引言

主要是针对容易粉碎的无机材料产品，如陶瓷、耐火砖等。虽然有些高分子材料制品也容易粉碎，但是由于其中含有大量的高分子物质，高分子物质晶体结构较差，在XRD上的衍射峰一般都是以馒头峰的形式出现，极易掩盖其他物质的衍射峰，大大的影响了测试。此外，高分子物质也会包覆石棉，不易在扫描电镜和偏光显微镜中进行观察，故粉碎法一般都是针对无机材料产品。粉碎法操作简单，但也要注意不能将制品研磨过细，否则制品中的石棉会被研碎，影响后续观察结果。

对于涂料、胶黏剂等液态样品，可选择合适的稀释溶剂，将其中的高分子物质溶解后通过离心去除。离心法操作复杂，一般至少需要离心3次，当某些制品不易分离时需要进行多次离心步骤。但离心法能够最大限度地保留石棉的原始形态，且高分子物质去除干净，极大地方便了后续的测试。

灰化法是目前应用最为广泛的一种前处理方法。灰化法操作简单，且可多个样品同时进行处理，极大地提高了工作效率。尤其是针对塑料、橡胶、涂膜等高分子材料制品，这几类样品韧性大、交联密度高，粉碎法和离心法都难以进行前处理，灰化法是唯一可行的方法。但是在进行前处理时，一定要注意温度的控制，温度过高时会导致石棉晶体的结晶水失水，从而使石棉变性，影响后续的结果判定，一般灰化温度应控制在500 ℃以下。

偏光显微镜法是目前应用最广泛且准确度较高的一种测试技术。每种矿物质在偏光显微镜下都有其特定的光学特征，如在颜色、多色性、消光类型、延性符号以及色散染色等。通过多种光学形态同时对照，大大提高了测试结果的准确性。表1是各类石棉的各项光学特征列表。

表1  石棉的光性特征

结合表1结论，以温石棉为例，对偏光显微镜技术进行详细说明。

取适量温石棉样品置于载玻片上，滴加两滴折射率为1.550的浸油，盖上盖玻片轻轻按压，排出其中的气泡，然后置于偏光显微镜载物台上观察其各种光学状态。其结果如下：

（1）形态及延性符号

在偏光显微镜正交偏光同时插入λ补偿板的状态下观察温石棉的形态及延性符号。

图1 延性符号图

（纤维和起偏器的偏正化方向成45°角） 

图2 延性符号图

   （纤维和起偏器的偏正化方向成135°角）

从图1和图2可知：样品为较软的纤维态，长径比明显大于3；纤维在与起偏器的偏正化方向成45°角时为蓝色，与起偏器的偏正化方向成135°角时为黄色，可知该纤维的延性符号为正，符合温石棉的形态及延性符号特征。

（2）消光类型

在偏光显微镜正交偏光同的状态下观察温石棉的消光类型。

          图3 消光图（纤维和起偏器的偏正化方向平行）       

 图4消光图（纤维和起偏器的偏正化方向垂直）

从图3和图4可知，纤维无论是在平行还是垂直状态下均为全消光，可知该纤维的消光类型为平行消光，符合温石棉的消光特征。

（3）色散染色

在偏光显微镜中心挡板色散染色镜头下观察温石棉的色散染色。 

      
  图5 色散染色图（纤维和起偏器的偏正化方向平行）   

 图6色散染色图（纤维和起偏器的偏正化方向垂直）

从图5和图6可知，纤维在折射率为1.550的浸油中，平行时为紫色和黄色，说明其平行时的折射率大于1.550；垂直时为蓝色，其垂直时的折射率小于或接近1.550，符合温石棉的双折率特征。

（4）其他说明

当不知道石棉的类型，通过偏光显微镜法，可比较容易分辨青石棉和铁石棉。青石棉为蓝色，且其延性符号为“-”，通过这两项特征可以直接判断；铁石棉为灰褐色，通过此项特征也可以大致判断其类型，再结合其他光学特征进行准确判断。

其他4种石棉，可从折射率最小的浸油开始试验，通过色散染色的颜色来断定石棉的大致折射率。如果平行和垂直时的色散染色颜色均为蓝色，说明样品的折射率小于浸油折射率，应当再选择更小折射率的浸油；如果平行和垂直时的色散染色颜色均为紫色，说明样品的折射率大于浸油折射率，应当再选择更大折射率的浸油；直至样品大致呈现平行为黄色，垂直为蓝色时，则可以通过浸油的折射率判断石棉的双折率范围。再通过与表1比对，从而判断石棉的类型。虽然偏光显微镜法的准确性较高，但是操作繁琐，实验人员必须经过严格的培训。

XRD法制样简单，测试方便，且对人员的要求低，也是目前应用比较多的一种测试技术。其原理是根据每一种矿物晶体都有其特定的衍射参数，测试数据对照其衍射参数从而对每种矿物晶体进行定性。但是XRD只能测试矿物的晶体参数，而不能确定矿物的实际形态。

以蛇纹石为例，通常当蛇纹石以纤维形态存在时可以称之为石棉，不以纤维形态存在，而是以颗粒或片状形式存在时就不能称之为石棉，这时就不能通过XRD图谱来简单判定蛇纹石是否为石棉，而需要结合其他测试方法进行判定。

从图7（纤维状蛇纹石SEM图谱）、图8（颗粒状蛇纹石SEM图谱）、图9（颗粒状与纤维状蛇纹石的XRD谱图）可以看出，图7可以看到清晰的纤维状形态；图8可以看到清晰的颗粒或片状形态；从电镜图可以清楚看出二者形态不同。但两种形态蛇纹石均对应相同的XRD图谱（见图9），可见同一种晶体不同的存在形态有相同的衍射图谱。此时只根据XRD图谱不能确定是否是石棉，需要通过其他手段再进行辅证，故X射线衍射法不能作为一种独立的测试方法。

但是XRD法可以作为一种快速筛选的手段，即通过对样品进行XRD测试，如果有符合石棉衍射参数的矿物或有与石棉共生的矿物存在，则再通过偏光显微镜或扫描电镜能谱进行进一步确定；如果不含符合石棉衍射参数的矿物或与石棉共生的矿物，则可以判定样品中不含石棉。通过XRD法进行快速筛选可以大大提高工作效率。

图7 纤维状蛇纹石SEM图

 图8 颗粒状蛇纹石SEM图

图9 蛇纹石的XRD谱图（颗粒状与纤维状）

SEM-EDS法是通过石棉的微观形貌并结合其元素特征来对石棉的类型进行定性的。SEM-EDS法能同时给出石棉的形态特征和元素分布，两种信息相互结合相互辅证，大大提高了结果的准确性。

但是在电子显微下，样品呈现的都是黑白图像，与偏光显微镜下具有诸多的光学形态不同，并且由于能谱是微区分析，受基体影响较大，故只通过SEM-EDS法很难对石棉的类型进行准确定性，一般情况下SEM-EDS法也只是作为一种辅助方法。

3 石棉测试方法的确定

石棉测试有很多方法可选，怎样优选是很重要的过程。需要根据样品的状态选择合适的前处理方法，再根据各种石棉检测技术的特点选择测试。通常可选择XRD进行初步筛选，当样品中未检出有符合石棉衍射参数的矿物或有与石棉共生的矿物，则可判定未检出石棉；当检出有符合石棉衍射参数的矿物或有与石棉共生的矿物，则再使用SEM-EDS法或PLM法进一步确定。

这种优选检测，先通过XRD法进行初筛选，筛除很大一部分不含石棉的样品，再对疑似含有石棉的样品通过SEM-EDS法或PLM法进行进一步定性分析。此种优选使用几种方法进行优化组合，减少不必要的工作，相互辅证，既提高了准确性又提高了工作效率。

表2 是现行的与石棉测试相关的国内外相关标准情况。

表2 现行石棉相关标准

通过对标准中使用的检测方法比对可以发现，现行的标准中多是以XRD法和PLM法为主，这些标准中有的只是简单的方法罗列，并没有测试流程和方法选择的说明。而GB/T 33395-2016 不仅详细介绍了检测方法，而且还对测试流程、方法选择和判定方法等进行说明，不失为一个石棉测试的好方法。

PLM法、XRD法和SEM-EDS法是3种常用的石棉测试技术，其中只有PLM法可以独立采用，XRD法和SEM-EDS法都不具有独立确定性，一般都是作为辅助方法。通过3种方法的优化组合，即通过XRD法进行初筛选，对筛选出来的疑似含有石棉的样品再用PLM法或SEM-EDS法做进一步确认，几种方法相互辅证，在提高了准确性的同时又大大的提高了工作效率。