Asbest im Bauschutt, Probenahme und Analyse Meßunsicherheit Einstufung Dipl.-Phys. Reiner König Dagmar Friedrich-Tietz APC GmbH Eschborn © APC GmbH 2011

von Asbest einschließlich einer Gehaltsbestimmung. Asbest im Bauschutt Die Entsorgung von Bau- und Abbruchabfällen mit möglichen Beimengungen von asbesthaltigen Baustoffen (meist Asbestzement) erfordert den positiven oder negativen Nachweis von Asbest einschließlich einer Gehaltsbestimmung. © APC GmbH 2011

werden zu vermehrtem Anfall von asbesthaltigem Bauabfall führen. Asbest im Bauschutt Diese Aufgabe wird in den nächsten Jahren zunehmend an Bedeutung gewinnen, da AZ-Verwendungen immer noch in erheblichem Umfang im Einsatz sind. Das Ende ihrer „Lebensdauer“ oder Maßnahmen zur energetischen Sanierung im Fassaden- oder Dachbereich verbunden mit allgemeinen Sanierungsarbeiten werden zu vermehrtem Anfall von asbesthaltigem Bauabfall führen. © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Fragestellungen: Asbestgehalt unter 0,1 Gew % ? Quelle: GefStoffV Anhang 2 Asbestgehalt unter 0,008 Gew % ? Quelle: BIA 7487 (nominelle NG) Asbestfrei ? © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Definitionen/Gebote/Aussagen: GefStoffV Anhang 2 Nummer 1(2): „Die Gewinnung, Aufbereitung, Weiterverarbeitung und Wiederverwendung von natürlich vorkommenden mineralischen Rohstoffen und daraus hergestellten Zubereitungen und Erzeugnissen, die Asbest mit einem Massengehalt von mehr als 0,1 Prozent enthalten, ist verboten.“ Zutreffend ? Oder Übernahme des 0,1Gew % Grenzwertes in Analogie ? © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Definitionen/Gebote/Aussagen: Merkblatt „Entsorgung von Bauabfällen“ (Hessen) Bei Verdacht auf Asbestbestandteile ist der Abfall als gefährlicher Abfall vorrangig unter den folgenden Abfallschlüsseln einzustufen. Ein solcher Verdacht kann nur durch rasterelektronenmikroskopische Befunde geklärt werden. Vollständiges Messverfahren ? / Richtwerte ? © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Definitionen/Gebote/Aussagen: LAGA M 23, Vollzugshilfe zur Entsorgung asbesthaltiger Abfälle, September 2009 Asbesthaltige Abfälle dürfen Sortier- und Behandlungsanlagen nicht zugeführt werden, auch wenn rechnerisch der Anteil der Fasern unter 0,1 Gew % liegt. Andere Grenze nach unten ? Wenn ja welche ? © APC GmbH 2011

Definitionen/Gebote/Aussagen: Asbest im Bauschutt Definitionen/Gebote/Aussagen: Eine eindeutige Aussage welche Grenzwerte unter welchen Randbedingungen einzuhalten ist, fehlt. Zur Definition der Asbestfreiheit wird von Seiten der zuständigen Behörden in einigen Fällen die Nachweisgrenze des nominell empfindlichsten Messverfahrens (BIA 7487) herangezogen. Manchmal aber auch mit dem Ziel, dass der 0,1 Gew % Wert der GefstoffV gesichert eingehalten ist. © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Abfallschlüssel AVV Abfallschlüssel Abfallbezeichnung 17 06 01 Dämmmaterial, das Asbest enthält 17 06 05 Asbesthaltige Baustoffe 17 09 03 Sonstige Bau- und Abbruchabfälle, die gefährliche Stoffe enthalten © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Asbestgehalte (Beispiel) Doppelhaus 360 m² Massivbauweise Dach: AZ-Schindeln /0,5 cm Plattenstärke 2 Stockwerke Gesamtgewicht Bauschutt: 707 to davon Asbestzement: 4,2 to = 0,6 Gew% AZ = 0,083 Gew.% Asbest © APC GmbH 2011

Sind niedrige Asbestgehalte visuell im Bauschutt zu erkennen ? Asbest im Bauschutt Sind niedrige Asbestgehalte visuell im Bauschutt zu erkennen ? In einem Haufwerk von 0,6 m³ wären im vorher genannten Beispiel ca. 120 Bruchstücke einer Größe von 6*6 cm zu erwarten. Das ist eine Größenordnung, die auch visuell noch zu erfassen sein dürfte. © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt ? Asbestfrei !! Oder vielleicht doch nicht ? © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Messverfahren Ein vollständiges Messverfahren beinhaltet: Probenahme, Probenaufbereitung Auswertung Vorgaben zur Probenahme sind in der LAGA Richtlinie PN 98 aufgeführt. Dort sind auch allgemeine Hinweise zur weiteren Probenaufbereitung zu finden. © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Messverfahren In der LAGA Richtlinie PN 98 sind zwar allgemeine Hinweise zur Probenaufbereitung zu finden, aber keine Hinweise zum weiteren Aufmahlen -ein wichtiger Schritt speziell im Fall Asbest- der Probe im Labor © APC GmbH 2011

Als Auswerteverfahren wird in der Regel BIA 7487 angegeben, Asbest im Bauschutt Messverfahren Als Auswerteverfahren wird in der Regel BIA 7487 angegeben, manchmal auch VDI 3866 Bl. 5 © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt / Messverf. Schema Misch- Probe(n) Ggf. Teilung_1 vor Ort Aufmahlung_1 (Backenbrecher) Teilung_2 < 3-10 mm < 200-1000 µm Aufmahlung_2 Teilung_3 < 100 µm Aufmahlung_3 Teilung_4 / Übergabe an BIA 7487 © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt / Messverf. Schema Auswertung nach BIA 7487 Ausgangsprobe aus Teilung_4 ca. 1g (< 100 µm) Einwaage 10 (- 50) mg, Teilung_5 Zugabe von 500 ml Wasser Ultraschallbehandlung „einige Minuten“ Abpipettieren 10 (- 50) ml, Teilung_6 Abfiltrieren über ein 0,2 µm Kernporenfilter Fläche 380 mm², REM Auswertung von 0,5 mm² bei 2000 facher Vergrößerung, Umrechnung Fasergeometrie in Masse Asbest Gew% = Masse der gefundenen Fasern * 760 / über das Filter abfiltrierte Masse (i.d.R. ca. 1 mg) Teilung_7 © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit Die Meßunsicherheit bei der Probenahme wird im Wesentlichen bestimmt durch folgende Einflussfaktoren: Heterogenität des Haufwerkes Stichprobengröße (Anzahl und Lage der Einzelproben) Stückigkeit (Größenverteilung der Beimischung und des Grundmaterials) Ggf. Teilung der Mischproben © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit Die Meßunsicherheit bei der Probenaufbereitung wird im Wesentlichen bestimmt durch folgende Einflussfaktoren: Homogenität der jeweils zu teilenden Probe Anzahl der Teilungsvorgänge sowie der Teilungsfaktor Faserverluste beim Mahlen / ggf. Pipettieren © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit Die Meßunsicherheit bei der Auswertung wird im Wesentlichen bestimmt durch folgende Einflussfaktoren: Effektiv abfiltrierte Probenmenge auf dem Filter Fasergrößenverteilung auf dem Filter Anzahl der gefundenen Fasern Vermessen der Fasern (Länge, Durchmesser, Formfaktoren) Gleichmäßigkeit der Filterbelegung © APC GmbH 2011

Modellrechnung Asbestzement als Beimischung im Bauschutt: Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit Modellrechnung Asbestzement als Beimischung im Bauschutt: Durch die Vielzahl der vorher geschilderten Einflußgrößen ist eine Modellrechnung zwangsläufig idealisiert. Einige wichtige Einflußfaktoren wie Anzahl der Einzelproben, Stückigkeit sowohl der Beimischung wie auch des Grundmaterials, sowie die Fasergrößenverteilung auf dem Meßfilter lassen sich jedoch berücksichtigen. Der Teilungsfehler, der in der Praxis oft einen erheblichen Einfluß auf die Meßunsicherheit hat, wurde dagegen nur begrenzt miteinbezogen. © APC GmbH 2011

Modellrechnung Asbestzement als Beimischung im Bauschutt: Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit Modellrechnung Asbestzement als Beimischung im Bauschutt: © APC GmbH 2011

Modellrechnung Asbestzement als Beimischung im Bauschutt: Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit Modellrechnung Asbestzement als Beimischung im Bauschutt: © APC GmbH 2011

Modellrechnung Asbestzement als Beimischung im Bauschutt: Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit Modellrechnung Asbestzement als Beimischung im Bauschutt: © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit FAZIT: Die Messunsicherheit wird maßgeblich durch bestimmte und schwer zu kontrollierende Randbedingungen beim Auswerteverfahren nach BIA 7487 bestimmt: Fasergrößenverteilung auf dem Filter Filtrierbarkeit Versucht man eine „Auffeinung“ der Größenverteilung durch extremes Aufmahlen, so verschlechtert sich die Filtrierbarkeit über das Filter mit 0,2 µm Porenweite erheblich. Dies gilt auch für die Auswertbarkeit (zu große Partikeldichte) © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Meßunsicherheit Verbesserungsmöglichkeiten: Filtrieren über 0,4 bzw. 0,8 µm Kernporenfilter (statt 0,2 µm) Zusätzlich kleinere Auswertevergrößerung: 300 bzw. 400 fach mit größerer Auswertefläche (Analog z.B. VDI 3877 Bl. 1) ggf. verbunden mit weniger starkem Aufmahlen © APC GmbH 2011

lohnt sich die Suche nach Alternativen Asbest im Bauschutt Alternative Messverfahren Da das sehr aufwendige Standardmeßverfahren in der Praxis auch nur Ergebnisse liefert, die man eher als qualitativ einstufen muß, lohnt sich die Suche nach Alternativen Ansatz: Beim Abbruch bzw. jeder Form von mechanischer Bearbeitung entstehen Feinanteile, die Informationen über das Ausgangsmaterial tragen. © APC GmbH 2011

Probenahme und Analyse von Schüttgütern Alternative Messverfahren Das von APC entwickelte SOLAS®-Gerät zur On-Line Analyse von Schüttgütern, basiert auf diesem Grundansatz und wird großtechnisch z.B. zur quantitativen chem. Analyse von Braunkohleförderströmen in Deutschland und Tschechien eingesetzt. © APC GmbH 2011

Probenahme von Schüttgütern SOLAS® Alternative Messverfahren Probenahmeprinzip / Beispiel einer Realisierung (Steinkohle) Die Korngrößen in der Probe variieren von < 125 µm bis < 10 mm, je nach Applikation © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Alternative Messverfahren Vorgehensweise: Ausgangsprobe kann sein eine Mischprobe oder eine Sammelprobe Absieben einer Fraktion von 2 oder 3- 20 mm (teilen falls notwendig auf höchstens 4 Liter) Auffüllen mit Wasser (asbestfrei) auf 6 Liter Durchmischen, abfiltrieren mit einem vorgeschalteten Sieb von ca. 3 mm Maschenweite über ein Papierfilter. Anschließend die Prozedur wiederholen und über das gleiche Filter abfiltrieren. © APC GmbH 2011

und in Probendose(n) Ø 65 mm überführt. Asbest im Bauschutt Alternative Messverfahren Vorgehensweise: Der Filterkuchen wird getrocknet auf eine Probengröße von ca. 5 -15 ml geteilt und in Probendose(n) Ø 65 mm überführt. Das Filtrat wird unter dem Stereomikroskop auf Fasern untersucht, Faserbündel oder Bruchstücke mit Fasern mit einer Pinzette extrahiert und auf einen REM-Probenteller zur Vermessung und Identifikation im REM aufgebracht. Ggf. kann das Filtrat weiter aufgemahlen werden und nach BIA 7487 untersucht werden © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Alternative Messverfahren © APC GmbH 2011

Asbest im Bauschutt Zusammenfassung und Ausblick Mit der Frage, wann ein möglicherweise asbesthaltiger Bauschutt oder auch Straßenaufbruch o.ä. als gefährlicher Abfall oder als Abfall mit gefährlichen Beimengungen einzustufen ist, verknüpft ist die Problematik wie die Einhaltung eines Schwell- oder Grenzwertes bestimmt oder gemessen werden soll. Die Analytik von Bauschutt ist generell mit erheblichem Aufwand verbunden. Es ist daher zu hinterfragen, welche Aussagesicherheit gegeben ist und wie die gewünschte Genauigkeit auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten erreicht werden kann. Die VDI Arbeitsgruppe „Messen faserförmiger Partikel“ wird sich damit befassen. © APC GmbH 2011

Danke für Ihre Aufmerksamkeit Ende Danke für Ihre Aufmerksamkeit © APC GmbH 2011