Messen von abgelagerten Faserstäuben auf Oberflächen Stand der Richtlinienarbeit auf nationaler (VDI/DIN) und internationaler Ebene (ISO/CEN) © APC GmbH 2008

Ist Asbest oder sind KMF im Staub vorhanden 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) © APC GmbH 2008

Staub auf Oberflächen Definitionen dicke visuell sichtbare Staubschichten, (mm) Bereich dünner, visuell kaum oder nicht sichtbarer Staubniederschlag © APC GmbH 2008

Bekannte Verfahren zur Messung des (Asbest-)fasergehaltes in Stäuben © APC GmbH 2008

Bekannte Verfahren zur Messung des (Asbest-)fasergehaltes in Stäuben © APC GmbH 2008

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- © APC GmbH 2008

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 © APC GmbH 2008

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. © APC GmbH 2008

Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung zur Bestimmung des Asbest(faser-)gehaltes Für 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 © APC GmbH 2008

Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung zur Bestimmung des Asbest(faser-)gehaltes Für die Standardisierung der Auswertung im REM ist die Vielgestaltigkeit des Messobjektes auf Abdruckproben von besonderer Bedeutung © APC GmbH 2008

Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung zur Bestimmung des Asbest(faser-)gehaltes Für die Standardisierung der Auswertung im REM ist die Vielgestaltigkeit des Messobjektes auf Abdruckproben von besonderer Bedeutung © APC GmbH 2008

Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung zur Bestimmung des Asbest(faser-)gehaltes Für die Standardisierung der Auswertung im REM ist die Vielgestaltigkeit des Messobjektes auf Abdruckproben von besonderer Bedeutung © APC GmbH 2008

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. © APC GmbH 2008

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: 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. © APC GmbH 2008

Auf Angaben von Länge und Dicke wird verzichtet, Standardisierung VDI 3877 (Textauszug) Definition des Messobjektes / Zählregeln 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. © APC GmbH 2008

Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung : auszuwertende Probenfläche Zunächst 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. © APC GmbH 2008

Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung : Ergebnisdarstellung Neben 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 © APC GmbH 2008

Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung: Ergebnisdarstellung Struktur Typ Wichtungsfaktoren Faser 1 Bündel 5 Cluster Matrix 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 © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), Ergebnisdarstellung Bewertung (Gewichtetes) Zählergebnis (ZW) Kein Asbest nachgewiesen Keine Asbestfaserstruktur gefunden Asbest nachgewiesen 1 bis 100 (gewichtete) Asbestfaserstrukturen/cm² Oberfläche Asbest belastet (deutlich Asbest) > 100 bis 500 (gewichtete) Asbestfaserstrukturen/cm² Oberfläche stark Asbest belastet > 500 (gewichtete) Asbestfaserstrukturen/cm² 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: © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), 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. © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), 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. © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), 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. © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), 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 © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), Verfahrensbewertung: stichprobenbedingte Abweichung 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 Binomialverteilung Für verschiedene r und einem Zählergebnis Von 10 (Asbest-)fasertrukturen © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), Verfahrensbewertung: stichprobenbedingte Abweichung 60 Fasern/cm² 110 Fasern/cm² © APC GmbH 2008

Klasseneinteilung wie vorgeschlagen Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), Verfahrensbewertung: stichprobenbedingte Abweichung 60 Fasern/cm² 110 Fasern/cm² Klasseneinteilung wie vorgeschlagen © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), Anwendungshinweise (Textauszug) 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. © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), 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. © APC GmbH 2008

Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben), Anwendungshinweise 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 © APC GmbH 2008

Vorgehensweise in der ISO ist anders als im VDI/DIN. Standardisierung ISO/CEN Messen von abgelagerten Faserstäuben auf Oberflächen Vorgehensweise in der ISO ist anders als im VDI/DIN. 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-REM 2. Wischproben-REM/TEM 3. Mikrostaubsauger-REM/TEM © APC GmbH 2008

Standardisierung ISO/CEN Messen von abgelagerten Faserstäuben auf 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. © APC GmbH 2008

Standardisierung ISO/CEN Messen von abgelagerten Faserstäuben auf 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 ? © APC GmbH 2008

Standardisierung ISO/CEN Messen von abgelagerten Faserstäuben auf 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 © APC GmbH 2008

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 ? © APC GmbH 2008

Faserdichte auf der Oberfläche und daraus generierte Faserkonzentration in der Raumluft © APC GmbH 2008

Faserdichte auf der Oberfläche und daraus generierte Faserkonzentration in der Raumluft Nach VDI 3492 sind in einer Raumzelle mindestens 5 m² anzublasen. Diese Fläche enthält bei einer mittleren Belegungsdichte von 100 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. © APC GmbH 2008

Faserdichte auf der Oberfläche und daraus generierte Faserkonzentration in der 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. © APC GmbH 2008

Faserdichte auf der Oberfläche und daraus generierte Faserkonzentration in der 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) © APC GmbH 2008

Faserdichte auf der Oberfläche und daraus generierte Faserkonzentration in der 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 © APC GmbH 2008

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. © APC GmbH 2008

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. © APC GmbH 2008

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. © APC GmbH 2008

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