10.08.2016

Projektlaufzeit

01.10.2009 - 31.10.2012

Projektart

Interdisziplinäres Projekt

Projektstatus

Geschlossen

Kurzbeschreibung

Kunst- und Kulturguterhaltung: Folgen der historischen Schädlingsbekämpfung in Archiven und Museen. Risikoabschätzung - Gefahr für Mensch und Umwelt - Werterhalt für Kunst- und Kulturgut“

Ort

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Unter den Eichen 87
12205 Berlin

Risikoabschätzung - Gefahr für Mensch und Umwelt - Werterhalt für Kunst- und Kulturgut“

 Untersuchung eines Bergmannkäppis mittels Röntgenfluoreszenzanalyse

Untersuchung eines Bergmannkäppis mittels Röntgenfluoreszenzanalyse

Quelle: DHM, Berlin (Restauro 2013)

Gegenstand

Der Schädlingsbefall durch Insekten stellt eines der großen Probleme in vielen Museen und historischen Bauten dar. Durch Einbringung von toxischen Wirkstoffen wurde seit dem 18. Jahrhundert versucht, den Schädlingsbefall zu verhindern (Rathgen und Bormann, 1905). Das Spektrum der Wirkstoffe reicht von Kontaktgiften bis hin zu Gasen. Erst in neuerer Zeit wurde mit dem Einsatz inerter Gase, wie Stickstoff, eine für Mensch und Objekt ungefährliche Form der Abtötung der Schädlinge gefunden, jedoch ohne präventive Wirkung (Selwitz und Maekawa 1998).

Historische Schädlingsbekämpfungsmittel können unter Umständen als flüchtige oder schwerflüchtige Verbindungen aus den Objekten emittieren und stellen somit eine Gefahr für Mensch und Umwelt dar. Die verwendeten Wirkstoffe umfassen ein weites Spektrum unterschiedlicher Substanzen: dazu gehören sowohl Arsen-, Quecksilber-, und Bleiverbindungen, sowie DDT, PCP, Lindan, Methoxychlor, als auch Triphenylmethane, Permethrin, Sulfonamid-Derivate, Diphenyl-Harnstoff-Derivate, Phosphoniumsalze und mehr. Wann und welche Mengen tatsächlich eingesetzt wurden, ist selten dokumentiert. Daher sind die Risiken für die Gesundheit der Beschäftigten bzw. eventuelle Beeinträchtigungen für die Kunstwerke nach bisherigem Kenntnisstand nicht abzuschätzen (Sirois et al. 2007, Pinninger 2009).

Im Deutschen Historischen Museum (DHM) wurde von einem Risiko für Mensch und Umwelt ausgegangen, da die Behandlung mit bioziden Wirkstoffen dokumentiert und bekannt war. Zahlreiche Objekte sind mit einem Eulan-Schild versehen, dem Nachweis dafür, dass die Objekte eulanisiert wurden, d.h. mit einer Gruppe sogenannter Chloranilide behandelt, die unter dem Namen „Eulan“ subsumieren. Im Auftrag des DHM wurden in den Jahren 2005 und 2008 Untersuchungen vom Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung Luft- und Staubmessungen durchgeführt. In der Raumluft des Depots wurde DDT nachgewiesen, in Staub- und Gewebeproben wurden Lindan, DDT, Methoxychlor und erstmals Eulan BLN analysiert (Prüfberichte des Instituts für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, 2005 und 2008).

Ziel

Damit war der Beweis erbracht, dass auch in der Textilsammlung des DHM eine Gefahr für Mensch und Umwelt existiert. Das Vorhaben hatte daher zum Ziel, eine schnelle, effiziente und kostengünstige Methode zu entwickeln, um eine Risikobewertung an biozidbelastetem Kunst- und Kulturgut in großen Sammlungen durchzuführen.

Methoden

Innerhalb des Vorhabens wurde mit der Röntgenfluoreszenzanalyse eine kostengünstige, praktikable Methodik umgesetzt, um zerstörungsfrei die Elemente Chlor, Arsen und diverse Schwermetalle in textilen Proben zu bestimmen. Es wurde eine Quantifizierungsroutine entwickelt, die es, gestützt auf geeignete Referenzmaterialien, erlaubt, die Elementgehalte in den Textilien exakt zu bestimmen.

Schwingungsspektroskopische Untersuchungen führten nicht zu dem gewünschten Ergebnis, die chemische Zusammensetzung der Biozide zerstörungsfrei zu bestimmen. Die spektrale Information ist aufgrund der Farbintensität und der diffusen Oberfläche der Textilien zu gering für die Anwendung der Infrarotspektroskopie in Reflexion. Die Analyse der Biozide mittels Ramanspektroskopie führte auch nicht zu einem befriedigenden Ergebnis, da Matrixeffekte die Bestimmung der Biozide erschweren bzw. verhindern.

Aus diesem Grunde wurde auf eine minimalinvasive Probenentnahme zurückgegriffen, um die enthaltenen chlororganischen Biozide mittels Direkt-Thermodesorption zu extrahieren und zu analysieren. Zusätzliche Emissionsmessungen wurden ergänzend ausgeführt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens konnte eindeutig gezeigt werden, welche flüchtigen Verbindungen in die Raumluft emittieren und welche nicht. Zu den chlororganischen Bioziden, die in die Raumluft emittieren, gehören Paradichlorbenzol und Lindan, darüber hinaus wurde Naphthalin nachgewiesen. Weitere chlororganische Verbindungen, wie Eulan BLN oder Methoxychlor konnten nicht in der Raumluft, sondern nur direkt auf der Textilfaser oder im Staub nachgewiesen werden. Auch weitere Substanzen, die entweder Arsen oder Schwermetalle (Hg, Pb) enthalten, wurden entweder in den Textilien selbst, oder im Staub nachgewiesen (Krug und Hahn 2014).

Resultate

Es gilt damit als gesichert, dass toxische Verbindungen in den textilen Objekten enthalten sind, sodass in jedem Fall für den Umgang mit den Objekten eine Schutzausrüstung empfohlen wird (Zimmer et al. 2013). Zu dieser Schutzausrüstung gehören Handschuhe, Kittel und ein ausreichender Atemschutz. Eine vom DHM bisher verwendete Staubmaske ist hier alleine nicht ausreichend. Durch die Staubmaske wird zwar die Kontamination durch staubgebundene Biozide verhindert, allerdings schützt diese Maske nicht vor Lindan und Naphthalin. Als weitere Maßnahme wird die regelmäßige gründliche Staubreinigung weiter empfohlen.

Das Forschungsvorhaben hat zudem erwiesen, dass viele Elemente, die heutzutage allergenen oder toxischen Verbindungen zuzuordnen sind, nicht allein durch die Verwendung von Bioziden in die Objekte gelangten. Oftmals handelt es sich um Verbindungen, die eindeutig dem Herstellungsprozess zuzuordnen sind. Eine Entfernung, bzw. Extraktion dieser Verbindungen per se wird daher nicht angestrebt, da sie einen starken Eingriff in den Bestand der Objekte darstellen würden.

Förderung

Gefördert durch den Beauftragten für Kultur und Medien (BKM), AZ K 41 – 300 015

Partner

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Stiftung Deutsches Historisches Museum Berlin (DHM)

Veröffentlichungen

S. Krug und O. Hahn, „Portable X-ray fluorescence analysis of pesticides in the textile collection at the German Historical Museum Berlin”, Studies in Conservation 59, 6 (2014), 355-366

D.B. Pinniger, “Pest Management a Practical Guide”; Collection Trust: Cambridge, UK, 2009

F. Rathgen und R. Borrman, „Die Konservierung von Altertumsfunden. Nachtrag. Berlin“: Georg Reimer, 1905

C. Selwitz and S. Maekawa, „Inert Gases in the Control of Museum Insect Pests”, in: Research in Conservation, The Getty Conservation Institute, 1998

P. J. Sirois, J. S. Johnson, A. Shugar, J. Poulin, and O. Madden, “Pesticide Contamination: Working together to find a common solution”, in: Preserving Aboriginal Heritage: Technical and Traditionnal Approaches. Proceedings of Symposium 2007, C. Dignard, K. Helwig, J. Mason, K. Nanowin, and T. Stone (eds.), Ottawa, Canadian Conservation Institute, 175-186

J. Zimmer, A. Lang, S. Krug und O. Hahn, „Biozide in den textilen Sammlungen des Deutschen Historischen Museums“, in: Restauro 7, 2013, S. 34-39
https://www.dhm.de/sammlung-forschung/restaurierung/forschung/biozidforschung.html
Insects 2015, 6, 595-607; doi:10.3390/insects6020595