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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)
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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)
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dicke visuell sichtbare Staubschichten, (mm) Bereich
dünner, visuell kaum oder nicht sichtbarer Staubniederschlag
Staub auf OberflächenDefinitionen
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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 %
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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 %
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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-
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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
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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.
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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
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Für die Standardisierung der Auswertung im REM ist die Vielgestaltigkeit des Messobjektes auf Abdruckproben von
besonderer Bedeutung
Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung zur Bestimmung des
Asbest(faser-)gehaltes
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Für die Standardisierung der Auswertung im REM ist die Vielgestaltigkeit des Messobjektes auf Abdruckproben von
besonderer Bedeutung
Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung zur Bestimmung des
Asbest(faser-)gehaltes
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Für die Standardisierung der Auswertung im REM ist die Vielgestaltigkeit des Messobjektes auf Abdruckproben von
besonderer Bedeutung
Abdruckproben (Kontaktproben), Auswertung zur Bestimmung des
Asbest(faser-)gehaltes
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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• 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
Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben),
Verfahrensbewertung: stichprobenbedingte Abweichung
Negative BinomialverteilungFür verschiedene r und einem Zählergebnis
Von 10 (Asbest-)fasertrukturen
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Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben),
Verfahrensbewertung: stichprobenbedingte Abweichung
60 Fasern/cm² 110 Fasern/cm²
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Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben),
Verfahrensbewertung: stichprobenbedingte Abweichung
60 Fasern/cm² 110 Fasern/cm²
Klasseneinteilung wie vorgeschlagen
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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.
Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben),
Anwendungshinweise (Textauszug)
© APC GmbH 2008 Folie 28
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.
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Standardisierung VDI 3877 Abdruckproben (Kontaktproben),
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
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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.
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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 Folie 32
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 Folie 33
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
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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 ?
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Faserdichte auf der Oberfläche und daraus generierte Faserkonzentration in der
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
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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 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.
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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 Folie 38
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 Folie 39
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
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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 Folie 41
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 Folie 42
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 Folie 43
Ende