Kde najdeme azbest

Azbest provází lidstvo již tisíce let. Během posledního půl století však značně utrpěla jeho pověst. Kdysi zázračný materiál je dnes oprávněně vnímán jako strašák. O výrobcích vylepšených azbestem se již napsalo mnoho. Méně už se ví o tom, jak azbest vzniká v přírodě, ve kterých horninách se případně vyskytuje a jakými metodami se v nich může zkoumat.

Azbesty byly v lidské historii využívány pro své mimořádné vlastnosti, zejména vysokou tepelnou a chemickou odolnost, vysokou pevnost v tahu, ohebnost, otěruvzdornost a spřádatelnost. Vláknitá stavba, společně se silikátovou chemickou povahou, jsou však také hlavní příčinou zdravotních rizik azbestů. Od osmdesátých let minulého století se proto používání azbestů na celoevropské úrovni výrazně omezovalo a brzy po roce 2000 vstoupil v platnost zákaz těžby azbestu a výroby a zpracování materiálů, které jej obsahují.

Horniny jakožto přírodniny tvořící zemskou kůru se však od stavebních nebo jiných člověkem vyrobených materiálů zřetelně odlišují. Případně se vyskytující azbestová vlákna jsou jejich přirozenou součástí, vznikly přírodními geologickými pochody a vlákna do nich nebyla přidána uměle. Proto se v tomto případě hovoří o tzv. přirozeně se vyskytujících azbestech (angl. naturally occurring asbestos, NOA).

Od doby kamenné po 20. století

Za nejstarší důkaz použití azbestu člověkem jsou považovány zlomky keramických nádob s obsahem antofylitových vláken (viz rámeček), nalezené na východě Finska a datované do doby okolo roku 4000 př. n. l. První písemné zmínky o vlastnostech a využití azbestu se objevují v antice, kdy dostal i své jméno (řec. asbestos = neuhasitelný, nezničitelný). O azbestu se detailně zmiňuje například římský filozof a přírodovědec Plinius starší ve své encyklopedii Historia naturalis. Řekové, Egypťané i Peršané využívali azbestová vlákna na výrobu knotů do lamp, šili z něj ohni odolné oděvy, ubrusy a tkali pohřební roucha. Nehořlavý oděv z tohoto materiálu údajně v pozdější době vlastnil také francký král a první císař říše římské Karel I. Veliký.

První pokusy o průmyslové zpracování azbestu se objevily počátkem 19. století, azbest sloužil převážně jako izolační materiál, například u kotlů a potrubí v parních lokomotivách. Intenzivní průmyslové využívání započalo na přelomu 19. a 20. století, kdy se azbest začal přidávat do střešních krytin. Tato průmyslová aplikace je úzce spojena se jménem Ludwiga Hatscheka (1856–1914), rodáka z Těšetic u Olomouce. Ten si v roce 1900 nechal patentovat materiál na bázi portlandského cementu a azbestových vláken, kterému dal o tři roky později obchodní název eternit (lat. aeternus = věčný). Již v roce 1910 se eternit vyráběl ve více než 15 zemích v Evropě i zámoří, v Československu od roku 1921.

Použití azbestu na našem území se velmi rozšířilo na konci šedesátých let minulého století a kulminovalo v sedmdesátých a osmdesátých letech. V období od roku 1975 do roku 1990 se do tehdejšího Československa dováželo 40 až 50 tisíc tun čistého azbestu ročně, většinou to byl chryzotil ze Sovětského svazu a Jihoafrické republiky.³⁾ Z toho až 75 % sloužilo pro výrobu azbestocementového zboží. Azbest se uplatnil ve střešních krytinách, v protipožárních a obkladových deskách, kanalizačních rourách, kouřovodech, tepelných a elektrických izolacích, nástřicích, těsněních kamen a kotlů, žáruvzdorných tkaninách nebo brzdovém obložení aut.

Azbest a dnešek

Fyzikální a chemické vlastnosti, pro něž se azbesty používaly po několik tisíc let, mají také svou stinnou stránku. Azbest se kvůli svým mikroskopickým rozměrům dlouho udrží ve vzduchu, což zvyšuje riziko, že ho člověk vdechne a že se usadí v jeho dýchacím systému. To může následně vést ke vzniku závažných chorob, zejména rakoviny plic nebo nádoru pohrudnice a pobřišnice (mezoteliomu). Špatné zdraví osob pracujících při těžbě a zpracování azbestu sice popisuje již starořecký filozof a geograf Strabón, vědecké důkazy o příčinném vztahu mezi expozicí azbestovému prachu a nádorovými onemocněními však přinesla až druhá polovina 20. století. V současnosti je azbest hodnocen jako karcinogen skupiny 1 podle klasifikace Mezinárodní agentury pro výzkum rakoviny.⁴⁾ Vzhledem k prokázané škodlivosti azbestu nebyla výroba materiálů s jeho obsahem v České republice od roku 1997 povolována. O devět let později vstoupil v platnost zákaz těžby azbestu a výroby a zpracování výrobků s azbestem na území celé Evropské unie. Zákaz uvádět na trh a používat předměty a materiály s obsahem azbestu se ovšem týká pouze těch případů, kdy byla vlákna do výrobku přidána úmyslně. Na minerální látky s případným obsahem přirozeně se vyskytujícího azbestu (NOA), tedy horniny a produkty jejich mechanické úpravy v podobě drceného kameniva, se tato omezení nevztahují.

Jak zkoumat azbesty v horninách

Azbesty se vyznačují dvěma základními charakteristikami: tvarem a příslušností k danému mineralogickému druhu, který je definován vnitřní strukturou a chemickým složením.

Pro spolehlivé stanovení přítomnosti NOA v hornině je proto nezbytné zvolit takovou metodu nebo kombinaci metod, které umožňují pozorovat a měřit jak tvarové parametry, tak strukturní a chemické vlastnosti, a to nejlépe na jednom a tomtéž sledovaném minerálním objektu. Zásadním momentem je precizní stanovení tvaru zrna, v horninách jsou totiž (na rozdíl od uměle vyrobených materiálů se záměrně přidanými azbestovými vlákny) v podstatě vždy přítomny, a to často ve výrazné převaze, také serpentinové nebo amfibolové minerály neazbestiformního typu. Například základní tkáň v serpentinitu (hadci) je tvořena šupinkovitým lizarditem, případně antigoritem a trhliny jsou vyplněny vláknitým chryzotilem (obr. 2), zelená břidlice zase může obsahovat aktinolit vláknitého i nevláknitého tvaru.

Určení tvarových charakteristik vyžaduje vhodnou zobrazovací metodu s dostatečným zvětšením. Běžně používáme metody optické nebo – a to zejména – elektronové mikroskopie. V případě optické polarizační mikroskopie (OPM) lze pozorování provádět buď ve velmi tenkých destičkách horniny, tzv. výbrusech (obr. 5), nebo ve formě prášku umístěného v imerzním oleji o známém indexu lomu (obr. 6). Elektronovou mikroskopii, která umožňuje pozorování v daleko větším zvětšení a rozlišení než OPM, lze využít jak v podobě skenovací elektronové mikroskopie (SEM, obr. 7), tak transmisní elektronové mikroskopie (TEM, obr. 8).

Konkrétní mineralogický druh může být u azbestů určen některou z metod instrumentální analýzy, jako je prášková rentgenová difrakce a infračervená či Ramanova spektroskopie, nebo pomocí energiově disperzní spektroskopie (EDS), kterou lze navíc vzájemně propojit s elektronovou mikroskopií (obr. 8). Techniky SEM/EDS nebo TEM/EDS v kombinaci s předchozím prvotním pozorováním pomocí OPM lze považovat za velmi spolehlivý a ověřený způsob stanovení přítomnosti NOA v hornině (obr. 9).

Kde se u nás mohou vyskytovat?

V našich podmínkách mohou azbestové minerály obsahovat dvě základní skupiny hornin – s tzv. hadcovým azbestem (chryzotilem) a s amfibolovým azbestem. Ten je na území České republiky reprezentován tremolitovým, aktinolitovým nebo antofylitovým azbestem, amosit a krokydolit se u nás nevyskytují. Z hlediska vzniku a chemismu jde v naprosté většině případů o bazické (44 až 52 % SiO₂, tj. oxidu křemičitého v chemické analýze) a ultrabazické (< 44 % SiO₂) vyvřeliny a jejich přeměnou vzniklé metamorfity (obr. 10). Tyto horniny obsahují jako svou podstatnou horninotvornou složku křemičitany bohaté na železo a hořčík – amfiboly, pyroxeny a olivín. Azbesty vznikají jako produkty pozdějších přeměn těchto primárních mafických (tmavých) horninotvorných minerálů vlivem působení horkých vodných roztoků.

Hadcový azbest (chryzotil) je přítomen prakticky pouze v metamorfovaných ultrabazitech, jmenovitě serpentinitech (hadcích). Škála hornin potenciálně obsahujících amfibolový azbest je na našem území nepoměrně širší než horniny s chryzotilem. Jsou to zejména bazické vyvřeliny typu gaber, a především předprvohorních čedičů – spilitů, nebo jejich přeměněné ekvivalenty převážně nízkého nebo středního stupně metamorfózy, představované hlavně zelenými břidlicemi či amfibolity. Amfibolové azbesty mohou být rovněž vázány na vybrané, poměrně vzácně se vyskytující vyvřelé horniny ultrabazického složení, například peridotity a metamorfovaná ultrabazika, jako jsou aktinolitové a tremolitové břidlice, popřípadě krupníky. Amfibolové azbesty se podobně jako chryzotil mohou vyskytovat také v hadcích. Veškeré tyto typy hornin byly předmětem detailního průzkumu výskytu NOA v horninách ČR v letech 2020 až 2023 (obr. 10).

V každém případě platí, že plošný rozsah geologických jednotek obsahujících horniny s možným obsahem NOA je na současném povrchu ČR nepoměrně menší, než je území s horninami bez přítomnosti azbestových minerálů.

Těžil se v Česku azbest?

V České republice se nevyskytují plošně rozsáhlejší geologická tělesa hornin s případným obsahem NOA. Makroskopicky viditelná (a tedy v minulosti technicky využitelná) azbestová vlákna jsou vázána, téměř bez výjimky, na výskyty serpentinitů (hadců) a serpentinizovaných ultrabazik. Tyto horniny u nás vytvářejí zpravidla pouze několik desítek až stovek metrů dlouhé čočky nebo žíly. Jen výjimečně, například u Mnichova a Pramenů u Mariánských Lázní, Loužnice u Železného Brodu, Hrubšic u Moravského Krumlova nebo u Rudy nad Moravou na Šumpersku, se jejich délka pohybuje řádově v kilometrech. Na hadce jsou vázány výskyty jak chryzotilu, jehož vlákna ve většině případů dosahují délky do 5 mm, jen ojediněle 10 až 20 mm, tak amfibolových azbestů (tremolito-aktinolitového a antofylitového), které podle historických údajů mohly dosahovat délky vláken i několik desítek centimetrů.

Azbest se nikdy na území ČR průmyslově netěžil, přesto byl předmětem průzkumu nebo drobné, tzv. selské těžby. Historicky lze u nás vyčlenit tři časové etapy zájmu o azbest. První spadá do období během první světové války a krátce po jejím skončení (1916 až 1923), kdy podle dochovaných záznamů probíhala pokusná selská těžba na lokalitách Mirovice u Písku, Mohelno, Biskoupky, Hrubšice, Jedov a Pucov na jihozápadní Moravě a Zlatkov u Bystřice nad Pernštejnem. Druhá etapa nastala během druhé světové války nebo velmi krátce před ní, v letech 1939 až 1944, během níž začal průzkum na lokalitách Mnichov (u Mariánských Lázní), Mirovice, Pavlíkov (u Bělé nad Radbuzou) a Starý Smolivec (u Kasejovic).

Třetí a poslední období pozornosti zažil azbest v šedesátých letech a na začátku sedmdesátých let 20. století, kdy probíhal systematický průzkum a technologické zkoušky suroviny na řadě míst jako Mirovice, Loužnice, Klíčnov, Věžná, Býšovec, Bratrušín, Jedov, Hrubšice, Nová Ves, Polánka, Templštýn (poslední tři v okolí Moravského Krumlova), Letovice nebo Smrčina (u Sobotína). Veškeré průzkumné práce ale skončily negativně, a to již ve vyhledávací etapě. Důvodem byl jednak malý prostorový rozsah ložisek, nízký obsah azbestu v surovině (od stop do cca 0,5 %, jen výjimečně okolo 1 %) a jeho nepravidelná distribuce a rovněž nízká kvalita suroviny, zejména špatná rozvláknitelnost a často vysoký obsah příměsí.

Jediným ložiskem na území bývalého Československa s průmyslovou těžbou azbestu v letech 1928 až 1998 tak byla Dobšiná v oblasti Slovenského rudohoří.

Malé srovnání na závěr

Azbesty jsou nebezpečné látky s prokázaným karcinogenním vlivem na člověka. V tomto smyslu nezáleží na tom, zda azbestové vlákno v ovzduší pochází ze stavebního či jiného technického materiálu, nebo z horninového prostředí. Přesto existují zásadní rozdíly mezi uměle vyrobenými hmotami a horninami. Zmínili jsme je již výše, považujeme však za důležité je zdůraznit a shrnout.

V horninách vznikají azbestová vlákna přírodními geologickými pochody, jsou přirozenou součástí horniny, nebyla do ní přidána uměle pro zlepšení technologických vlastností výrobku. Přirozeně se vyskytující azbesty jsou v horninách na našem území zpravidla zastoupeny ve stopovém množství až v desetinách procenta, zatímco obsah azbestu v umělých výrobcích se pohyboval v desítkách procent (od 10 až 15 % například u eternitu po 90 % u některých nástřiků). V případě výskytu NOA v hornině zároveň platí, že zastoupení vláken je zpravidla nepoměrně (i řádově) menší než přítomnost neazbestiformní podoby téhož minerálu, kdežto umělé výrobky obsahují jen azbestová vlákna. Navíc výskyt bazických a ultrabazických hornin s možným obsahem NOA je na území České republiky poměrné omezený a jejich tělesa zpravidla dosahují malých rozměrů. Oproti tomu počet v minulosti celosvětově produkovanýchvýrobků s azbestovými vlákny se odhaduje na zhruba tři tisíce druhů s roční tuzemskou spotřebou azbestu v desítkách tisíc tun.

Autoři článku děkují svým kolegům L. Vaculíkové, V. Kajzarovi, L. Kubinovi a T. Rutarovi z ÚGN AV ČR a J. Drozdové, M. Poláškové, T. Daňkovi, K. Raclavskému a D. Matýskovi z VŠB-TUO za pomoc při výzkumu NOA v horninách i při psaní tohoto článku, který vznikl jako součást projektu Strategie AV21, výzkumného programu Dynamická planeta Země.