X-Ray disinfection

Röntgenbestrahlung zur Desinfektion von cellulose-/papierhaltigem Archiv- und Kulturgut

Steckbrief

  • Departement Hochschule der Künste Bern
  • Forschungsschwerpunkt Institut – Materialität in Kunst und Kultur
  • Forschungsfeld
  • Förderorganisation Schweizerische Agentur für Innovationsförderung, Innosuisse
  • Laufzeit (geplant) 01.02.2017 - 30.09.2018
  • Projektverantwortung Sebastian Dobrusskin
  • Projektleitung Cornelius Palmbach
  • Projektmitarbeitende Hans Hartmann (Synergy Health)
    Mathieu Jacot-Guillarmod
    Herve Michel (Synergy Health)
    Barbara Mordasini-Voser (Docusave)
    Paul Raschle
    Olivia Raymann
    Guido Voser (Docusave)
  • Mitwirkende Projektpartner Wirtschaft Docusave, Uetendorf
    Swissatest Testmaterialien AG
    St. Gallen Synergy Health Däniken AG
  • Mitwirkende Projektpartner Forschungsinstitutionen inkl. BFH Universität für Bodenkultur, Wien

Die Desinfektion von Kulturgut aus Papier mittels Gammabestrahlung wird aus konservatorischer Sicht nicht empfohlen, weil die Cellulose geschädigt werden würde. Empirische Beobachtungen deuten darauf hin, dass harte Röntgenstrahlung weniger zerstörend auf die Cellulose wirkt. Ziel des Projektes ist es, festzustellen, ob und unter welchen Bedingungen die Röntgenbestrahlung zur Desinfektion von papierhaltigem Kulturgut geeignet ist. Hierzu sollen die Bestrahlungsdosis auf ein Minimum reduziert und sowohl die Wirkung auf Schimmel als auch die degradierende Wirkung auf Cellulose analysiert werden.

Ausgangslage

Die Schädigung von cellulose-/papierhaltigem Archiv- und Kulturgut durch Schimmelpilze ist für Konservatoren-Restauratoren ein geläufiges Problem. Besonders akut ist diese Gefahr im Katastrophenfall, z.B. nach Überschwemmungen oder nach dem Einsatz von Löschwasser bei einem Brand. Bisher angewandte Desinfektionsmethoden – z. B. Trockenreinigung und Behandlung mit Ethanol oder Isopropanol 70% w/w, Ethylenoxidbegasung, Sauerstoffentzug oder Gammabestrahlung – weisen häufig gravierende Nachteile auf. Sie sind entweder gesundheitsgefährdend, teuer oder zeit- intensiv, haben einen geringen Wirkungsgrad oder sind nicht zerstörungsfrei. Deshalb stösst die Erforschung neuer Behandlungsmethoden, wie die der Röntgenbestrahlung, in der Praxis auf grosses Interesse.

Ziele

Ziel des Projektes ist es, festzustellen, ob und unter welchen Bedingungen die Röntgenbestrahlung zur Desinfektion von papierhaltigem Kulturgut geeignet ist. Hierzu sollen die Bestrahlungsdosis auf ein Minimum reduziert und sowohl die Wirkung auf Schimmel als auch die degradierende Wirkung auf Cellulose analysiert werden.

Vorgehen

In einem ersten Schritt wurde im Rahmen einer mikrobiologischen Studie die minimale Bestrahlungsdosis ermittelt, bei der ausreichend Sporen abgetötet werden. Ziel ist es, die Keimzahl auf ein normales Mass zu senken (um 3 Logarithmen), nicht aber zu sterilisieren. Hierzu wurden in Zusammenarbeit mit der Swissatest Testmaterialien AG fünf auf Papier häufig vorkommende Schimmelpilze auf Papierträger aufgebracht und sowohl trocken als auch in nassem, gefrorenem Zustand mit sieben unterschiedlichen Röntgendosen bestrahlt. Anschliessend wurden die gefrorenen Proben vakuumgefriergetrocknet und von beiden Prüfchargen wurde die Keimzahl festgestellt.

Zur Bestimmung der degradierenden Wirkung der zuvor ermittelten minimalen Bestrahlungsdosis werden derzeit in einem zweiten Schritt sowohl farbliche Veränderungen als auch die Depolymerisation der Cellulose über die Molmas-senverteilung (MWD) und die Zugfestigkeit von mit Röntgen- und Gammastrahlen behandelten Papierproben untersucht. Die spektralphotometrischen Messungen wie auch die Zugfestigkeitsprüfung werden an der HKB durchgeführt, während die Molmassenverteilung mittels Grössenausschlusschro-matographie (SEC) an der Universität für Bodenkultur (BOKU) in Wien ermittelt wird. Schliesslich wird die Röntgenbestrahlung mit heute in der Konservierung von schimmelbelastetem Papier gängigen Methoden verglichen, wobei die Kriterien Wirksamkeit, Materialschädigung und Kosten im Vordergrund stehen.

Lösung

Im Rahmen einer Publikation soll die Röntgenbe-strahlung mit ihren Vor- und Nachteilen den heute gängigen Methoden der Schimmelbehandlung von Papier gegenübergestellt werden. Damit wird eine Grundlage geschaffen, die es Konservatoren-Restauratoren ermöglicht, auf wissenschaftlicher Basis die optimale Behandlungsmethode auszuwählen.