Joint research project

Development of a new methodology of monitoring of indoor air quality for cultural heritage preservation

Project leaders
Francesca Vichi, Jiri Smolik
Agreement
REPUBBLICA CECA - CAS (ex AVCR) - Czech Academy of Sciences
Call
CNR/AVCR 2013-2015
Department
Earth and Environment
Thematic area
Earth system science and environmental technologies
Status of the project
New

Research proposal

L'Institute of Chemical Process Fundamentals (ICPF-AVCR) e l'Istituto sull'Inquinamento Atmosferico (IIA-CNR) svolgono attività analoghe nel campo della ricerca sull'inquinamento atmosferico, sulla sua caratterizzazione  in aree urbane e industriali, sullo sviluppo di metodologie e tecnologie per la valutazione della qualità ambientale.
Le due unità di ricerca, proponenti il presente progetto, sono coinvolte nello studio sull'inquinamento atmosferico in ambienti confinati, in particolare sull'impatto all'interno di siti di interesse nel campo dei beni culturali. La conservazione preventiva attraverso il controllo dei parametri ambientali, fisici e chimici, è fondamentale per evitare la necessità di ripetuti interventi di restauro dei beni da preservare allo scopo di tramandarli alle future generazioni. La composizione della qualità dell'aria può, di fatto, influire sulla frequenza di questi trattamenti, costosi e, a volte, invasivi. La ricerca condotta dal team ICPF è orientata a monitorare e caratterizzare il materiale particellare (PM), mentre la ricerca del team IIA si concentra sulla determinazione degli inquinanti gassosi negli interni. Tuttavia, in situazioni reali, occorre considerare la sinergia tra questi inquinanti. La componente principale del PM negli interni è costituita da particelle secondarie di provenienza esterna, che contengono prevalentemente solfato e nitrato di ammonio. Quest'ultimo può essere decomposto, a causa delle diverse condizioni termodinamiche presenti in ambiente interno, in ammoniaca e acido nitrico gassoso, che reagisce rapidamente con le superfici (1,2). Quindi, per determinare il contributo delle particelle secondarie all'inquinamento dell'aria interna, devono essere monitorati sia la composizione ionica del PM che la concentrazione di ammoniaca e acido nitrico gassoso. Le specie acide (acido nitrico e acido nitroso) non sono misurate di routine con strumenti tradizionali. La tecnica basata sull'impiego dei Denuder (3) consente di effettuare il monitoraggio di queste specie, ma con molti inconvenienti (principalmente dovuti all'ingombro e alla rumorosità) che ne ostacolano l'impiego in ambienti interni di interesse per il patrimonio culturale. Un campionatore diffusivo di nuova concezione che consente il monitoraggio simultaneo di acido nitrico, acido nitroso e biossido di azoto, può costituire una valida alternativa. Il campionamento diffusivo è una tecnica silenziosa e discreta,con un impatto minimo sull'ambiente, utile per effettuare rilievi in interni dedicati all'esposizione o alla conservazione di beni di interesse  culturale (4).
La qualità dell'aria interna è determinata sia da inquinanti di provenienza esterna, che si infiltrano, sia da alcune specie emesse da materiali impiegati per l'esposizione degli oggetti (teche in legno, supporti in materiale plastico). I materiali plastici che si trovano nelle collezioni e i prodotti utilizzati per la conservazione e il restauro sono tra le principali fonti di composti organici volatili (COV). I composti organici volatili (COV) possono, tuttavia, anche essere rilasciati a seguito del degrado degli stessi oggetti d'arte.Una maggiore conoscenza delle sorgenti può dare la possibilità di adottare misure correttive per ridurre al minimo i danni.
Sulla base dell'attività di ricerca svolta dai due team, il progetto proposto può combinare l'esperienza di entrambi, per acquisire una conoscenza completa della qualità dell'aria interna. I dati ambientali forniti potranno essere di aiuto ai curatori di musei, gallerie, biblioteche allo scopo di condurre un'efficace azione di prevenzione volta alla conservazione di beni dal valore inestimabile.
1.  Andelová L., Smolík J., Ondrácková L., Ondrácek J., López-Aparicio S., Grontoft T., Stankiewicz J.: Characterization of Airborne Particles in the Baroque Hall of the National Library in Prague. e-Preservation Sci. 7, 141-146 (2010) 
2.  López-Aparicio S., Smolík J., Mašková L., Sou ková M., Grøntoft T., Ondrá ková L., Stankiewicz J.: Relationship of Indoor and Outdoor Air Pollutants in a Naturally Ventilated Historical Building Envelope. Build. Environ. 46(7), 1460-1468 (2011).
3.  Vichi F, De Santis F.:. The measurement of the sink properties of triethanolamine (TEA) as a coating for collecting NO2 by using annular diffusion denuders. Environ. Technol 33(7-9),1065-9 (2012).
4.  Vichi F., De Santis F., Rosenberg E.: The Use of Diffusive Samplers, in BASIC ENVIRONMENTAL MECHANISMS Affecting cultural heritage, edited by: D. Camuffo, V. Fassina, J. Havermans. Nardini Editore, ISBN 978-88-404-4334-8, 115 -147(2010).

Research goals


Ottimizzazione della metodologia di campionamento del materiale particellare (PM) con particolare attenzione alla frazione al di sotto del micron (PM

Last update: 29/03/2024