Immer mehr Beweise für giftige Bücher mit giftigen Farbstoffen

Wenn Sie auf bunte, in Leinen gebundene Bücher aus der viktorianischen Zeit stoßen, sollten Sie vorsichtig damit umgehen oder sogar ganz davon Abstand nehmen. Einige ihrer attraktiven Farbtöne stammen von Farbstoffen, die ein Gesundheitsrisiko für Leser, Sammler oder Bibliothekare darstellen könnten.

Bei der jüngsten Untersuchung dieser giftigen Bücher kamen drei Techniken zum Einsatz – darunter eine, die bislang noch nicht bei Büchern angewandt wurde – um gefährliche Farbstoffe in einer Universitätssammlung zu ermitteln. Dabei stellte sich heraus, dass der Umgang mit einigen Bänden möglicherweise nicht sicher ist.

Die Forscher präsentieren ihre Ergebnisse auf der Herbsttagung der Amerikanische Chemische Gesellschaft.

„Diese alten Bücher mit giftigen Farbstoffen können sich in Universitäten, öffentlichen Bibliotheken und privaten Sammlungen befinden“, sagt Abigail Hoermann, eine Chemiestudentin an der Lipscomb University. Die Benutzer können gefährdet werden, wenn die Pigmente aus den Stoffumschlägen an ihren Händen reiben oder in die Luft gelangen und eingeatmet werden.

„Wir wollen also einen Weg finden, wie jeder leicht herausfinden kann, wie viel Kontakt er mit diesen Büchern hat und wie er sie sicher aufbewahren kann.“ Hoermann, der junge 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 die Chemieabteilung der Universität kontaktierten, um farbenfrohe, mit Stoff gebundene Bücher aus dem 19. und frühen 20. Jahrhundert aus der Beaman-Bibliothek der Schule zu testen. 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 in Tapeten und Kleidungsstücken aus der viktorianischen Zeit und – wie Winterthur herausfand – in Bucheinbänden aus Stoff verwendet. Diese Entdeckung führte zur Gründung des Poison Book Project, einer Crowdsourcing-Forschungsinitiative, die mithilfe 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 2022 ihre eigene Untersuchung.

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

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

Kürzlich konnten Forscher anhand von XRF-Daten nachweisen, dass einige der Lipscomb-Bücher Blei und Chrom enthielten. Um die Mengen zu quantifizieren, schnitten sie Proben von der Größe einer kleinen Büroklammer aus den Stoffumschlägen und lösten sie dann in Salpetersäure auf.

Ihre Analyse mittels ICP-OES zeigte, dass Blei und Chrom in einigen Proben in hohen Konzentrationen vorhanden waren. Nachfolgende XRD-Tests zeigten, dass diese Schwermetalle in einigen Fällen in Form von Blei(II)-chromat vorkamen, einer der Verbindungen, die zu dem Chromgelbpigment beitragen, das Vincent van Gogh in seinen Sonnenblumengemälden bevorzugte.

Allerdings war in den Buchdeckeln weitaus mehr Blei als Chrom enthalten, was ein wenig rätselhaft ist, da Blei(II)-chromat gleiche Mengen an Blei und Chrom enthält. Die Forscher vermuten, dass die zum Färben der Bücher verwendeten Farbstoffe andere bleihaltige Pigmente enthalten, denen Chrom fehlt, wie 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 außerdem herausfinden, ob die Schwermetallkonzentrationen in den Lipscomb-Büchern für Bibliothekare, die mit ihnen arbeiten, schädlich sein könnten. Bei einigen der Buchumschläge entdeckten die Forscher Metallkonzentrationen, die über den zulässigen Grenzwerten für chronische Belastung lagen, wie sie von den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) festgelegt wurden.

In der gelösten Probe aus der am stärksten kontaminierten Decke lag die Bleikonzentration über dem doppelten CDC-Grenzwert und die Chromkonzentration fast sechsmal so hoch. Chronische Belastung durch eingeatmetes Blei oder Chrom kann zu gesundheitlichen Auswirkungen wie Krebs, Lungenschäden oder Fruchtbarkeitsproblemen führen.

„Ich finde es faszinierend zu erfahren, was frühere Generationen für sicher hielten, und dann erfahren wir, dass es vielleicht doch keine so gute Idee war, diese brillanten Farbstoffe zu verwenden“, sagt Weinstein-Webb.

Die Ergebnisse veranlassten die Lipscomb-Bibliothek dazu, farbenfrohe Bücher aus dem 19. Jahrhundert, die noch nicht getestet worden waren, in Plastiktüten mit Reißverschluss für Handhabung und Lagerung zu versiegeln. Inzwischen wurden auch Bücher, bei denen nachgewiesen wurde, dass sie gefährliche Farbstoffe enthielten, in Tüten versiegelt und aus dem öffentlichen Umlauf genommen.

Nachdem die Forscher weitere Tests durchgeführt haben, planen sie, ihre Ergebnisse dem Poison Book Project zur Verfügung zu stellen und dazu beizutragen, das Bewusstsein für den sicheren Umgang mit diesen Büchern sowie für deren Konservierung und Lagerung unter Bibliothekaren und Sammlern zu schärfen.

Sie hoffen auch, dass andere ihrem Beispiel folgen und XRD einsetzen werden, da die Forscher dabei keine Proben aus Büchern entnehmen müssen. „In Zukunft“, so Hoermann, „möchten wir Bibliotheken die Möglichkeit geben, ihre Bestände zu testen, ohne sie zu zerstören.“