Beweise für giftige Bücher mit giftigen Farbstoffen häufen sich

21.08.2024

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Wenn Sie auf leuchtend bunte, in Leinen gebundene Bücher aus der viktorianischen Ära stoßen, sollten Sie vorsichtig mit ihnen umgehen oder sogar ganz die Finger davon lassen. Einige ihrer attraktiven Farbtöne stammen von Farbstoffen, die ein Gesundheitsrisiko für Leser, Sammler oder Bibliothekare darstellen könnten. Bei der jüngsten Untersuchung dieser giftigen Bücher wurden drei Techniken angewandt - darunter eine, die bisher noch nicht auf Bücher angewandt wurde -, um die gefährlichen Farbstoffe in einer Universitätssammlung zu bewerten, und es wurde festgestellt, dass der Umgang mit einigen Bänden gefährlich sein könnte.

"Diese alten Bücher mit giftigen Farbstoffen können sich in Universitäten, öffentlichen Bibliotheken und privaten Sammlungen befinden", sagt Abigail Hoermann, die an der Lipscomb University Chemie studiert. Die Benutzer können gefährdet sein, wenn Pigmente von den Stoffeinbänden auf ihre Hände abfärben oder in die Luft gelangen und eingeatmet werden. "Wir wollen also einen Weg finden, der es jedem leicht macht, herauszufinden, wie hoch seine Exposition gegenüber diesen Büchern ist und wie er sie sicher aufbewahren kann". Hoermann, der frischgebackene Absolvent Jafer Aljorani und die Studentin Leila Ais haben die Studie zusammen mit Joseph Weinstein-Webb, einem Assistenzprofessor für Chemie an der Lipscomb University, durchgeführt.

Die Studie begann, nachdem die Lipscomb-Bibliothekare Jan Cohu und Michaela Rutledge an die Chemieabteilung der Universität herangetreten waren, um brillant gefärbte, mit Stoff bezogene Bücher aus dem 19. und frühen 20. Weinstein-Webb war fasziniert, als sie erfuhr, dass das Winterthur Museum, Garden & Library zuvor seine eigenen Bücher aus dem 19. Jahrhundert auf das Vorhandensein einer Arsenverbindung namens Kupferacetoarsenit untersucht hatte. Dieses smaragdgrüne Pigment wurde im viktorianischen Zeitalter in Tapeten, Kleidungsstücken und - wie Winterthur herausfand - in Stoffbucheinbänden verwendet. Diese Entdeckung führte zur Lancierung des Poison Book Project, einer Forschungsinitiative, die mit Hilfe von Röntgenfluoreszenz (XRF), Raman-Spektroskopie und anderen Techniken giftige Pigmente in Büchern auf der ganzen Welt aufspürt. Weinstein-Webb und die von ihm angeworbenen Lipscomb-Studenten starteten ihre eigene Untersuchung im Jahr 2022.

Für das Lipscomb-Buchprojekt verwendete das Team drei spektroskopische Techniken:

XRF, um qualitativ zu prüfen, ob Arsen oder andere Schwermetalle in den Buchdeckeln vorhanden waren.
Optische Emissionsspektroskopie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES), um die Konzentration dieser Metalle zu bestimmen.
Röntgenbeugung (XRD), um die Pigmentmoleküle zu identifizieren, die diese Metalle enthalten.

Obwohl XRD bereits früher zur Untersuchung von Gemälden und Tapeten eingesetzt wurde, ist dies das erste Mal, dass es zur Prüfung auf Gift in Büchern verwendet wurde, sagt Ais. Die XRD-Tests werden in Zusammenarbeit mit Janet Macdonald von der Vanderbilt University durchgeführt.

Kürzlich haben die Forscher mit Hilfe von XRF-Daten nachgewiesen, dass in einigen der Lipscomb-Bücher Blei und Chrom enthalten sind. Um die Mengen zu bestimmen, schnitten sie Proben in der Größe einer Büroklammer aus den Stoffeinbänden und lösten sie in Salpetersäure auf. Die ICP-OES-Analyse ergab, dass sowohl Blei als auch Chrom in einigen Proben in hohen Mengen vorhanden waren. Anschließende XRD-Tests zeigten, dass diese Schwermetalle in einigen Fällen in Form von Blei(II)-Chromat vorlagen, einer der Verbindungen, die zu dem von Vincent van Gogh in seinen Sonnenblumenbildern bevorzugten chromgelben Pigment beitragen.

Die Bucheinbände enthielten jedoch weitaus mehr Blei als Chrom, was etwas rätselhaft ist, da Blei(II)-Chromat gleiche Mengen an Blei und Chrom enthält. Die Forscher vermuten, dass die zum Einfärben der Bücher verwendeten Farbstoffe andere Pigmente auf Bleibasis enthalten, denen Chrom fehlt, wie z. B. Blei(II)-oxid oder Blei(II)-sulfid. Das Team arbeitet daran, diese anderen Verbindungen in den gelben Pigmenten zu identifizieren.

Weinstein-Webb und die Studenten wollten auch herausfinden, ob die Schwermetallkonzentration in den Lipscomb-Büchern für Bibliothekare, die mit ihnen umgehen, schädlich sein könnte. Bei einigen der Bucheinbände entdeckten die Forscher Metallkonzentrationen, die über den von den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) festgelegten Grenzwerten für eine chronische Belastung lagen. In der gelösten Probe des am stärksten kontaminierten Einbands war die Bleikonzentration mehr als doppelt so hoch wie der CDC-Grenzwert, und die Chromkonzentration betrug fast das Sechsfache des Grenzwerts. Eine chronische Exposition gegenüber eingeatmetem Blei oder Chrom kann zu gesundheitlichen Auswirkungen wie Krebs, Lungenschäden oder Fruchtbarkeitsstörungen führen.

"Ich finde es faszinierend zu wissen, was frühere Generationen für sicher hielten, und dann stellen wir fest, dass es vielleicht doch keine so gute Idee war, diese leuchtenden Farbstoffe zu verwenden", sagt Weinstein-Webb.

Die Ergebnisse haben die Lipscomb-Bibliothek dazu veranlasst, bunte Bücher aus dem 19. Jahrhundert, die noch nicht getestet wurden, in Plastikbeuteln mit Reißverschluss zu versiegeln und aufzubewahren. In der Zwischenzeit wurden die Bücher, bei denen sich herausstellte, dass sie gefährliche Farbstoffe enthielten, ebenfalls in Tüten eingeschweißt und aus dem öffentlichen Umlauf genommen.

Sobald die Forscher weitere Tests durchgeführt haben, wollen sie ihre Ergebnisse dem Poison Book Project zur Verfügung stellen und Bibliothekare und Sammler über die sichere Handhabung, Konservierung und Lagerung dieser Bücher informieren.

Sie hoffen auch, dass andere ihrem Beispiel folgen und die XRD-Methode einsetzen werden, da die Forscher keine Proben aus den Büchern schneiden müssen. "In Zukunft", so Hoermann, "wollen wir Bibliotheken in die Lage versetzen, ihre Sammlungen zu untersuchen, ohne sie zu zerstören".

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