Προσδιορισμός οργανικών και ανόργανων ανιόντων στα αιωρούμενα σωματίδια της ατμόσφαιρας και στην αποτιθέμενη σκόνη μνημείων:
Creators: name: Παπαζάχου, Νικολίνα Σεραφείμ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Καρβοξυλικά οξέα
Ιοντική Χρωματογραφία
Πολιτιστική κληρονομιά
Carboxylic acids
Ionic Chromatography
Cultural Heritage

description: Η φθορά των μνημείων και των ιστορικών συνόλων στα κέντρα των μεγαλουπόλεων είναι αποτέλεσμα κυρίως της ατμοσφαιρικής ρύπανσης σε συνδυασμό με άλλα βιολογικά και φυσικοχημικά φαινόμενα. Οι μηχανισμοί που λαμβάνουν χώρα για τη διάβρωση αυτή δεν είναι απόλυτα γνωστοί και απαιτούν περαιτέρω μελέτη. Πρωτεύοντα ρόλο στις εν λόγω διεργασίες διαδραματίζουν τόσο οι αέριοι ρύποι, όπως το διοξείδιο του θείου (SO2) που είναι υπεύθυνο για το σχηματισμό του γύψου στην επιφάνεια του υλικού, όσο και οι σωματιδιακοί. Τα αιωρούμενα σωματίδια (ΑΣ) που κατακάθονται πάνω στα δομικά υλικά αποτελούν μέρος της αποτιθέμενης σκόνης, η οποία λειτουργεί ως μέσο για τη διεξαγωγή χημικών αντιδράσεων, τόσο μεταξύ της ατμόσφαιρας και του υλικού, όσο και στο εσωτερικό του τελευταίου. Κυρίαρχο ρόλο στις αντιδράσεις αυτές παίζουν τα ιοντικά συστατικά που περιέχονται στα σωματίδια. Για το λόγο αυτό σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν ο προσδιορισμός των καρβοξυλικών ανιόντων χαμηλού μοριακού βάρους (φορμικά-For, οξικά-Ac και οξαλικά-Ox), καθώς και των ανόργανων ανιόντων (Cl-, NO3-, SO42-), τόσο στα ΑΣ της περιοχής της Αγίας Σοφίας, όσο και στην αποτιθέμενη σκόνη του ναού της Αγίας Σοφίας με στόχο να εξαχθούν συμπεράσματα για το ιοντικό περιεχόμενο των σωματιδίων αυτών και για την επίδρασή τους στη φθορά του μνημείου πολιτιστικής κληρονομιάς. Για το σκοπό αυτό έγιναν μετρήσεις των μικρών (PM2.5) και των μεγάλων (PM2.5-10) σωματιδίων κατά την ανοιξιάτικη και καλοκαιρινή περίοδο του 2011 και συλλέχθηκαν δείγματα σκόνης από σκεπασμένα και μη σκεπασμένα σημεία των εξωτερικών τοίχων του ναού της Αγ. Σοφίας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι, τόσο οι συγκεντρώσεις μάζας των ΑΣ, όσο και οι συγκεντρώσεις των εξεταζόμενων ιοντικών συστατικών κυμαίνονταν σε χαμηλά επίπεδα για αστική περιοχή. Στα PM2.5, επικρατέστερο ανιόν βρέθηκε να είναι το SO42- με ποσοστό 81%, ενώ σε ότι αφορά τα καρβοξυλικά ανιόντα μεγαλύτερες συγκεντρώσεις εμφάνισαν τα Ac και τα For. Από την άλλη μεριά στα PM2.5-10, τα SO42- και NO3- συνιστούσαν μαζί περίπου το 70% της συνολικής ιοντικής μάζας, ενώ από τα καρβοξυλικά σε μεγαλύτερη αφθονία βρίσκονταν τα Ac. Ανάλογη κατάσταση επικράτησε και στα δείγματα σκόνης της Αγίας Σοφίας, με κοινή τάση όλων των ιόντων να εμφανίζουν αυξημένες συγκεντρώσεις στα σκεπασμένα σημεία. Τα Ox δεν ανιχνεύθηκαν σε κανένα δείγμα σκόνης. Γενικά, η συνεισφορά των καρβοξυλικών οξέων στη συνολική ιοντική μάζα δεν ξεπέρασε το 13%, τόσο στα ΑΣ όσο και στα δείγματα σκόνης. Τέλος, οι αναλύσεις συσχέτισης που πραγματοποιήθηκαν με το στατιστικό πρόγραμμα SPSS Statistics 19 έδειξαν ότι, το ιοντικό περιεχόμενο των PM2.5 εξαρτάται σημαντικά από τη θερμοκρασία, ενώ των PM2.5-10 προέρχεται κυρίως από φυσικές πηγές. Επίσης, η ισχυρή συσχέτιση των Ox με τη θερμοκρασία και στα δύο σωματιδιακά κλάσματα επιβεβαιώνει το φωτοχημικό σχηματισμό αυτών των ιόντων.
description: The deterioration of historic monuments and buildings in urban environments is primarily the result of air pollution in combination with other biological and physico-chemical phenomena. The mechanisms that take place for this deterioration are not fully known and require further study. Primary role in these processes play both the gaseous pollutants, such as sulfur dioxide (SO2) which is responsible for the formation of gypsum on the surface of the materials, and the aerosol. The particulate matter (PM) that settle on the buildings materials is part of the deposited dust which acts as a significant medium for further chemical reactions both between the atmosphere and the material, and within the latter. Dominant role in these reactions play the ionic components contained in the particles. Therefore the aim of this study was the determination of carboxylic anions of low molecular weight (formate-For, acetate-Ac and oxalate-Ox) and inorganic anions (Cl-, NO3-, SO42-) in both the particles of air (PM) at the area of Agia Sophia in the centre of Thessaloniki and the particles of dust which were deposited on the church of Agia Sophia in order to examine the ionic content of these particles and their possible effect on weathering of the cultural heritage monument. For this purpose, measurements of fine (PM2.5) and coarse (PM2.5-10) particles took place during the spring and summer of 2011 and additionally, samples of dust from sheltered and non sheltered points of the exterior walls of the church were collected. The results showed that both the mass concentrations of PM and the concentrations of examined ions ranged at lower levels from that of a typical urban area. The dominant ion of fine fraction was found to be SO42- accounting for up to 81% of the total ionic mass while regarding the carboxylic anions in this fraction Ac and For showed the higher concentrations. On the other hand, SO42- and NO3- were identified as the main components of the coarse fraction, representing almost the 70% of the total ionic mass while the most abundant carboxylic ion was Ac. A similar situation prevailed also in the dust samples while all the ions showed a common trend of increasing concentrations at sheltered points. Ox were not detected at any sample of dust. Generally, the contribution of low molecular weight carboxylic acids in the total ion mass did not exceed the percentage of 13% neither in PM nor in dust samples. Finally, the correlation analysis performed with the statistical program SPSS Statistics 19 showed that the ionic content of PM2.5 depends significantly on temperature while the PM2.5-10 comes mainly from natural sources. Also, the strong correlation of Ox with temperature in both the particulate fractions confirms the photochemical formation of these ions.