敦煌莫高窟室内外空气质量的初步研究.doc

敦煌莫高窟室内外空气质量的初步研究 第24卷第5期 2007年9月 中国科学院研究生院 JournaloftheGraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences Vo1.24No.5 September2007 文章编号:1002.1175(2007)05.0612.07 敦煌莫高窟室内外空气质量的初步研究* 张二科曹军骥王旭东张国彬张正模杜娜.沈振兴. (1中国科学院地球环境研究所,黄土与第四纪地质国家重点实验室,西安710075;2敦煌研究院保护所,敦煌736200; 3西安交通大学环境科学与工程系,西安710049;4中国科学院研究生院,北京100049) (2007年1月1913收稿;2007年5月1813收修改稿) ZhangEK,CaoJJ,WangXD,eta1.ApreliminarystudyofcharacterizationofindoorandoutdoorairqualityinDunhuang MogaoGrottoes.JournaloftheGraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,2007,24(s):612—618 摘要选择2006年4月30日至5月10日,结合五一长假前后参观游客数量的变化,对莫 高窟室内外总悬浮颗粒物(TSP)和污染气体进行了为期2周的加强连续观测,获得了莫高窟室 内外大气环境污染的初步数据.在观测期内,室外,非开放洞窟[320窟]和开放洞窟[257窟]大 气TSP的日平均质量浓度分别为1138.4gg?m一,228.5g?m.和286.4gg?m～.TSP中水溶性离 子分析表明,ca2,SO:一,Na和c1一是水溶性无机离子的主要组分,且室外水溶性离子浓度高 于窟内水平,长假前后水溶性组分浓度有明显变化.碳气溶胶分析显示,开放洞窟相对于室外 和非开放洞窟具有较高的碳气溶胶的浓度水平.获得了研究区NH和气态HNO的浓度水平. 游客数量对TSP质量浓度,水溶性离子浓度,碳气溶胶浓度和污染气体均有显着影响,旅游高 峰期污染物质浓度显着增高. 关键词莫高窟,总悬浮颗粒物,水溶性离子,碳气溶胶,污染性气体 中图分类号P402 1引言 敦煌莫高窟(94.47E,40.2N)是第1批中国重点文物保护单位,是被联合国教科文组织世界遗产委 员会列人世界遗产清单的中国第1批世界文化遗产地,素有墙壁上的博物馆之称,是世界着名的文化 旅游景点.目前,敦煌壁画出现壁画酥碱,颜料变色与退色,起甲和空鼓等问题.空气污染对材料保存 的威胁是大气环境研究的主要领域之一.敦煌莫高窟位于库姆塔格沙漠的东北边缘,干旱区的风蚀沙 尘对于敦煌壁画的起甲和空鼓等问题有显着的影响.必威体育精装版研究表明,莫高窟窟区外围的大气环境污染 物浓度呈上升趋势,特别是酸性污染物有明显的增加….颗粒物携带的某些化学物质(如硫化物,硝酸盐 及小分子有机酸)在一定条件下,可以与文物表面或者矿物颜料发生化学反应,破坏文物.颗粒物沉降 在文物的表面,覆盖,污损其原有色彩,影响其美学观赏价值和视觉效果.颗粒物中富Fe,Mn的颗粒 物会催化,加速污染气体和文物表面材料的化学反应.大气颗粒物同时也是各类微生物的载体,在一 定湿度情况下,造成霉菌的传播,引起文物长霉乃至霉烂,腐朽. 目前,对于敦煌壁画洞窟室内外的大气环境研究相对较少,特别是游客数量对洞窟内外大气污染的 影响研究鲜见.本文选择在五一旅游黄金周前后对莫高窟室内外总悬浮颗粒物(TSP)的理化特征(质 量浓度,8种水溶性离子,总碳及有机碳),污染气体的浓度水平做了连续监测,目的是初步了解目前敦 *国家自然科学基金项目(NSF40675081)资助 tE—mail:cao@loess.1lqg.ac.ca 第5期张二科,等:敦煌莫高窟室内外空气质量的初步研究613 煌莫高窟室内外大气环境质量状况,分析游客数量对大气环境质量的影响,为建立保存敦煌壁画的适宜 环境提供科学依据. 2样品采集和试验分析 2.1样品采集 本研究在莫高窟选取室内室外共3个点,其中室内2个,未开放洞窟(320窟)和开放洞窟(257窟); 室外1个点,位于敦煌研究院保护所办公楼楼顶,离地面距离8m.利用便携式气溶胶采样器(mini—volume portablesampler,Airmetrics,USA)采集了TSP样品,每个样品持续采集24h.采样时间为2006年4月30日 至2006年5月10日.利用被动采样法获得HNO和NH的水平,测试原理详见文献[8].利用Q—Trak (TSI,USA)测定了采样点的微气候特征. 2.2质量分析 TSP日均质量浓度采用称重法分析,利用灵敏度为1g的电子微量天平(SaaoriousM