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The qualitative and quantitative investigation of historical iron-gall inks using micro-XRF spectrometry is a suitable method for analyzing composition fingerprints of different ink types. The quantitative analysis is based on a model that takes into account the inhomogeneity and the layer structure of archaeometric samples. Starting from these composition fingerprints, it is possible to characterize distinguishable inks of one artist to classify different chronological ink types and, further, to date unknown fragments that have not so far been integrated into the lifework of an artist. The first qualitative and quantitative investigations of the manuscript Faust I and II and of the music composition The Magic Flute demonstrate impressively the identification of J. W. v. Goethe's and W. A. Mozart's artistic work with modern scientific methods. Further investigations on A. v. Arnim's manuscript Studien zu Naturwissenschaften provide evidence that the diversity of various degradation mechanisms of iron-gall inks could be mainly caused by different inorganic compositions.
X-ray absorption fine structure (XAFS) experiments in fluorescence mode have been performed in total reflection excitation geometry and conventional 45°/45° excitation/detection geometry for comparison. The experimental results have shown that XAFS measurements are feasible under normal total reflection X-ray fluorescence (TXRF) conditions, i.e. on droplet samples, with excitation in grazing incidence and using a TXRF experimental chamber. The application of the total reflection excitation geometry for XAFS measurements increases the sensitivity compared to the conventional geometry leading to lower accessible concentration ranges. However, XAFS under total reflection excitation condition fails for highly concentrated samples because of the self-absorption effect.
An verschiedenen Dämmstoffen, Montageschäumen, Computersystemen und Polstermöbeln sowie einer Matratze
wurden mittels unterschiedlicher Emissionsprüfkammern und -zellen in Kombination mit geeigneten Probenahme- und
Analyseverfahren Untersuchungen zur Emission polybromierter und phosphororganischer Flammschutzmittel (FSM)
durchgeführt. Hierbei kamen Emissionsprüfkammern mit Volumina von 0,02 m3 und 1 m3 sowie 0.001 m3 -
Emissionsprüfzellen zum Einsatz. Die hier untersuchten Substanzen zählen zu den SVOC und erfordern eine
Luftprobenahme durch Adsorption an Polyurethanschaum. Die Aufarbeitung des Polyurethanschaums erfolgte mit
Ultraschallbad- bzw. Soxhletextraktion, die Extrakte wurden aufkonzentriert und mit GC/MS oder HPLC/DAD vermessen.
Die ursprünglich angestrebte Versuchsdauer von jeweils 28 Tagen musste auf mindestens 100 Tage verlängert werden,
um einen für die Messung erforderlichen Gleichgewichtszustand zu erreichen. Mit den eingesetzten Verfahren läßt sich
die Emission der phosphororganischen FSM qualitativ und quantitativ gut nachweisen, hierzu gehören insbesondere
TCPP und TPP. Ausnahmen bilden z.B. RDP und BDP, hier wird die Emissionsmessung mittels Luftprobenahme durch
den Einfluss von Senkeneffekte dominiert. Für die bromierten FSM ist eine gute Anwendbarkeit für Verbindungen mit bis
zu sechs Bromatomen gegeben. Mit zunehmendem Bromierungsgrad und zunehmender Schwerflüchtigkeit verstärkt sich
auch hier der Einfluss von Senkeneffekten und erschwert die Bestimmung der Emission. So konnte HBCD zwar auf den
Kammerwandflächen jedoch, abgesehen von Spuren, nicht in der Emissionsprüfkammerluft nachgewiesen werden. Die
Erkenntnisse reichen für eine umfassende Darstellung des Emissionsverhaltens der FSM und darauf aufbauender
Expositionsbewertungen für den Gebrauch flammgeschützter Produkte noch nicht aus. Es bestehen weiterhin
Kenntnislücken, um die z.T. hohen Gehalte an FSM z.B. in Hausstäuben erklären zu können. Gleichwohl bildet die Studie
eine wesentliche Grundlage für weiterführende Untersuchungen. In Abhängigkeit vom Produkttyp betragen die ermittelten
flächenspezifischen (SERa) Emissionsraten z.B. für TCPP zwischen 0,012 und 140 µg m-2 h-1. Nachgewiesene PBDEs
zeigten je nach Produkttyp produktspezifische Emissionsraten (SERu) zwischen 0,1 und 14,2 ng Stück-1h-1 und SERa
zwischen 0,2 und 6,6 ng m-2 h-1. Eine Ausweitung z.B. auf Langzeitmessungen, die Bestimmung des Einflusses der
Materialalterung sowie unterschiedlicher Flammschutzmittelgehalte auf die Emission, die hier mangels hinreichender
Information und entsprechenden Produkten nicht durchgeführt werden konnte, wäre wünschenswert.
Do particleboards produced with recycled wood contribute to indoor air pollution with biocides?
(2003)
The emission levels of high boiling brominated (BFR) and phosphoric (POC) flame retardants (FR) in different materials were examined. For the determination of the emission rate the tests were done in different emission test chambers and cells under standard conditions (23 C, 50% RH and fixed area specific air flow rates). Selected products, e.g. printed circuit boards, were investigated at elevated temperature (e.g. 60 C) to simulate working conditions. Applied analytical techniques for the air samples adsorbed on polyurethane foam (PUF) are soxhlet and ultrasonic extraction. Different conditions were used to analyse the FR via GC-MS. Based on the first results it could be demonstrated that the emission depends on material density and surface condition. The concentrations over time obtained for tris(3-chloropropyl)-phosphate, e.g., from emission test chamber and cell show a good correlation, partly the measured concentration are different. Sampling at elevated temperature gives higher concentrations.
The emissions of selected flame retardants were measured in 1- and 0.02-m3 emission test chambers and 0.001-m3 emission test cells. Four product groups were of interest: insulating materials, assembly foam, upholstery/mattresses, and electronics equipment. The experiments were performed under constant environmental conditions (23°C, 50% RH) using a fixed sample surface area and controlled air flow rates. Tris (2-chloro-isopropyl)phosphate (TCPP) was observed to be one of the most commonly emitted organophosphate flame retardants in polyurethane foam applications. Depending on the sample type, area-specific emission rates (SERa) of TCPP varied between 20 ng m-2 h-1 and 140 ?g m-2 h-1.
The emissions from electronic devices were measured at 60°C to simulate operating conditions. Under these conditions, unit specific emission rates (SERu) of organophosphates were determined to be 1085 ng unit-1 h-1. Increasing the temperature increased the emission of several flame retardants by up to a factor of 500. The results presented in this paper indicate that emissions of several brominated and organophosphate flame retardants are measurable. Polybrominated diphenylethers exhibited an SERa of between 0.2 and 6.6 ng m-2 h-1 and an SERu of between 0.6 and 14.2 ng unit-1 h-1. Because of sink effects, i.e., sorption to chamber components, the emission test chambers and cells used in this study have limited utility for substances low vapour pressures, especially the highly brominated compounds; hexabromocyclododecane had an SERa of between 0.1 and 29 ng m-2 h-1 and decabromodiphenylether was not detectable at all.
Nowadays, micro-x-ray fluorescence analysis has become an established tool for the non-destructive investigation of art objects. However, as these types of sample often forms complex and inhomogeneous layer systems, the quantitative evaluation of the measurements is far from a standard routine. In this paper a fingerprint model is described, which we developed to discriminate between different iron-gall inks of historical manuscripts or compositions. Fundamental parameter methods are used to take self-attenuation, interference from the paper background and diffusion of the ink into the paper into account. The capability of the method to contribute to the solution of archaeometric problems is exemplified by the investigation of an ancient composition. Finally, the restrictions of the model and possible improvements are discussed. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.
Model for inhomogeneous ink paper layer systems measured with micro X-ray fluorescence analysis
(2002)
Naturwissenschaftliche Informationen, insbesondere die chemische Zusammensetzung der Objekte, können Hinweise auf die Hintergründe der Objektherstellung liefern, die der alleinigen kunsthistorischen Begutachtung verborgen blieben. Es können nicht nur Fragen nach dem Prozess, Zeitpunkt und Ort der Herstellung beantwortet werden. Die chemische Analyse gibt auch Hinweise auf Ereignisse und Veränderungen, die erst nach der Fertigstellung des Objektes erfolgten. So werden Alterungsphänomene oder historische Überarbeitungen und Restaurierungen aufgedeckt, aber auch Konservierungsstrategien zur Erhaltung der Kunstwerke unterstützt. Durch den technologischen Fortschritt im Bereich der röntgenanalytischen Methoden, die berührungsfrei, ohne Probennahme und ohne Schädigung für das Untersuchungsobjekt arbeiten, erschließen sich dem Analytiker erstmalig Möglichkeiten, auch sehr wertvolle und fragile Objekte zerstörungsfrei zu untersuchen.
Do particleboards produced with recycled wood contribute to indoor air pollution with biocides?
(2003)
Zerstörungsfreie Mikro-Röntgenluoreszenzanalyse von historischen Schreib- und Zeichenmaterialien
(2005)
The present study comprises the characterisation of museum show cases concerning their hazardous potential for
art objects. In order to estimate potential risks of damage the emission of volatile organic compounds coming from
several construction materials is monitored and different air exchange rates from exhibit cases are determined. For
the determination of the VOCs different methods were applied. The first step is a direct thermal extraction of the
materials followed by emission test chamber measurements. The tracer gas method with N2O that is used in this study is a convenient procedure to investigate air exchange rates under working conditions greater than 0.05 d-1. The results of this study confirm the importance of the careful choice concerning building materials for show cases. Furthermore the analyses clarify that certain organic compounds might be a problem for the exhibits in show cases with low air exchange rates.