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© APC GmbH 2008 Folie 1

Messen von abgelagerten Faserstäuben auf Oberflächen

Stand der Richtlinienarbeit auf nationaler (VDI/DIN) und internationaler Ebene

(ISO/CEN)


Ist Asbest oder sind KMF im Staub vorhanden?

(Messverfahren)

Stellt der (asbest-)faserhaltige Staubniederschlag eine Risiko dar ?

(Bewertung / Quantifizierung der Messergebnisse)

Wie ist das Risiko einzuschätzen ?(Wirkung, atembare

Faserstaubkonzentration)


dicke visuell sichtbare Staubschichten, (mm) Bereich

dünner, visuell kaum oder nicht sichtbarer Staubniederschlag

Staub auf OberflächenDefinitionen


Bekannte Verfahren zur Messung des (Asbest-)fasergehaltes in Stäuben

Probenahme Präp./Auswertung (Nationale) Standards

Anmerkungen

Abdruck/Kontakt-Probe Medium: Klebeband o.ä.

Nach Bedampfung der Probe mit C, Au Auswertung im REM

VDI 3877 (in Arbeit noch

nicht veröffentlicht)

Direktverfahren Ergebnisse: eingeteilt in 4 Klassen Grundlage: Strukturen/cm²

Keine Angabe Staub liegt als „Pulverprobe“ vor

Suspendierung in wässriger Lösung Ultraschallbehandlung Filtration /REM Auswertung

BIA 7487 (VDI 3877 Anhang)

Indirektes Verfahren Ergebnisse: Massengehalt Chrysotil oder Amphibolasbest in %


Bekannte Verfahren zur Messung des (Asbest-)fasergehaltes in Stäuben

Probenahme Präp./Auswertung (Nationale) Standards

Anmerkungen

Wischprobe Medium: mit 50/50 Alkohol/Wasser-Gemisch getränktes Wischtuch

Suspendierung in wässriger Lösung Ultraschallbehandlung Filtration/ TEM Präpar. / TEM

ASTM 6480-05 Indirektes Verfahren Ergebnisse: Strukturen/cm²

„Mikro-Staubsauger“ Medium: Standard-Filtercassette (25 mm Filter 0,4-0,8 µm) mit aufgesetzter „Saugdüse“ Ansauggeschwindigkeit: 1 m/sec

Ausspülen der Cassette und der Düse, Suspendierung in wässriger/alkoholischer Lösung/Filtration/(Veraschen des Filters), Resuspendierung Ultraschallbehandlung Filtration/ TEM Präp. /TEM

ASTM D5756-02

ASTM D5755-03

Indirektes Verfahren Ergebnisse: ASTM D5755-03 Strukturen/cm². ASTM D5756-02: Angabe in g/cm² oder als Gewicht %


Standardisierung VDI 3877 :Messen von abgelagerten Faserstäuben auf

Oberflächen

In Deutschland werden hauptsächlich Abdruckproben (Kontaktproben) zur Bestimmung des Asbestgehaltes in Staubsedimenten benutzt

Alle Verfahren, die benutzt werden, sind „Hausverfahren“.

Vergleich der Ergebnisse daher nur sehr bedingt möglich

-insbesondere dann wenn „quantifiziert“ wird-


Standardisierung VDI 3877 :Messen von abgelagerten Faserstäuben auf

Oberflächen

Als primäres Messverfahren für die Standardisierung wurde die

Kontaktprobenentnahme (Abdruckproben) zur Bestimmung des Asbestgehaltes in

Staubsedimenten mit anschließender REM-Auswertung gewählt

(Blatt 1)Blatt 2 behandelt dann Bewertungsfragen und

gibt zusätzliche Anwendungshinweise


Standardisierung VDI 3877 (Textauszug Einleitung) :Messen von abgelagerten Faserstäuben auf

Oberflächen

Entsprechend den Regelungen der Asbestrichtlinien und der GefStoffV basieren die Entscheidungsgrundlagen zur Einschätzung von

Risiken durch Faserstäube entweder auf dem Ergebnis von Materialanalysen oder

Luftmessungen.

Demzufolge können Messungen von abgelagerten Faserstäuben auf Oberflächen nur ergänzende Informationen u.a. im Hinblick auf

Emissionsquellen, die Ausdehnung kontaminierter Bereiche (z.B. im Rahmen der Sanierungsplanung, auch nach Explosionen, Brandschäden etc.) oder

den Reinigungserfolg von Oberflächen liefern.


Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung zur Bestimmung des

Asbest(faser-)gehaltesFür die Standardisierung der Auswertung im REM ist die

Vielgestaltigkeit des Messobjektes auf Abdruckproben von besonderer Bedeutung

Auf Luftfilterproben ist die Definition des Messobjektes dagegen klar:

WHO-Fasern: L > 5 µm, D > 3 µm, L:D > 3:1


Für die Standardisierung der Auswertung im REM ist die Vielgestaltigkeit des Messobjektes auf Abdruckproben von

besonderer Bedeutung


Asbest(faser-)gehaltes


Standardisierung VDI 3877 (Textauszug) Definition des Messobjektes / Zählregeln

Alle Strukturen, die erkennbar Fasern des gesuchten Typs (Asbest oder KMF) beinhalten, werden gezählt und in vier Klassen eingeteilt:

Fasern werden einzeln gezählt und als „Faser“ gekennzeichnet, wenn sie voneinander unterscheidbar sind oder wenn eine Einzelfaser aus einem Partikel herausragt. Gespaltene Fasern werden ebenfalls als Einzelfaser gezählt

Agglomerate von Fasern werden einzeln gezählt, auch wenn die Fasern voneinander unterscheidbar sind und als

„Cluster“ gekennzeichnet.



Alle Strukturen, die erkennbar Fasern des gesuchten Typs (Asbest oder KMF) beinhalten, werden gezählt und in vier Klassen eingeteilt:

Bündel mit mehreren parallelen oder nahezu parallelen Einzelfasern werden einzeln gezählt, und als „Bündel“ gekennzeichnet

Partikel aus denen erkennbar mehr als eine Faser herausragt, werden einzeln gezählt und als „Matrix“ gekennzeichnet

Wenn ein Agglomerat oder Bündel oder eine Matrix mehr als 1/8 der Bildfeldfläche überdeckt, ist dies im Protokoll zu markieren.



Auf Angaben von Länge und Dicke wird verzichtet,Da einerseits für einige Fragestellungen nicht unmittelbar die

Frage der Atembarkeit im Vordergrund steht, sondern die Größe der Kontamination und andererseits im weiteren Verlauf

aus dicken und großen Agglomeraten viele atembare (Asbest-)fasern entstehen können.

Ausnahme sind ggf. künstliche Mineralfasern, die bekanntermaßen nicht in dünnere Fasern aufspalten. Hier

kann die Dicke gemessen werden und (je nach Fragestellung) entschieden werden, ob Fasern mit D > 3 µm in die Zählung

einbezogen werden.


Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung :

auszuwertende ProbenflächeZunächst werden mit der kleineren Vergrößerungsstufe (300 bis 400) mindestens 10 mm2 der Probenfläche

(mindestens 25 Bildfelder) auf Faserstrukturen hin untersucht.

Bei 1000facher Vergrößerung wird anschließend 1 mm2 der Probenfläche ausgewertet.

Die Auswertung kann abgebrochen werden, wenn mehr als 50 (gewichtete) Faserstrukturen gefunden wurden. Die

abzusuchenden Bildfelder sind so auszuwählen, dass die gesamte Fläche der Klebeprobe (etwa 1 cm2) statistisch

erfasst wird und Überlappungen der Bildfelder ausgeschlossen sind.


Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung :

ErgebnisdarstellungNeben einer rein qualitativen Beurteilung (Fasern einer bestimmten Kategorie vorhanden: ja/nein) können die Zähler-gebnisse in Verbindung mit der ausgewerteten Filterfläche in Faserstrukturen/cm² Probenfläche berechnet werden.

Um dem vermutlich höheren zukünftigen Faserfrei-setzungspotential von Faseragglomeraten („Cluster“),

„Bündeln“ und von Partikel mit mehreren Fasern („Matrix“) Rechnung zu tragen, werden diese Strukturen mit einem

höheren Gewicht versehen


Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung:

Ergebnisdarstellung

Struktur Typ WichtungsfaktorenFaser 1

Bündel 5

Cluster 5

Matrix 5

Falls eine der 3 „Multifaserstrukturen“ (Bündel, Cluster oder Matrix) bei 300-400 facher Vergrößerung mehr als ein Achtel der Bildfeldfläche überdeckt, wird diese Struktur mit 10 gewichtet.

Gehe zu 14


Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben),

Ergebnisdarstellung

Durch die erhebliche Streuung der gemessenen Faserdichten, die z. B. durch Inhomogenitäten der Faserverteilung auf der Oberfläche verbunden mit unvermeidlichen rein zufälligen Abweichungen bei der Auswertung ausgelöst werden können, ist es sinnvoll das Ergebnis lediglich in vier Klassen einzuordnen. Hier am Beispiel Asbest angegeben:

Bewertung (Gewichtetes) Zählergebnis (ZW)

Kein Asbest nachgewiesen Keine Asbestfaserstruktur gefunden

Asbest nachgewiesen1 bis 100 (gewichtete)

Asbestfaserstrukturen/cm²

Oberfläche Asbest belastet (deutlich Asbest)

> 100 bis 500 (gewichtete) Asbestfaserstrukturen/cm²

Oberfläche stark Asbest belastet > 500 (gewichtete)

Asbestfaserstrukturen/cm²



Verfahrensbewertung

Der Messwert wird neben der stichprobenbedingten Abweichungen durch eine Reihe von Einflussfaktoren bestimmt, deren Größe nicht immer genau bekannt ist, und die in der Regel zu einer Abweichung des Messwertes zu niedrigeren Werten führen. So ist z.B. bei einigen technischen Oberflächen (Beton etc.) mit Mikrorauhigkeit, Lunkern und Poren zu rechnen, die zu nicht homo-gener Belegung der Proben führt. Ebenso ist davon auszugehen, dass durch die Klebeschicht möglicherweise nicht alle an der Oberfläche haftenden Fasern entnommen werden.



Verfahrensbewertung

Ein positiver Nachweis von Asbest oder Fasern des entsprechenden Typs nach dieser Richtlinie ist dennoch ein sehr empfindlicher Indikator von Oberflächenkontaminationen. Da einerseits wirkungs-bezogene Indikatoren (atembare Fasern) von Interesse sind, andererseits aber ein massebezogener Kennwert, insbesondere im Hinblick auf zukünftiges Faserfreisetzungspotential, wie auch bei der Prüfung von Reinigungserfolgen aussagekräftig ist, wurde eine Wichtung für „Mehrfaserstrukturen“ wie Matrices, Bündel oder Cluster eingeführt.



Verfahrensbewertung

Diese Vorgehensweise erleichtert die Auswertung erheblich und soll sicherstellen, dass der eigentliche wirtschaftliche Vorteil von Klebeproben -nämlich die kostengünstige Probenentnahme- nicht durch sehr großen Aufwand bei der Auswertung zunichte gemacht wird. Es wird hier einem größerem Stichprobenumfang (mehr Einzelproben) der Vorrang vor hoher Genauigkeit der Einzelprobe gegeben.



Verfahrensbewertung: stichprobenbedingte Abweichung

Abdruckproben erfassen nur einen kleinen Teil der Oberfläche. Demzufolge ist mit einer erheblichen stichprobenbedingten Abweichung zu rechnen. Sie wird bei einer homogenen Belegung im Idealfall –wie bei der Filterauswertung- durch eine Poissonverteilung beschrieben.Im Vergleich zu Filterproben ist bei Abdruckproben mit deutlich größeren Störeinflüssen zu rechnen ( z.B. unterschiedlichen Depositionraten von „kleinen“ und „größeren“ Partikeln, Flächen-ausrichtung etc.). Daher wäre korrekterweise eine (zweiparametrige) negative Binomialverteilung anzusetzen


• Der (für uns unbekannte) Parameter r bestimmt die Abweichung (= Zunahme der Unsicherheit) von der Poisson-verteilung

• Ein 95 % Vertrauensbereich gerechnet mit der Poissonverteilung ist daher immer das im günstigsten Fall erreichbare

• In der Wahl der Klassenweite wurde dem Rechnung getragen: Die Klassenweite ist etwas größer als unter Annahme einer Poissonverteilung notwendig



Negative BinomialverteilungFür verschiedene r und einem Zählergebnis

Von 10 (Asbest-)fasertrukturen




60 Fasern/cm² 110 Fasern/cm²




60 Fasern/cm² 110 Fasern/cm²

Klasseneinteilung wie vorgeschlagen


Der Übergang von der bisher meist benutzten Vorgehensweise zu dem in dieser Richtlinie beschriebenen Verfahren führt möglicherweise zu anderen Ergebnissen. Dies betrifft nicht nur die Einstufung und Bewertung des Endergebnisses, sondern auch das Zustandekommen des Zählergebnisses. Bisher wurde häufig zunächst die Probe bei variierender Vergrößerung abgesucht und anschließend die genauere Auswertung bei höherer Vergrößerung in den sichtbar belegten Bereichen durchgeführt.


Anwendungshinweise (Textauszug)



Anwendungshinweise (Textauszug)

Dies hat zur Folge, dass in der Regel die niedrigeren Faserbelegungen (< 100 Fasern/cm²) höher eingeschätzt werden, als die nach dieser Richtlinie ermittelten Konzen-trationen. Da je nach Vorgehensweise und Bewertungsschema andererseits aber die Auswertung oft nach dem Finden einer entsprechenden Anzahl von Strukturen vorzeitig beendet wurde, kann dies im oberen Bereich zu niedrigeren Bewertungen führen, als nach dieser Richtlinie ermittelt.



Anwendungshinweise

Probe Lab 4 VDI UG OG Labor 4 HV UG OG signifikant verschieden? Tabelle 6A005 16 9,1 26,0 10 4,8 18,4 neinA006 4 1,1 10,2 4 1,1 10,2 neinA007 4 1,1 10,2 6 2,2 13,1 neinA008 0 0,0 3,0 1 0,0 5,6 neinA009 25 16,2 36,9 16 9,1 26,0 neinA010 1 0,0 5,6 2 0,2 7,2 neinA013 19 11,4 29,7 13 6,9 22,2 neinA014 0 0,0 3,0 1 0,0 5,6 neinA021 14 7,7 23,5 14 7,7 23,5 neinA022 0 0,0 3,0 4 1,1 10,2 nein

Summe 83 66,1 102,9 71 55,5 89,6 nein83 71,6 95,9 71 60,4 83,1 schärfer (0,9/0,1) dennoch nein

Anzahl gefundene Strukturen (ungewichtet)/11 mm²

Alle Daten stammen vom Labor 4, dessen Auswertung einmal nach der derzeit angedachten Vorgehensweise VDI 3877 VE_5 und nach dem eigenen Hausverfahren erfolgte. Das Haus-verfahren entspricht in den Grundzügen, der auch von anderen Laboren angewandten Vorgehensweise:Absuchen einer bestimmten Fläche bei variabler und teilweise nicht genau festgelegter Vergrößerung Es wird dann vorzugsweise an den Stellen ausgewertet, wo erkennbar Material vorhanden ist.

Anm: Die Daten des Hausverfahrens (25 mm² ausgewertet) sind auf 11 mm² ausgew. Fläche umgerechnet


Standardisierung ISO/CEN Messen von abgelagerten Faserstäuben auf

Oberflächen

Es wird dort eine „Messstrategie-Richtline“ als Blatt 1 geben, die u.a. Beurteilungskriterien enthält und parallel dazu drei weitere Blätter, die jeweils ein Messverfahren beschreiben. Als Messverfahren kommen dabei die bereits anfangs erwähnten Methoden in Frage:

1. Abdruckproben-REM2. Wischproben-REM/TEM3. Mikrostaubsauger-REM/TEM

Vorgehensweise in der ISO ist anders als im VDI/DIN.



Oberflächen

Besondere Beachtung findet dabei die Messstrategie Richtlinie, die Angaben enthalten soll, welche

Aussagekraft den Messergebnisse zugebilligt werden kann und welche nicht. Unbestritten ist dabei im wesentlichen die Verwendbarkeit bezüglich der

Ausdehnung kontaminierter Bereiche.



Oberflächen

Damit ist aber bereits die Frage verbunden, wo Grenzen zu ziehen sind. Welche Kontamination ist noch

bedeutsam welche nicht ? Damit ist man im Falle von Asbest rasch bei der Frage angelangt:

Welcher Zusammenhang besteht zwischen abgelagerten (Asbest-)Faserstäuben und daraus

resultierenden Konzentrationen an alveolengängigen Fasern in der Luft ?



Oberflächen

Dieser Zusammenhang ist bisher nicht (allgemein anerkannt) quantifiziert und kann erst nach Vorliegen

und konsequenter Anwendung standardisierter Verfahren –sowohl bei den Luftmessungen wie auch

beim Messen abgelagerter Faserstäube- genauer ermittelt werden.

Zus. / Ausblick


Faserdichte auf der Oberfläche und daraus generierte Faserkonzentration in der

Raumluft

Welche Faseranzahl (WHO-Fasern) ist erforderlich, um durch Nutzungssimulation einen

bestimmten Messwert zu erzeugen ?



Raumluft

Simulation VDI 3492 Raumvolumen 70 m³ LW = 0,5/h

zu BeginnAnzahl freigesetzte Fasern Konzentration [F/m³] Konzentration [F/m³] Messwert [F/m³]

28800 411 8 101144000 2057 38 505288000 4114 75 1010432000 6171 113 1515

Einfluss des Luftwechselszu Beginn

LW /h Konzentration [F/m³] Konzentration [F/m³] Messwert [F/m³]

0,25 4114 557 17790,5 4114 75 10101 4114 1 514

Auf Rundungen des Messwertes entspr. Richtlinie wurde verzichtet

nach 8 Stunden

nach 8 Stunden



Raumluft

Nach VDI 3492 sind in einer Raumzelle mindestens 5 m² anzublasen. Diese Fläche enthält bei einer mittleren Belegungsdichte von100 Faser/cm²: 5.000.000 Asbestfasern. Um einen Messwert nach VDI 3492 von ca. 1000 Fasern/m³ zu erreichen, müssten also für den Fall LW= 0,5/h ca. 6% des Potentials durch Anblasen freigesetzt werden. Dies zeigt in etwa den Bereich auf, in dem wir uns im Falle kleinerer „normaler“ Raumgrößen bewegen.



Raumluft

Aus den Niederlanden gibt es Angaben, dass bei einer Belegung des Bodens (Estrich) oder der Wände (Beton) mit ca. 20 Fasern/mm² (vermutlich gemeint sind 20 Fasern einschließlich asbesthaltiger Agglomerate) und Nutzungssimulation gem. ISO 16000-7 gemessen nach ISO 14966 (entspr. in etwa der früheren VDI 3492 Bl. 2) die gemessene Raumluftkonzentration zwischen 1000 und 10000 F/m³ liegt und der Wert von 1000 F/m³ auf jeden Fall überschritten ist.

Dies würde auf eine Freisetzungsrate von lediglich 0,3 bis 3% hindeuten.



Raumluft

Folgende Parameter müssen auf jeden Fall bekannt sein, um sichere Korrelationen zwischen Staubniederschlag und Raumluftkonzentrationen angeben zu können:

• Oberflächenbelastung durch Asbestfasern (WHO-Definition) in Anzahl Fasern/Fläche

• Oberflächenbelastung durch andere asbesthaltige Strukturen in Anzahl Strukturen/Fläche

• Aussage ob die Asbestfasern „frei“ sind oder z.B. in Restfaser- bindemittel eingebunden

• Art der Nutzungssimulation: Anblasen oder Abbürsten (VDI 3492 und DIN/EN ISO 16000-7)



Raumluft

Folgende Parameter müssen auf jeden Fall bekannt sein, um sichere Korrelationen zwischen Staubniederschlag und Raumluftkonzentrationen angeben zu können:

• Größe der bei Nutzungssimulation tangierten Fläche in m² (5 m² soll bei VDI 3492)

• Materialbeschaffenheit der bei der Nutzungssimulation tangierten Flächen (Beton etc.)

• Größe des Raumes

• Luftwechselrate


Zusammenfassung und Ausblick Das Messen von abgelagerten Faserstäuben auf Oberflächen ist ein oft benutztes Arbeitsmittel im Rahmen der Planung und Ausführung z.B. von Asbestsanierungen.

Die dabei auftretenden Fragestellungen wie die Eingrenzung von Sanierungsbereichen oder die Prüfung des Reinigungserfolges an Oberflächen erfordern geeignete Messverfahren

Wichtiger als sehr detaillierte Konzentrationsangaben ist die Größe der Stichprobe (Anzahl und räumliche Zuordnung der entnommenen Proben), verbunden mit einem einheitlichen Bewertungsverfahren.


Zusammenfassung und Ausblick

Die sowohl auf ISO/CEN als auch auf VDI/DIN Ebene begonnene Arbeit an der Standardisierung entsprechender Messverfahren und im weiteren der darauf basierenden Ergebnisbewertung, wird die Grundlage schaffen, um die praktische Anwendung von Abdruckproben und vergleichbarer Methoden ohne Grundsatz-diskussionen über deren Zulässigkeit oder Nutzen zu ermöglichen.


Zusammenfassung und Ausblick

Die notwendige und abgestimmte Standardisierung sowohl auf nationaler wie internationaler Ebene wird in 2009 mit dem Erscheinen des Richtlinienentwurfs VDI 3877 einen weiteres „Etappenziel“ erreichen.


Ende

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