Künstliche Mineralfasern (KMF)

Künstliche Mineralfasern werden aus Glas, Stein, seltener aus Schlacke oder Aluminiumsilikat (Keramik) und anderen anorganischen Stoffen hergestellt. Glaswolle ist meist gelb, Steinwolle grau. Sie dienen in erster Linie als Materialien zum Brandschutz, zur Wärmedämmung und zur Schallisolation. Ihr Einsatz erfolgt in Innenräumen in Form von Platten, Matten, Filzen, losen Schüttungen oder Schichtungen an Dächern, Decken, Wänden, Rohr- oder Lüftungsleitungen. Jährlich werden etwa 14 Mio. Tonnen Mineralwolle aus Glas, Stein und Schlacke produziert.

Der Haupteinsatzzweck von künstlichen Mineralfasern ist die Wärmedämmung. Da sie hier einen Marktanteil von 60% halten (30% Polystyrol-Hartschäume), kommt ihrer gesundheitlichen Bewertung eine große Bedeutung zu.

Seit Jahren wird auch bei künstlichen Mineralfasern eine krebserzeugende Wirkung, die für Asbest seit langem erwiesen ist, diskutiert. Man weiß nach heutigem Kenntnisstand, dass nicht chemische Inhaltsstoffe von Fasern, sondern die Faser selbst den krebserzeugenden Stoff darstellt. So hängt eine krebserzeugende Wirkung von Fasern, egal welcher Herkunft - anorganischen wie organischen, natürlichen wie künstlichen - von Merkmalen wie ihrer Länge, ihrem Durchmesser und ihrer Beständigkeit ab. Letzteres beschreibt ihre Fähigkeit, in der Lunge über viele Jahre zu haften. Fasern mit einer Länge über 5 µm, einem Durchmesser von kleiner als 3 µm und einem Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis von über 3:1 werden nach einer Definition der Weltgesundheitsorganisation als lungengängige ("kritische") Fasern oder kurz "WHO-Fasern" bezeichnet. Weisen solche Fasern eine gewisse "Biobeständigkeit" auf, werden sie als krebserzeugend eingestuft.

Die Einstufung der Kanzerogenität glasiger, d.h. amorpher WHO-Fasern aus Glas, Stein, Schlacke und Aluminiumsilikaten (keramische Fasern) wird mit Hilfe des sogenannten Kanzerogenitätsindex (KI) vorgenommen, der sich aus der Summe der Massengehalte der Oxide von Bor, Natrium, Magnesium, Kalium, Kalzium und Barium abzüglich des doppelten Massengehaltes von Aluminium-oxid der zu bewertenden Faser ergibt:

  KI = Summe(B-, Na-, Mg-, K-, Ca-, Ba- Oxide ) - (2 x Al- Oxid)

Glasige WHO-Fasern mit einem Kanzerogenitätsindex KI ≤ 30 werden nach der Technischen Richtlinie für Gefahrstoffe (TRGS 905) in die Kategorie 2 der krebserzeugenden Stoffe nach GefStoffV Anhang I Nr. 1.4.2.1 eingestuft. Glasige WHO-Fasern mit einem Kanzerogenitätsindex KI > 30 und KI < 40 werden in die Kategorie 3 eingestuft. Für glasige WHO-Fasern erfolgt keine Einstufung als krebserzeugend, wenn deren Kanzerogenitätsindex KI ≥ 40 beträgt.

Der KI wird nur für glasige WHO-Fasern verwendet. Diese Einstufung kann durch zusätzliche Erkenntnisse, z.B. aus entsprechenden Tierversuchen, korrigiert werden.

Kategorie 1 (nach GefStoffV Anhang I Nr. 1.4.2.1):
Stoffe, die beim Menschen bekanntermaßen krebserzeugend wirken. Es sind hinreichende Anhaltspunkte für einen Kausalzusammenhang zwischen der Exposition eines Menschen gegenüber dem Stoff und der Entstehung von Krebs vorhanden.

Kategorie 2:
Stoffe, die als krebserzeugend für den Menschen angesehen werden sollten. Es bestehen hinreichende Anhaltspunkte zu der begründeten Annahme, dass die Exposition eines Menschen gegenüber dem Stoff Krebs erzeugen kann. Diese Annahmen beruhen im allgemeinen auf:

• geeigneten Langzeit-Tierversuchen,
• sonstige relevante Informationen.
  

Kategorie 3:
Stoffe, die wegen möglicher krebserzeugender Wikung beim Menschen Anlaß zur Besorgnis geben, über die jedoch nicht genügend Informationen für eine befriedigende Beurteilung vorliegen. Aus geeigneten Tierversuchen liegen einige Anhaltspunkte vor, die jedoch nicht ausreichen, um einen Stoff in Kategorie 2 einzustufen.

Untersuchungsmethoden

Luftanalytik: 3,5 m^³ Raumluft werden bei einem Volumenstrom von 7,6 Liter/min über einen goldbedampften Kernporenfilter gesaugt. Der Filter wird auf Asbestfasern, Gipsfasern und sonstigen anorganischen Fasern untersucht. Zur Identifizierung der Quelle empfiehlt es sich, eine Materialprobe mit zu untersuchen.

Abtupfproben: Die Abtupfproben werden auf einen mit doppelseitigem Klebeband vorbereiteten Probenteller des Rasterelektronenmikroskops (REM) durch Auftupfen auf staubbelastete Flächen entnommen. Sie werden im Labor mit einer dünnen Goldschicht bedampft, um sie zur Untersuchung im REM vorzubereiten. Im REM wird eine Teilprobenfläche nach künstlichen Mineralfasern abgesucht. Der Vergleich mit Produktfasern (s. Materialproben) erfolgt über die Elementzusammensetzung der KMF. Diese wird durch energiedispersive Röntgenstrahlmikroanalyse (EDXA) bestimmt.

Materialanalytik: Von den Proben werden jeweils einige KMF auf REM-Probenteller präpariert und mit einer dünnen Goldschicht bedampft, um sie zur Untersuchung im REM vorzubereiten. Die Charakterisierung der Produktfasern erfolgt durch Bestimmung der Elementzusammensetzung per EDXA.

Bestimmung des Kanzerogenitätsindex:

Wir empfehlen zur Erzielung eines optimalen Untersuchungsergebnisses bei niedrigsten Kosten folgende Herangehensweise:

1. Prüfung der Probe auf das Vorhandensein von WHO-Fasern (incl. Dokumentation mittels Videoprint)
2. Bei positivem Fasernachweis Bestimmung des Kanzerogenitätsindex (KI) mittels REM/EDX-Verfahren (nicht BIA-konform!)
3. Bei kritischem KI-Wert (nahe den Einstufungsgrenzen KI = 30 bzw. KI = 40) bzw. für Gutachten, in denen das BIA-Verfahren explizit verlangt wird Probenpräparation (Trocknen, Glühen, Aufmahlen), nasschemische Bor-Bestimmung und RFA-Analyse.
   
   

© AGÖF / Verfasser: Peter Braun / ALAB / Internet: www.alab-berlin.de
Stand: August 2016