Kísérletezünk, 6: a kísérlet vége

Kísérletünkben megpróbáltuk megismételni a vizsgált műtárgyakat tönkretevő folyamatokat, kontrollált körülmények között. Ismerjük a felhasznált vegyszer mennyiségét, monitoroztuk a fertőtlenítés és szellőztetés során a hőmérsékletet és a páratartalmat.

A gázosítási és szellőztetési szakaszban a műszer a kőtárban, ezután a raktárban gyűjtötte az adatokat.

A fertőtlenítés/szellőztetés különböző szakaszaiban begyűjtött minták vizsgálata még tart. Nagyon látványos eredmény azonban, hogy nedvesen tartott érméink erősen átalakultak, szabad szemmel is látható, hogy a korróziós termékek megjelentek rajtuk.

A múzeum pinceszinten lévő raktárában a légáram útjától három hónapig elzárva, nedvesen tartott érme kiemelés után.

Ha elfogadjuk a fertőtlenítéssel foglalkozó szakemberek álláspontját, hogy nagy légterek fertőtlenítésekor ma a foszfinnak múzeumokban sincs alternatívája, akkor a legfontosabb egy részletes fertőtlenítési menetrend, szabályrendszer kidolgozása. Ehhez meg kell ismernünk a fertőtlenítéskor lejátszódó folyamatokat. Kísérletünket ezért indítottuk el.

Ásványveszély a múzeumban – A Földgömb

A Földgömb június–júliusi számában Ásványveszély a múzeumban címmel jelent meg cikk a kutatásainkról, ami Érczfalvi Andrást (Gazdasági rádió) is érdekelte. Az interjúba itt lehet belehallgatni.

Kísérletezünk, 5: az első kristálycsoportok

Az első fotók az első kiválási termékekről.

Fehér és áttetsző kristálycsoportok rézötvözeten.

A legtöbb kristálycsoport a domború díszítések élein képződött.

Áttetsző kristályok ezüstön.

Kísérletezünk, 4: az első mintakihozatal

A gázosítás kezdetét követő 5. nap reggelén a gázálarcot és védőfelszerelést viselő gázmester megmérte a lezárt helyiségek ajtajai előtt a gázkoncentrációt. A szigorú munkavédelmi előírások miatt mi még az épületbe sem léphettünk be. A szigetelés nagyon jól sikerült: mindenütt egészségügyi határérték alatt volt a foszfin koncentrációja. Ezután megnyitotta a helyiségeket (ahol ekkor még néhány ezer ppm-nyi foszfin lehetett) és elkezdte a szellőztetést: kinyitotta a helyiségek szabadba néző ablakait.
A szellőztetés szakaszosan történik: a néhány órát nyitva tartott ablakokat visszazárják, majd újra kinyitják.
A gázmester ezután minden ablaknyitás előtt megméri a gázosított helyiségekben a foszfin koncentrációját.

Gázmesteri felszerelés: gázálarc, fejlámpa, gázmintavevő készülék, mintavételi csövek.

Kísérletünket úgy készítettük elő, hogy megjelöltük azokat a mintacsoportokat, amelyeket közvetlenül az első szellőztetés megkezdésekor szeretnénk elhozni a gázosított helyiségekből. Így a gázmester ezeket könnyen ki tudta emelni.

Kíváncsian vártuk az eredményt...

és a mikroszkópban feltűntek a színtelen és fehér kristálycsoportok, amelyek a gázosítás öt napja alatt keletkeztek.

A következő napok mindegyikén történnek foszfin-mérések, mi pedig megkezdjük az újonnan keletkezett kristályok vizsgálatát.

Kísérletezünk, 3: a hőmérséklet és a páratartalom monitorozása

Kísérleteink során folyamatosan nyomon követjük a pinceszinti raktárhelyiséggel szomszédos kőtárban a hőmérséklet és a relatív páratartalom változását.
A műszer kihelyezése előtt tesztméréseket végeztünk.

A vízszintes skálán az idő, a függőleges skála bal oldalán a hőmérséklet, jobb oldalán a relatív páratartalom olvasható le. A zöld görbe a relatív pártartalom, a piros a hőmérséklet, a kék pedig a harmatpont (az a hőmérséklet, ami alatt az aktuális páratartalomnál a pára kicsapódna) változását jelöli. A diagramon jól látható, hogyan változott a relatív páratartalom és a harmatpont, amikor 16:03 perckor ráleheltünk a szondára.

Az ábráról leolvasható, hogy az aktuális relatív nedvességtartalom (40% körül) és hőmérséklet (20°C körül) megfelelő a gázosítás megkezdéséhez.
A kihelyezés előtt a gázosítandó terek és szomszéd helyiségeik különböző pontjain (padló, szekrény teteje stb.) végeztünk méréseket, ezek eredményei alapján került a műszer a kőtárba.
A kísérlet során, a gázosítás kezdete óta szondánk tízpercenként mintáz.

A hőmérsékletet és a relatív pártartalmat mérő műszerünk a kőtárban.

Miért fontos a hőmérséklet és a páratartalom folyamatos nyomon követése?

A vizsgált esetekben a fertőtlenítésre használt szerek mindegyike úgy fejti ki hatását, hogy a levegő nedvességtartalmával reagálva foszfin-gázt (H3P) szabadít fel. Ez a foszfin okozza a múzeumi kártevők pusztulását.

A foszfin a fertőtlenítő szer magnézium/alumínium-foszfidjából szabadul fel (miközben magnézium/alumínium-hidroxid képződik). A szer másik hatóanyagából, az ammónium-karbamátból pedig ammónia és szén-dioxid keletkezik. A szén-dioxid, az oxigén kiszorításával megakadályozza, hogy a rendkívül gyúlékony foszfin begyulladjon.

Magyarországon is okozott már súlyos balesetet ennek az anyagnak a gondatlan kezelése.

A túl magas páratartalom, csakúgy mint a túl magas, vagy túl alacsony hőmérséklet, növelné a gázosítás kockázatát.

Kísérletezünk, 2: mintaelhelyezés

Mintákat helyeztünk el a hatóanyag közvetlen közelében, illetve attól távolabb (maximum 2 méter távolságban), a légáramlás útjába, a légáramtól elzárva, száraz, és mesterségesen nedvesen tartott helyekre, különböző magasságokba.

Hatóanyagpasztillákkal körbevett kísérleti fémminták a pince padlóján elhelyezett szitán.

Mintaelhelyezés a pince üres fémszekrényének különböző magasságban lévő polcain.

Hatóanyag a herbáriumot őrző szekrény ajtaján a pincében.

Nedves mikroklíma előállítása nylon és nedves törölköző felhasználásával.

Nedvesen tartott rézötvözet a pince fémszekrényében

Sérült bagolypreparátumra kihelyezett nedvesen tartott rézötvözet az emeleti helyiség galériáján.

Az elhelyezett tárgyakat a fertőtlenítés különböző szakaszaiban (közvetlenül a több napos gáz alatt tartás után, a szellőztetés megkezdése előtt, illetve a szellőztetés végén) fogjuk megvizsgálni.

Kísérletezünk 1: mintaelőkészítés

Tavaly év végén értesítettek minket, hogy egy vidéki múzeum növény- és állattárának raktárában rovarirtást terveznek.

Raktári életkép

A módszer: gázosítás, ugyanazzal a gázzal, aminek hatásait vizsgáljuk. Utánajártunk a dolognak: elmentünk a múzeumba, beszéltünk a muzeológus kollégákkal, tárgyaltunk a gázmesterrel. Elmondtuk, amit eddigi kutatásaink során felderítettünk a korábbi múzeumi gázosítás körülményeiről, következményeiről. 

A múzeum munkatársai és a gázmester gázosítási és szellőztetési tervet dolgoztak ki, a veszélyeztetettnek gondolt tárgyakat elvitték a raktárból. Hozzájárultak ahhoz is, hogy a gázosítás előkészítésekor mi is jelen lehessünk, és kísérleti mintákat helyezhessünk el a helyiségekben.

A gázosított helyiségek a múzeum központi részén vannak: az egyik szoba a pinceszinten, két, egymásba nyíló másik szoba az emeleten. Az utóbbiak közül az egyiknek galériája is van.
Kísérleteink szempontjából ideális a helyzet: különböző átlag-hőmérsékletű és páratartalmú helyeken kísérletezhetünk.

Készül a vázlatos helyszínrajz. A fertőtlenítendő helyiségeket áramtalanították, ezért zseblámpafénynél dolgoztunk.

Milyen kísérletekről van szó?

Különböző összetételű fémtárgyakat helyeztünk el a helyiségek különböző részeiben.

A mintaelőkészítés a teszttárgyak, különböző összetételű régi fémpénzek (Cu-Zn, Cu-Zn-Sn és Cu-Ni ötvözetek) válogatásával kezdődött.

A rézötvözeteken kívül különböző összetételű ezüstdarabokat, és egyéb fémdarabokat (pl. ólom) és egyedi tárgyakat (pl. számítógép- és fénymikroszkóp-alkatrészeket) is kihelyeztünk.

A fémminták egy részét a Magyar Nemzeti Múzeum fémrestaurátorai által javasolt konzerváló szerekkel (paraloid B67, paraloid B72, viasz) kezeltük. 

Egy múzeumi környezeti katasztrófáról geológus szemmel, 4. rész

Előfordul, hogy az elektronmikroszkópos vizsgálatokat előkészítő sztereomikroszkópos megfigyelések során nincs módom fotókat készíteni. Ilyenkor rajzolok.
Először a tárgyat, vagy annak nagyobb részletét, rajta a mintavételi hellyel/helyekkel, 

Festett fa asztalláb részlete a mintavételi hellyel (11. minta)

majd a leválasztott mintá(ka)t.

Festett fa asztallábról leválasztott minták (11_1--11_5 minták)

A rajz középső részén látható 11_1-es minta részleteit könnyen azonosítani tudom az elektronmikroszkóppal készített visszaszórt-elektronképen.

Festett fa asztallábról leválasztott minta (11_1. minta). Visszaszórt-elektronkép. Fotó: Bendő Zsolt.

Egy múzeumi környezeti katasztrófáról geológus szemmel, 3. rész

A sztereomikroszkópos vizsgálatok után pásztázó elektronmikroszkópban is megvizsgálom a kristálycsoportokat, hogy kémiai összetételüket meghatározhassam, és az egyedi kristályok morfológiáját is tanulmányozhassam.

Míg a sztereomikroszkópban a kristálycsoportok alakján kívül színüket is jól látom, addig az elektronmikroszkópban a formával kell boldogulnom amikor azokat a kristálycsoportokat keresem, amelyeknek szeretném meghatározni a kémiai összetételét.

Szeretném megtudni, hogy a különböző színű kristálycsoportok kémiai összetételében van-e valamilyen különbség.

Nézzük először a zöld ásványcsoportokat. Keressük meg a D ábrán piros nyíllal jelölt szemcsét az elektronmikroszkópos felvételeken (E‒F). 

Mellénydísz (27. minta) különböző nagyítású sztereomikroszkópos (A‒D) és pásztázó elektronmikroszkópos (E‒F) felvételeken. A pontos nagyítást nem tudom megmondani (nem tudhatom, ki milyen méretben nézi a képeket), de a fotók egymáshoz képesti nagyítását jól látom: a B fotó nagyítása az A-hoz képest kb. ötszörös. A pontos méretekről a méretarányok tájékoztatnak.
Az elektronmikroszkópos fotókat Bendő Zsolt készítette. 

Az E ábra piros ellipszise a D fotón látható részletet jelöli, a D‒F fotók piros nyilai ugyanarra a kristálycsoportra mutatnak. Megtaláltam, amit kerestem, jöhet a kémiai összetétel meghatározása.

Egy múzeumi környezeti katasztrófáról geológus szemmel, 2. rész

A kutatás első szakaszában a műtárgyakon képződött korróziós termékek makroszkópos és sztereomikroszkópos leírásával, dokumentálásával foglalkozom.

Mellény. Néprajzi gyűjtemény. Fotó: Dobó István Vármúzeum

Ha a fenti fotón látható mellény fémdíszeit (a méretarány körül elhelyezkedő kerek formák) közelebbről, mondjuk lupéval megnézzük, valami hasonlót látunk:

Mellénydísz (27. minta).

A lupéval kéknek, fehérnek, barnának látszó kristályhalmazokról még nagyobb nagyítást használva, sztereomikroszkóp alatt kiderül, hogy nagyon sokféle színben pompáznak: a fehérek és a változatos árnyalatú kékek mellet zöld és áttetsző kristálycsoportok is vannak.

Mellénydísz (27. minta).

A sztereomikroszkópos vizsgálatok során azt is megfigyelhetjük, hogy a különböző színű, formájú kristályok, kristályhalmazok hogyan helyezkednek el egymáshoz képest.

Mellénydísz (27. minta).

Ez a lassú, aprólékos munka nagyon fontos lesz a későbbi vizsgálatok során (például az elektronmikroszkópos vizsgálatokkor, amikor "valódi" színeket nem látunk), mert mindig  pontosan tudnunk kell, mit vizsgálunk. A jól megválasztott vizsgálati módszerek kiegészítik egymást: ahol az egyik gyengébb, erősebb a másik, és fordítva. Ezért nagyon fontos a komplex eszközhasználat.

Egy múzeumi környezeti katasztrófáról geológus szemmel, 1. rész

Tavaly ősszel a restaurátorok konferenciáján tartott előadásunk után odajött hozzánk az egri Dobó István Vármúzeum néhány munkatársa.

Elmesélték, hogy 2009-ben arra lettek figyelmesek, hogy egyik raktárbázisukon a műtárgyak elszíneződtek, mállani, korrodálódni kezdtek. Mikor utánajártak, kiderült, hogy az előző évben egy korábbi rovarfertőzés felszámolására gázos fertőtlenítést végeztek. A felhasznált vegyszer megtámadta a fémtartalmú műtárgyakat.
2012 végére a korrózió katasztrofális méretűvé vált: minden réz- és ezüsttartalmú műtárgyat megtámadott.

Köztük rézcsengőket,

Vörösréz csengő, Néprajzi gyűjtemény. Fotó: Dobó István Vármúzeum

üstöket,

Vörösréz üst, Néprajzi gyűjtemény. Fotó: Dobó István Vármúzeum

fémcsipkéket.

Főkötő, Néprajzi gyűjtemény. Fotó: Dobó István Vármúzeum

Nem kímélte a fémmel díszített textileket sem.

Fémfonalakkal rojtozott kötény, Néprajzi gyűjtemény. Fotó: Dobó István Vármúzeum

Fémflitterekkel díszített főkötő, Néprajzi gyűjtemény. Fotó: Dobó István Vármúzeum

Többféleképp is próbálkoztak a tárgyak mentesítésével, restaurálásával, de a korrózió rendre visszatért.

Ekkor kértek segítséget tőlünk.
Kaptunk néhány mintát, tájékozódni.
Az előzetes mikroszkópos vizsgálatok során azt láttuk, hogy a réz- és ezüsttárgyakon foszfátásványok gyönyörű kristályai képződtek.

Korróziós termékek (pásztázó elektronmikroszkópos felvétel) a vörösréz üstön. Fotó: Bendő Zsolt

Mivel ezek a szilárd, kristályos anyagok az ásványtan módszereivel ismerhetők meg, és ezek a környezeti ásványtani vizsgálatok elengedhetetlenek a károsodás megállításához, a helyreállításhoz, belevágtunk.

A következő másfél évben, a múzeum munkatársaival közösen, kísérletet teszünk a korróziós termékek, és folyamatok azonosítására, a műtárgyak megmentésére.

A kutatást a Magyary Zoltán ösztöndíj teszi lehetővé. A kutatóbázis a Miskolci Egyetem Ásványtani-Földtani Intézete.

A kutatás folyamata, sikerek és kudarcok egyaránt, ezen a blogon lesznek nyomonkövethetőek.