10.05.2019
ForschungUmwelt

Asbest - Eine gesellschaftliche und analytische Bestandsaufnahme

  • Abb. 1: Asbest ist eine kommerzielle Sammelbezeichnung für verschiedene faserförmige Silikate, unter der konventionsgemäß die oben aufgeführten sechs Minerale zusammengefasst werden. Generell wird in Serpentin- und Amphibolasbest (t. w. auch ungenau als „Hornblendenasbest“ bezeichnet) unterschieden. Die Amphibolasbest können in Ca-arm (Krokydolith, Anthophyllit und Amosit) und Ca-reich/haltig (Tremolit und Aktinolith) unterschieden werden. Nur Krokydolith enthält deutliche Anteile von Natrium.
  • Abb. 2: Weltweite Gesamt-Asbestproduktion (Förderung in „metric tons“) nach [6] unter Einbeziehung von ergänzenden und revidierten Angaben des U. S. Geological Surveys, online unter www.usgs.gov abrufbar.
  • Abb. 3: Asbestverbrauch in Tonnen nach [5] & [6]. Die Daten von [6] sind für die Zeit zwischen 1949 und 1989 für West- und Ostdeutschland getrennt benannt; die Werte von [5], dem sog. HESA-Newsletter, sind ergänzend als Dreiecke eingetragen.
  • Abb. 4: Produktbezogene Verteilung des in den 1970er Jahren importierten Rohasbestes in Circa-Prozentangaben nach [28]. Der importierte Asbest wurde hauptsächlich für Asbestzementen (AZ) verwendet. Unter dem Überbegriff bautechnische Produkte werden Bitumen-, Dach- und Dichtungsbahnen, Kittmassen, Spachtel- und Vergussmassen, Feuerschutzmittel und Unterbodenschutz verstanden; unter Textilien werden Gewebe, Schutzkleidung, Schnüre und Schläuche zusammengefasst und unter „Sonstiges“ werden Hochdruckdichtungen, Pappen und Papiere, Filtermaterialien, Formmassen und Straßendeckschichten genannt. Nach Addition der Circa-Prozentangaben verbleiben zu 100 %, trotz der vorhandenen Kategorie „sonstiges“, noch 4 % [vgl. 28].

Kurzfassung

Sechs langfaserige Minerale sind als Asbest definiert, allesamt sind sie gesundheitsschädlich und kanzerogen und daher seit 2005 europaweit verboten. Die asbestbedingten Krankheiten sind u. a. Asbestose, Lungenkrebs und Pleuramesotheliom, die gewöhnlich erst Jahrzehnte nach der Exposition auftreten. Abgesehen von akzessorisch auftretenden Asbestmineralen einiger Gesteine wurden Baustoffen gezielt Asbest zugesetzt (asbestiformer Rohstoff) oder ohne wesentliches Bindemittel verwendet. Asbest als gefragter und preiswerter Rohstoff wurde in tausenden von Produkten eingesetzt. In der westlichen Welt gelten solche asbesthaltigen Materialien als Problemstoff, während in anderen Erdteilen diese weiterhin produziert werden. Um die Exposition mit Asbestfasern zu minimieren ist das Erkennen von bereits verbauten asbesthaltiger Baustoffe essentiell. Hierfür stehen etablierte Untersuchungsmethoden zur Verfügung.

 

1. Einleitung

Asbest ist eine kommerzielle Sammelbezeichnung für sechs verschiedene faserförmige Minerale, die auch asbestiform ausgebildet sein können. Unter dieser Bezeichnung werden konventionsgemäß fünf Amphibolasbeste (u. a. Blau- und Braunasbest) und der Serpentinasbest Chrysotil (Weißasbest) zusammengefasst (Abb. 1); in der ISO 22262 [1, 2] finden zusätzlich die Amphibole Richterit und Winchit Erwähnung [vgl. 3]. Bei allen Mineralen handelt es sich um Silikate, die entweder den Band-/Doppel-Kettensilikaten (Amphibolasbest) oder den Schichtsilikaten (Chrysotilasbest) zugehörig sind. Wobei die Fasern des Serpentinasbestes (Chrysotil) insgesamt länger und flexibler sind als die der Amphibolasbeste, die generell gerade, kürzer und steifer sind. Folglich ist Asbest ein kommerzieller Terminus [4], da es sich weder um eigenständige Minerale noch um eine Mineralgruppe handelt.

Die verschiedenen Asbestvarianten haben etwas unterschiedliche Materialeigenschaften, die mineralabhängig sind, und gewissen Variationen unterliegen [5]. Generell sind sie aber bedingt beständig gegen Hitze und Feuer, Säuren und/oder Basen (mineralabhängig). Weiterhin zeichnen sie gute Isolierungseigenschaften, geringere Leitfähigkeit und eine Langlebigkeit (verwitterungsresistent) aus.

Aufgrund der mineralbedingten Flexibilität und Zugfestigkeit kann Asbest (Chrysotil und Krokydolith) auch versponnen werden oder als Armierungsfaser fungieren.

Die Kombination der positiven Materialeigenschaften, die leichte Verfügbarkeit und der vergleichsweise geringe Preis führten zu einem sorglosen und verschwenderischen Einsatz [6]. Die Anzahl der bekannten Produkte, die das Mineral-der-Tausend-Möglichkeiten enthalten [7, 8], wird mit 3000 bzw. 3500 beziffert [9, 10].

 

1.1. Industrielle Nutzung

Asbest wird bereits seit dem Altertum abgebaut [5]. Die erste industrielle Verwendung erfolgte ab 1860 durch die italienische und englische Textilindustrie [11], erfuhr aber erst durch die Asbestzementproduktion, eine Erfindung aus dem Jahre 1899, einen enormen Aufschwung [12]. Durch den erhöhten Asbestbedarf stieg die weltweite Förderung fortwährend an (Abb. 2), bis in den 1970 und 1980er Jahren die Jahresweltförderung mit rund 4–5 Mio. Tonnen ihren Höhepunkt erreichte [11, 13, 14, 15, 16].

Die Förderung in Deutschland (Sachsen und Thüringen) beschränkte sich auf die Zeit des Ersten Weltkrieges. In Thüringen wurden zwischen 1916 und 1930 insgesamt 1930 Tonnen Chrysotilasbest abgebaut [8]; 1920 betrug die deutsche Förderung 28 Tonnen, denen 6828 Tonnen importierter Asbest gegenüberstand. Nach 1930 ist für Deutschland keine Produktion mehr verzeichnet [15].

In Deutschland wurde nach [10] zwischen 1965 und den ausgehenden 1970er Jahren jährlich ca. 160.000–170.000 Tonnen Asbest verbraucht [vgl. auch 17]. Die von [14] und [15] für Deutschland publizierten Zahlen sind der Abb. 3 zu entnehmen. Die importierten Asbeste wurden überwiegend, zu circa 70 %, für die Herstellung von Asbestzementen verwendet; etwa 10 % sind für schwach gebundene Produkte eingesetzt worden (Abb. 4), die übrige Menge für sonstige Anwendungen (nach [8] für die alten Bundesländer der 1970er Jahre].

Die damalige Asbestverwendung ist derart mannigfaltig, dass hier nur einige exemplarische Beispiele genannt werden können. Neben dem Einsatz im Hoch- und Tiefbau (Brandschutz, Asbest-Faserzemente, Bodenbeläge, Wasserleitungen sowie Dicht- und Dämmmaterial) wurde Asbest auch in einigen Haushaltsgeräten verbaut (Hitzeschutz in Toastern, Bügeleisen, Bügelbrettern und Haartrocknern). Aber auch Estriche, Putze sowie einige ältere Straßendecken können absichtlich zugesetzten Asbest enthalten.

Die Verwendung in Brems- und Kupplungsbelägen im gesamten Schienen-, Straßen- und Flugzeugsektor ist ebenfalls zu nennen, aber auch die persönliche „Schutz“-Ausrüstung von Hochofenarbeitern und Feuerwehrleuten bestand, wie auch einige Filter der Chemie- und Getränkeindustrie, aus Asbest. Entscheidend war die Verwendung von asbesthaltigen Dichtungsmaterialien [18] für die Entwicklung der Dampfmaschine (z. B. Heißdampflokomotive) und die Schifffahrtsindustrie, da durch die Verwendung dieser die beweglichen Teile auch bei großer Hitze geschmiert werden konnten. Die Isolierung der Kessel und Rohrleitungen mit Asbestpappen minimierte die Wärmeverluste, was die Effizienz steigerte [12].

Nachdem Asbest während des gesamten 20. Jahrhunderts wirtschaftlich rentabel war [19], müssen nun Milliardenbeträge für gesundheitliche Spätfolgen [13] oder Gebäudesanierungen [4] aufgebracht werden.

 

2. Der gesundheitliche Aspekt

Aufgrund der Materialeigenschaften und den resultierenden Einsatzmöglichkeiten wurde Asbest auch als „Wunderfaser“ [u. a. 8] bezeichnet – ein Wunder das tödlich sein kann [20]. Insgesamt steigt das Gesundheitsrisiko mit der Dauer und Menge der Asbestexposition (oral aufgenommene Asbestfasern). Dieser Zusammenhang wird berufsbezogen in sogenannten Faserjahren berechnet (kumulative Asbest-Faserstaubdosis am Arbeitsplatz). Für eine pathogene Wirkung muss aber nicht zwangsläufig ein berufsbezogener Kontakt bestehen; bereits die Stäube benachbarter Minen und Fabriken [21, 22] oder die heimwärts getragenen Stäube aus Arbeitskleidung und Haaren [23, 24] reichen aus, um asbestbedingte Krankheiten, auch bei Familienangehörigen, zu verursachen.

 

2.1. Asbestbedingte Krankheiten

Asbestiforme Minerale spalten sich bei mechanischer Belastung entlang der kristallographisch vorgegebenen Längsachse auf. Hierdurch entstehen immer feinere Fasern bzw. Fibrillen, die zu einer erheblichen Faserfreisetzung führen können (Faserfreisetzungspotential). Solch feine Asbestfasern schweben lange in der Raumluft und können oral aufgenommen werden. Einige Fasern können tief in die Lunge gelangen, von wo aus sie weder ausgeschieden noch in adäquater Zeit abgebaut werden können (biopersistent) [25]. Besonders gefährlich sind hierbei längere Fasern, da diese von den Makrophagen nicht vollständig umschlossen werden können [26].

Die Kanzerogenität des Asbestes beruht auf einer komplexen in vivo Interaktion zwischen den kristallinen Mineralfasern und den Codocyten (target cells). Die Asbestfasern lösen durch freie Radikale Genotoxizitäten aus, aber auch die direkte physikalische Interaktion hat störende Wirkungen auf den Mitoseapparat, was Aneuploidie (Genommutation) und Polyploidie verursacht [24]. Die Asbestfasern lösen Mikroverletzungen aus, die eine Immunreaktion verursacht und Signalstoffe für die Wundheilung aktiviert, was gleichzeitig die Zellteilung und auch die Tumorbildung fördert – wodurch unter anderem die Immunreaktion gedämpft wird und Tumorzellen entstehen können, welche dann nicht mehr konsequent bekämpft werden [27].

Die im Körper verweilenden biopersistenten Asbestfasern können auf diese Weise pathogen wirken: Sie verursachen Verletzungen und Reizungen und lösen lokale immunologische Reaktionen, sogenannte Fremdkörperreaktionen aus, die zu chronischen Entzündungen, Vernarbungen oder Bindegewebsneubildungen führen können. Die kanzerogene Wirkung des Chrysotils ist hinlänglich belegt [28, 29, 30]. Untersuchungen haben aber auch gezeigt, dass sich Amphibolasbeste, die insgesamt noch pathogener wirken und ein höheres Faserfreisetzungspotential aufweisen, sich tendenziell stärker im Lungengewebe anreichern als dies beim Chrysotil zu beobachten ist [4, 31, 32]. Wobei der Chrysotil auch untergeordnet Tremolit enthalten kann, der dann wiederum verstärkt angereichert wird [4].

Die durchschnittliche Latenzzeit ist krankheitsabhängig und liegt bei ca. 20–30 Jahren, kann aber auch mehr als 40 Jahre betragen. Zu den typischen Krankheiten zählen Pleuraplaques, die zunächst meist keine subjektiven Symptome verursachen, die Asbestose (Asbeststaublunge, Lungenfibrose), der Lungenkrebs (Latenzzeit ca. 20 Jahre), das Pleuramesotheliom (Latenzzeit ca. 30 Jahre), sowie der Kehlkopfkrebs [19, 29, 33].

Das Pleuramesotheliom ist ein Tumor des Lungen-/Brustfells, der vorwiegend eine berufsbedingte Asbestbelastung anzeigt [34, 35], und nach der Exposition mit Krokydolith („Cape blue“) festgestellt wurde [36]. Das Pleuramesotheliom gilt als „Signaltumor“, da er zu 80–90% Folge einer beruflichen Asbestexposition ist [33]. Eine verstärkende Wirkung des Rauchens [37, 38] kann für Lungenkrebs als bestätigt gelten, wohl aber nicht für das Pleuramesotheliom [4].

Die eingeatmeten Asbestfasern können teilweise oralwärts oder lymphogen transportiert werden [39]. Die oralwärts transportierten Fasern gelangen in den Mund- und Rachenbereich und erreichen zusammen mit dem Bronchialschleim die Speiseröhre und den Magen-Darmtrakt [40, 41]. Die Wirkung der Asbestfasern auf den Darmtrakt, und hier insbesondere die Möglichkeit der Gewebepenetration, wurde intensiv diskutiert: Statistisch zeigten sich bei Isolierern, die beruflich extrem hohen Asbestkonzentrationen ausgesetzt waren, neben Lungen und Mesotheliom auch vermehrt gastrointestinale Karzinome [42, 43]. Ein Thema, das auch im Zusammenhang mit Trinkwasser diskutiert wurde [44, 45].

Obwohl die WHO [46] keinen Zusammenhang zwischen Asbestfasern im Trinkwasser und einem gesteigerten Krebsrisiko sieht, hat die EPA in den USA [47] einen Grenzwert von 7 Millionen Asbestfasern (Faser > 10 µm) pro Liter Trinkwasser vorgegeben (vgl. [48] bzgl. Analysehinweisen). In Deutschland wird das Risiko der Asbestfaserfreisetzung aus Asbestzementrohren durch die Bestimmung der Trinkwasserverordnung [49, Anlage 3 lfd. Nr. 20] geregelt [50, 51]. Hiernach darf die Calcitlösekapazität des Trinkwassers den Grenzwert von 5 mg/l CaCO3 – bei der Mischung [vgl. 52] aus unterschiedlichen Wasserwerken 10 mg/l – nicht übersteigen, was wiederum dann als erfüllt gilt, wenn der pH-Wert am Wasserwerksausgang bei ≥ 7,7 liegt [49].

In diesem Zusammenhang verwies der DVGW [50] auf das damalige gültige Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG), das heute weitgehend durch das Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB) [53] abgelöst wurde. Hiernach dürfen nach § 31 des LFGB „unter den üblichen oder vorhersehbaren Bedingungen ihrer Verwendung keine Stoffe auf Lebensmittel oder deren Oberfläche in Mengen abgegeben“ werden, „die geeignet sind, … die menschliche Gesundheit zu gefährden“. Daher ist, so stellte der DVGW fest, die Asbestfaserfreisetzung aus Asbestzementrohren in das Trinkwasser auf das technisch unvermeidbare Maß zu reduzieren [50].

 

2.1. Asbestverbote

Die Gesundheitsgefahren, die von asbesthaltigen Stäuben ausgehen haben sich bereits Ende des 19. Jahrhunderts angedeutet und wurden ab den 1930er Jahren medizinisch belegt [12, 22, 54, 55, 56, 57, 58]. Zunächst hatten diese Erkenntnisse aber nur wenig Einfluss auf die industrielle Nutzung [12, 22, 59, 60]. Derzeit sterben daher jährlich 107.000 Menschen an asbestbedingten Krankheiten [61], Tausende davon allein in Europa [35].

Seit 2005 besteht ein europaweites Asbestverbot (Richtlinie 2003/18/EG 2005) [62], von dem lediglich die Verwendung von Diaphragmen für bestehende Elektrolyse-Anlagen (Chlor-Alkali-Elektrolyse) ausgenommen sind [63, § 17 der 64]. In der Bundesrepublik Deutschland wurde seit 1979, beginnend mit dem Spritzasbest, die Verwendung von Asbest schrittweise eingeschränkt, bis 1993 – mit der Ausnahme von Druckröhren, das ein respektive zwei Jahre später folgte – ein generelles Verbot eintrat.

Da sich das asbestbedingte Mesotheliom noch Jahrzehnte nach dem letzten Asbestkontakt bilden kann, ist trotz des deutschland- und europaweiten Asbestverbotes noch immer mit Neuerkrankungen zu rechnen [65]; die meisten Tumorfälle werden für die Jahre um 2020 prognostiziert [33, 35, 66].

Lange wurde für die „sichere und verantwortungsbewusste“ Verwendung von Chrysotil geworben, da bei geringer Exposition keine nachweisbare Wirkung auf die Gesundheit belegt werden konnte. Ob diese geringe Exposition in den heutigen Entwicklungs- und Schwellenländern gewährleistet werden kann, wird hingegen stark angezweifelt [12, 29, 67]. Da jedoch die geringe Chrysotilexposition selbst in Industrieländern nicht gewährleistet werden kann, und die kanzerogene Wirkung des Chrysotils hinlänglich belegt und weitgehend akzeptiert ist [28, 29, 30], werden heute alle Asbestarten als kanzerogen für den Menschen eingestuft [23, 24, 68]. Dennoch steht eine Listung des Chrysotils durch die Rotterdamer Konvention noch aus [vgl. 69].

 

2.2. Heutige Asbestförderung

Trotz des Asbestverbotes vieler Länder [19] liegt die gegenwärtige Asbestproduktion bei ca. 2 Mio. Tonnen/Jahr, und verteilte sich 2014 auf die Russische Föderation (1.100.000 Tonnen [t]), die Volksrepublik China (400.000 t), die Förderative Republik Brasilien (284.000 t), die Republik Kasachstan (240.000 t), die Republik Indien (270 t) und die Argentinische Republik (100 t) [70]. Das ehemals wichtige Förderland Kanada exportiert, nachdem jahrelang ein stetiges Sinken der Förderrate zu verzeichnen war, seit 2012 kein Asbest mehr [70, 71].

Die heutigen Asbestabnehmer befinden sich vor allem im asiatischen Raum. In Indien, so heißt es, wird Asbest als Luxusproblem gesehen [72]. Trotz der bekannten Risiken suchen weltweit noch immer 125 Million Menschen einen asbestexponierten Arbeitsplatz auf [61]. Weltweit betrachtet, so muss leider festgestellt werden, hat noch kein regulatorisches Umdenken eingesetzt [73].

Abschließend bleibt noch die Frage offen, wie die überwiegend tödlich verlaufenden asbestbedingten Krankheiten hätten reduziert werden können und ob sich die Erkenntnis der pathogenen Wirkung, oder vielmehr das Akzeptieren dieser, nicht hätte früher durchsetzen müssen [vgl. 56, 58, 74] und was wir hieraus für die Zukunft lernen können [vgl. 73, 75].

 

3. Die Asbestminerale – eine mineralogische Einführung

3.1. Serpentinminerale und Chrysotil, Mg3Si2O5(OH)4

Bedeutende Serpentinminerale sind Lizardit, Antigorit (Blätterserpentin) und Chrysotil (Serpentinasbest, Faserserpentin, Weißasbest). Das Zweischicht-Tonmineral Serpentin besteht aus einer Tetraeder- und einer brucitähnlichen Oktaederschicht. Der Aufbau ähnelt dem des Kaolinites [76], da aber die „Magnesiumhydroxid-Schicht“ etwas zu lang für die Si2O5-Schicht ist, passen die Gitterabstände der Tetraeder- und Oktaeder­schichten nicht passgenau aufeinander (Abb. 5a+c). Diese unterschiedlichen Gitterabstände verursachen eine Krümmung der Schichten und führen zu einer Deformation. Im Fall des Chrysotils bilden sich „kleine hohle Röllchen“ [77] (Abb. 5b). Beim Antigorit verursacht die Krümmung der Schichten eine Verdrehung der Tetraeder- und Oktaederschichten (Abb. 5c). Nach jeweils acht [SiO4]-Tetraedern „klappen“ die Schichten in die Gegenrichtung um, sodass eine wellpappen-ähnliche Anordnung entsteht [76].

Nach [78] entstehen Serpentinite retrograd, niedrig metamorph-hydrothermal als Folgeminerale des Olivins von Peridotiten. In metamorphen, karbonatisch-silikatischen Mischgesteinen können auch hell getönte, magnetitfreie Serpentinnester oder -lagen vorkommen, die retrograd reinen Forsterit ersetzen. Das Gestein Serpentin enthält als fein verteiltes Pigment meist Fe-Oxidminerale, ganz überwiegend handelt es sich hierbei um Magnetit [78]. Während der Serpentinisierung wird Eisen und anscheinend auch ein Teil des Magnesiums abgeführt [76]. Die derben Serpentinmassen werden von Lizardit und Antigorit gebildet.

Die Chrysotil-Asbestlagerstätten entstehen meist unter hydrothermaler Einwirkung aus Serpentinen, die ultramafischen Gesteinen von Ophiolithen entstammen. Derartige Lagerstätten befinden sich nach [79] in Kanada und am Ural, aber auch bei Turin (Balangero, Italien). Chrysotil hatte als meistverwendetes Asbestmineral, der Marktanteil lag bei ca. 90–95 %, eine wichtige technische Bedeutung. Massenhaft wurde Chrysotil für die Herstellung von Faserzemente eingesetzt.

Chrysotil ist im Gegensatz zu den Amphibolasbesten nicht säurefest, kann aber aufgrund seiner Flexibilität gut versponnen werden.

 

3.1.1. Das Tempern von Asbestmineralen

Durch das Tempern einer Probe können enthaltene Asbestfasern in eine wasserfreie Mineralphase übergehen. Diese wasserfreien Mineralphasen werden nicht mehr als Asbest definiert, da sowohl Amphibole als auch Chrysotil OH-Gruppen enthalten. Neben dieser gewollten Umwandlung ist auch die zumeist ungewollte Erhitzung infolge von Gebäudebränden zu beobachten, die lokal ähnliche Effekte hervorrufen können, aber keine generelle Umwandlung gewährleisten kann.

Bei Temperaturen zwischen 440 und 510°C geht Chrysotil durch den Abbau von Hydroxylgruppen in ein schwach hydratisiertes amorphes Mg-Silikat über [80], bei Temperaturen zwischen 720 bis 900°C erfolgt dann die Bildung von Forsterit; bei höheren Temperaturen neben Forsterit auch Enstatit. Bei einer großtechnischen Umwandlung ist nach [81] eine Temperatur von 1200°C anzustreben.

Bei Faserzementen findet, neben der rein mineralogisch-metamorphen „Einzelmineralbetrachtung“, noch eine Interaktion mit Zementmatrix statt [82]. Sofern Krokydolith und Chrysotil in einem Faserzement vorhanden sind, so ist nach dem Tempern die Umwandlung des Chrysotils entscheidend, da sich Krokydolith bereits bei niedrigeren Temperaturen umwandelt [u. a. 82].

 

3.2. Amphibolasbeste

Alle Amphibolasbeste, mit Ausnahme des orthorhombischen Anthophyllits (2/m 2/m 2/m), kristallisieren in monokliner Symmetrie (2/m).

 

3.2.1. Krokydolith (Riebeckit, Blauasbest); Na2(Fe2+, Mg)Fe23++Si8O22(OH)2

Krokydolith ist kein anerkanntes Mineral der IMA (International Mineralogical Association) und der CNMNC (Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification), sondern die faserförmige Ausbildung des Riebeckits. Riebeckite bilden eine lückenlose Mischkristallreihe zwischen den reinen Mg- und Fe-Endgliedern.

Krokydolith kommt als matt grünlichblaue bis tintenblaue Kluftfüllung vor [83]. Riebeckite sind dunkle Gemengeteile in Na-haltigen magmatischen Gesteinen, besonders in Alkaligraniten, mitunter auch in metamorphen Gesteinen. Nach [80] bilden sich Riebeckite in sauren, leukokraten Magmatiten (u. a. Alkaligranit), seltener auch kontaktmetamorph. Krokydolith entsteht vorwiegend in epimetamorph überprägten eisenreichen Quarziten und Dolomiten.

Wobei die Bezeichnung Alkaligranit nicht eindeutig ist. Der Begriff Alkaligranit implementiert nach [84] das Vorhandensein von Na-reichen Amphibolen und Pyroxenen, wird aber häufig analog für Alkalifeldspatgranit, dem Feld 2 des QAPF-Doppeldreieckes, verwendet. Die Empfehlung von [85], Gesteine mit „sodic amphiboles“ als peralkalische Granite (peralkaline granite) zu bezeichnen ist hingegen auf das Feld 2 des QAPF-Doppeldreieckes beschränkt.

Alkaligranite bzw. Alkalifeldspatgranite finden in der Natursteinbranche Verwendung und können Na-Amphibole wie Riebeckit enthalten [76, 80, 83].

 

3.2.2. Amosit (Grunerit, auch Grünerit, Braunasbest) (Fe2+, Mg)7Si8O22(OH)2

Amosit ist die faserförmige Ausbildung vom Grunerit, der nach [80] in mesozonalen und kontaktmetamorphen Metamorphiten weit verbreitet ist. Überwiegend ist die Bildung in mittel- bis hochgradigen Eisen-Formationen und auf die Kontaktmetamorphose beschränkt; Grunerit kommt aber auch in einigen Blauschiefern vor. Unter anderem sind Magnetit, Hämatit, Hedenbergit, Riebeckit, Fayalit Granate und Quarz als Begleitminerale zu beobachten [86]. Grunerit ist aber auch neben Hämatit oder Magnetit und Quarz in einigen gebänderten Eisensteinen enthalten [83].

 

3.2.3. Die Tremolit/Aktinolith-Mischkristallreihe, Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2

Mischkristallreihe zwischen dem Fe-freien bzw. Fe-armen Tremolit und dem Fe-reicheren Aktinolith.

Tremolit und Aktinolith bilden sich nach [78] unter metamorphen Bedingungen. In magmatischen Gesteinen können aktinolithische Amphibole als – makroskopisch meist nicht erkennbare – sekundäre Umwandlungsprodukte von Pyroxenen vorkommen. Tremolit tritt in weiten Bereichen der Regional- und Kontaktmetamorphose auf, häufig ist er aber mit Karbonatmineralen wie Calcit oder Dolomit in Marmoren vergesellschaftet. Aktinolith ist an niedrige Matamorphosegrade gebunden und kann wesentlicher Bestandteil von Grünschiefern sein. Hier bildet er dünnnadelige bis feinfaserige, oft büschelförmige bis radialstrahlige Aggregate von hellgrüner bis lauchgrüner Färbung [84]. Tremolit kommt aber auch in metamorphen Talkschiefern vor, bei höheren Temperaturen wandelt sich Tremolit in Diopsid um.

 

3.2.4. Anthophyllit, (Mg,Fe2+)7Si8O22(OH)2

Mit Gedrit bildet Anthophyllit die kleine Gruppe der in orthorhombischer Symmetrie kristallisierenden Orthoamphibole (2/m 2/m 2/m). Anthophyllit kommt nur in metamorphen Gesteinen und z. T. auch als metasomatische Bildung vor. Gebunden ist er dabei an amphibolitfazielle Metamorphosebedingungen und tritt typischerweise in Reaktionszonen zwischen ultramafischen Gesteinen und SiO2-reichen Nebengesteinen auf [78]. Aus Ca-armen und Mg-reichen Edukten (Talkschiefer, Serpentinit) können Anthophyllitschiefer oder Anthophyllitfelse entstehen.

Nach [83] bilden die rhombischen Mg-Fe-Amphibole eine lückenlose Mischkristallreihe zwischen reinen Anthophyllit (Mg)7[(OH)2/Si8O22] und Ferroanthophyllit, der maximal ca. 65 Mol.-% an Fe7[(OH)2/Si8O22]-Komponente enthalten kann. Zwischen den rhombischen bzw. monoklinen Mg-Fe-Amphibolen einerseits und der Reihe Tremolit – Ferroaktinolith andererseits besteht eine große Mischungslücke. Aus diesem Grund können z. B. Anthophyllit oder Cummingtonit (oder beide) im gleichen Gestein neben Tremolit im Gleichgewicht auftreten. Anthophyllit kommt in Mg-reichen metamorphen Gesteinen wie z. B. in Anthophyllit-Cordierit-Gneisen vor [83].

 

4. Natursteine, Splitt und Schotter – akzessorisches Auftreten von Asbest

Minerale, die als Asbest definiert sind, bilden sich jeweils unter den typischen Druck- und Temperaturbedingungen, sofern die geochemischen Voraussetzungen gegeben sind. In einigen metamorphen Gesteinen können diese Minerale makroskopisch evident sein und zum namensgebenden Bestandteil werden (vorangestellte Minerale als Namenszusatz), was ab einem Gemengeanteil von 5 Vol.-% am Gestein bzw. Gesamtmineralbestands möglich ist [87]. So ist es gebräuchlich, auch unter der Nennung weiterer Minerale wie Talk, metamorphe Gesteine als Aktinolithschiefer/-fels (Strahlstein) zu bezeichnen, aber auch Anthophyllitschiefer oder Anthophyllitfelse sind gebräuchliche Bezeichnungen.

Neben diesen Gesteinen, die makroskopisch erkennbare Bestandteile von Aktinolith und Anthophyllit aufweisen, können Asbestminerale auch akzessorisch auftreten. Welche Gesteine als potentiell asbesthaltig gelten regelt in Deutschland die TRGS 517 [88] (Technische Regeln für Gefahrstoffe), in der folgende gelistet werden: Ultrabasite/Peridotite (z. B. Dunit, Lherzolith, Harzburgit), basische Effusiva (z. B. Basalt, Spilit, Basanit, Tephrit, Phonolit), basische Intrusive (z. B. Gabbro, Norit, Diabas) und metamorphe und metasomatisch überprägte Gesteine (z. B. metasomatische Talkvorkommen, Grünschiefer, Chlorit- und Amphibolschiefer/-fels [Bsp.: Nephrit], Serpentinit, Amphibolit).

Zur Vervollständigung der Liste könnte, neben der allgemeingültigen Erwähnung als metamorphes Gestein, der Marmor, insbesondere aber der Silikatmarmor, Erwähnung finden. Dieser kann mit einem gewissen Dolomitanteil (Mg im Edukt) versehen in unreiner Ausprägung („impure marble“) mit Übergängen zu Karbonatsilikat- und Kalksilikatgesteinen, wie sie in Metasedimentabfolgen eingelagert sein können, Tremolit enthalten. Reiner Marmor („pure marble“ > 95 Vol.-% Calcit und/oder Dolomit) hingegen kann monomineralisch sein, aber auch recht reiner Marmor kann vereinzelt Silikatminerale enthalten [78, 84].

Da zur Verschönerung hochwertiger Sanitärbereiche auch importierter Marmor eingesetzt wird, der vor der eigentlichen Nutzung in Deutschland bearbeitet werden muss, sollte das mögliche Auftreten von Tremolit in (Silikat-)Marmoren vermehrt Beachtung finden. Ähnliches ist bereits für Steatit und Talkumpuder erfolgt [89] und sollte auch für Alkaligranite bzw. Alkalifeldspatgranite und Grünsteine – ein metamorphes Gestein basaltischer oder basaltähnlicher Zusammensetzung, das weitgehend aus den grünen Mineralen Chlorit, Epidot und Aktinolith besteht [87] – in Betrachtung gezogen werden, auch wenn diese Gesteine nicht namentlich in der Anlage 1 der TRGS 517 [88] Erwähnung finden.

 

4.1. Vermiculit aus Libby (Montana, USA)

Ein Beispiel für das unerwünschte geogene Auftreten von Asbestmineralen ist der ab den 1920er Jahren bis 1990 abgebaute Vermiculit aus dem „Libby-vermiculite-ore-body“ des Rainy-Creek-Komplexes in Montana, USA. Dieser von der Zonolite Company Mountain, Libby, MT vertriebene Vermiculit enthält nach der EPA [90] unterschiedliche Mengen an Amphibolasbest. In Gängen (veins) können mehr als 80 % Asbest enthalten sein, ansonsten wird die Asbestkonzentration mit 0,1 bis 3 % angegeben. Bei solch komplexen geogenen Bildungsbedingungen [91] können in natürlichen Lagerstätten Asbestbestandteile auftreten, die von stengelförmig-prismatisch bis hin zu asbestiform variieren [3]. Dass es sich hierbei neben Winchit, Richterit, Mg-Riebeckit auch um Tremolit handelt [3, 92] wurde bereits frühzeitig beschrieben [93]. Verwendet wurde dieser Vermiculit als Dämmungsmaterial und ist heute in vielen US amerikanischen Häusern als lose Schüttung vorzufinden.

Bei lockeren asbesthaltigen Baumaterialen, wie dem beschriebenen Vermiculiten, ist die Anwendung der Faserdefinition angebracht, bei der von sogenannten lungengängigen („respirable“) WHO-Fasern gesprochen wird, die gesundheitlich als besonders kritisch anzusehen sind. Dieser Bezeichnung liegt eine eindeutige Größendefinition zugrunde: definitionsgemäß muss eine WHO-Faser eine Länge von mehr als fünf Mikrometer bei einem Durchmesser von weniger als drei Mikrometer aufweisen und mit einem Länge-Durchmesser-Verhältnis von mehr als 3:1 versehen sein [94, 95].

Im Gegensatz zu Lockergesteinen, wie dem Vermiculit, wird bei Festgesteinen erst bei intensiver mechanischer Bearbeitung wie Bohren, Sägen und Fräsen oder dem Schütten aus großer Höhe nennenswerte Mengen an Fein- und/oder Faserstaub freigesetzt.

 

5. Industrielle Verwendung

Für technische Anwendungen (Baumaterialien) wurden die verschiedenen Asbestvarietäten unterschiedlich häufig eingesetzt. Generell war der Serpentinasbest (Chrysotil, Weißasbest), mit einem Anteil von 90–95% am Gesamtasbest stets dominierend [u. a. 1, 8, 12, 96]. Massenhaft wurde Chrysotil für die Herstellung von Faserzementen eingesetzt (Abb. 6a–d). Hierbei handelt es sich um ein faserarmiertes Zementprodukt, eine Erfindung des Österreichers Ludwig Hatschek, das aus ca. 10 % Asbestfasern und 90 % Zement besteht. Der Vertrieb erfolgte unter dem Markennamen Eternit. Dieser Verbundwerkstoff konnte relativ dünn gefertigt werden, die Platten sind daher verhältnismäßig leicht und dennoch flexibel.

Die Vielseitigkeit dieses Baustoffes ist immens, so sind Faserzemente als Bedachungen oder Fassadenverkleidungen, aber auch für Lüftungskanäle, Fensterbänke und Wasserleitungen eingesetzt worden (Asbestzementprodukte, AZ-Produkte). Die Verwendung als Balkon-Pflanzgefäß, Tischtennisplatten oder Aufstellaschenbecher rundet das immense Spektrum der bekannten Produkte nur ab.

Neben den Faserzementen wurde Chrysotil häufig auch bei der Herstellung von Bodenbelägen verwendet (Abb. 4). Typische Produkte sind Vinyl-Asbest-Platten (Floor-Flex- oder Flex-Platten) oder Asbest-Tiles („Asbesthartfliesen“) [97]. Die dunklen bituminösen Kleber dieser Produkte enthalten häufig ebenfalls Asbest (Chrysotil), sodass gewöhnlich beide Komponenten betroffen sind. Derartige Produkte sind auf dem Gebiet der ehemaligen DDR weniger verbreitet, da dort großflächig keine asbesthaltigen Bodenbeläge Verwendung fanden [8].

Von den Amphibolasbesten waren für die Bauwirtschaft nur Krokydolith (Blauasbest) und Amosit (Braunasbest) von größerer technischer Bedeutung. Wobei in Australien durch den Krokydolithabbau, der bis 1966 andauerte, vermehrt mit der Verwendung von Blauasbest zu rechnen ist [34].

Aktinolith und Tremolit hatten technisch nur eine untergeordnete Bedeutung. Der Einsatz ist auf wenige Ausnahmen beschränkt. So wurde Tremolit im „Asbestine“ einer feuersicheren Anstrichfarbe eingesetzt [98], der wohl auch Aktinolith enthalten kann. Aktinolith und Tremolit sind folglich in industriell hergestellten Produkten (Baustoffen) kaum vertreten, können aber in Natursteinen (Splitt, Zuschlagsstoffe) akzessorisch auftreten und so auf Baustellen oder in den Recyclingkreislauf gelangen.

Anthophyllit kommt gelegentlich in unterschiedlichen Baustoffen vor (Fensterkitten, Spachtel- bzw. Ausgleichsmassen, Putzen, Klebern und Bitumenbahnen), bleibt aber bezogen auf die Gesamtmenge eine Ausnahmeerscheinung – besondere Verhältnisse liegen aber wohl in Finnland vor [99, 100].

Krokydolith wurde häufig für Spritzasbest eingesetzt, ist aber auch neben Chrysotil in einigen Faserzementen vorzufinden und wurde für Stopfmassen bzw. Stopfbuchspackungen eingesetzt; selten ist Krokydolith auch in Bitumenbahnen vorzufinden. Amosit fand zusammen mit Chrysotil in Feuerfestplatten (sog. „Promabest“-Platten) Verwendung und wurde Kieselgur-(Gips-)Gemischen zugesetzt. Dieses sind nur die gebräuchlichsten Produkte und Verwendungen. Zu den etwas selteneren Produkten gehören Leichtbauplatten, die neben mengenmäßig dominierenden künstlichen Mineralfasern auch Amosit enthalten. Amosit kann aber auch Hauptbestandteil von Feuerfestisolierungen sein.

Krokydolith war zeitweise sehr begehrt, da er im Gegensatz zum Chrysotil säurefest ist und dennoch vergleichbar eingesetzt werden kann; so ist er ebenfalls verspinnbar und fungiert als Armierungsfaser. Krokydolith wurde daher bevorzugt eingesetzt, wenn es auf Säurefestigkeit ankam. Die Verwendung dieser besonders gefährlichen Asbestvariante [u. a. 12, 101] in Zigarettenfiltern [102] oder Gasmasken [12] erscheint aus heutiger Sicht nicht mehr nachvollziehbar.

Weltweit betrachtet können regionale und zeitliche Verfügbarkeiten – so gab es zwischen 1944 und 1948 in Deutschland praktisch keine Asbestimporte [103] – sowie Lieferantenbeziehungen zu unterschiedlichen Verwendungen geführt haben [vgl. 34, 99].

 

5.1. Bindungsform der Asbestprodukte

Bei der Beurteilung des möglichen Faserfreisetzungspotentials von asbesthaltigen Baustoffen ist die Einbindung in bzw. an das Produkt, die sogenannte Bindungsform, entscheidend. Die gesundheitlichen Risiken, die durch den Umgang mit den entsprechenden Asbestprodukten entstehen, können dadurch abgeschätzt werden. Generell wird zwischen schwacher (Weichasbest) und starker bzw. fester (Festasbest) Asbestbindung unterschieden (schwach- bzw. festgebundene Asbestprodukte). Wobei die Bestimmung der Bindungsform nicht in allen Fällen eindeutig ist. Die Asbest-Richtlinie der Länder [104] gibt hier, in Betracht auf die Unmengen damalig vertriebener asbesthaltiger Baumaterialien, nur wenig Konkretes: so sind schwach gebundene Asbestprodukte solche mit einer Rohdichte unter 1.000 kg/m³, wobei die DDR-Produkte Baufatherm, Sokalit und Neptunit unabhängig von ihrer Rohdichte als schwach gebunden einzustufen sind.

Die Abgrenzung einer starken Asbestbindung bei einer Rohdichte von über 1400 kg/m³ ist der [104] nicht zu entnehmen, die TRGS 519 [105] charakterisiert aber Asbestzementprodukte mit in der Regel unter 15 Gewichts-% Asbest und einer Rohdichte von mehr als 1.400 kg/m³ als fest gebundene Asbestprodukte. Im BBSR-Bericht [106] wird der Zwischenbereich von 1.000 bis 1.400 kg/m³ als „mäßige bis starke Asbestbindung“ charakterisiert, der asbesthaltige Kitte und Kleber beinhaltet.

Typische festgebundene Asbestprodukte sind Faserzemente (Dach- und Wandverkleidungen in ebener oder gewellter Form, Abb. 6a–d) oder Flex-Bodenbelagsplatten (Vinyl-Asbest-Fliesen). Schwachgebunde Asbestprodukte sind u. a. Spritzasbest, asbesthaltige Leichtbauplatten, Asbestgewebe, Schnüre und Dichtungen sowie die auch im privaten Bereich häufig auftretenden Cushion-Vinyl-Beläge (Küchenbodenbelag) mit einer rückenseitig versehenden Chrysotil-Asbestpappe.

Das Beispiel Chrysotil-Asbestpappen oder -Dichtungen wird derweilen angeführt, wenn es um die Produktbeurteilung alleinig nach der Rohdichte geht: Die Dichte von Chrysotil wird je nach Quelle zwischen 2,0 und 2,6 g/cm³ angegeben (2,36–2,50 nach [76], 2,0–2,6 nach [80] oder 2,5–2,6 nach [83]). Folglich würde ein nahezu ausschließlich aus Chrysotil bestehendes Produkt, ohne wesentliches Bindemittel, eine Rohdichte von über 1.400 kg/m³ aufweisen und alleinig unter Berücksichtigung der Rohdichte, unter Ausschluss des gesunden Menschenverstandes, als fest gebunden gelten. Dieses kann aber so nicht praktiziert werden, da die TRGS 519 [105] vorsieht, das die nicht unter Abschnitt 2.11 (schwach gebundene Asbestprodukte) oder 2.12 (Asbestzementprodukte) genannten Produkte vergleichend nach dem Faserfreisetzungspotenzial zu beurteilen sind.

Wobei auch der individuelle Zustand des Asbestproduktes bei der Charakterisierung berücksichtigt werden sollte, so ist z. B. bei extrem stark verwittertem Faserzement, trotz einer anderweitigen Aussage bzgl. der TRGS 519 [105], zu überlegen, ob dieser nicht als schwach oder zumindest mäßig bis stark gebunden einzustufen ist. Wobei bei extrem stark verwitterten, brüchigen Faserzementen davon auszugehen ist, dass sich diese im Außenbereich befinden.

Anders sieht die Situation bei schwachgebundenen Asbestprodukten im Innenraum aus [104]. Feuerfeste Leichtbauplatten, mit einem erheblichen Asbestanteil (>15 %), können auch im privaten Bereich vorkommen (Promabest). Spritzasbest auf Stahlskeletten gilt mit einem geringen Anteil an Bindemittel und einem Krokydolithanteil von 25–40 % als schwachgebundenes Asbestprodukt. Gefährlichkeitspotential besitzen auch lose Stopfmassen/Stopfmaterialen aus Krokydolith oder Asbestdichtungen Schnüre und Pappen, die nahezu vollständig aus Chrysotil bestehen. Von einem wirksamen Bindemittel kann hierbei, wie auch bei den Papprücken der Cushion-Vinyl-Beläge, nicht ausgegangen werden.

Auch alte Nachtspeicheröfen können schwachgebundene Asbestkomponenten enthalten, von einer unsachgemäßen Öffnung kann, auch in Anbetracht einer möglichen Chrom(VI)-oxid-Belastung der Speichersteine, nur abgeraten werden. Idealerweise kann mit Hilfe der Typen- und Herstellerbezeichnung abgeklärt werden, ob asbesthaltige Bauelemente verbaut wurden.

 

6. Nachweis- und Bestimmungsgrenzen

Bei den gängigen Asbestanalysen nach VDI 3866 Blatt 2:2001-10 [107], VDI 3866 Blatt 4:2002-02 [108] und VDI 3866 Blatt 5:2004-10 [109] ist für technische Produkte ein sicherer Nachweis ab einem Massenanteil über 1 Prozent beschrieben, beim Amphibolasbest nach VDI 3866 Blatt 2:2001-10 [107] über fünf Massenprozent.

Die Untersuchung von bereits verbauten Baustoffen erfolgt häufig in Vorbereitung oder während laufender ASI-Arbeiten (Abbruch-, Sanierungs- und Instandhaltungsarbeiten, hier gilt die TRGS 519 [105]). Bei solchen ASI-Arbeiten sollte der Schutz der beteiligten Arbeiter, Umwelt und Anrainer vor asbesthaltigen Baustäuben oberste Priorität haben. Daher wird angestrebt, dass möglichst alle Asbestquellen, auch die verdeckten mit variierenden und geringen Asbestgehalten, aufgedeckt werden [110].

Bei technischen Produkten, denen Asbest zur Verbesserung der Materialeigenschaften industriell zugesetzt wurde, ist dieses häufig kein größeres Problem, da diese zumeist deutlich mehr als 1 Massenprozent Asbest enthalten, bei dem es sich überwiegend um Chrysotil handelt [u. a. 1]. Spachtel- und Ausgleichmassen sowie einige Kleber [110], sowie spezielle Industrieböden (Magnesit-/Magnesiaestrich), aber auch Kieselgur und/oder Kieselgur-Gipsgemische können geringere Asbestgehalte aufweisen (< 1 Massen-%), die besonders bei stark staubenden Arbeiten zur erheblichen Asbestfaserfreisetzung führen können [110].

Mit der Neufassung des rasterelektronenmikroskopischen Verfahrens vom Juni 2017 (VDI 3866 Blatt 5:2017-06) [111] ist für einige Baumaterialien (z. B. Putze, Spachtelmassen und Fliesenkleber) eine Aufkonzentration des möglichen Asbestanteils durch das sogenannte Heißveraschen bei Tempern bis zu 450°C und einer Säurebehandlung mit verdünnter Salzsäure (ca. 10 %ig) beschrieben. Dadurch das säure- und hitzeempfindliche Komponente, im wesentlichen Organik und Karbonate, durch diese Probenvorbereitung entfernt werden, wird der, sofern vorhandene Asbestanteil, im Bezug zum Ausgangsmaterial angereichert. Durch die Untersuchung des Residualprobenmaterials kann hierdurch, bezogen auf das Ausgangsmaterial, die Nachweisgrenze abgesenkt werden. Eine weitere Senkung der Nachweisgrenze kann durch eine Erhöhung der Auswertefläche und/oder durch ein umfangreicheres Präparationsverfahren (Suspensionsmethode) erfolgen.

Bei der sogenannten Suspensionsmethode wird das analysefeine Probenmaterial über eine Suspension auf einen goldbedampften Kernporenfilter aufgebracht, der anschließend ausgewertet wird. Auf diese Weise wird ein „optimales Streupräparat“ erreicht, bei dem etwaige vorhandene Asbestfasern weitgehend von störenden Anhaftungen befreit sind und im Idealfall exponiert aufliegen.

Die internationalen ISO-Normen 22262 [1, 2] sehen derartige Präparationsschritte schon länger vor, wobei das Tempern und die Säurebehandlung (HCl) des zu untersuchenden Probenmaterials in beiden Parts beschrieben ist. In Part 2 [2] wird darüber hinaus das Residualprobenmaterial über eine Suspension auf ein Filtermedium aufgebracht, das anschließend ausgewertet wird. Die angegebene Nachweisgrenze kann hierdurch von 0,01 % [1] auf 0,001 % [2] gesenkt werden.

Die Neufassung der VDI 3866 Blatt 5:2017-06 [111] beschreibt im Anhang B ein Analyseverfahren, das Vorgehensweisen der ISO 22262-2:2014 [2] und des in Deutschland bewährten BIA/IFA-Verfahrens 7487 [112] aufgreift.

Hierbei wird eine umfangreichere Probenvorbereitung beschrieben, die neben dem Heißveraschen und einer Säurebehandlung auch den Probenvorbereitungsschritt „Suspension“ vorsieht. Dadurch, dass der womöglich enthaltene Asbestbestandteil im Residualmaterial, im Bezug zum Originalmaterial, angereichert wird, kann mit erhöhtem Analyseaufwand (Erhöhung der Auswertefläche) per Suspension aufgebrachtes Probenmaterial auf einem Filter, der mittels REM/EDX ausgewertet wird, eine angegebene Nachweisgrenze von 0,001 % erreicht werden [111]. Durch eine optionale Asbestfaservermessung (Länge und Breite) kann ferner ein prozentualer Schätzwert berechnet werden, der aber nicht im Sinne der Gefahrstoffverordnung [64] anzuwenden ist [111]; hierfür steht weiterhin das bewährte BIA/IFA-Verfahren der Kennzahl 7487 zur Verfügung [112].

Die Gefahrstoffverordnung [64, § 16 Absatz 2 i.V.m. Anhang II Nr. 1 Absatz 2], die Chemikalienverbotsverordnung (ChemVerbotsV) [113, Abschnitt 2] und die EU-Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 (REACH-Verordnung/EU-Chemikalienverordnung, Anhang XVII) [114] sehen einen Grenzwert von 0,1 % vor. Daher dürfen Asbest sowie Zubereitungen und Erzeugnisse mit einem Massengehalt von mehr als 0,1 % nicht in den Verkehr gebracht werden [106].

Bei der Entsorgung von asbesthaltigen Abfällen greift das Kreislaufwirtschaftsgesetz (KrWG) [115], in dem wiederum die 0,1-Grenze zu berücksichtigen ist. Nach dem BBSR-Bericht [106] wird abfallrechtlich nach dem Europäischen Abfallarten Verzeichnis (EAV) und der nationalen Abfallverzeichnis Verordnung (AVV) nach Asbestbindungsart und -menge unterschieden. Schwachgebundene Asbestabfälle (Bau- und Abbruchabfälle) sind mit der AVV-Nummer 17 06 01 (Dämmmaterial, das Asbest enthält), starkgebundene mit der 17 06 05 (asbesthaltige Baustoffe) zu versehen. Wobei nach § 3 (Gefährlichkeit von Abfällen) des AVV [116] die jeweils mit einem Stern (*) versehenen Abfallarten im Abfallverzeichnis im Sinne des § 48 des Kreislaufwirtschaftsgesetzes als gefährlich gelten.

Der Anhang III der Richtlinie 2008/98/EG [117] sieht für Stoffe HP 7 ‚karzinogen‘ (Abfall, der Krebs erzeugen oder die Krebshäufigkeit erhöhen kann) nach Tab. 6 für Stoffe der Gruppe Karz. 1A (Asbest nach [118]) eine Konzentrationsgrenze von 0,1 % vor. National wird dies durch die Abfallverzeichnis-Verordnung (AVV) [116] umgesetzt, wo unter § 3, Absatz 2 nachzulesen ist, das die „Gesamtkonzentration von >= 0,1% an einem oder mehreren als sehr giftig eingestuften Stoffen“ einzuhalten ist.

Folglich können Abfälle mit < 0,1 Masse-% Asbest als ungefährlich deklariert werden [106] und werden nicht mit einem (*) versehen; wobei es sich als unerheblich darstellt, ob es sich um ein fest- oder schwachgebundenes Asbestprodukt handelt, da für die Deklarierung nicht das tatsächliche Risiko einer Faserfreisetzung, sondern sich das zukünftig mögliche Gefahrenpotenzial als entscheidend erweist [119].

Im föderalistischen Deutschland ist, nachdem das EU-Recht in Bundesrecht umgesetzt wurde, Abfallbeseitigung länderseitig geregelt, wobei sich die stetig aktualisierte Vollzugshilfe der Bund-Länder-Arbeitsgemeinschaft als hilfreich erweisen kann (Mitteilung M23, [120]).

 

6.1. Die TRGS 517 und das BIA/IFA-Verfahren der Kennzahl 7487

Die Nachweisgrenze des BIA/IFA-Verfahrens der Kennzahl 7487 [112] wird als probenabhängig beschrieben und unter Standardbedingung mit 0,008 Massen-% angegeben. Gewertet werden nur faserförmige Bestandteile > 5 µm mit einem Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis > 3:1 und je nach Analysenwunsch mit oder ohne Durchmesserbegrenzung (WHO-Fasern < 3 µm). Das Ausschließen oder die Bestätigung von Asbest erfolgt hierbei durch eine chemische Oberflächenanalyse mittels EDX [121, 122].

Vorgeschrieben ist das BIA/IFA-Verfahren der Kennzahl 7487 bei potentiell asbesthaltigen mineralischen Rohstoffen und daraus hergestellten Gemischen und Erzeugnissen. Welche mineralischen Rohstoffe als potentiell asbesthaltig gelten regelt die TRGS 517 [88] in Anlage 1, alle dort nicht gelisteten Gesteinsvorkommen fallen auch nicht in den Geltungsbereich dieser TRGS [123, 124].

Die Anlage 2 der TRGS 517 [88] beschreibt die Analysenverfahren, die geeignet sind die Massengehalte an Asbest gemäß Anhang II Nr. 1 Gefahrstoffverordnung zu ermitteln. Laut Anhang II der Gefahrstoffverordnung Nr. 1 [64, § 16 Absatz 2 i.V.m. Anhang II Nr. 1 Absatz 2] ist 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“, verboten.

Je nach Beschaffenheit des Materials (pulverförmig, Aufbereitungsmaterial, Brechsand und Edelsplitt oder kompakte Naturwerksteine) werden vier Verfahren beschrieben, wie das Probengut für Untersuchungen nach [112], dem sog. BIA/IFA-Verfahren 7487, vorzubereiten ist.

In der TRGS 517 [88] wird unter Abschnitt 2 erläutert, was im Hinblick auf diese Richtlinie unter Asbest zu verstehen ist, in Abschnitt 2.4 wird die Bezeichnung Asbestfaser hinsichtlich der Abmessungen definiert: Hierunter ist die WHO-Faserdimension zu verstehen (Länge > 5 µm, Durchmesser < 3 µm und ein Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis > 3:1), die auch lediglich bei der Auswertung nach der Verfahrensbeschreibung 1–4 der Anlage 2 der TRGS 517 zu berücksichtigen ist. Das BIA/IFA-Verfahren der Kennzahl 7487 [112] beschreibt hingegen eine Analyse faserförmiger Bestandteile auch ohne Durchmesserbegrenzung. Daher weist [98] darauf hin, dass sich das Ergebnis nicht auf den gesamten Asbestanteil bezieht, was wiederum zu erheblichen Unterschieden führen kann [125]. Ein Effekt, der vermehrt bei stengelförmig-prismatisch ausgeprägten Asbesten denn bei Asbestiformen auftreten sollte.

Da aber bereits „bei Unterschreitung des Massengehalts an Asbest von 0,1 vom Hundert“ eine „Exposition gegenüber Asbestfasern auftreten“ kann, sind gegebenenfalls Schutzmaßnahmen erforderlich [88]. Laut TRGS 517 [88] ist der Nachweis von Asbest in mineralischen Rohstoffen oder daraus hergestellten Gemischen oder Erzeugnissen bereits dann erbracht, wenn in einer von drei Proben der Asbestmassengehalt über 0,008 Massen-%, der Nachweisgrenze unter Standartbedingungen, liegt.

Die Bestimmung des Massengehaltes muss hierbei im Mindestabstand von 30 Tagen und in drei Bestimmungen erfolgen, wobei sich die jeweiligen Ergebnisse nicht wesentlich unterscheiden dürfen. Bei bereits verbauten mineralischen Rohstoffen (z. B. Splitt in Straßenbelägen im Vorfeld von Fräsarbeiten) ist die zur Wiederaufarbeitung vorgesehene Materialmenge repräsentativ zu beproben, wobei auch hier drei Proben zu untersuchen sind. Neben den akzessorischen Asbestbestandteilen der Splittfraktion (i.d.R. Amphibolasbeste) können einige ältere Straßenasphalte auch „absichtlich zugesetzten“ Chrysotil enthalten; solch „Ausbauasphalt mit absichtlich zugesetztem Chrysotil“ darf nicht wiederverwertet werden (Recyclinganlagen) und ist „gemäß den abfallrechtlichen Bestimmungen zu entsorgen“ [88].

Näheres wird durch die TRGS 517 [88] geregelt und ist [123, 124, 126, 127] zu entnehmen.

 

6.2. Asbestanalyse – Putze und Spachtelmassen: Ausblick und Bestandsaufnahme

Neben den bekannten potentiell asbesthaltigen Produkten sind derzeit verdeckte Materialien wie asbesthaltige Putze, Spachtelmassen und Fliesenkleber mit geringen Asbestkonzentrationen in der Diskussion [110], die neben einer sehr geringen Schichtstärke auch teilweise sehr geringe Asbestgehalte aufweisen können und – auch in Mischproben mit asbestfreien Komponenten – noch sicher nachweisbar sein sollten. Hierbei ist vorgesehen, dass bis zu fünf Einzelproben zu einer Mischprobe vereinigt werden.

In den internationalen ISO-Normen 22262 [1, 2] wird schon seit längerem eine Aufkonzentration des Asbestanteils im Bezug zum Ausgangsmaterial durch Tempern („Veraschen“ der Organik) und/oder eine Säurebehandlung (Entfernen „kalkiger“ Bestandteile) beschrieben [1, 2]. Hierdurch wird die Asbestanalyse nur an temperatur- und säureunempfindlichen Probenbestandteilen durchgeführt. Dadurch dass sich die Asbeste, im Bezug zum Ausgangsmaterial, anreichern lassen, können auch geringe Asbestkonzentration nachgewiesen werden. Dieses Vorgehen ist im VDI-Diskussionspapier [110] beschrieben und ist nun auch in der Neuauflage der VDI 3866 Blatt 5 implementiert [111].

Wohin die Diskussion [110] über Probenahmestrategien und Mischprobenerzeugung bei asbesthaltigen Putzen, Spachtelmassen und Fliesenklebern führt muss sich zeigen. Ähnliches wird bereits bei vielschichtigen Wand- und Deckenbekleidungen in Hamburger Schulen mit der sogenannten SBH-Methode praktiziert [vgl. 128].

In diesem Zusammenhang könnte sich die Auslegung des VDI-Diskussionspapiers [110], mit einer genannten Nachweisgrenze „im Bereich von ca. 0,001 Gew.-% bis 0,003 Gew.-%“ als interessant erweisen. Mit der genannten Nachweisgrenze von 0,001 % des Anhanges B der VDI 3866 Blatt 5:2017-06 [111] ist hiermit der analytische Teil mit einer verfügbaren Regelung bedacht; inwieweit sich dieses praxisbezogen und wirtschaftlich rentabel auf die flächenhafte Untersuchung von Putzen, Spachtelmassen und Fliesenklebern auswirken wird bleibt eine spannende Entwicklung. Ob sich Mischproben aus bis zu fünf Einzelproben mit möglichen Asbestgehalten im Bereich der Nachweisgrenze dauerhaft als zielführend erweisen, oder ob sich hieraus langwierige und kostenintensive Nachuntersuchungen ergeben, wird sich in den nächsten Jahren praxisbezogen zeigen.

Neben den geringen Asbestkonzentrationen sind analytisch auch Inhomogenitäten in potentiell asbesthaltigen Produkten als kritisch anzusehen. Ein Beispiel für inhomogene Produkte sind, neben den angesprochenen Putzen und Spachtelmassen, auch die häufig flächig verbreiteten Magnesiaestriche (Industrieböden/-estrich, Steinholz[-estrich], MA-Estrich). Diese sind, sofern Asbest enthalten ist, teilweise nur mit geringen Asbestgehalten (zumeist Chrysotil) versehen. Bei der Probennahme und Untersuchung ist dieses, wie auch die Möglichkeit eines schichtigen Bodenaufbaus, zu berücksichtigen.

Das bestimmte Materialien Inhomogenitäten aufweisen ist analytisch nachweisbar. Warum diese auftreten, lässt sich am Beispiel Kieselgur veranschaulichen: Auf Baustellen wurde dem Naturprodukt Kieselgur (Diatomeenerde) Asbest händisch zugesetzt (meist Amosit). Durch diese Praxis entstehen zwangsläufig Inhomogenitäten aus unterschiedlich zugesetzten Asbestgehalten (händische Mischung) und einer unterschiedlich intensiven Durchmischung (händische Durchmischung). Neben diesem lockeren Baumaterial existiert noch eine mit Gips verfestigte Variante, die auch Asbest enthalten kann.

Bei der Probennahme und Untersuchungen von möglicherweise inhomogenen Materialien, wobei hier auch Kitte zu nennen sind, muss dieses adäquat berücksichtigt werden.

 

7. Asbestnachweise – Luftuntersuchungen und Staubproben

Eine sichere Bestimmungsmöglichkeit der Faserkonzentration in Gebäuden kann durch Raumluftmessungen erfolgen. Hierbei wird eine gewisse Zeit eine definierte Luftmenge über einen feinen Filter (0,8 µm Porendurchmesser) geführt. Der auf dem Filter angereicherte Aufschlag (äolisch transportierte Stäube) wird nach definierten Auswertekriterien auf mögliche Fasern in WHO-Geometrie untersucht [129, 130], wobei auch eine Messung im Außenbereich möglich ist. Diese Messmethode wird gewöhnlich für die Bestimmung von Asbest- und/oder künstliche Mineralfasern (Produktfasern) eingesetzt und kann auch für die Messungen in Arbeitsbereichen (Arbeitsplatzmessungen) angewendet werden [95, 131].

Die Untersuchung von Staubproben (Abklatschproben) mittels eines selbstklebenden Mediums gemäß VDI 3877 Blatt 1:2011-09 ist für bestimmte Fragestellungen hilfreich [132]. Solche Staubproben können aber, insbesondere bei größeren Arealen, nur als Stichproben angesehen werden: gebräuchliche Stiftprobenhalter für REM/EDX-Analysen weisen einen Durchmesser von 12,5 mm auf. Der hierfür vorgesehene Leit-Tab hat einen Durchmesser von 12 mm womit 1,1 cm² Untersuchungsfläche zur Verfügung steht. Sofern ein Klebeband zur Beprobung verwendet wird, das anschließend auf einen Standard-Stiftprobenhalter aufgebracht wird, kann sich ein gewisser Überstand ergeben und die potentielle Untersuchungsfläche erhöht sich bei r=6,5 mm auf 1,3 cm². Diese Werte verdeutlichen, warum es sich lediglich um Stichproben handeln kann.

Von der beprobten Fläche werden wiederum nur Teilbereiche bildfeldweise in vorgegebenen Vergrößerungsstufen abgesucht. Die Nachweisgrenze des Verfahrens gemäß VDI 3877 Blatt 1:2011-09 wird mit ca. 40 Faserstrukturen pro Quadratzentimeter Oberfläche angegeben [132]. Nach der Auswertung wird das Zählergebnis gewichtet. Die vorgegebene Bewertungs- und Berechnungsgrundlage ermöglicht anhand eines halbquantitativen Schemas eine Klassifizierung.

Bei Raumluftproben nach VDI 3492:2013-06 [130] werden ebenfalls nur Teilbereiche ausgewertet. Durch die Art der Probennahme ist im Unterschied zu Staubanalysen aber nur mit minimalen Variationen durch unterschiedliche Beaufschlagungen zu rechnen; die Randbereiche zur mittigen Hauptstromrichtung können minimale Variationen aufweisen, die mittels Auflichtmikroskopie nicht augenfällig sein dürfen. Durch vorgeschriebene Auswahl- und Auswertekriterien, sowie der statistischen Ergebnisberechnung, wird dieses adäquat berücksichtigt, sodass von repräsentativen Ergebnissen für den jeweiligen Messzeitrum, gewöhnlich acht Stunden, auszugehen ist. Hierbei handelt es sich aber lediglich um Momentaufnahmen, die nur den jeweiligen Messzeitraum widerspiegeln.

 

7.1. Hintergrundbelastung

Durch Asbestabbau, -verwendung und -nutzung wurden lokal erhebliche Faserkonzentrationen generiert [4]; in diesem Zusammenhang beschrieb [59] große blaue Staubschwaden, die sich über den Krokydolith-Asbestmühlen des Northern Capes (Südafrika) bildeten. Dieser und anderer Asbeststaub wurde in die Atmosphäre freigesetzt, dort verdünnt und trägt zu der permanenten Hintergrundbelastung bei, die heute mit ≤ 100 F/m³ [98] bzw. ca. 100–150 F/m³ [96] angegeben wird [vgl. auch 133]. Wobei [32] darauf hinweisen, dass Chrysotil mit 99 Prozent die „airborne asbestoes fiberes“ dominieren, was wiederum nicht für Kaltfräsearbeiten von Verkehrsflächen gilt [127]. Generell ist Faserkonzentration im urbanen Raum als zehnfach höher anzusehen als im ländlichen Raum, in dem typischerweise 10 F/m³ auftreten [24].

Besondere Verhältnisse liegen aber in der Nähe von offenen Minen [90] oder in vegetationsarmen Gebieten vor, bei denen oberflächlich anstehende asbesthaltige Gesteine erosiv freiliegen [134]. Das mögliche Gefährdungspotential von asbesthaltigen Gesteinen, die erosiv freiliegen wird derzeit beispielhaft für das südliche Nevada noch intensiv diskutiert [vgl. 135, 136].

 

8. Zusammenfassung

Asbest ist eine Sammelbezeichnung für Minerale mit möglichem stängeligem bis nadeligem Habitus, die technisch genutzt werden und asbestiform ausgebildet sein können. Unter dieser Bezeichnung werden Chrysotil (Weißasbest), Krokydolith (Blauasbest), Amosit (Braunasbest) sowie Anthophyllit und die Minerale der Tremolit-Aktinolith-Mischkristallreihe zusammengefasst.

Aufgrund der technisch interessanten Materialeigenschaften, dem geringen Preis und der leichten Verfügbarkeit sollte, trotz der bekannten gesundheitlichen Risiken, lange nicht auf die Verwendung verzichtet werden. Nach ersten Einschränkungen ab den 1970er Jahren folgten in einigen europäischen Ländern generelle Verbote; seit 2005 ist Asbest europaweit verboten. Die typischen asbestbedingten Krankheiten sind: Asbestose, Lungenkrebs und das Pleuramesotheliom – allesamt zumeist tödlich verlaufende Atemwegserkrankungen.

Nach der ersten gewerblichen Nutzung (Textilindustrie) erfolgte der eigentliche industrielle Durchbruch mit der Asbestzementprodukten (AZ), sodass in der Hochphase in der Mitte der 1970er bis Anfang der 1990er Jahre die jährliche Asbest-Weltförderung bei rund 4–5 Mio. Tonnen lag. Noch heute werden, trotz der bekannten Risiken, jährlich ca. 2 Mio. Tonnen Asbest gefördert, transportiert und verarbeitet.

In Deutschland ist das Themengebiet Asbest durch ein Geflecht von Verordnungen, Erlassen, Gesetzen und Regelwerken auf EU-, Bundes- sowie Landesebene, die ineinandergreifen und sich ergänzen, recht komplex. Hinzu kommen noch Empfehlungen der ILO (International Labour Organization), der IARC (International Agency for Research on Cancer) und der WHO (World Health Organization).

Was asbesthaltig ist, definiert in Europa die REACH-Verordnung und wird u. a. durch die Gefahrstoffverordnung aufgenommen: hiernach dürfen Produkte die mehr als 0,1 Massen-% Asbest enthalten europaweit nicht vertrieben werden (das In-Verkehr-Bringen ist untersagt). Asbesthaltige Baumaterialien werden häufig nach der VDI 3866 untersucht, die ohne aufwendige Probenvorbereitung einen sicheren Nachweis ab 1 Massen-% vorsieht, wobei abfallrechtlich bereits wieder die 0,1 Massenprozentgrenze zu beachten ist.

Anders sieht dies bei „Tätigkeiten mit potenziell asbest-haltigen mineralischen Rohstoffen und daraus hergestellten Gemischen und Erzeugnissen“ aus, bei der abfall- und verwertungsrechtlich ebenfalls die 0,1-Massenprozentgrenze relevant ist, aber bereits ab einem Massengehalt von 0,008 Massen-% an WHO-Asbestfasern (Länge > 5 µm, Durchmesser < 3 µm, Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis > 3:1) adäquate Schutzmaßnahmen einzuleiten sind. Welche Gesteine (Gesteinsvorkommen) als potentiell asbesthaltig gelten definiert alleinig die TRGS 517 [88], die auch das Analyseverfahren vorgibt (sog. BIA BIA/IFA-Verfahren der Kennzahl 7487, [112]).

Das VDI-Diskussionspapier [110] greift die Problematik des Faserfreisetzungspotentials bei der Bearbeitung von Produkten mit geringen Asbestgehalten auf und ist seit Mitte 2015 zu berücksichtigen.

Neben dem gesundheitlichen Aspekt wird das Thema Asbest auch durch ökonomische Belange beeinflusst [u. a. 12, 72]. Sowohl der Abbau (Förderung, häufig auch als Produktion bezeichnet) als auch die aktuelle Fertigung und der Vertrieb von Asbestzementen in Entwicklungs- und Schwellenländern, sowie Rückbau und Sanierung in der westlichen Welt, samt beteiligter Analytik, sind hier zu nennen.

Trotz der bekannten gesundheitsschädlichen Risiken, die von allen Asbestarten ausgehen, steht ein weltweites Asbestverbot noch aus.

 

Danksagung

Für hilfreiche Anmerkungen danke ich Herrn Dipl.-Geol. Jens Hartmann und Herrn RA Nils Schawaller (beide Hamburg).

 

 

Autor:
Kay Menckhoff
 

Kontakt
Dr. Kay Menckhoff

Wartig Nord Analytik GmbH
kay_menckhoff@web.de

 

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Literatur:

[1] ISO 22262-1:2012 (Hrsg.): Air quality – Bulk materials – Part 1: Sampling and qualitative determination of asbestos in commercial bulk materials (2012).

[2] ISO 22262-2:2014 (Hrsg.): Air quality – Bulk materials – Part 2: Quantitative determination of asbestos by gravimetric and microscopical methods (2014).

[3] Meeker G. P., Bern A. M., Brownfield I. K., Lowers H. A., Sutley S. J., Hoefen T. M. & Vance J. S.: The Composition and Morphology of Amphiboles from the Rainy Creek Complex, Near Libby, Montana. American Mineralogist 88(11–12): 1955–1969 (2003).

[4] Mossman B. T., Bignon J., Corn M., Seaton A. & Gee J. B. L.: Asbestos: scientific developments and implications for public policy. Science 247(4940): 294–301 (1990).

[5] Alleman J. E. & Mossman B. T.: Asbestos Revisited. Scientific American 277(1): 70–75 (1997).

[6] Anonymus: Asbest. In: Lexikon der Geowissenschaften (Hrsg.): Erster Band A bis Edi: 133–134. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg (2000).

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