), filmové nosiče (acetáty celulózy), dřevotříska (acetátové pryskyřice)

Kovy, hlavně slitiny Cu, Pb, Zn, vápenaté materiály (minerály, mušle), sklo, org. materiály na bázi proteinů (kůže)

Působí kysele, výkvěty na vápenatých materiálech a jejich rozpuštění, dobře korodují i ušlechtilé kovy (Cu)

Formaldehyd (HCHO)

0,3-4

Kumulace a výskyt hlavně v uzavřeném prostoru

Stavební materiál (formaldehydové pryskyřice), textilní barviva

Organické materiály na bázi proteinů (textil, kůže)

Denaturuje bílkoviny

Amoniak (NH3)    Hydroxid amonný (NH4OH)

nedef.

Hnilobný produkt, mikroorganizmy, průmysl, zemědělství

Čistící prostředky, hnojiva na květiny, rozkladný produkt močoviny (kanalizace)

Kovy, textil s izoelektrickým bodem v kyselé oblasti, stavební materiál

Změna pH, koroze u kovů, výkvěty na omítkách (NH4)2SO4

Páry organických rozpouštědel

nedef.

Kumulace a výskyt hlavně v uzavřeném prostoru

Čistící prostředky, leštidla, stavební materiál ( ředidla barev)

Přírodní pryskyřice, plasty

Rozpouští plasty, změkčuje a narušuje laky

Prachové částice

 1 - 30

Spalovací motory, průmysl, doprava, pyl, 

Návštěvníci, interiér (omítka), nevhodná klimatizace a větrání, cigaretový dým (Dehet)

Veškerý sbírkový materiál

Zdroj ostatních polutantů, živná půda pro mikroorganizmy, růst plísní, abrazivní účinky
 

 

1.4       Specifikace materiálového složení textilních sbírek tradičních oděvů

Tradiční lidové oděvy na Moravě jsou materiálovým složením velmi různorodé a definovat percentuálně jejich zastoupení ve sbírkách by vyžadovalo pečlivý průzkum všech jednotlivých lokalit a bylo by charakteristické vždy jen pro konkrétní sbírku. Obecně lze však říci, že nosným materiálem těchto sbírek jsou samozřejmě textilní vlákna, zejména přírodní vlákna rostlinného (z největší části se jedná o bavlnu, dále len, konopí) a živočišného původu (vlna, hedvábí). V první polovině 20. století se i v tradičních oděvech začíná uplatňovat užití chemických přírodních vláken, zejména viskózy (atlas, brokát). Chemická syntetická textilie jako je např. polyamid či polyester, se začala ve velké míře užívat až po časovém období 1850 – 1950 a proto není z pohledu tohoto projektu podstatné diskutovat jejich zastoupení ve sbírkách historického textilu. Vedle textilních vláken jsou běžnou součástí oděvů prvky vyrobené z kůže. Ne nepodstatným faktorem u textilních materiálů je i užití ostatních materiálů, které jsou sice zastoupeny jen v řádu max. jednotek procenta, avšak mohou mít na stav textilií poměrně zásadní vliv. Jedná se například o součástky oděvů vyráběné z kovu (nejčastěji mosazné, později železné s povrchovou úpravou), kovové krajky (stříbro), různé druhy doplňků ze skla, perleti, keramiky a později i plastů.    

1.5       Poškození textilních sbírkových předmětů polutanty

Působením chemických vlivů dochází k výraznému poškození textilních vláken. V této studii nebude hodnocen vliv silných zásad a kyselin na textilní vlákna, diskutovány budou pouze vlivy atmosférických polutantů, prachu a škodlivin vyskytujících se v nižších koncentracích. Obecně lze říci, že hlavními procesy degradace je depolymerace (narušování polymerního řetězce) a oxidace charakteristických skupin. Důsledkem pak je zejména hmotnostní úbytek vlákna, změna jeho optických i mechanických vlastností.

Přírodní textilní vlákna podléhají degradaci a rozpadu struktury vlivem mnoha v prostředí se vyskytujících škodlivin. Vlákna rostlinného původu vystavené působení atmosférických polutantů vykazují známky oxidace a hydrolýzy, dochází ke změně mechanických vlastností materiálu. Například sloučeniny síry velmi snadně absorbují na povrch celulózových materiálů, kde hydrolýzou dochází ke vzniku kyseliny sírové. Ta je pak zodpovědná za depolymerizaci struktury vedoucí ke křehnutí až rozpadu materiálu. Přírodní celulózová vlákna jsou obecně odolnější proti působení slabých zásad a vlákna proteinová proti slabým kyselinám [3]. Vlákna živočišného původu (vlna a hedvábí) jsou velmi citlivé na přítomnost oxidů dusíku, způsobující jejich žloutnutí a křehnutí (xantoproteinová reakce). U vlny napadají alkalické sloučeniny cystinové můstky, výsledkem je jejich hydrolytické štěpení a snižování obsahu síry. Specifikem vlny pak je vysoká sorpční schopnost - fyzikální sorpce atmosférických polutantů, Vlna pak může být sama o sobě velkým zdrojem polutantů pro ostatní předměty, s nimiž bude při dlouhodobém uložení v kontaktu. Vlna přirozeně obsahuje velké množství sulfanu, který je významným polutantem zejména pro řadu kovů, ale také i kámen a kůži. Hedvábí je stejně jako vlna náchylné k degradaci v alkalickém prostředí, zdrojem znečištění mohou být např. látky uvolňující se z materiálů užitých při konstrukci betonových staveb. Výsledkem takového to působení může být ztráta pevnosti a žloutnutí. [4]. Velmi silným degradačním činidlem pro textilní materiály je ozón. Ten reaguje především s dvojnými vazbami nenasycených organických látek, způsobuje síťování a mění chemismus těchto látek a zvyšuje i rychlost všech typů koroze. Samostatnou oblastí pak je znečištění sbírkových předmětů pevnými rozptýlenými částicemi, neboli prachem. V souvislosti s materiálovým složením prachu pak dochází k celé řadě druhů poškození sbírkového předmětu, prach může sloužit i jako požer pro biologické škůdce [5].

Z chemických vláken přírodního původu je v souvislosti s textilními sbírkami období 1850 – 1950 nutné komentovat zejména vlákna viskózová. Chemická odolnost a degradace těchto vláken je v zásadě obdobná jako u přírodních celulózových vláken, celkově jsou však tyto materiály méně odolné vůči působení zásad. Za přítomnosti ozónu pak dochází k degradaci vláken jejich oxidací. Pokud se týká chemických syntetických vláken, tak ty se ve sbírkách tradičních oděvů na Moravě z let 1850-1950 v podstatě nevyskytují.

Běžnou součástí tradičních oděvů byly doplňky vyrobené z kůže. Občas se objevují i celokožené oděvy, zejména kalhoty. I když je zpracovaná kůže svou povahou kyselá, poškozují ji opět jak kyselé, tak i zásadité chemikálie. Výrazným degradačním činidlem je i atmosférický ozón, obdobně jako u ostatních organických materiálů. Na povrchu kůže dochází také k sorpci sloučenin síry a k rozpadu struktury kyselinou sírovou obdobně jako u celulózových materiálů. Výsledkem je poškození kůže zvané červená hniloba. 

Standardní úpravou tradičních oděvů bylo pochopitelně jejich barvení. Specifikem textilií tak je obsah chemických látek, souhrnně nazývaných textilní barviva. Jedná se o celou škálu organických i anorganických sloučenin přírodního i syntetického původů. Je tedy poměrně složité definovat jejich stabilitu a chování vůči škodlivinám. Kupříkladu oxidy dusíku mohou způsobovat výrazné blednutí textilních barviv, obdobně jako např. ozón či formaldehyd. Oxid siřičitý je pak nebezpečný pro barviva citlivé na kyseliny, dochází ke změně barevnosti, která je většinou nevratná. Působení sulfanu a sirouhlíku vede k tmavnutí a destrukci zejména olovnatých pigmentů.

Velmi běžnou součástí textilního sbírkového předmětu bývají aplikace z kovu. Degradace kovových materiálů je velmi komplexním a složitým problémem, proto se budeme věnovat pouze konkrétním problémům souvisejících s kombinací kovů s textilním materiálem. Kovové součásti historických textilií podléhají degradaci vlivem klimatických činitelů. Zatímco při ukládání kovových předmětů udržujeme pokud možno co nejnižší relativní vlhkost, textilie naopak vyžadují vyšší úroveň vlhkosti (okolo 50 %). Už z tohoto principu jsou kovové součásti poměrně silně namáhány. Mohou se tak velmi snadno stát zdrojem vnitřních polutantů a následkem může být nejenom úplné prokorodování jemných kovových prvků, ale i nevratné poškození textilního materiálu korozními produkty kovů.         

Chemická odolnost skla, které se rovněž užívalo jako materiál pro výrobu oděvních doplňků, je poměrně vysoká, historické sklo však může svou povahou a složením být vůči některým chemikáliím citlivější. Významnou škodlivinou pro skleněné materiály, jsou právě vnitřní polutanty, které se uvolňují z papíru a textilií. Na povrchu skla byly studiemi prokázány krystalky mravenčanu sodného, které vznikají reakcí sodíku s formaldehydem. Keramika a zvláště glazura historické keramiky (otevřené póry, vlhkostní roztažnost) je pak citlivá zejména vůči parám kyselých polutantů, může docházet k vylouhování olova. Linnow a kolektiv se věnovali hodnocení negativního jevu krystalizace solí (vlivem kyselých par) na povrchu keramiky, který vede k jejímu nevratnému poškození [6]. K poškození glazury keramiky může také docházet abrazivními účinky hrubozrnného prachu. Tabulka shrnuje druhy poškození a nejvýznamnější polutanty konkrétních materiálů, které se vyskytují v textilních sbírkách. Polymerní materiály, které se také v textilních sbírkách vyskytují, jsou vystaveny působení tzv. plynných polutantů, z nichž nejvýznamnější jsou oxidy dusíku, oxidy síry a ozón. Protože pro polymerní materiály je celkově významná i degradace oxidací vzdušným kyslíkem, je rozklad struktury polymeru účinkem mnohem silnějšího oxidačního činidla – ozónu, velmi výrazný. Oxid dusičitý pak reaguje s dvojnými vazbami nenasycených polymerů i ve tmě a způsobuje štěpení hlavního řetězce. Hydrolýzou z vody, tak jako u jiných materiálů, se z oxidu siřičitého za spolupůsobení kyslíku vytváří na povrchu kyselina sírová, která katalyzuje hydrolýzu polymerů [7].

 

Tab 2. Materiály vyskytující se v textilních sbírkách, druhy poškození polutanty.

Materiál

Druh poškození

Nejvýznamnější polutanty

Přírodní vlákna

Rozpad polymerní struktury - křehnutí textilie, změna barevnosti

Kyselé i zásadité polutanty, oxidy síry, oxidy dusíku, sulfan, ozón

Textilní barviva

Blednutí, změna barevnosti,

Ozón, oxidy dusíku

Chemická vlákna přírodní

Rozpad polymerní struktury - křehnutí textilie, změna barevnosti

Zásadité polutanty, oxidy síry, oxidy dusíku, sulfan, oxidační činidla

Kůže

Rozpad struktury, změna pevnosti, červená hniloba,

Kyselé i zásadité polutanty, ozón, oxidy síry

Kovy (slitiny mědi, železo)

Koroze, zmatnění, důlková koroze, tvorba patiny,

Oxidy síry, oxidy dusíku, chloridy, organické kyseliny, ozón

Vápenaté materiály (perleť, schránky živočichů)

Rozpad struktury (vápenatého pojiva), 

Kyselé polutanty, oxidy síry, sulfan, rtuť, prach

Porcelán, keramika

Krystalizace solí,

Prach, organické kyseliny, aldehydy,

Guma

Praskání

Ozón,

Sklo

Matnění, zdrsnění povrchu

Kyselé polutanty, prach

 

1.6       Specifika prostor pro dlouhodobé uložení textilních sbírek

Tradiční textilie bývají při svém uložení v depozitářích nebo v expozicích vystaveny různorodým podmínkám. Specifikem pak je vlastní používání takovéto textilie při dobových slavnostech a jiných kulturně-společenských akcích. Vlivu polutantů jsou tak vystaveny textilie zcela odlišně ve skanzenech, v expozicích muzeí, v klimatizovaných (s aktivní filtrací) depozitářích v novostavbách nebo depozitářích v historických budovách. Největší zátěži jsou samozřejmě vystaveny sbírkové předměty, které jsou umístěny v hůře regulovatelných prostorách, např. ve skanzenech, kde jsou vystaveny poměrně častým prudkým klimatickým změnám. Vyšší teploty, zejména v letních měsících, mohou být ve spojení s atmosférickými polutanty a prachem, významným zdrojem degradace materiálu. V těchto objektech je jen s obtížemi možné řešit užití vhodných materiálů pro úložné a podpůrné systémy, protože bývají součástí expozice a je tedy požadována důsledná autenticita. Zde se pak nabízí možnost povrchových úprav takového materiálu (speciální nátěry), oddělení nevhodných materiálů – např. podložení textilního předmětu podkladovou textilií apod. Oproti tomu v depozitářích historických budov je pak třeba mít na zřeteli zejména vnitřní polutanty, a zabránit užití nevhodných obalových materiálů.

2       Návrh postupů a výběr specifických analytických metod pro stanovení polutantů

2.1       Výběr a specifikace hodnocených lokalit 

Vlivu polutantů, kterému jsou uložené textilie, je zcela závislý na typu lokality. Může se jednat o krátkodobé uložení v konzervátorsko-restaurátorské dílně nebo dlouhodobé uložení ve skanzenech, v expozicích muzeí, v klimatizovaných depozitářích v novostavbách nebo depozitářích v historických budovách. Největší zátěži jsou samozřejmě vystaveny sbírkové předměty, které jsou umístěny v hůře regulovatelných prostorách, např. ve skanzenech, kde jsou vystaveny poměrně častým prudkým klimatickým změnám. Vyšší teploty, zejména v letních měsících, mohou být ve spojení s atmosférickými polutanty a prachem, významným zdrojem degradace materiálu.

2.2       Přehled analytických metod pro detekci polutantů a přístrojů pro hodnocení celkové zátěže prostředí

V současné době se pro detekci polutantů v životním prostředí využívají dva obecné typy monitoringu

Oba tyto typy v podstatě využívají principu absorpce či adsorpce polutantů (ať již fyzikální nebo chemické) na různé pevné nebo gelové médium. Následně je polutant desorbován pro potřeby stanovení kvantity, případně kvality. Metody aktivního vzorkování jsou v principu ty, které pro odebrání vzorku využívají "aktivní" odběr vzduchu, např. přes ruční či elektrickou pumpu. Pasivní vzorkování pak v zásadě znamená pouhé umístění sorbentu do zkoumaného prostředí a sorpci látek na základě přirozené difuse.

Aktivní metody vzorkování sebou nutně přinášejí i nutnost náročné přístrojové analýzy, jejich využití je tedy obtížné jak z hlediska odborného, tak i z hlediska ekonomického. Proto je jejich aplikace vhodná pouze pro řešení jednotlivých parciálních úkolů a nikoliv pro monitoring kvality prostředí obecně. Pro stanovení koncentrací mnoha důležitých škodlivin by bylo nutné dlouhodobě odebírat řadu vzorků souběžně ze všech lokací. Mezi analytické metody využívané k hodnocení znečištění prostředí patří např. fotometrie, chemiluminiscence, plynová chromatografie, vysokoúčinná kapalinová chromatografie, gravimetrie nebo hmotnostní spektroskopie s indukčně vázaným plazmatem. Větší význam pro instituce jako jsou muzea a galerie mají dozimetrická stanovení koncentrací látek pomocí pasivního odběru. Obecně se dá říci, že jejich užití je jednodušší a na trhu existuje celá řada vhodných produktů. Existují varianty pasivních dozimetrů, které vyžadují následně analýzu vzorku v laboratoři, ale i takové, které na základě změny své vlastnosti (např. barevnosti) jsou schopny detekovat koncentraci některých látek v ovzduší přímo na místě měření. Dále je v souvislosti s kvalitou prostředí nutné zabývat se také koncentrací nikoliv plynných polutantů, ale i pevných, které obecně nazýváme prach. Jedná se však o složitou směs látek, která je charakteristická pro danou lokalitu a místní zdroje znečištění.

Specifickou skupinou analytických metod, které jsou využívány pro monitoring prostředí jsou pak takové, které fungují na principu hodnocení degradace modelového materiálu. Tyto techniky však neumožňují stanovit koncentraci konkrétních polutantů, ale pouze udávají celkovou zátěž prostředí, včetně vlivu teploty, vlhkosti a dalších parametrů prostředí. To je však v podstatě velmi zásadní! Jedním z principů preventivní konzervace je sledování všech vlivů, které mohou ovlivnit stav materiálu. Tak jako relativní vlhkost striktně souvisí s teplotou, tak i rychlost reakcí a volatilita polutantů nebo uvolňování látek z materiálu je velmi závislé na ostatních parametrech prostředí. Příkladem může být vztah teploty a rychlosti chemické reakce, který je svázán Arrheniovou rovnicí. Vždy je proto třeba sledovat celkovou zátěž prostředí a/nebo hodnotit koncentrace látek v souvislosti s teplotou a vlhkostí.     

2.3       Selekce analytických metod

V rámci běžné praxe je časově i ekonomicky nereálné prověřit koncentrace jednotlivých vyskytujících se škodlivin v čase a na všech vybraných lokalitách. Takový experiment by vyžadoval stovky odběrů a chemických analýz. Efektivnější možností je využít některé typy pasivních dozimetrů. I zde bychom se však museli omezit na výběr jedné či dvou konkrétních škodlivin, jejichž koncentrace bychom pak sledovali paralelně ve vybraných lokalitách. Takovýto experiment by však nepřinesl žádnou možnost vyhodnotit specifickou zátěž na jednotlivých místech.

Pozornost by proto mohla být věnována metodám, které určitým způsobem charakterizují korozivní agresivitu prostředí jako celku včetně klimatických parametrů. Mezi takovéto techniky pak patří zejména korozní kupóny různých typů, obsahujících většinou plátky čistého kovu (měď, stříbro). Tyto kupony jsou vystaveny sledovanému prostředí po dobu danou výrobcem a poté jsou odeslány k analýze. V ideálním případě pak je stanovena míra korozivity prostřední (stupeň 1 až 5) nebo popsány korozní produkty, které byly vytvořeny na kovových plátcích. Z těchto výsledků pak můžeme usoudit na výskyt některých skupin polutantů. Výhodou těchto technik je možnost porovnat celkovou zátěž prostředí na mnoha místech paralelně. Nevýhodou je skutečnost, že celková zátěž je v tomto případě stanovena na základě koroze kovů. I když jsou v publikacích běžně označovány jako nejvýznamnější polutanty takové látky, na které jsou kovy citlivé, nevyhneme se otázce, zda v souvislosti s degradací textilu nemají mnohem větší vliv zcela jiné skupiny látky.

Další možností je využít pro experimenty přístroje, které by měly být schopny podávat informace o kvalitě prostředí kontinuálně. Nyní jsou na trhu typy, které fungují na principu koroze kovů - obsahují elektrochemické senzory obsahující opět čistý plátek kovu. Výstupem bývá záznam teploty, vlhkosti a křivka koroze měděného a stříbrného senzoru v čase. Využití tohoto přístroje je našem případě nevhodné. Základním požadavkem této studie je vyhodnotit vliv prostředí paralelně v mnoha lokalitách, a v současné době není možné zajistit takový počet daných přístrojů. V současné době probíhají výzkumné projekty, které se snaží vyvinout přístroj, který by byl schopen muzejním pracovníkům poskytnout lepší představu o kvalitě ovzduší a to na základě online sledování degradace jiných druhů materiálu, jako jsou polymery (umělé polymery) a sklo. Prozatím je však využití těchto prototypů značně omezené. K realizaci experimentů jsme tedy vzhledem k daným podmínkám a možnostem využili kovové kupony  AAF Air Quality Test Laboratories.

Obr 1: Reactivity Monitoring Coupons (RMCs) + Hodnotící tabulka

 

2.4       Návrh postupů, průběh a provedení experimentálních měření

Každá z vybraných lokalit by měla být vybavena datalogerem pro sledování teploty a vlhkosti. Dále by měly být připraveny podmínky pro umístění plíšku v jednotlivých lokalitách tak, aby odpovídaly realitě, které jsou vystaveny sbírkové předměty. Plíšky mohou být vystaveny vlivu prostředí po dobu např. 60 dnů. Kupony by měly být instalovány i odebrány souběžně vždy během jednoho dne tak, aby všechny byly vystaveny přibližně stejně dlouhé expozici.

Obr 2: Příklad umístění a identifikace vzorku a datalogeru pro záznam klimatických dat

 

3       Vyhodnocení výsledků

Výstupem měření by měla být jednak klimatická data z jednotlivých lokalit – teplota a vlhkost, měřená v 30-ti minutových intervalech a za druhé analytické vyhodnocení kuponu. Reporting koroze kuponu obsahuje identifikaci měřené lokality, termín a čas experimentu, hodnoty celkové reaktivity mědi a stříbra vztaženou na 30 dní a slovní popis klasifikace prostředí.

Obr 3: Příklad reportingu analýzy vzorku

Obr 4: Příklad umístění a identifikace vzorku a dataloggeru pro záznam klimatických dat v objektu Masarykovy univerzity, Kampus Bohunice.

Obr 5: Příklad umístění a identifikace vzorku a dataloggeru pro záznam klimatických dat v objektech Slováckého muzea v Uherském Hradišti.

Literatura

[1]  Tétreault, J.: Airborne Pollutants in Museums, Galleries, and Archives: Risk Assessment, Control Strategies and Preservation Management, 2003.

[2]  Hatchfield, P. B.: Pollutants in the museum environment, 2005.

[3]  Škrdlantová, M.: Koroze a degradace přírodních textilních materiálů, http://www.vscht.cz/met/stranky/vyuka/predmety/koroze_materialu_pro_restauratory/, staženo dne 29.10.2011.

[4]  Kenjo, T.: Cerain deterioration factors for work of art and simple device to monitor them, International Journal of Museum Management an d Curatorship 5, 1986.

[5]  http://www.ft.tul.cz/depart/ktm/?q=cs/materialy, staženo 20.10.2011.

[6]  Linnow, K., Halsberghe, L., Steiger, M.: Analysis of calcium acetate efflorescences formed on ceramic tiles in a museum environment, Journal of Cultural Heritage, vol 8, 2007.

[7] Kučerová, I.: Faktory způsobující korozi a degradaci polymerů, http://www.vscht.cz/met/stranky/vyuka/predmety/koroze_materialu_pro_restauratory/, staženo dne 29.10.2011.

Další zdroje:


Nahoru