Analysemethoden für Asbest: PLM, SEM-EDS, TEM und XRD

Analysemethoden für Asbest beruhen auf einem Mikroskop, das die Fasern sichtbar macht, und einer Messung, die die chemische Zusammensetzung oder Kristallstruktur des Minerals zeigt. Die gängigsten Methoden sind die Polarisationsmikroskopie (PLM), die Rasterelektronenmikroskopie mit Elementanalyse (SEM-EDS), die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) und die Röntgendiffraktion (XRD). Für Baustoffproben sind PLM und SEM-EDS am häufigsten. Semlab analysiert Materialproben mit dem JEOL SEM-EDS Elektronenmikroskop nach der Norm ISO 22262-1.

In diesem Artikel vergleichen wir die Methoden auf allgemeiner Ebene: was jede sieht, wofür sie verwendet wird und wo ihre Grenzen liegen. Einen Überblick, was eine Asbestanalyse ist, gibt der Artikel Was ist eine Asbestanalyse?, und wie das Gerät von Semlab funktioniert, beschreibt die Seite Analyse von Asbestproben genauer.

Was muss die Analysemethode klären?

Asbest zu identifizieren ist eine Kette aus drei Fragen. Die Methoden unterscheiden sich darin, welche davon sie beantworten können.

1. Sind Fasern in der Probe? Um die Fasern zu finden, braucht es ausreichende Vergrößerung und Auflösung.
2. Sind die Fasern Asbest? Faserige Partikel gibt es auch in asbestfreien Materialien, die Form allein reicht also nicht. Es braucht Informationen über Zusammensetzung oder Kristallstruktur.
3. Welche Asbestart? Die sechs Asbestarten unterscheiden sich in Chemie und Struktur. Mehr dazu im Artikel Serpentin und Amphibol.

Außerdem ist es ein Unterschied, ob eine Materialprobe oder eine Luftprobe untersucht wird. Bei einer Materialprobe klärt man, ob der Baustoff Asbest enthält. Bei einer Luftprobe zählt man, wie viele Fasern sich in der Luft befinden.

Polarisationsmikroskop (PLM)

Ein Polarisationsmikroskop ist ein Lichtmikroskop, in dem die Probe in polarisiertem Licht betrachtet wird. Die Minerale werden anhand ihrer optischen Eigenschaften wie Form, Brechungsindex, Doppelbrechung und Auslöschung identifiziert. Häufig kommt auch die Dispersionsfärbung zum Einsatz, bei der die Fasern in eine bekannte Flüssigkeit gelegt und das Mineral anhand der Farbsäume um die Fasern bestimmt wird.

• Einsatz: die traditionelle Grundmethode der Asbestanalyse von Baustoffen. Die Hauptmethode der Norm ISO 22262-1 ist die Polarisationsmikroskopie mit Dispersionsfärbung. Laut Norm kann die Identifizierung auch mit SEM- oder TEM-Elektronenmikroskop samt Elementanalyse erfolgen, und ein Elektronenmikroskop kann nötig sein, wenn die Fasern für das Lichtmikroskop zu dünn sind oder das Bindemittel zu fest an ihnen haftet.
• Stärken: eine etablierte, verbreitete Methode, mit der sich die Probe als Ganzes rasch durchsehen lässt.
• Grenzen: Die Auflösung des Lichts begrenzt die Möglichkeit, sehr dünne Fasern zu erkennen. Bitumen, Kunststoff und andere Bindemittel können die Fasern verdecken, dann muss die Probe vorbehandelt werden. Die Identifizierung beruht auf optischen Beobachtungen, die Erfahrung der Analytikerin oder des Analytikers ist daher sehr wichtig.

Phasenkontrastmikroskop (PCM)

Ein Phasenkontrastmikroskop ist ein Lichtmikroskop, mit dem Fasern in Luftproben gezählt wurden. Auf dem Filter werden die Fasern gezählt, die der Faserdefinition der WHO entsprechen: Länge über 5 Mikrometer, Dicke unter 3 Mikrometer und ein Verhältnis von Länge zu Dicke über 3:1.

• Einsatz: Faserzählung in Luftproben.
• Grenzen: Die Methode unterscheidet Asbestfasern nicht von anderen Fasern und erkennt die dünnsten Fasern nicht. Deshalb wird sie bei der Faserzählung in Luftproben zunehmend durch die Elektronenmikroskopie ersetzt.

SEM-EDS: Rasterelektronenmikroskop und Elementanalyse

Ein Rasterelektronenmikroskop (SEM) bildet die Probe mit einem Elektronenstrahl statt mit Licht ab. Das Bild zeigt Form und Proportionen der Faser, auch wenn die Fasern für ein Lichtmikroskop zu dünn sind. Ein an das Gerät angeschlossenes energiedispersives Spektrometer (EDS) misst die in der Faser entstehende Röntgenstrahlung, aus der sich die Elementzusammensetzung der Faser ergibt.

• Einsatz: sowohl Material- als auch Luftproben.
• Stärken: Form und chemische Zusammensetzung kommen von derselben Faser. Anhand der Zusammensetzung wird Asbest von anderen Fasern und werden die sechs Asbestarten voneinander unterschieden.

TEM: Transmissionselektronenmikroskop

Beim Transmissionselektronenmikroskop (TEM) geht der Elektronenstrahl durch ein sehr dünnes Präparat. Mit dem Gerät sind auch die allerdünnsten Fasern zu sehen. Die Elektronenbeugung zeigt die Kristallstruktur der Faser, ein angeschlossenes EDS die Zusammensetzung.

• Einsatz: vor allem Luftproben, Staubproben und Spezialuntersuchungen.
• Stärken: höchste Auflösung, und Kristallstruktur wie Zusammensetzung kommen von derselben Faser.
• Grenzen: Die Probenvorbereitung ist aufwendiger als bei den anderen Methoden, und TEM ist in der Routineanalyse von Baustoffen weniger verbreitet.

XRD: Röntgendiffraktion

Bei der Röntgendiffraktion (XRD) wird Röntgenstrahlung auf eine gemahlene Probe gerichtet, und die Kristallstruktur der kristallinen Minerale wird anhand ihres Beugungsmusters identifiziert.

• Einsatz: zur Bestimmung der Mineralzusammensetzung, zum Beispiel bei der Untersuchung von Gesteinskörnungen und Industriemineralen.
• Grenzen: XRD zeigt die Form der Partikel nicht, die Methode kann also die faserige Asbestform eines Minerals nicht von seiner nicht faserigen Form unterscheiden. Kleine Mengen sind neben anderen Mineralen mitunter schwer zu erkennen. Deshalb ist XRD eine ergänzende Methode und reicht allein für die Asbestanalyse von Baustoffen nicht aus.

Warum verwendet Semlab das JEOL SEM-EDS Elektronenmikroskop?

Semlab analysiert alle Materialproben mit dem JEOL SEM-EDS Elektronenmikroskop. Die Gründe sind praktisch:

• Mit dem Gerät sind auch dünne Fasern zu sehen, die im Lichtmikroskop schwer zu erkennen sind.
• Die Elementanalyse unterscheidet Asbest von anderen Fasern und identifiziert alle sechs Asbestarten.
• Dasselbe Gerät eignet sich für Material- und Luftproben.
• Die Analyse erfolgt nach der Norm ISO 22262-1, und das Ergebnis wird auf Deutsch per E-Mail verschickt, üblicherweise am selben Tag, an dem die Probe im Labor eintrifft.

Semlab ist ein Labor in Finnland, das Proben analysiert, die Kundinnen und Kunden selbst genommen und per Post geschickt haben. Asbesterkundungen vor Ort führen wir nicht durch.

Die Methode kann eine schlechte Probe nicht korrigieren

Auch die genaueste Methode findet keinen Asbest, der nicht in der Probe ist. Die Probe muss das Material vertreten, das Sie abreißen oder bearbeiten wollen, und alle Schichten müssen dabei sein.

Verwenden Sie bei der Probenahme Einweghandschuhe und einen Atemschutz mindestens der Klasse FFP3, befeuchten Sie die Entnahmestelle, lösen Sie ein Stück von etwa 2–5 Zentimetern durch alle Schichten, verpacken Sie es in zwei wiederverschließbaren Plastikbeuteln und beschriften Sie den Beutel mit der Entnahmestelle. Kleben Sie zum Schluss die Entnahmestelle ab und wischen Sie den Bereich mit einem feuchten Tuch ab.

Genauere Hinweise finden Sie im Artikel So nehmen Sie eine Asbestprobe, wie viele Proben Sie brauchen, beschreibt der Artikel Wie viele Asbestproben?. Wie Sie das Ergebnis lesen, erklärt der Artikel Das Asbestergebnis richtig lesen.

Was kostet eine Asbestanalyse?

Die Analyse kostet 39,90 € + USt. pro Probe (50,07 € inkl. USt., finnische USt. 25,5 %), und der Preis ist für 1–100 Proben gleich. Bei Bestellungen von mehr als 100 Proben können wir eine eigene Vereinbarung treffen. Das Porto ist im Preis nicht enthalten. Sie können die Analyse online bestellen, per Karte bezahlen und die Probe als kleines Paket (Päckchen/Paket) mit der Österreichischen Post an das Labor in Finnland schicken.