Beweise häufen sich für giftige Bücher, die giftige Farbstoffe enthalten

18. August 2024

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von American Chemical Society

Wenn Sie im Victoria-Zeitalter auf hell gefärbte, stoffgebundene Bücher stoßen, sollten Sie sie vorsichtig behandeln oder vielleicht sogar ganz meiden. Einige ihrer attraktiven Farben stammen von Farbstoffen, die für Leser, Sammler oder Bibliothekare gesundheitsschädlich sein könnten.

Die neueste Forschung zu diesen giftigen Büchern verwendete drei Techniken – darunter eine, die zuvor nicht auf Bücher angewendet wurde –, um gefährliche Farbstoffe in einer Universitätssammlung zu bewerten, und stellte fest, dass einige Bände möglicherweise unsicher zu handhaben sind.

Die Forscher präsentieren ihre Ergebnisse auf der Herbsttagung der American Chemical Society.

'Diese alten Bücher mit giftigen Farbstoffen können in Universitäten, öffentlichen Bibliotheken und privaten Sammlungen zu finden sein', sagt Abigail Hoermann, eine Studentin der Chemie an der Lipscomb University. Benutzer können einem Risiko ausgesetzt sein, wenn Pigmente der Bucheinbände auf ihre Hände reiben oder in die Luft gelangen und eingeatmet werden.

'Deshalb möchten wir einen Weg finden, um es jedem leicht zu machen, herauszufinden, wie hoch ihre Exposition gegenüber diesen Büchern ist und wie man sie sicher lagert.' Hoermann, der kürzlich graduierte Jafer Aljorani und die Studentin Leila Ais haben die Studie mit Joseph Weinstein-Webb, einem Assistenzprofessor für Chemie an der Lipscomb, durchgeführt.

Die Studie begann, nachdem die Bibliothekare der Lipscomb, Jan Cohu und Michaela Rutledge, das Chemieinstitut der Universität baten, farbenfrohe, stoffgebundene Bücher aus dem 19. und frühen 20. Jahrhundert aus der Beaman Library der Schule zu testen. Weinstein-Webb war interessiert zu erfahren, dass das Winterthur Museum, Garden & Library zuvor seine eigenen Bücher aus dem 19. Jahrhundert auf das Vorhandensein eines Arsenverbindung namens Kupferacetoarsenit untersucht hatte.

Dieses smaragdgrüne Pigment wurde in Tapeten aus dem Viktorianischen Zeitalter, Kleidungsstücken und – wie Winterthur herausfand – in stoffgebundenen Bucheinbänden verwendet. Diese Entdeckung führte zur Gründung des Poison Book Project, einer gemeinschaftlichen Forschungsbemühung, die Röntgenfluoreszenz (XRF), Ramanspektroskopie und andere Techniken nutzt, um giftige Pigmente in Büchern auf der ganzen Welt aufzudecken. Weinstein-Webb und die von ihm rekrutierten Lipscomb-Studenten starteten ihre eigene Untersuchung im Jahr 2022.

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

Obwohl XRD zuvor zum Untersuchen von Gemälden und Tapeten verwendet wurde, war dies das erste Mal, dass es zur Überprüfung von Giften in Büchern verwendet wurde, sagt Ais. Der XRD-Test wird in Zusammenarbeit mit Janet Macdonald an der Vanderbilt University durchgeführt.

Kürzlich verwendeten Forscher XRF-Daten, um zu zeigen, dass Blei und Chrom in einigen der Lipscomb-Bücher vorhanden waren. Um die Mengen zu quantifizieren, schnitten sie Proben ungefähr in der Größe eines kleinen Büroklammer von den Stoffeinbänden ab und lösten sie in Salpetersäure auf.

Ihre Analyse mit ICP-OES zeigte, dass Blei und Chrom in einigen Proben in hohen Konzentrationen vorhanden waren. Nachfolgende XRD-Tests zeigten, dass in einigen Fällen diese Schwermetalle in Form von Blei(II)-Chromat vorlagen, einer der Verbindungen, die zum Chromgelben Pigment beitrugen, das Vincent van Gogh in seinen Sonnenblumenmalereien bevorzugte.

Es gab jedoch in den Bucheinbänden weit mehr Blei als Chrom, was etwas verwirrend ist, da Blei(II)-Chromat gleiche Mengen von Blei und Chrom enthält. Die Forscher spekulieren, dass die Farbstoffe, die zur Färbung der Bücher verwendet wurden, andere bleibasierte Pigmente enthalten, die kein Chrom enthalten, wie zum Beispiel 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 Mengen an Schwermetallen in den Lipscomb-Büchern für Bibliothekare, die sie möglicherweise handhaben, gesundheitsschädlich sein könnten. Bei einigen Bucheinbänden entdeckten die Forscher Metallkonzentrationen über den akzeptablen Grenzwerten für chronische Exposition, gemäß den Standards des Centers for Disease Control and Prevention (CDC).

In der aufgelösten Probe des am stärksten kontaminierten Einbands war die Bleikonzentration mehr als doppelt so hoch wie der CDC-Grenzwert und die Chromkonzentration fast sechsmal höher als der Grenzwert. Eine chronische Exposition gegenüber eingeatmetem Blei oder Chrom kann zu Gesundheitsschäden wie Krebs, Lungenschäden oder Fertilitätsproblemen führen.

'Ich finde es faszinierend zu wissen, was frühere Generationen für sicher hielten und dann herauszufinden, oh, eigentlich war es vielleicht keine gute Idee, diese strahlenden Farbstoffe zu verwenden', sagt Weinstein-Webb.

Die Ergebnisse führten dazu, dass die Lipscomb-Bibliothek bunte Bücher aus dem 19. Jahrhundert, die noch nicht getestet wurden, in Plastik-Zip-Beutel zur Handhabung und Lagerung versiegelt hat. In der Zwischenzeit wurden Bücher, bei denen bestätigt wurde, dass sie gefährliche Farbstoffe enthalten, ebenfalls in Beuteln versiegelt und aus dem öffentlichen Umlauf entfernt. Sobald die Forscher weitere Tests durchgeführt haben, planen sie, ihre Ergebnisse dem Poison Book Project beizusteuern und dabei zu helfen, das Bewusstsein für sichere Handhabung, Konservierung und Lagerung dieser Bücher unter Bibliothekaren und Sammlern zu verbreiten. Sie hoffen auch, dass andere ihrem Beispiel folgen und beginnen, XRD zu verwenden, da es die Ermittler nicht dazu zwingt, Proben aus den Büchern zu entnehmen. "Für die Zukunft", sagt Hoermann, "möchten wir, dass Bibliotheken in der Lage sind, ihre Sammlungen zu testen, ohne sie zu zerstören." Weitere Informationen: Multimodale Detektion von giftigen Metallen in Bucheinbänden aus der viktorianischen Ära als Teil der Beaman Bibliothekssammlung, ACS Fall 2024. Bereitgestellt von American Chemical Society