I årtionden har en laboratoriemetod som kallas transmissionselektronmikroskopi (TEM) använts för att testa asbest i prover som tagits på byggarbetsplatser.
År 1989 krävde den amerikanska miljöskyddsmyndigheten (EPA) att de flesta skolor som genomgår asbestsanering skulle använda TEM för att testa förekomsten av asbestfibrer i luftprover innan de öppnades igen. Flera delstater kräver eller rekommenderar att TEM används för testning i samband med asbestsanering i kommersiella byggnader.
TEM måste dock utföras i ett specialiserat laboratorium av välutbildad personal och kan vara dyrt. Ett annat tillvägagångssätt, faskontrastmikroskopi, är enklare och billigare men mindre exakt.
Nu har forskare vid National Institute of Standards and Technology (NIST) kommit fram till att ett tredje alternativ, svepelektronmikroskopi (SEM), kan ge resultat som är ungefär jämförbara med TEM. SEM är ett ”genomförbart alternativ till de nuvarande regleringsmetoderna för identifiering och klassificering av asbest”, skriver NIST-forskarna Jason Holm och Elisabeth Mansfield i en ny artikel som publicerats i Analytical Methods.
Eftersom SEM i många fall är billigare och mer praktiskt än TEM, kan upptäckten potentiellt påskynda och minska kostnaderna för asbestsanering i USA, som beräknas kosta 3 miljarder dollar varje år.
Asbest är ett naturligt förekommande mineral vars fibrer användes för isolering, väder- och brandsäkring samt förstärkning av byggnadsmaterial. Användningen började minska på 1970-talet när forskarna blev medvetna om dess hälsorisker, bland annat kopplingen till cancer. I mars förbjöd EPA den sista formen av asbest som fortfarande används.
Som namnen antyder är både TEM och SEM olika typer av elektronmikroskopi. I båda metoderna fokuserar tekniker elektronstrålar på en mikroskopisk mängd material. Elektronerna interagerar med materialet för att producera mycket detaljerad information om materialets sammansättning, struktur och form.
Med TEM passerar elektronerna genom provet, medan de med konventionell SEM reflekteras från ytan. Detta gör att TEM kan producera mer detaljerade bilder och undersöka ytans inre. TEM erbjuder också mycket bättre spatial upplösning – förmågan att skilja mellan objekt som ligger mycket nära varandra – än SEM.
Men under de senaste åren har SEM-tillverkarna förbättrat teknikens avbildningskraft och andra funktioner. Flera företag tillverkar nu bords-SEM, vilket gör det möjligt att använda tekniken ute på fältet, medan TEM fortfarande måste utföras i ett laboratorium. Holm säger att utbildning i användning och drift av SEM-utrustning kan genomföras på några månader, medan ”expertis inom TEM kan ta flera år att bygga upp”.
”Det finns vissa egenskaper som TEM har som SEM inte har, men vi tycker att SEM är tillräckligt bra” för att användas vid asbestsanering, säger Holm.
För att testa SEM på asbest använde Holm och Mansfield NIST Standard Reference Material (SRM) 1866, ett prov av asbestfibrer som NIST producerar för att laboratorier ska kunna jämföra sin utrustning och sina testmetoder. SRM levereras med omfattande data som karakteriserar materialets egenskaper.
Med hjälp av SEM analyserade forskarna SRM 1866. Resultaten stämde väl överens med dem som anges i SRM:s dokumentation, vilket visar att metoden är tillförlitlig.
Holm och Mansfield sammanfattade SEM:s potentiella fördelar genom att skriva att det kan resultera i ”lägre utrustningskostnader, mindre stränga krav på utbildning av operatörer, ökad provgenomströmning och större synfält jämfört med TEM.
För mer information: Jason D. Holm et al, Transmission electron imaging and diffraction of asbestos fibers in a scanning electron microscope, Analytical Methods (2024). DOI: 10.1039/D4AY00555D
