Геоэкологический мониторинг состояния бронзовых памятников в городской среде

Васильева, Ольга Андреевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геоэкологический мониторинг состояния бронзовых памятников в городской среде
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологический мониторинг состояния бронзовых памятников в городской среде"

На правах рукописи УДК: 504.05; 351.853

ВАСИЛЬЕВА ОЛЬГА АНДРЕЕВНА

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ БРОНЗОВЫХ ПАМЯТНИКОВ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ

Специальность: 25.00.36 - Геоэкология (Науки о Земле)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 2011

4857403

Работа выполнена на кафедре геологии и геоэкологии Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет имени А.И. Герцена»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Франк-Каменецкая Ольга Викторовна

доктор географических наук, профессор Григорьев Алексей Алексеевич

доктор географических наук, профессор Карлович Игорь Анатольевич

Санкт-Петербургский научно-исследовательский Центр Экологической безопасности РАН

Защита состоится « ^ » 1 года в № часов на заседании

Совета Д 212.199.26 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Российском государственном педагогическом университете им. А.И. Герцена по адресу: 191186, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 48, корп. 12, ауд. №21.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Российского государственного педагогического университета им. А.И.Герцена.

Автореферат разослан « ^ » ¿¿/и^^ДзО 11 г.

Ученый секретарь уУ

диссертационного совета - И.П. Махова

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Действующий Федеральный закон Российской Федерации от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» рассматривает материальное культурное наследие народов Российской Федерации в качестве важного компонента среды обитания человека и непременного объекта охраны от проявления разрушающих воздействий -факторов риска.

В последние годы памятники культурного наследия все чаще становятся жертвой «экологической агрессии» современного индустриального производства, урбанизации и других антропогенных и естественных природных факторов. Их состояние стало в современных условиях одним из характерных индикаторов экологической ситуации региона. По этой причине изучение изменения состояния объектов культурного наследия, влияния на него разрушающих факторов, необходимо не только для спасения памятников, но и для совершенствования управления окружающей средой.

Наблюдение за состоянием памятника должно проводиться с учетом временных и пространственных параметров изменения и развития экосистемы на территории его расположения, включая все техногенные и природные компоненты. Только такой подход позволяет полно изучить процессы разрушения памятников и кинетику их развития.

Среди мировых промышленных мегаполисов Санкт-Петербург выделяется как уникальный по масштабу памятник, сохранивший в основных чертах грандиозный исторический центр. Высокая степень сохранности и подлинности послужила основанием для включения исторического центра Санкт-Петербурга вместе с группами памятников пригородов в Список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Угроза физической утраты уникальных памятников Санкт-Петербурга связана с процессами естественного старения, которые ускоряют неблагоприятные климатические, геологические и экологические условия, а так же вандализм и интенсивный туризм. Большую роль в этих процессах играют атмосферные загрязнители, из-за воздействия которых многие уникальные объекты находятся в активной фазе разрушения. Следует отметить, что нормирование загрязнителей для сохранения памятников культуры является актуальной задачей государственного значения.

Правительством Санкт-Петербурга принято Постановление от 1.11.2005 года № 1681 «О Петербургской стратегии сохранения культурного наследия», в котором определены основные приоритеты, критерии и направления охраны памятников Санкт-Петербурга. В постановлении отмечается необходимость проведения междисциплинарных исследований процессов разрушения исторических памятников, а также воздействий на них различных деструктивных факторов на основе постоянного мониторинга и прогнозирования развития их состояния.

Уникальная коллекция бронзовых памятников Санкт-Петербурга, мониторингу состояния которых посвящена настоящая работа, находится в критической ситуации. В условиях загрязненной воздушной атмосферы процессы коррозии металлов и сплавов активизируются. На поверхности памятников

происходит образование «дикой» рыхлой патины, часто фиксируются очаги «бронзовой болезни», обусловленной проникновением коррозии вглубь сплава. Закономерности разрушения памятников из меди и медных сплавов в городской среде к настоящему времени исследованы недостаточно. Методика геоэкологического монторинга их состояния не разработана.

Объект исследования - бронзовые памятники Санкт-Петербурга и окружающая их воздушная среда.

Предмет исследования - состояние бронзовых памятников Санкт-Петербурга и влияние на него окружающей воздушной среды.

Цель работы - разработка комплексного методологического подхода к исследованию и прогнозированию состояния бронзовых памятников в городской среде.

Основные задачи:

1. Разработать базовую оценочную модель по влиянию комплекса деструктивных факторов на состояние объектов культурного наследия, находящихся на открытом воздухе, и квалиметрическую расчетную модель по оценке воздействия факторов риска на памятники Санкт-Петербурга;

2. Провести мониторинг состояния воздушной среды в Некрополях музея городской скульптуры и проанализировать особенности воздействия загрязнителей воздуха на бронзовые памятники;

3. Разработать методику геоэкологического мониторинга состояния бронзовых памятников в городской среде:

- предложить квалиметрическую модель для оценки состояния медного сплава;

- разработать неразрушающую спектрофотометрическую методику определения фазового состава патины на поверхности бронзовых памятников;

- создать и разместить в Интернете базу данных по состоянию бронзовых памятников Санкт-Петербурга;

4. Провести экспертизу состояния представительной выборки бронзовых памятников Санкт-Петербурга, изучить закономерности их разрушения и дать рекомендации по комплексу реставрационных и профилактических мероприятий на обследованных памятниках и окружающих их территориях.

Положения, выносимые на защиту:

1. Базовая оценочная модель, полученная по результатам анализа влияния широкого комплекса деструктивных факторов на состояние объектов из различных материалов, позволяет проводить сравнительный квалиметрический анализ степени воздействия биотических, абиотических, антропогенных и конструкционных факторов на памятники культурного наследия, находящихся в различных географических и экологических условиях.

2. Загрязнители воздушной среды (сернистый и угарный газы, озон и аэрозоли твердых частиц) являются основными компонентами синергетической химической атаки на бронзовые памятники Санкт-Петербурга. Интенсивность деструктивных процессов зависит от места расположения памятника и максимальна в осенне-весенний период.

3. Разработанная методика геоэкологического мониторинга, включающая оригинальную квалиметрическую модель по оценке состояния медного сплава, новый способ определения фазового состава патины in situ и базу данных, является эффективным инструментом при экспертизе состояния бронзовых памятников в городской среде.

4. Патина на бронзовых памятниках Санкт-Петербурга представляет собой композитную биогеохимическую систему, формирующуюся под действием экологических факторов. Минеральный состав патины представлен соединениями меди и требует постоянного контроля из-за присутствия хлоридов (атакамита, нантокита и кальюметита), являющихся индикаторами «бронзовой болезни» памятника.

Фактический материал, подходы и методы исследования. Фактическую основу диссертации составляют результаты трехлетнего мониторинга загрязнителей воздушной среды в Некрополях музея городской скульптуры и состояния представительной выборки бронзовых памятников Санкт-Петербурга, существенно отличающихся по времени нахождения в городской среде (от 20 до 180 лет): Николаю I на Исаакиевской площади, Героям Краснодона в парке Екатерингоф и 40 памятников в Некрополях Музея городской скульптуры.

Измерения содержания загрязнителей воздушной среды (S02, СО и 03) в Некрополях Музея городской скульптуры с июня 2006 по май 2009 произведены сертифицированным и аттестованным комплексом «СКАТ» (версия ПАК8816), установленным научно-производственным предприятием «ОПТЭК» в техническом помещении Лазаревской усыпальницы. Анализ проб автоматически выполнялся каждые 20 минут, результаты поступали в базу данных центрального сервера.

Экспертиза состояния бронзовых памятников была проведена по разработанной методике, включающей оригинальную квалиметрическую модель по оценке состояния медного сплава, новый способ определения фазового состава патины in situ и специализированную базу данных.

Для оценки влияния деструктивных факторов, в том числе загрязнителей воздушной среды, на состояние памятников культурного наследия из различных материалов была разработана универсальная базовая модель и квалиметрическая расчетная модель для памятников Санкт-Петербурга.

Работа выполнена на кафедре геологии и геоэкологии РГТГУ им. А.И. Герцена Часть экспериментальных исследований была проведена в лабораториях геологического и биологического факультетов СПбГУ, а также в Институте геологии и геохронологии Докембрия РАН.

Научная новизна. Разработана методика геоэкологического мониторинга состояния бронзовых памятников в городской среде. Предложена неразрушающая спектрофотометрическая методика определения фазового состава патины на поверхности памятников. Разработаны и опробированы квалиметрические расчетные модели по оценке состояния медного сплава в городской среде и воздействию факторов риска на памятники Санкт-Петербурга. Создана база данных по состоянию бронзовых памятников Санкт-Петербурга. Впервые

проведено детальное эколого-геохимическое исследование патины на поверхности бронзовых памятников Санкт-Петербурга.

Теоретическая значимость. Предложена методика и усовершенствованы подходы к оценки состояния бронзовых памятников в городской среде. Выявлены особенности воздействия загрязнителей воздуха, приводящие к деградации памятников и влияющие на патинообразование. Определены закономерности эволюции патины на поверхности памятников Санкт-Петербурга.

Практическая значимость. Экспертиза состояния 42 памятников Санкт-Петербурга выполнена по контракту с Комитетом по культуре правительства Санкт-Петербурга и Государственным Музеем городской скульптуры ("Разработка и внедрение специализированной базы данных по состоянию памятников Санкт-Петербурга на основе результатов мониторинга", 2009; "Комплексный мониторинг состояния памятников музейных некрополей и воздействия на них окружающей среды", 2010). Полученные результаты используются при планировании и проведении реставрационных и консервационных работ на бронзовых памятниках.

Результаты проведенных исследований также внедрены в учебный процесс и используются в учебных курсах «Эколого-геологические проблемы и экспертиза памятников культурного наследия» (РГПУ им. А.И. Герцена), «Экология памятников культурного наследия», «Кристаллогенетические процессы и биокосные взаимодействия на поверхности памятников в городской среде» (СПбГУ).

Обоснованность и достоверность результатов работы базируется на большом объеме выполненных полевых и лабораторных исследований с применением широкого комплекса современных инструментальных методов и компьютерных технологий, а также анализе отечественных и зарубежных литературных источников по исследуемой проблеме.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты работы докладывались и обсуждались на международных и российских конференциях: VIII - X Международные семинары «Геология, геоэкология и эволюционная география» (Санкт-Петербург, 2008-2010), IX Всероссийская научная конференция «Проектирование инженерных и научных приложений в среде МаЛаЬ» (Астрахань, 2009), XI Съезд Российского Минералогического общества (Санкт-Петербург, 2010), XXXVIII - XXXIX научные и учебно-методические конференции СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург, 2009-2010), семинары «Проблемы реставрации и обеспечения сохранности памятников культуры и истории» (Санкт-Петербург, 2010), «Скульптура XVIII - XIX веков на открытом воздухе. Проблемы сохранения и экспонированиия» (Сергиевка, Старый Петергоф, 2010), VII Международная конференция «Геология в школе и вузе: геология и цивилизация» (Санкт-Петербург, 2011).

По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 9 статей (из них 2 в журнале из списка ВАК) и одна коллективная монография.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и двух приложений. Объем диссертации составляет 197 страниц, включая 91 рисунок, 35 таблиц и 114 наименований используемых литературных источников, в том числе 19 на английском языке.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность избранной темы, определены объект, предмет и цели исследования, основные задачи работы, сформулированы положения, выносимые на защиту, обоснованы научная новизна и практическая значимость результатов исследования.

В первой главе «Мониторинг состояния памятников культурного наследия в городской среде (обзор литературы)» обобщены литературные данные по системам мониторинговых исследований для сохранения памятников культурного наследия в России и в мире в целом. Детально описаны все этапы экспертизы состояния памятников из камня. Рассмотрены особенности разрушения бронзовых памятников в городской среде: механизмы образования естественной патины на поверхности бронзовых памятников, цвет, минеральный состав и структура патины, влияние на патинообразование внешних (экологических) и внутренних факторов.

Во второй главе «Влияние деструктивных факторов па состояние бронзовых памятников в городской среде» предлагаются модели для оценки влияния внешних и внутренних факторов на состояние памятников культурного наследия и анализируются результаты мониторинга загрязненности воздушной среды в Некрополях Музея городской скульптуры (вблизи обследуемых бронзовых памятников).

Оценочные модели

На основе результатов анализа литературных данных предложена базовая трехуровневая модель по оценке влияния широкого комплекса деструктивных факторов на состояние объектов из различных материалов, находящихся на открытом воздухе (табл. 1). При разработке модели учтено влияние внешних (природных и антропогенных) и внутренних (конструкционных) факторов. Среди природных факторов различали действующие постоянно (абиотические и биотические) и проявляющиеся во время природных катаклизмов (стихийных бедствий). Из абиотических факторов среды учитывали климатические (температуру, влажность, ветер), загрязненность среды обитания (атмосферного воздуха, почвы, водной среды), а также влияние рельефа местности и грунтового основания. Из биотических факторов среды - влияние животных и птиц, микроорганизмов и высших растений. Среди возможных природных катаклизмов рассматривали землетрясения, оползни и селевые потоки, лавины, ураганы, цунами, наводнения и пожары. Антропогенные факторы делили на оказывающие прямое (вандализм, реконструкция) и косвенное воздействие (ремонтно-строительные работы вблизи памятника, теракт, война). Среди внутренних (конструкционных) факторов рассматривали влияние состава и однородности материала памятника, а также часто взаимосвязанное воздействие формы памятника и рельефа его поверхности.

Предложенная базовая модель позволяет проводить сравнительный квалиметрический анализ интенсивности воздействия биотических, абиотических, антропогенных и конструкционных факторов на памятники из различных материалов, находящихся в различных географических и экологических условиях.

Таблица 1

Базовая модель по оценке влияния комплекса деструктивных факторов на _состояние объектов, находящихся на открытом воздухе_

Факторы (локальные показатели) Весомость* (III уровень)

Уровень детальности

I II III

1. Абиотические факторы среды 1. Климат 1. Влажность 0,092

2. Температура 0,085

3. Ветер 0,072

2. Загрязненность среды обитания 4. Атмосферный воздух 0,078

5. Почва 0,006

6. Водотоки и водные бассейны 0,019

3. Рельеф местности 7. Рельеф местности -

4. Грунтовое основание 8. Грунтовое основание 0,013

2. Биотические факторы среды 5. Животные и птицы 9. Животные и птицы 0,039

6. Микроорганизмы 10. Микроорганизмы 0,026

7. Высшие растения 11. Растения 0,033

3. Стихийные бедствия 8. Землетрясение 12. Землетрясение -

9. Селевые потоки и оползни 13. Селевые потоки и оползни -

10. Лавины 14. Лавины -

11. Ураганы 15. Ураганы -

12. Цунами 16. Цунами -

13. Наводнения 17. Наводнения -

14. Пожары 18. Пожары -

4. Антропогенные факторы 15. Прямое воздействие 19. Вандализм 0,111

20.Реконструкция 0,105

16. Косвенное воздействие 21. Ремонтно-строительные работы 0,098

22. Теракт -

23.Война -

5. Конструкционные (внутренние) факторы 17. Материал памятника 24. Фазовый и элементный состав 0,053

25. Однородность 0,046

18. Форма памятника 26. Форма памятника 0,065

19. Рельеф поверхности 27. Рельеф поверхности 0,059

Примечание." Веса приведены для локальных показателей квалиметрической расчетной модели по оценке воздействия деструктивных факторов на скульптурные памятники Санкт-Петербурга.

На основе этой модели, была получена квалиметрическая расчетная модель по оценке воздействия деструктивных факторов на скульптурные памятники Санкт-Петербурга, в которой не учитываются возможность воздействия стихийных бедствий, разрушений вследствие терактов и войн, а также рельефа местности (табл. 1). Весомости показателей этой модели определялись на основе их ранжировки, выполненной квалифицированными экспертами. Локальные показатели были ранжированы (по мере уменьшения степени возможной деструкции) следующим образом: вандализм, реконструкция, ремонтно-строительные работы, влажность, температура, атмосферный воздух, ветер, форма памятника, рельеф поверхности, фазовый и элементный состав материала, однородность материала, животные и птицы, растения, микроорганизмы, водотоки и водные бассейны, грунтовое основание, почва. Для того чтобы определить значения используемых в модели локальных показателей (оценить интенсивность воздействия деструктивных факторов на состояние конкретного объекта в определенный временной период), кроме натурного обследования, необходимо проводить различные полевые и лабораторные исследования, а также использовать данные природоохранных служб регионов.

Эта расчетная модель применялась для относительной оценки вклада деструктивных абиотических факторов окружающей среды (температуры, влажности, ветра, загрязненности атмосферного воздуха) в разрушение памятников Санкт-Петербурга в 2008-2010 годах (табл. 2).

Таблица 2

Результаты квалиметрической оценки вклада абиотических факторов окружающей среды в разрушение памятников Санкт-Петербурга

_в 2008-2010 годах_

Локальный параметр Значение Весовой коэффициент

5-та бальная шкала квалиметрическая шкала

2008 2009 2010 2008 2009 2010

1. Климат 1. Температура 3 3 2 0,5 0,5 0,25 0,30

2. Влажность 4 4 4 0,75 0,75 0,75 0,40

3. Ветер 2 1 1 0,25 0,10 0,10 0,10

2. Загрязненность среды обитания 4. Атмосферный воздух 2 2 3 0,25 0,25 0,5 0,20

АР 0,48 0,44 0,41

Усредненные характеристики деструктивных факторов (значения локальных показателей) были взяты с сайтов Архива погоды в Санкт-Петербурге и Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности. Расчет производили по формуле (Квалиметрический мониторинг..., 2010):

Л0=ГЬВ' (1),

1=1

где Ар - искомый интегральный показатель степени отрицательного воздействия; Ад, - 7-тый локальный показатель воздействия, 0<А</,<1; п - количество локальных показателей, используемых при расчете на третьем уровне детализации (в нашем случае и= 4), а, - коэффициент весомости 1 - того локального показателя, 0< а,< 1.

Результаты расчета показали, что влияние климатических факторов и загрязненности воздуха на состояние памятников было максимально в 2008 году и за три года существенно не менялось. Такой результат отражает реальную ситуацию, характеризующуюся близкими усредненными характеристиками влажности, числом температурных перепадов, скоростью ветра и уровнем загрязнения воздуха в анализируемый период.

Мониторинг состояния воздушной среды в Некрополях музея городской скульптуры

Результаты измерений содержания загрязнителей воздушной среды (БОг, СО и Оз) на территории Некрополей в течение трех лет (с июня 2006 по май 2009) позволили оценить диапазон изменения концентраций анализируемых газов и выявить даты их экстремальных значений и превышений ПДК (табл. 3). В связи с тем, что значения ДДК загрязнителей для памятников к настоящему времени не определены, в работе были использованы показатели из Гигиенических нормативов 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», которые используются на территории России с 2003 года при проектировании технологических процессов, оборудования и вентиляции, для санитарной охраны атмосферного воздуха, для профилактики неблагоприятного воздействия загрязняющих атмосферный воздух веществ на здоровье населения городских и сельских поселений (ПДКмр> ПДКСС). ПДКмр - предельно допустимая максимальная разовая концентрация (для оценки данных 20-минутного осреднения), ПДКСС- предельно допустимая среднесуточная концентрация (для оценки концентраций в периодах осреднения от суток до года).

Таблица 3

Экстремальные значення концентраций газообразных загрязнителей _за период с июня 2006 по май 2009 года (мг/м3)_

Газ Концентрации, мг/м3 Превышение относит. ПДКмр

1 год (2006-2007) 2 год (2007-2008) 3 год (2008-2009)

Мин. (дата) Макс, (дата) Мин. (дата) Макс, (дата) Мин. Макс, (дата) Значение (дата)

Оз 0,001 (10.06) 0,160 (07.06) 0,001 (03.08) 0,099 (09.07) 0,0006 (04.09) 0,101 (05.09) 1,0 (07.06)

СО 0,050 (06.06) 8,040 (10.06) 0,060 (11.07) 4,006 (02.08) 0,048 (12.08) 24,450 (10.08) 1,6 (10.06) 4.9(10.08)

вОа 0,001 (03.07) 3,000 (09.06) 0,001 (02.08) 0,111 (03.08) 0,0003 (04.09) 3,063 (10.08) 6.0 (09.06) 6.1 (10.08)

Суточные изменения концентраций газообразных загрязнителей характеризовались тем, что максимум содержания озона приходился на 15 - 18 часов, минимум - на 7 - 9 часов утра. Концентрация 80; менялась практически в противофазе с концентрацией 03. В течение суток наблюдались существенные колебания содержания СО. Минимальная концентрация фиксировалась с 4 до 5 часов утра. К 10 часам утра уровень концентрации СО существенно возрастал, после 13 часов - постепенно уменьшался. Суточный ход концентраций Я02 в течении двух лет (2007 - 2009) был относительно ровный. В первый год наблюдений наблюдались незначительные повышения концентрации от 10 до 17 часов.

Изменения концентраций газообразных загрязнителей в течение недели характеризовались тем, что средняя концентрация СО достигала максимума во вторник, четверг (1 год) и пятницу (2 год), а с наступлением выходных снижалась. В последний (3 год) содержание оксида углерода в будние дни оставалось практически одинаковым, лишь в воскресенье, достигая минимума. Максимальная средняя концентрации Б02 наблюдалась в среду (1 год) и четверг (2 год), к пятнице содержание диоксида серы уменьшалось, а затем вновь постепенно увеличивалась на протяжении всех выходных. В последний год ситуация изменилась: концентрация сернистого газа незначительно увеличивалась в среду и субботу, а в воскресенье опять уменьшалась. Концентрация озона в течение трех лет достигала своего максимума к середине недели, затем уменьшалась, а к выходным вновь постепенно увеличивалась.

Сезонные изменения состава атмосферного воздуха за рассматриваемый период (рис. 1) характеризовались повышенными значениями концентраций приземного озона летом (0,02 мг/м3-0,03 мг/м3), что вполне закономерно, так как это период интенсивной солнечной активности. В дальнейшем содержание в воздухе озона постепенно снижалось и на протяжении зимы колебалось от 0,004 мг/м3 до 0,008 мг/м3, а весной начинало медленно увеличиваться до 0,02 мг/м3. Повышенная загрязненность воздуха оксидом углерода на протяжении трех лет также наблюдалась в теплый период. В первый и третий год наблюдений минимум содержания этого газа фиксировался в ноябре (0,372 мг/м3 и 0,186 мг/м3, соответственно). Очередной подъем после лета наблюдался в зимние месяцы, а к весне вновь снижался до уровня 0,212 мг/м3 (3 год). Во второй год содержание этого газа достигало минимума в январе (0,295 мг/м3), а затем повышалось, достигая максимума в апреле (0,546 мг/м3). Что касается сернистого газа, то в первый год наблюдений его минимальные средние концентрации наблюдались в октябре - ноябре (0,005 мг/м3) (рис. 1а). Максимальных значений (до 2,402 мг/м3) концентрация 802 достигала в конце января начале февраля, что было связано с увеличением мощности теплоэлектростанций и выбросов от стационарных источников в период отопительного сезона. В марте следовал спад, в ходе которого было отмечено минимальное значение содержания Б02 (0,001 мг/м3). В последующие два года содержание диоксида серы существенно снизилось (рис. 1 б, в). Во 2-й год минимальные средние содержания этого газа наблюдались в июне-июле (0,003-0,002 мг/м3), зимой его содержание держалось на уровне 0,005 мг/м3 - 0,006 мг/м3. В 3-й год наименьшее содержание наблюдалось в октябре

(0,001 мг/м3) и достигло своего максимума к весне (0,004 мг/м3). Интересно отметить, что в Василеостровском районе Санкт-Петербурга снижение —-------------сернистого газа в тот же период не наблюдалось (рис. 1 г).

г год 'ИК>нь. 2Ш ' май 204)8 гг)

1 Год (ИК>ИЬ ¿008 - МОЙ 2006 (Г1

<пп о^яОру ^ггсманил. впрогь •Чиь. "Жгп Й-ряи. -л» мой

в г

Рис. 1 Годовой ход концентраций газов (в долях ПДКСС) в Некрополях Музея городской скульптуры: а) 1 год; б) 2 год, в) 3 год, г) 3 год (Василеостровский район).

Обобщая результаты мониторинга состояния атмосферного воздуха в центральном районе Санкт-Петербурга за три года можно заключить, что влияние загрязнителей воздушной среды на состояние памятников происходит на уровне их концентрации, являющейся нормой для жилой зоны человека (превышения ЦДК очень редки). Содержание всех основных антропогенных загрязнителей в целом снижается (в первую очередь 502). При этом наблюдается закономерное увеличение озона в весенне-летний период и уменьшение среднего содержания всех газов в осенне-зимний период, что можно объяснить климатическими условиями: зима за три исследуемых года была относительно тёплой и влажной.

Динамика изменения содержания анализируемых газов в течение года существенно зависит от метеорологических условий, таких как температура, влажность, приземные и приподнятые инверсии. Динамика изменения концентраций 03 на всех уровнях детальности (сутки, неделя, год) имеет противоположную изменчивость относительно СО и ЯО?. Концентрация загрязнителей воздушной среды в Некрополях Музея государственной

скульптуры существенно отличается от показателей Василеостровского района, что указывает на необходимость, при анализе влияния воздушной среды на состояния конкретных объектов, пользоваться результатами измерений, выполненных вблизи них.

Третья глава «Мониторинг состояния бронзовых памятников в городской среде» посвящена разработке методики комплексного геоэкологического мониторинга бронзовых памятников, результаты которого должны помочь понять механизмы разрушения памятников из медных сплавов и предложить меры по их сохранению. В основу разработки была положена успешно применяемая на памятниках Санкт-Петербурга методика мониторинга состояния скульптурных памятников из камня (Франк-Каменецкая и др., 2005-2011). Предлагаемая методика включает следующие этапы:

1) визуальное обследование объекта. Фотодокументация его состояния. Взятие проб патины (проведено на 42 памятниках);

2) получение ЗЭ-модели памятника по результатам лазерного сканирования (проведено на памятнике В.Ф. Комиссаржевской);

3) квалиметрическая оценка состояния материала (сделана для 40 памятников);

4) определение состава и структуры патины комплексом взаимодополняющих инструментальных методов (табл. 4) (проведено для 31 памятника);

5) работа в архиве Музея городской скульптуры;

6) создание базы данных по состоянию бронзовых памятников и ее наполнение (введены данные для 42 памятников).

Таблица 4

Лабораторные методы исследования патины на поверхности _ бронзовых памятников_

Метод Задача Место проведения, оборудование

Бинокулярная микроскопия Предварительное описание образцов РГПУ им. А.И.Герцена, бинокулярный микроскоп МБС-1

Рентгенофазовьш анаши Диагностика фазового состава СПБГУ, рентгеновская лаб. геологического ф-та, дифрактометр RIGAKU-MINIFLEX

ИК-спектроскопия СПБГУ, Фурье-спектрометр Bruker Vertex 70

Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и элементный микрозондовый анализ Определение микроструктуры и элементного состава Институт геологии и геохронологии Докембрия РАН, микроскоп АВТ-55

Биологические исследования Определение видового состава микроскопических грибов СПБГУ, биологический факультет, лаборатория низших растений

Ниже описаны результаты оригинальных методических разработок, которые потребовались на этапах проведения квалиметрической экспертизы состояния медных сплавов, создания базы данных по состоянию бронзовых памятников Санкт-Петербурга и определения фазового состава патины неразрушающим методом (без взятия проб).

Кваппметрическая экспертиза состояния бронзовых памятников Для квалиметрической оценки состояния художественных бронз скульптурных памятников была предложена двухуровневая расчетная модель (табл. 5), морфологические показатели которой соответствуют различным наслоениям на поверхности памятника (естественного, антропогенного и синтетического происхождения) и различным видам его механического повреждения. Эти показатели обычно используются реставраторами при предреставрационной экспертизе состояния бронзовых памятников. Коэффициенты весомости показателей предложенной расчетной модели были определены на основе ранжирования, выполненного квалифицированными экспертами. По мере уменьшения важности показатели были ранжированы следующим образом: потеря частей, вмятины, коррозионная пленка, защитный слой, нарушение фактуры поверхности, натёки, антропогенные загрязнения, грязевые атмосферные загрязнения, биологический налет.

Таблица 5 Для определения значений локальных Расчетная квалиметрическая модель показателей были проведены натурные и для оценки состояния лабораторные исследования. Интенсивность

художественных бронз по механических нарушений определяли при

натурном обследовании. Степень нарушения фактуры поверхности определяет ее шероховатость, а также наличие кварца, которое можно установить визуально, а также по результатам рентгенофазового анализа образцов патаны. Особое внимание при экспертизе уделяли наслоениям, в первую очередь, коррозионной пленке, которая в зависимости от состава и структуры, либо предохраняет памятник, либо способствует проникновению коррозии вглубь металла (началу «бронзовой болезни» памятника). При оценке состояния бронзы го характеристикам коррозионной пленки оценивали визуально ее плотность, равномерность распределения по поверхности памятника, а также фазовый и элементный состав по результатам инструментальных исследований. Плотная равномерная пленка защищает памятник. Присутствие на его поверхности соединений хлора свидетельствует о проникновении коррозии

морфологическим показателям

Локальный показатель ^щш Ац) Коэф-т весомости а,, до ли ед.

1. Наслоения 1.Коррозионная пленка 0,16

2.Биологачески й налет 0,02

З.Грязевые атмосферные 0,04

4.Антропоген-ные 0,07

5. Защитный слой 0,13

б.Натёки 0,09

2,Механические повреждения 7,Нарушение фактуры поверхности 0,11

8.Вмятины 0,18

9.Потеря частей 0,2

вглубь металла, т.е. о критическом состоянии памятника. Наличие биологического налета, натеков с других материалов, грязевого и антропогенного слоев, нарушений защитного искусственного покрытия (чаще всего парафинового) также указывает на ухудшение состояния памятника. Интенсивность проявления соответствующих наслоений можно оценить визуально по их относительной площади. Для того, чтобы выявить несплошность защитного покрытия, удаляли с небольшого участка поверхности грязевой слой водой и/или бензином.

Результаты апробации модели на 40 бронзовых памятниках Некрополей Музея городской скульптуры (расчет AQ по формуле 1) показали, что степень разрушения материала обследованных памятников варьирует от 1 до 35% (рис. 2).

Наиболее сильно разрушены памятники А.К. Глазунову, В.Ф. Комиссаржевской и Е.С. Карнеевой (AQ = 22, 34 и 35%, соответственно). На поверхности этих памятников выявлено сильное нарушение фактуры поверхности, а на памятниках Е.С. Карнеевой и В.Ф. Комиссаржевской об наружена «бронзовая болезнь» (на памятнике Е.С. Карнеевой в интенсивной стадии). В Музей городской скульптуры переданы рекомендации по

необходимости проведения на этих памятниках в максимально короткие сроки полномасштабных реставрационных работ.

Создание базы данных по состоянию бронзовых памятников и ее наполнение.

Для хранения и структуризации полученных в результате мониторинга фактических данных была создана специализированная база данных, состоящая из трех блоков (рис. 3). Памятники разделены на группы по территориальному признаку. В разделе «Общие сведения» для каждого памятника приведена историческая справка, имена скульптора/архитектора, детальное описание материалов, даты и содержание реставрационных и консервационных работ. Местонахождение памятника указано с привязкой к местности и показано флажком на карте-схеме. В разделе «Результаты экспертизы» представлены данные датированных материаловедческих экспертиз. Состояние каждого памятника охарактеризовано таблицами и фотодокументами. В конце результатов каждой экспертизы приводится заключение экспертов по состоянию памятника и рекомендации по необходимым консервационным и/или реставрационным мероприятиям. Программное обеспечение базы позволяет производить:

1) поиск заданного текста в заданном поле;

2) сложный поиск, по нескольким полям и заданным словам одновременно;

+ 1-

1 i 1 1 II

1 2 3 4 5

7 8 9 10 11

ДО,'/.

Рис. 2 Степень разрушения (ДО) бронзовых памятников в Некрополях Музея городской скульптуры

БАЗА ДАННЫХ

Справочник «Материалы»

Раздел «Результаты экспертиз»

Формы разрушения материала

Раздел «Общие сведения»

Опубликованные данные по материалам в архитектурных и скульптурных

памятниках Санкт-Петербурга Историческая справка

и процессам его разрушения

Имена скульптора/ архитектора

Результаты кваяиметрической оценки

Результаты лабораторных исследований

Описание каменных и др. материалов

Дать! и содержание реставр. и консерв. работ

Заключение экспертов

3) поиск по карте;

4) сортировку в заданном поле;

5) ссылки быстрого перемещения по разделам статьи (оглавление);

6) управление/редактирование ревизий через логин/пароль пользователя;

7) пользоваться справочником материалов.

В настоящее время в нее внесены характеристики состояния всех обследованных бронзовых памятников.

В четвертой главе «Определение фазового соста ва патины на поверхности бронзовых памятников спектрофотометрическим методом in situ» описана оригинальная методика, позволяющая определить фазовый состав патины без взятия проб.

1 этап. Анализ спектров и рассчитанных по ним колориыетрияескиххарактериспшк

Рис. 3. Структура базы данных по состоянию скульптурных памятников Санкт-Петербурга

Для решения поставленной задачи сначала были измерены и проанализированы спектры диффузного отражения природных аналогов основных минералов патины: темноцветных (куприт, тенорит), зеленых (брошантит, малахит, атакамит) и сине-голубых (азурит), которые затем были использованы в качестве эталонных. Измерение спектров производили с использованием малогабаритного переносного спектрофотометра рЕ 65000 в научно-производственной фирме ЗАО «ОПТЭК». По результатам измерений были построены зависимости коэффициента диффузного отражения от длины волны в интервале X = 380-986 нм. Кроме того, по спектрам зеленых минералов (малахита, брошантита, антлерита, атакамита), которые наиболее трудно отличить, в соответствии с рекомендациями Международной Комиссии по Освещению, были рассчитаны их колориметрические характеристики. Таким образом было показано, что спектрофотометрические и колориметрические характеристики исследуемых минералов, в том числе зеленых, отличимы между собой (рис. 4) и следовательно, могут быть использованы при идентификации фазового состава патины.

Рис. 4 Координаты нветностей основных зеленых минералов патины

Л?

\\ - цветность рашюшергетическою белого цвета

• -малахит 1 -бротянтит х -аотлервт + -атака,мит

2 этап. Определение фазового состава патины Определение фазового состава патины с поверхности бронзовых памятников производили путем моделирования с использованием полученных эталонных спектров отражения. Для ацробации разрабатываемой методики с помощью того же малогабаритного переносного спектрофотометра была произведена съемка спектров диффузного отражения с поверхности четырех бронзовых памятников в Некрополе 18 века музея городской скульптуры: А. Магиру (3 спектра), Неизвестному

№438 (4 спектра), М. Ф. Турчанинову (6 спектров) и Е. С. Карнеевой (8 спектров).

Сначала сравнивали спектры патины и спектры эталонных образцов и, выявляя максимальное подобие, определяли главную фазу. Затем методом наименьших квадратов по оригинальной программе Ю.Ф.Шепелева рассчитывали спектр патины с использованием спектров эталонных образцов, добиваясь максимальной близости с полученным от патины экспериментальным спектром: Ирасч = ¿'С; Я, где Красч - рассчитываемый коэффициент отражения от патины, Я, -полученные экспериментально коэффициенты отражения от эталонных образцов, Сх - коэффициент пропорциональности. Степень близости экспериментального и рассчитанного спектра определяли визуально и по значениям факторов недостоверности 8 = 1 (ДЭкса-Краст)2/2К2,КСП; где Кэксп - экспериментальные коэффициенты отражения от патины, Красч - рассчитанные коэффициенты отражения от патины. Чем меньше Б - фактор, тем выше степень близости экспериментального и рассчитанного спектров. Было показано, что результаты определения фазового состава патины разработанным спектрофотометрическим методом хорошо согласуются с данными рентгенофазового анализа.

В пятой главе «Патина на бронзовых памятниках Санкт-Петербурга по результатам комплексного исследования» на основе полученных данных и опубликованных результатов предшествующих экспертиз рассмотрены особенности состава и структуры патины и ее изменения во времени (за 50 лет).

На поверхности бронзовых памятников Санкт-Петербурга встречается однородная темная и неоднородная по цвету (различные оттенки серого, голубого

и зеленого цветов) патина. Она может быть как рыхлой, так и плотной, хорошо

сцепленной с бронзой. Химический состав патины представлен элементами

сплава (Си, 2п, Бп, РЬ) и элементами, поступающими из окружающей среды (8, Р,

Минеральный состав коррозионной пленки (основной компоненты патины) представлен соединениями меди (табл. 6) и мало меняется во времени (рис. 5). Самые распространенные минералы - закись меди куприт (другие оксиды тенорнт

С1, 81, А1, Ре, К, N3, Са).

и памелаконит встречаются чрезвычайно редко) и сульфаты меди (брошантит и антлерит).

Таблица 6 Минералы коррозионной пленки на бронзовых памятниках

Группы Название _Формула

Оксиды Си20

Тенорит* СиО

Парамелаконит

Сульфаты Си4804(ОН)6

Антлерит* Си3(804)(0Н)4

Халькокианит Сиво.»

Халькантит Си504*5Н20

Сульфиды Халькозин СигБ

Карбонаты Малахит* Си2(С03)(0Н)2

Азурит Сиз(СОз)2(ОН)2

Аурикальцит (Си,гн)5 (СОз)2(ОН)6

Хлориды Нантокит* СиО

Атакамит* Си2(0Н)зС1

Кальюметит* СиС12*2Н20

^Встречены во время обследования 2008-2010

Соотношение брошантига и антлерита варьирует. Гораздо реже встречаются хорошо растворимые халькокианит и халькантит. Карбонаты меди (малахит, азурит) встречаются гораздо примерно в 3 раза реже сульфатов. Частота встречаемости хлоридов меди, являющихся индикаторами бронзовой болезни памятников, по данным разных ревизий существенно варьирует (от 5 до 55%). Чаще всего встречается основной хлорид меди - атакамит, растворимость которого существенно ниже, чем у других хлоридов (нантокита и калюметита). В основном поражение поверхности памятников «бронзовой болезнью» наблюдается на небольшой высоте.

Это позволяет связать ее возникновение в условиях повышенной влажности с твердыми частицами, обладающими гигроскопичными свойствами, в том числе с поваренной соли, которые попадают на поверхность памятника с окружающей его территории.

Рис. 5. Изменение фазового состава коррозионной компоненты патины во времени (1960-2010)

Грязевая компонента патины обследованных памятников представлена, в первую очередь, кварцем, а также кальцитом и гипсом. Результаты микологического обследования обнаружили присутствие в ней 23 видов микроскопических грибов, ранее диагностированных на различных каменных памятниках Санкт-Петербурга.

Однослойная темная патина, представленная оксидами меди (преимущественно купритом), встречена на памятниках, находящихся в городской среде до 50 лет. Молодая двухслойная (соли меди присутствуют, но сплошной солевой слой еще не образовался), обычно, темная (часто визуально неотличимая от однослойной) - на памятниках, находящихся в городской среде до 160 лет. Зрелая многослойная цветная патина (присутствует хотя бы один слой, сформированный из солей меди) часто соседствует с молодой двухслойной (рис. 6). Время превращения однослойной патины в двухслойную существенно варьируется (от нескольких до десятков лет), что связано с сохранностью барьерного синтетического полимерного слоя, а также с конструкционными факторами (однородность и состав сплава, структура поверхности).

Полученные результаты позволяют заключить, что патина на поверхности памятников Санкт-Петербурга представляет собой сложную композитную

Рис. 6 СЭМ-изображения различных стадий образования патины на поверхности памятника В.Ф. Комиссаржевской: а - начало образования солевого слоя, б -двухслойная патина, в - многослойная патина.

В заключении приведены основные выводы и результаты, полученные в ходе проделанной работы, которые сводятся к следующему.

1. На основе анализа литературных данных предложена базовая универсальная модель для оценки влияния факторов риска на состояние объектов из разных материалов, находящихся в различных географических и экологических условиях. С ее использованием получена и апробирована квалиметрическая расчетная модель для оценки влияния биотических, абиотических, антропогенных и конструкционных факторов на памятники Санкт-Петербурга.

2. Проведен трехлетний (июнь 2006 - май 2009) мониторинг состояния воздушной среды в Некрополях музея городской скульптуры (вблизи обследованных памятников). Показано, что влияние загрязнителей воздушной

среды на состояние памятников происходит на уровне их концентрации, являющейся нормой для жилой зоны человека (превышения ПДК очень редки). Содержание всех основных антропогенных загрязнителей (в первую очередь S02), в целом, снижается. Наименьшее загрязнение наблюдается в осенне-зимнее время (теплая и влажная зима). Перепады температур через 0°С выявлены в осенне-весенний период. На уровне тенденции показана зависимость между содержанием озона и других загрязнителей (S02 и СО). Концентрации загрязнителей воздушной среды в одно и тоже время в различных местах центрального района Санкт-Петербурга (Некрополь и Васильевский остров) существенно отличаются.

3. Разработана и успешно апробирована на памятниках Санкт-Петербурга методика геоэкологического мониторинга бронзовых памятников в городской среде, включающая оригинальную квалиметрическую модель по оценке состояния медного сплава, новый способ определения фазового состава патины in situ и базу данных.

4. Впервые проведено детальное экологогеохимическое исследование патины на бронзовых памятниках Санкт-Петербурга. Показано, что она представляет собой композитную биогеохимическую систему, включающую коррозионную и грязевую, содержащую микроорганизмы, компоненты. Минеральный состав коррозионной компоненты представлен соединениями меди. Чаще всего встречаются сульфаты, несколько реже карбонаты, что свидетельствует об активном участии присутствующих в воздухе сернистого и угарного газов в патинообразовании. Присутствие хлоридов (атакамита, нантакита и кальюметита), являющихся индикаторами «бронзовой болезни» памятников, состав патины требует постоянного контроля. Время превращения однослойной патины в двухслойную, приводящее к затуханию коррозии, существенно варьируется (от нескольких до десятков лет), что связано с сохранностью барьерного полимерного слоя и с конструкционными факторами (однородность и состав сплава, структура поверхности).

5. На основании результатов проделанной работы выявлены бронзовые памятники Санкт-Петербурга (Е.С. Карнеевой, В.Ф. Комиссаржевской, А.К. Глазунову), для сохранения которых требуется незамедлительное проведение полномасштабных реставрационных работ. Выявление на многих памятниках (Николаю I на Исаакиевской площади и др.) начальной стадии «бронзовой болезни» показало необходимость проведения ежегодного их профилактического мытья ранней весной. Соответствующие рекомендации переданы в Музей городской скульптуры.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Васильева O.A., Маругин В.М., Франк-Каменецкая О.В. Квалиметрический мониторинг состояния бронзовых памятников в городской среде П «Вестник Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ)», т.15, №5, 2011 (январь), с. 108111 (0,3/0,2)

2. Васильева O.A., Мануртдииова (Егорова) В.В., Франк-Каменецкая О.В., Плоткина Ю.В., Зеленская М.С. Экологическая экспертиза состояния

памятника Николаю I на Исаакисвской площади (Санкт-Петербург) // «Вестник Международной академии паук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ)», т.15, №5, 2011 (январь), с. 87-98 (1,0/0,6)

3. Буллах А.Г., Васильева O.A., Власов Д.Ю. и др. Скульптура XVIII - XIX веков на открытом воздухе. Проблемы сохранения и экспонирования / Редакторы: H.H. Ефремова, Д.В. Осипов, В.В. Рытикова, В.Н. Тимофеев, О.В. Франк-Каменецкая. Санкт-Петербург: Союз-Дизайн, 2010,129 с. (8,1/0,5)

4. Васильева O.A., Кустова E.H., Франк-Каменецкая О.В., Челибанов В.П., Сорин В.Г., Маругин A.M. Возможности определения минералов патины на поверхности бронзовых памятников спектрофотометрическим методом // Геология, геоэкология, эволюционная география. Под ред. Е.М. Нестерова. СПБ: «Эпиграф», 2008, с. 16- 23 (0,4/0,2)

5. Васильева O.A., Сосинская С.С., Франк-Каменецкая О.В., Челибанов В.П. Возможности определения фазового состава коррозионной пленки на поверхности медных сплавов по оптическим спектрам с использованием метода нечетких множеств // Труды IV Всероссийской научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB» 4-8 мая 2009 года. Астрахань, 2009, с. 43-48 (0,3/0,1)

6. Васильева O.A., Челибанов В.П., Груздев Ю.А., Франк-Каменецкая О.В. Изменение состояния атмосферного воздуха в центральном районе Санкт-Петербурга (по результатам мониторинга за 2006-2009 годы) // Геология, геоэкология, эволюционная география. Под ред. Е.М. Нестерова. СПб.: изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2009, с. 109-113 (0,6/0,3)

7. Васильева O.A., Егорова В.В., Франк-Каменецкая О.В., Власов Д.Ю., Зеленская М.С., Рытикова В.В., Егоров Е.М. Создание базы данных по сотоянию скульптурных памятников Санкт-Петербурга на основе комплексного мониторинга // Геология, геоэкология, эволюционная география. Под ред. Е.М. Нестерова. СПб.: изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2009, с. 100-103 (0,2/0,1)

8. Васильева O.A., Франк-Каменецкая О.В., Челибанов В.П., Кудрявцев В.В., Кудрявцева E.H. О состоянии атмосферного воздуха в центральных районах Санкт-Петербурга по результатам мониторинга в 2006-2009 году // Избранные труды XXXIX научной и учебно-методической конференции СПбГУ ИТМО: сборник научных трудов. - СПбГУ ИТМО, 2010, с. 62-68 (0,4/0,2)

9. Васильева O.A., Франк-Каменецкая О.В. Минеральный состав патины на бронзовом памятнике Николаю I // Геология, геоэкология, эволюционная география. Под ред. Е.М. Нестерова. СПб.: изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2010, с. 37-41(0,3/0,2)

10. Васильева O.A., Франк-Каменецкая О.В., Власов Д.Ю., Зеленская М.С., Егорова В.В., Рытикова В.В., Карпенков Е. М., Челибанов, В.П., Маругин. A.M. База данных по состоянию скульптурных памятников Санкт-Петербурга, как инструмент для системного анализа процессов разрушения камня в городской среде // «Современная минералогия: от теории к практике», Материалы XI Съезда РМО, СПб, 2010, с. 385-387 (0,2/0,1).

Подписано в печать 5.09.2011. Формат бО/М1^. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл.печ.л. 1,2.

Тираж 100 экз. Заказ № 059. Отпечатано в топографии ООО «Копи-Р грзтш». Санкт-Петербург, пер. Гривцова, 1/64.

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Васильева, Ольга Андреевна

Введение

1. Мониторинг состояния памятников культурного наследия в 12 городской среде (обзор литературы)

1.1 Методология экологического мониторинга состояния 12 памятников

1.1.1 Общая схема структурной организации мониторинга (на 12 примере России)

1.1.2 Методика мониторинга состояния каменных памятников 17 в городской среде

1.2 Особенности разрушения бронзовых памятников

1.2.1 Коррозия металлов и сплавов

1.2.2 Патина на поверхности бронзовых памятников в 41 городской среде

1.2.3 Механизмы и факторы патинообразования на медных сплавах

2. Влияние деструктивных факторов на состояние бронзовых 72 памятников в городской среде

2.1 Модели для оценки влияния факторов риска на состояние 72 памятников

2.2 Мониторинг состояния воздушной среды в Некрополях музея 82 городской скульптуры (Санкт-Петербург)

2.2.1 Методика измерения

2.2.2 Результаты и их обсуждение

3. Мониторинг состояния бронзовых памятников в городской среде

3.1 Основные этапы экспертизы

3.2 Квалиметрическая оценка состояния художественных бронз 105 скульптурных памятников

3.2.1 Расчетная квалиметрическая модель

3.2.2 Апробация модели

3.3 Методы исследования патины с поверхности бронзовых 109 памятников в лабораторных условиях

3.4 Разработка и наполнение базы данных по состоянию 114 бронзовых памятников Санкт-Петербурга

4. Определение фазового состава патины на поверхности бронзовых 122 памятников спектрофотометрическим методом in situ

4.1 Спектры диффузного отражения (СДО) аналогов минералов 122 патины

4.1.1 Получение СДО эталонных образцов и их обработка

4.1.2 Результаты анализа особенностей СДО и рассчитанных 130 по ним характеристик аналогов минералов патины

4.2 Возможности определения фазового состава патины с 139 использованием спектров отражения и колориметрических характеристик эталонных образцов

4.2.1 Методика определения

4.2.2 Примеры определения

5. Патина на бронзовых памятниках Санкт-Петербурга по 158 результатам комплексного исследования

5.1 Натурное обследование и световая микроскопия

5.2 Рентгенофазовый анализ и ИК-спектроскопия

5.3 Сканирующая электронная микроскопия и локальный 176 рентгеноспектральный микрозондовый анализ

5.4 Биологические методы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоэкологический мониторинг состояния бронзовых памятников в городской среде"

Актуальность исследования. Действующий Федеральный закон Российской Федерации от 10.01.2002 №7-ФЗ "Об охране окружающей среды" рассматривает материальное культурное наследие народов Российской Федерации в качестве важного компонента среды и непременного объекта охраны от проявления факторов риска, связанного с воздействием агрессивных по отношению к памятникам истории и культуры факторов воздействия на них.

Памятники культурного наследия, выполняют важные социальные функции, служат целям развития образования и культуры, формирования чувства патриотизма, идейно-нравственного и эстетического воспитания молодежи. В другом действующем федеральном законе от 25.06.2002 N 73-ФЗ "Об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры) народов Российской Федерации» отмечается, что памятники истории и культуры России «составляют неотъемлемую часть мирового культурного наследия, свидетельствуют об огромном вкладе народов нашей страны в развитие мировой цивилизации». В этом законе, так же, как и в Конституции России, констатируется, что охрана памятников, культурного наследия в целом - это важная задача государственных органов управления и общественных организаций.

В последние годы памятники культурного наследия все чаще становится жертвой «экологической агрессии» современного индустриального производства, урбанизации и других антропогенных и естественных природных факторов. Их состояние стало в современных условиях одним из характерных индикаторов экологической ситуации. По этой причине изучение изменения состояния объектов культурного наследия, влияния на него разрушающих факторов необходимо не только для спасения памятников, но и для совершенствования управления окружающей средой.

Среди мировых промышленных мегаполисов Санкт-Петербург -уникальный по масштабу памятник, сохранивший в основных чертах грандиозный исторический центр. Высокая степень сохранности и подлинности исторических территорий послужила основанием для включения в Список Всемирного наследия ЮНЕСКО исторического центра Санкт-Петербурга вместе с группами памятников пригородов. Угрозы физической утраты (разрушения) уникальных памятников Санкт-Петербурга связаны с процессами естественного старения, которые ускоряют неблагоприятные климатические, геологические и экологические условия, а так же вандализм и интенсивный туризм. Большую роль в этих процессах играют атмосферные загрязнители из-за воздействия которых многие уникальные объекты находятся в активной фазе разрушения [22]. Следует отметить, что нормирование загрязнителей для сохранения объектов, окружающих человека, в том числе и памятников культуры, является актуальной задачей государственного значения [79].

Правительством Санкт-Петербурга принято Постановление от 1.11.2005 года N 1681 "О Петербургской стратегии сохранения культурного наследия", в котором определены основные приоритеты, критерии и направления охраны памятников Санкт-Петербурга. Стратегия призвана обеспечить смысловые, правовые и процедурные аспекты преобразования и совершенствования городского ландшафта, сущность которых определяется формулой "сохранение через развитие, развитие через сохранение". В постановление отмечается необходимость проведения междисциплинарных исследований процессов разрушения исторических памятников, а также воздействий на них различных деструктивных факторов на основе постоянного мониторинга и создание на его основе прогноза развития.

Много лет ученые Российского государственного университета им. А.И. Герцена и Санкт-Петербургского государственного университета совместно со студентами изучают камень в памятниках Санкт-Петербурга и особенности его разрушения [5, 6, 7, 15, 93]. За это время совместно с Музеем городской скульптуры была разработана методика мониторинга состояния каменных памятников [46, 61, 83, 93, 104], которая успешно применяется при экспертизе состояния памятников Санкт-Петербурга, начиная с 2003 года.

Уникальная коллекция бронзовых памятников Санкт-Петербурга, мониторингу состояния которых посвящена настоящая работа, находится в настоящее время в критической ситуации. В условиях загрязненной воздушной атмосферы процессы коррозии металлов и сплавов активизируются. На поверхности памятников происходит образование "дикой" рыхлой патины, часто фиксируются очаги "бронзовой болезни", обусловленной проникновением коррозии вглубь сплава. Закономерности разрушения памятников из меди и медных сплавов в городской среде [32, 99, 113] к настоящему времени исследованы недостаточно. Методика квалиметрической экспертизы их состояния не разработана.

Объект исследования - воздушная среда и бронзовые памятники С анкт-Петербурга.

Предмет исследования - состояние воздушной среды и бронзовых памятников в городской среде.

Цель работы — разработка комплексного методологического подхода к исследованию и прогнозированию состояния бронзовых памятников в городской среде.

Основные задачи:

1 .Разработать базовую оценочную модель по влиянию широкого комплекса деструктивных факторов на состояние объектов культурного наследия, находящихся на открытом воздухе и квалиметрическую расчетную модель по оценке воздействия факторов риска на памятники Санкт-Петербурга.

2.Провести мониторинг состояния воздушной среды в Некрополях музея городской скульптуры и проанализировать особенности воздействия загрязнителей воздуха на бронзовые памятники.

3.Разработать методику геоэкологического мониторинга состояния бронзовых памятников в городской среде:

-предложить квалиметрическую модель для оценки состояния медного сплава;

-разработать неразрушающую спектрофотометрическую методику определения фазового состава патины на поверхности бронзовых памятников;

-создать и разместить в Интернете базу данных по состоянию бронзовых памятников Санкт-Петербурга.

4.Провести экспертизу состояния представительной выборки бронзовых памятников Санкт-Петербурга, изучить закономерности их разрушения и дать рекомендации по комплексу реставрационных и профилактических мероприятий на обследованных памятниках и окружающих их территориях.

Защищаемые положения:

1 .Базовая универсальная оценочная модель, полученная по результатам анализа влияния широкого комплекса деструктивных факторов на состояние объектов из различных материалов, позволяет проводить сравнительный квалиметрический анализ степени воздействия биотических, абиотических, антропогенных и конструкционных факторов на памятники культурно наследия, находящихся в различных географических и экологических условиях.

2.Загрязнители воздушной среды (сернистый и угарный газы, озон и аэрозоли твердых частиц) являются основными компонентами синергетической химической атаки на бронзовые памятники Санкт-Петербурга. Интенсивность деструктивных процессов зависит от места бытования памятника и максимальна в осенне-весенний период.

4.Патина на бронзовых памятниках Санкт-Петербурга представляет собой композитную биогеохимическую систему, формирующуюся под действием экологических и климатических факторов. Минеральный состав патины представлен соединениями меди и требует постоянного контроля из-за присутствия хлоридов (атакамита, нантакита и кальюметита), являющихся индикаторами бронзовой болезни памятников.

Фактический материал, подходы и методы исследования.

Фактическую основу диссертации составляют результаты трехлетнего мониторинга загрязнителей воздушной среды в Некрополях музея городской скульптуры и состояния представительной выборки бронзовых памятников Санкт-Петербурга, существенно отличающихся по времени нахождения в условиях городской среды (от 20 до 180 лет): Николаю I на Исаакиевской площади, Героям Краснодона в парке Екатерингоф и 40 памятников в Некрополях Музея городской скульптуры.

Измерения содержания загрязнителей воздушной среды (SO2, СО и О3) в Некрополях Музея городской скульптуры с июня 2006 по май 2009 были произведены сертифицированным и аттестованным комплексом «СКАТ» (версия ПАК8816), установленным научно-производственным предприятием «ОПТЭК» в техническом помещении Лазаревской усыпальницы. Анализ проб автоматически выполнялся каждые 20 минут, результаты поступали в базу данных центрального сервера.

Работа выполнена на кафедре геологии и геоэкологии РГПУ им. А.И. Герцена. Часть экспериментальных исследований была проведена в лабораториях геологического и биологического факультетов СПбГУ, а также в Институте геологии и геохронологии Докембрия РАН.

Научная новизна. Разработана методика геоэкологического мониторинга состояния бронзовых памятников в городской среде. Предложена неразрушающая спектрофотометрическая методика определения фазового состава патины на поверхности памятников. Разработаны и опробированы квалиметрические расчетные модели по оценке состояния медного сплава в городской среде и воздействию факторов риска на памятники Санкт-Петербурга Создана база данных по состоянию бронзовых памятников Санкт-Петербурга. Впервые проведено детальное эколого-геохимическое исследование патины на поверхности бронзовых памятников Санкт-Петербурга, выявлены закономерности ее изменений.

Теоретическая значимость. Выявлены особенности влияния загрязнителей воздуха на патинообразование и закономерности эволюции патины на поверхности бронзовых памятников Санкт-Петербурга.

Практическая значимость. Разработка методики мониторинга состояния бронзовых памятников и экспертиза состояния 42 памятников Санкт-Петербурга выполнены по контракту с Комитетом по культуре правительства Санкт-Петербурга и Государственным Музеем городской скульптуры. Полученные результаты используются при планировании и проведении реставрационных и консервационных работ на бронзовых памятниках, а также при прогнозировании динамики изменения их состояния.

Результаты проведенных исследований также внедрены в учебный процесс и используются в учебных курсах "Эколого-геологические проблемы и экспертиза памятников культурного наследия" (РГПУ им. А.И. Герцена), а также "Экология памятников культурного наследия",

Кристаллогенетические процессы и биокосные взаимодействия на поверхности памятников в городской среде" (СПбГУ).

Обоснованность и достоверность результатов работы базируется на большом объеме выполненных полевых и лабораторных исследований с применением широкого комплекса современных сертифицированных инструментальных методов и компьютерных технологий, а также анализе отечественных и зарубежных литературных источников по исследуемой проблеме.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты работы докладывались и обсуждались на международных и российских конференциях: VIII - X Международные семинары «Геология, геоэкология и эволюционная география» (Санкт-Петербург, 2008-2010), IX Всероссийская научная конференция "Проектирование инженерных и научных приложений в среде MatLab" (Астрахань, 2009), XI Съезд Российского Минералогического общества (Санкт-Петербург, 2010), XXXVIII - XXXIX научные и учебно-методические конференции СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург, 2009-2010), семинары «Проблемы реставрации и обеспечения сохранности памятников культуры и истории» (Санкт-Петербург, 2010), "Скульптура XVIII — XIX веков на открытом воздухе. Проблемы сохранения и экспонированиия" (Сергиевка, Старый Петергоф, 2010), VII Международная конференция "Геология в школе и вузе: геология и цивилизация" (Санкт-Петербург, 2011).

По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 9 статей (из них 2 в журнале из списка ВАК) и одна коллективная монография, выполнено два отчета по контракту с Комитетом по культуре правительства Санкт-Петербурга и Государственным Музеем городской скульптуры.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, приложения. Объем диссертации составляет 197 страниц, включая 88 рисунков, 35 таблиц, 114

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Васильева, Ольга Андреевна

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Подготовлен обзор литературы, в котором рассмотрены коррозия металлов и сплавов, минералы, цвет, структура и стадийность образования патины, а также влияние окружающей среды и внутренних факторов на механизмы патинообразования.

2. Разработана квалиметрическая модель интегральной оценки влияния широкого комплекса внешних и внутренних факторов на состояние скульптурных памятников из различных материалов, которая может быть успешно использована для оценки влияния биотических, абиотических, антропогенных и конструкционных факторов, а также стихийных бедствий на конкретные памятники в различных экологических условиях.

3. Изучены закономерности загрязнения атмосферы в центральном районе Санкт-Петербурга за период июнь 2006 — май 2009 гг. и его воздействие на бронзовые памятники Некрополей музея городской скульптуры. Проанализированы суточные, недельные и сезонные изменения.

Показано, что влияние S02, СО, 03 на состояние памятников Санкт-Петербурга происходит на уровне их концентрации, являющейся нормой для жилой зоны человека. Наиболее интенсивное влияние наблюдается в осенне-зимний период (вблизи 0°С). Концентрация загрязнителей воздушной среды в Некрополях Музея государственной скульптуры существенно отличается показателей Василеостровского района, что указывает на необходимость локальных измерений.

4. Разработана и успешно апробирована на памятниках Санкт-Петербурга методика геоэкологического мониторинга бронзовых памятников в городской среде, включающая следующие этапы:

- Визуальное обследование объекта. Фотодокументация его состояния. Взятие проб патины.

- Получение ЗО-модели памятника по результатам лазерного сканирования.

- Квалиметрическую оценку состояния материала.

- Определение состава патины комплексом инструментальных методов

- Работу в архиве Музея городской скульптуры.

- Создание и наполнение базы данных по состоянию бронзовых памятников.

3. Для квалиметрической оценки состояния медного сплава памятников предложена двухуровневая расчетная модель, морфологические показатели которой соответствуют характеристикам, используемым реставраторами при предреставрационной экспертизе состояния памятника. Весовые коэффициенты показателей определены на основе их ранжирования квалифицированными экспертами.

Апробация модели произведена на 40 медных и бронзовых памятниках Некрополей Музея городской скульптуры.

4. Для хранения и структуризации получаемых в результате мониторинга фактических данных создана и размещена в интернете специализированная база данных по состоянию бронзовых памятников Санкт-Петербурга. База состоит из трех главных разделов: «Материалы», «Общие сведения», «Результаты экспертиз».

В справочнике «Материалы» приводятся данные по архитектурным и скульптурным памятникам Санкт-Петербурга.

В разделе «Общие сведения» для каждого памятника приведена историческая справка, имена скульптора/архитектора, детальное описание каменных и других материалов, даты и содержание реставрационных и консервационных работ.

В разделе «Результаты экспертизы» для каждого памятника представлены данные датированных материаловедческих экспертиз.

5. Разработана спектрофотометрическая методика определения фазового состава патины на поверхности памятников in situ. Измерены и проанализированы спектры диффузного отражения природных аналогов основных минералов патины и выявлены их отличительные параметры.

Показана возможность определения фазового состава патины с поверхности бронзовых памятников путем моделирования — подгонки МНК экспериментального и рассчитанного спектров: 8 = £(11эксп - Красч )2/ИК2ЭКСп, где Яэксп - экспериментальные коэффициенты отражения от патины, КраСч -коэффициенты отражения от патины.

6. С использованием разработанных приемов проведена экспертиза состояния 42 бронзовых памятников Санкт-Петербурга и даны рекомендации по комплексу соответствующих реставрационных и профилактических мероприятий.

7. Впервые проведено детальное экологогеохимическое исследование патины на бронзовых памятниках Санкт-Петербурга. Проанализирован ее минеральный и элементный состав, его изменения во времени, диагностированы очаги "бронзовой болезни".

Показано, что патина представляет собой сложную композитную биогеохимическую систему. Минеральный состав представлен оксидами, сульфатами и карбонатами меди, образование которых происходит при реакции сплава с кислородом воздуха и загрязнителями воздушной среды (802, СО). Кроме того, присутствуют хлориды меди, образование которых связано с наличием ионов хлора, попадающих на поверхность памятника преимущественно из-за посыпания в зимнее время окружающей территории солью. Основные изменения во времени связаны с вариациями соотношения оксидов и солей меди, которые постоянно подвергаются гидратации и дегидратации. Время превращения однослойной патины в двухслойную существенно варьирует (от нескольких лет до десятков лет), что связано с сохранностью барьерного слоя и конструкционными факторами (однородность сплава и поверхности).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Васильева, Ольга Андреевна, Санкт-Петербург

1. Андруз Ж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды. Пер с англ. М.: Мир, 1999 - 271 е., ил.

2. Архив погоды в Санкт-Петербурге Электронный ресурс. Режим доступа: http://pitermeteo.ru

3. Атмосферная коррозия металлов и методы их защиты, Михайловский Ю. Н. М: Металлургия, 1989, 103 с.

4. Бетехин А. Г. Курс минералогии. Изд-во геологической литературы, М, 1951 541 с.

5. Булах А.Г., Абакумова Н.Б. Каменное убранство главных улиц Ленинграда. СПб., 1993, 180 с.

6. Булах А.Г., Абакумова Н.Б. Каменное убранство центра Ленинграда. Л. Изд-во ЛГУ, 1987, 198 с.

7. Булах А.Г., Абакумова Н.Б. «Каменное убранство Петербурга. Город в необычном ракурсе». СПб.: Изд-во «Сударыня», 1997, 143 с.

8. Булах А.Г., Маругин В.М. Реставрация памятников архитектуры Санкт-Петербурга: оценка результативности работ по данным квалиметрии -Спб.: Изд. дом С.-Петерб. ун-та, 2009 52 с.

9. Варжапетян А. Г. Квалиметрия: Учеб. пособие / СПбГУАП. СПб., 2005. 176 е.: ил.

10. Васильева O.A., Франк-Каменецкая O.B. Минеральный состав патины на бронзовом памятнике Николаю I // Геология, геоэкология, эволюционная география. Под ред. Е.М. Нестерова. СПб.: изд-во РГПУ им.

11. A.И. Герцена, 2010. С. 37-41

12. Васильева O.A., Маругин В.М., Франк-Каменецкая О.В. Квалиметрический мониторинг состояния бронзовых памятников в городской среде // Вестник МАНЭБ, том 15, №5, 2011, с. 108-111

13. Вернигорова В.Н., Химия загрязняющих веществ и экология: монография / В.Н. Вернигорова, Н.И. Макридин, Ю.А. Соколова, И.Н. Максимова. М.: Издательство «Палеотип», 2005. - 240 с.

14. Власов Д.Ю., Франк-Каменецкая О.В. Разрушение природного камня в условиях городской среды // Труды Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей. 2006. Сер. 1. Т. 96., с -156-169

15. Памятник "Героям Краснодона", Электронный ресурс. Режим доступа: www.sculptura-spb.ru

16. Государственный музей городской скульптуры, Некрополь мастеров искусств, план-путеводитель Спб, 2006

17. Груздев Ю.А., Челибанов В. П., Франк-Каменецкая О.В., Рытикова

18. B.В. Мониторинг состояния атмосферного воздуха в центральном районе Санкт-Петербурга//Экология урбанизированных территорий , 2010, 1, 74- 80.

19. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике, изд-во "Мир" -Москва, 1978 г, 592 с.

20. Демидов А.И. Коррозия металла: разрушение бронзовых памятников и скульптур Электронный ресурс. Режим доступа: http:// ostmetal. info/

21. Демина М. Чем болеют бронзовые памятники/ "Химия и жизнь", №8, 2010 г., с 64-65

22. Документы о состоянии загрязнения атмосферы в городах для информирования государственных органов, общественности и населения, РД 52.04.667-2005 / Сост. Э.Ю.Безуглая, Е.К. Завадская, Т.П. Ивлева, И.В.

23. Смирнова. М.: Метеоагентство Росгидромета, 2005

24. Домасев М. В. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения СПб., 2007 - 224 е.: цв.ил.

25. Ефремкин А. Патина: что это такое/ "Наука и жизнь", №8, 2003 г.

26. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов, М. Металлургия 1976г, 472 е., ил.

27. Заварзин Л.Г. Слабые грунты на территории Санкт-Петербурга // Реконструкция городов и геотехническое строительство Электронный ресурс.- Электронный журнал, № 2, 2000 Режим доступа http://www. georec.narod.ru

28. Зилов Е. А. Химия окружающей среды: Учебное пособие / Е. А. Зилов. Иркутск: Иркут. ун-т, 2006. - 148 е., ил.

29. Исаев Л.Н. Экология и контроль качества атмосферного воздуха // "Химическая техника", №6, 2003 г — с. 28-30

30. Калиш М. К. Естественные защитные пленки на медных сплавах. М.: Металлургия, 1971, 200 с.

31. Калиш М. К. Реставрация, исследование и хранение музейныххудожественных ценностей. Обзорная информация. Вып 1. Проблемы цвета монументальной бронзовой скульптуры М., 1979 - 48 с.

32. Карпенко Г. В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов, изд-во «Наукова Думка», Киев, 1976, 124 с

33. Карта расположения постов мониторинга атмосферы Системы УКВ Электронный ресурс. Режим доступа: http://gov.spb.ru

34. Квалиметрический мониторинг строительных объектов/ Под ред. В.М. Маругина и Г.Г. Азгальдова СПб.: Политехника, 2010 - 345 е., ил

35. Квалиметрическая экспертиза строительных объектов/ Под ред. В.М. Маругина и Г.Г. Азгальдова СПб.: Политехника, 2008 - 527 е., ил

36. Кеше Г. Коррозия металлов. Физико-химические принципы и актуальные проблемы. Пер с нем. М. Металлургия, 1984, 400 с

37. Коррозионно-механическое разрушение металлов и сплавов/ Петров JI.H., Сопрунюк Н.Г.; отв. редактор Мелехов Р.К. АН Украины Физ-мех ин-т им. Г.В. Карпенко Киев, «Наукова Думка», 1991 - 216 с

38. Кортюм Г., Браун В., Герцог Г. Принципы и методика измерения в спектроскопии диффузного отражения // "Успехи физических наук", выпуск 2, 1965, том 85, с. 365 380 с

39. Косыгин Е.В., Скольный B.C. Экосистемный подход к сохранению объектов строительного искусства//Региональные проблемы развития строительного комплекса: Тез.докл.регион. конф. Владимир, 1995, с. 44 - 46

40. Косыгин Е.В. Экосистемная реставрация памятников архитектуры: Монография / Владимирский государственный университет; Владимир, 2002-37 с

41. Кустова E.H. Методы определения фазового состава патины на бронзовых памятниках, диплом специалиста, СПбГУ ИТМО, 2007, 53 с

42. Лепешкина Н.Ф., Франк-Каменецкая О.В., Власов Д.Ю., Рытикова

43. B.В. Комплексный мониторинг состояния памятников из камня в городской среде (на примере Некрополя 18 века Государственного музея городской скульптуры) // "Реликвия", 2005, №2(9), с. 20-25

44. Лисицын П. Г. Решение проблем дизайна цвета и качества поверхности литой бронзы: Дис. канд. техн. наук: 17.00.06 М.: РГБ, 2005

45. Малахов А.И., Жуков А.П. Основы металловедения и теории коррозии М: "Высшая школа", 1978 - 192 е., ил.

46. Мануртдинова (Егорова) В.В., Васильева O.A., Франк-Каменецкая О.В., Плоткина Ю.В., Зеленская М.С. Экологическая экспертиза состояния памятника Николаю I на Исаакиевской площади (Санкт-Петербург)//Вестник МАНЭБ, том 15, №5, 2011, с. 87-98

47. Марфунин A.C. Введение в физику минералов. М., "Недра", 1974 г.,328 с.

48. Методические рекомендации по экологическому мониторингу недвижимых объектов культурного наследия, Ред. коллегия: Ю.А. Веденин,

49. C.B. Кулинская, Ю.Л. Мазуров, A.A. Пакина, O.E. Штеле, ILM. Шульгин. Редактор-составитель: Ю.Л. Мазуров, Российский НИИ культурного и природного наследия, Москва, 2001 223 с

50. Мещанова Е.В. Современное минералообразование на бронзовых памятниках Санкт-Петербурга, диплом специалиста/Санкт-Петербургский государственный университет — Спб, 2004 г 94 с

51. Моделирование 3D, НПП "Фотограмметрия" Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.photogrammetria.ru/

52. Некрополь мастеров искусств. Художественное надгробие в собрании Государственного музея городской скульптуры. Т2 2002/ Под общ. ред. В.Н. Тимофеева, 210 с

53. Некрополь Свято-Троицкой Александро-Невской Лавры Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.lavraspb.ru/

54. Нестерова А.Н. Минералообразование на бронзовых и медных памятниках в исторических Некрополях Александро-Невской лавры, бакалаврская диссертация / Санкт-Петербургский государственный университет — Спб, 2000 г.

55. Никитин М.К., Мельникова Е.П. Химия в реставрации: Справочное издание/ М.К. Никитин Л.: Химия, 1990 - 304 с.

56. Очерки по методике технологического исследования реставрации и консервации древних металлических изделий, отв. редактор А.И. Кауль, ОГИЗ, государственное социально-экономическое издательство, Москва-Ленинград, 1935 г., 120 с.

57. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2007 году / Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина, Спб, 2008, 472 с.

58. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2008 году / Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина, Спб, 2009, 480 с.

59. Пентин Ю. А., Вилков Л. В. Физические методы исследования в химии М: Мир ООО «Изд-во ACT» 2003, 683 с.

60. Платонов А.Н. Природа окраски минералов, Киев, 1976

61. Попова Т.Ф., ЛМГС, Научный паспорт «На памятник Николаю I», 1952, 101 с.

62. Решетников С. М., Круткина Т. Г., Вдовин С. Ф. Коррозия враг металла.- Ижевск: Удмуртия, 1979.- 40 е., с ил.

63. Розенфельд И. Л., Рубинштейн Ф. И., Жигалова К. А. Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями. М: Химия, 1987, 224 с.

64. Рой Д.Н. Опыт применения метода наземного лазерного сканирования для работ в области историко-культурного наследия // Геопрофи №2, 2007 20-23 с.

65. Санкт-Петербургский экологический союз Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.ecounion.ru/ru/site.php

66. Семенова И. В., Флорианович Г. М., Хорошилов А. В. Коррозия и защита от коррозии / Под ред. И. В. Семеновой М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. -336 с.

67. Скурлатов Ю.И. и др. Введение в экологическую химию: Учебн. пособие для хим. и хим. техн. спец. вузов/ Ю.И. Скурлатов, Г.Г. Дука, А. Музити М. Высш. шк., 1994 - 400 е.: ил.

68. Современные физические методы в геохимии: Учебник/ В.Ф. Барабанов, Г.Н.Гончаров, М.Л.Зорина и др.; под ред. В.Ф. Барабанова. -Л.:Изд-во Ленинградского ун-та, 1990 391 с.

69. Сорин В.Г. Колесница Славы // "Наука и жизнь", №5, 2003 г, стр. 511

70. Сорин В.Г. Она защищает бронзу // "Наука и жизнь", №8, 2003 г, с.44.46

71. Сорин В.Г. «Сохранение объектов культурного наследия, как компонент устойчивого развития городской среды на примере Санкт-Петербурга» Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.srspb.ru

72. Сорин В.Г. "Благородные и неблагородные патины" Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.srspb.ru

73. Статьи Федерального закона "Об охране атмосферного воздуха" №96-ФЗ (1,2,5,11,12 от 04.05.1999) (с изменениями на 31 декабря 2005 г.); №7-ФЗ (1,16,20,22,25 от 10.01.2002) (с изменениями на 26 марта 2007 года)

74. Улиг Г. Г., Реви Р. У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику: Пер. с англ./Под ред. А. М. Сухотина.-JI.: Химия, 1989,- Пер. изд., США, 1985. 456 е.: ил.

75. Фармаковский М. В. Консервация и реставрация музейных коллекций, Москва, 1947 г, 140 с.

76. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию. Пер с нем., М.: Мир, 1997. 232 с.

77. Франк-Каменецкая О.В., Власов Д. Ю., Маругин В.М., Лепешкина Н.Ф. Методология комплексного мониторинга состояния памятников из камня в городской среде // Геология и эволюционная география, Санкт-Петербург, 2005.С.12-16

78. Франк-Каменецкая О.В., Власов Д.Ю., Зеленская М.С., Егорова

79. Шашлов Б.А. Цвет и цветовоспроизведение, М. МГАП, "Мир книги", 1996 г.

80. Шемаханская М.С. Реставрация металла (Методические рекомендации), Москва, 1989 Электронный ресурс. Режим доступа: http://art-con.ru/

81. Экологический портал Санкт-Петербурга Электронный ресурс. -Режим доступа: http://www.infoeco.ru/

82. Экологическая безопасность воздушной среды: Учеб.-метод, пособие / В. И. Козаченко, Т. В. Колобашкина, Т. А. Пожарова, Б. И. Попов и др., СПбГУАП. СПб., 2003, 44 е.: ил.

83. Экосистемный метод реконструкции и реставрации Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.tectonika.ru/ecosyst.html

84. Экспертиза камня в памятниках архитектуры: Основы, методы, примеры/ А.Г. Буллах, Д.Ю. Власов, A.A. Золотарёв, В.М. Маругин, М.В. Морозов, А.И. Савчёнок, Б. Фитцнер, О.В. Франк-Каменецкая, К. Хейнрихс,

85. C.Б. Щигорец — Спб.: Наука, 2005 198 с, 91 ил.

86. Элин, научно-техническая лаборатория "Электронные инструменты" Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.elin.ru/

87. Яговкина М.А., Сорин В.Г. Особенности минерального состава на скульптурных группах П.К. Клодта "Укротителей Коней" до их реставрации в 2002 году //Минералогия, геммология, искусство. 2003, с. 162-163

88. Brimblecombe P., Grossi С.М., Harris I. Climate change critical to cultural heritage // Heritage, Weathering and Conservation, Taylor and Francis, London, 2006, pp.387-393

89. Brostoff L.B. Coatting strategies for the protection of outdoor bronze art and ornamentation, dissertation, 2003 p. 180

90. Crespo M.A., Cicileo G.P., Rosales B.M. Electrohemical characterization of patina protectiveness evolution on outdoor bronze sculputers // Proceedings of Metall, National Museum of Australia Canberra ACT, 2004, pp. 185-194

91. David A. Scott Copper and Bronze in Art. Corrosion, colorants, conservation, Paul Getty Museum Pubns, 2002, p. 515

92. David A. Scott, Podany J., Brian B. Considine Ancient and historic metal. Conservation and scientific resech. The getty conservation institute, 2007, p. 279

93. Farmer V.C., Infrared spectra of minerals , Mineralogical Society, London, 1974, p 539

94. Fitzgerald K.P, Nairn J., Skennerton G., Atrens A. Atmospheric corrosion of copper and the colour, structure and composition of natural patinas on copper // "Corrosion Science", №48, 2006, pp. 2480-2509

95. Fitzner В., Heinrichs K., Kownatzki R. Weathering forms-classification and mapping. // Natursteinkonserierung in der Denkmalpflege. Verlag Ernst & Sohn. Berlin. 1995.Pp. 41

96. Frank-Kamenetskaya, O.V., Vlasov, D.Yu., Bulakh, A.G. & Marugin, V.M. 2003, Evalution of historical monuments state on the base of Qualimetrical Expertise Reconstruction of Historical Cities and Geotechnical

97. Engineering. In Proceedings of the International geotechnical conference dedicated to Tercentenary of Saint Petersburg (Ilichev, V.A., Ulitsky, V.M., Eds.), Saint Petersburg Moscow: ASV Publisher, vol. 1, pp. 191-197.

98. Franceschia E., Letardib P., Lucianoc G. Colour measurements on patinas and coating system for outdoor bronze monuments // Journal of Cultural Heritage, №7, 2006, pp 166-170

99. Frost R.L. Raman spectroscopy of selected copper minerals of significance in corrosion // Spectrochimica acta. Part A : molecular and biomolecular spectroscopy 59(6), 2003: pp. 1195-1204.

100. Letardi P. "In-situ characterisation of patina and coatings on outdoor bronze with electrochemical methods" // Use of Electrochemical Techniques in metal Conservation Kick-off meeting 13 march 2006 - Ghent.

101. Masamitsu Watanabe, Etsuko Toyoda, Takao Handa, Toshihiro Ichino, Nobuo Kuwaki, Yasuhiro Higashi, Tohru Tanaka Evolution of patinas on copper exposed in a suburban area // "Corrosion Science", №49, 2007, pp. 766 — 780

102. Moenke H., Mineralspectren , Academie Verlag , Berlin, 1962

103. Moncmanova A. Environmental Deterioration of Materials, 2007, pp.

104. Watt J, Tidblad J, Kucera V, Hamilton R. The Effects of Air Pollution on Cultural Heritage, Springer, 2009, XII, 299 p.

105. Zhuo Yuan Chen "The Role of Particles on Initial Atmospheric Corrosion of Copper and Zinc", Doctoral Thesis, Stocholm, 2005, p. 55312

Информация о работе

Васильева, Ольга Андреевна
кандидата географических наук
Санкт-Петербург, 2011
ВАК 25.00.36

Диссертация

Геоэкологический мониторинг состояния бронзовых памятников в городской среде - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы