VDI 2090 Blatt 2-2002 Ambient air measurement - Deposition measurement of low volatile organic compounds - Determination of PCDD F-deposition Funnel adsorber sampling and GC HRMS-a.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMessen von ImmissionenBestimmung der Deposition von schwerflchtigenorganischen SubstanzenBestimmung der PCDD/F-DepositionTrichter-Adsorber-Probenahme und GC/HRMS-AnalyseAmbient air measurementDeposition measurement of low volatile organic compoundsDetermination of PCDD/F-de

2、positionFunnel adsorber sampling and GC/HRMS-analysisVDI 2090Blatt 2 / Part 2Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLArbeitsgruppe Messen schwerflchtiger organischer Verbindungen in StaubniederschlgenAusschuss Immissionsmessverfahr

3、enVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 4VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction eve

4、n for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.040.20Dezember 2002December 2002The German version of this guideline shall be taken as

5、 authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Einsatzmglichkeiten . . . . . . . . . . . . . . 42 Grundlage des Verfahrens . . . . . . . .

6、 . . . 43 Gerte und Betriebsmittel . . . . . . . . . . . 43.1 Gerte fr die Probenahme . . . . . . . . . 53.2 Betriebsmittel fr die Probenahme . . . . . 103.3 Gerte fr die Probenaufbereitung . . . . . 103.4 Betriebsmittel fr die Probenaufbereitung . 123.5 Gerte fr die Analyse . . . . . . . . . . . 12

7、3.6 Standardlsungen fr die Analyse . . . . . 134 Durchfhrung der Messung . . . . . . . . . . 144.1 Einrichten der Messstelle . . . . . . . . . . 144.2 Vorbereitung der Probenahmegerte im Labor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.3 Probenahme . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.4 Probenaufb

8、ereitung . . . . . . . . . . . . . 164.5 Analytische Bestimmung . . . . . . . . . . 185 Verfahrenskenngren . . . . . . . . . . . . . 315.1 Nachweisgrenzen . . . . . . . . . . . . . . 315.2 Standardabweichungen . . . . . . . . . . . 326 Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . . 346.1 Allgemeine

9、s . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.2 QS-Manahmen bei der Probenahme. . . . 346.3 QS-Manahmen bei der Proben-aufarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.4 QS-Manahmen bei der analytischen Bestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Anhang A Strukturen der PCDD und PCDF . . . 37Anhang B

10、 Berechnung der Toxizittsquivalente . 38Anhang C Probenahmeprotokoll. . . . . . . . . . 39Anhang D Massenfragmentogramme der PCDD/F 40Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . .

11、 . . . . . . . 31 Fields of application . . . . . . . . . . . . . . . 42 Principle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Apparatus and supplies. . . . . . . . . . . . . 43.1 Sampling apparatus . . . . . . . . . . . . . 53.2 Sampling supplies . . . . . . . . . . . . . . 103.3 Sample preparatio

12、n apparatus . . . . . . . . 103.4 Sample preparation supplies . . . . . . . . . 123.5 Analytical apparatus . . . . . . . . . . . . . 123.6 Standard solutions for analysis . . . . . . . 134 Measurement procedure . . . . . . . . . . . . 144.1 Installation of the measuring site . . . . . . 144.2 Labora

13、tory preparation of sampling apparatus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.3 Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154.4 Sample preparation . . . . . . . . . . . . . 164.5 Analytical determination. . . . . . . . . . . 185 Method performance data. . . . . . . . . . . . 315.1 Limits of

14、detection . . . . . . . . . . . . . . 315.2 Standard deviations . . . . . . . . . . . . . 326 Quality assurance . . . . . . . . . . . . . . . . 346.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346.2 QA measures for sampling . . . . . . . . . 346.3 QA measures for sample preparation . . . . 346.

15、4 QA measures for the analytical determination. . . . . . . . . . . . . . . . . 35Annex A PCDD and PCDF structures . . . . . . . 37Annex B Calculation of toxicity equivalents . . . . 38Annex C Sampling record . . . . . . . . . . . . . 39Annex D PCDD/F mass fragmentogramms . . . . 40Bibliography . .

16、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Frhere Ausgabe: 11.01 EntwurfFormer edition: 11/01 draftB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 2 VDI 2090 Blatt 2 / Part 2VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der

17、 Luft im VDI undDIN Normenausschuss KRdL erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger Selbstverantwortung VDI-Richtlinienund DIN-Normen zum Umweltschutz. Diese be-schreiben den Stand der Technik bzw. den Stand derWissenschaft in der Bundesrepublik Deutschlandund di

18、enen als Entscheidungshilfen bei der Erarbei-tung und Anwendung von Rechts- und Verwaltungs-vorschriften. Die Arbeitsergebnisse der KRdL flie-en ferner als gemeinsamer deutscher Standpunkt indie europische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in die in-ternationale tec

19、hnische Regelsetzung bei ISO (Inter-nationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emiss

20、ionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene messtechni-sche Anleitungen; UmweltschutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in der At-mosphre; strfallbedingte Freisetzungen; mi

21、kro-und mesoskalige Windfeldmodelle; Wechselwir-kung zwischen Atmosphre und Oberflchen; me-teorologische Messungen; angewandte Klimatolo-gie; Lufthygienekarten; human-biometeorologi-sche Bewertung von Klima und Lufthygiene;bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Lu

22、ftverunreinigungen auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung und Wirkung mikrobieller Luftver-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFachbereich IVUmweltmesstechnik“Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische

23、und organische Gase sowie fr Partikel;optische Fernmessverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur Herstellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Messge-Preliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI and DIN Standard

24、s Committee KRdL ex-perts from science, industry and administration, act-ing on their own responsibility, establish VDI guide-lines and DIN standards in the field of environmentalprotection. These describe the state of the art in sci-ence and technology in the Federal Republic of Ger-many and serve

25、as a decision-making aid in the pre-paratory stages of legislation and application of legalregulations and ordinances. KRdLs working resultsare also considered as the common German point ofview in the establishment of technical rules on theEuropean level by CEN (European Committee forStandardization

26、) and on the international level byISO (International Organization for Standardization).The following topics are dealt with in four subdivi-sions: Subdivision I ”Environmental Protection Techniques“Integrated pollution prevention and control for in-stallations; procedures and installations for emis-

27、sion control; overall consideration of measures foremission control with consideration given to theair, water and soil; emission limits for dusts andgases; plant-related measurement instructions;environmental industrial cost accountingSubdivision II ”Environmental Meteorology“Dispersion of pollutant

28、s in the atmosphere; emis-sions from accidental releases; micro- and meso-scale wind field models; interaction between theatmosphere and surfaces; meteorological measure-ments; applied climatology; air pollution maps;human-biometeorological evaluation of climateand air hygiene; transfer of meteorolo

29、gical dataSubdivision III ”Environmental Quality“Effects of air pollutants on man, farm animals, veg-etation, soil, materials, and the atmosphere; meth-ods for the measurement and evaluation of effects;determination of microbial air pollutants and theireffects; olfactometry; environmental simulation

30、 Subdivision IV”Environmental Measurement Techniques“Techniques for emission and ambient air measure-ments of inorganic and organic gases as well asparticulate matter; optical open-path measurementmethods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air pollutants; procedures forestabli

31、shing reference material; test procedures forB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 VDI 2090 Blatt 2 / Part 2 3 rte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; QualittssicherungDie Richtlini

32、en und Normen werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desanzeiger und in der Fachpresse erhalten alle inte-ressierten Kreise die Mglichkeit, sich an einem f-fentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen. Durchdieses Verfahren wird sichergestellt, dass unter-schiedliche Meinun

33、gen vor Verffentlichung der end-gltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in sechs Bndendes VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luft zu-sammengefasst.EinleitungIn der Richtlinie VDI 2090 Blatt 1 ist die Bestim-mung der Deposition von polychloriertenDibenzo(p)dioxinen

34、(PCDD) und Dibenzofuranen(PCDF) mit Hilfe der Bergerhoff-Probenahme be-schrieben.Das vorliegende Blatt 2 der Richtlinie VDI 2090beschreibt ein weiterentwickeltes Verfahren, dasgegenber dem in Blatt 1 beschriebenen Verfahrenfolgende Vorteile bietet: Die Standzeit der Probenahmeeinheiten wirdnicht dur

35、ch das Volumen der Sammelgefe limi-tiert, so dass auch lngere Probenahmezeitenmglich sind. Durch die Verringerung der Wassermenge in denProbenahmeeinheiten lassen sich in den Winter-monaten Ausflle durch Frostbruch leichter ver-meiden. Die Verringerung der Wassermenge fhrt zu einerEntlastung bei der

36、 Probenaufarbeitung.Dem steht jedoch gegenber, dass die Probenahme-einheiten aufwendiger und teurer sind und somit vorOrt gegebenenfalls eines besseren Schutzes bedrfen.Auch mit dem hier beschriebenen Verfahren erhltman so genannte Bulk“- oder Gesamt-Nieder-schlagsproben. Es liegt also stets ein nic

37、ht mehr zudifferenzierendes Resultat aus nasser Deposition so-wie aus trockener partikelgebundener und trockenergasfrmiger Deposition vor 1, wobei sowohl dervertikale Transport der zu untersuchenden Kompo-nenten durch die Sammelffnung als auch deren Ab-scheidung in den Sammelgefen von den verschie-d

38、ensten Faktoren (Windgeschwindigkeit, Tempera-tur, relative Luftfeuchtigkeit etc.) beeinflusst wird.Es handelt sich um ein so genanntes Konventionsver-fahren, wobei ein Vergleich der Ergebnisse mit Da-ten, die mit anderen Depositionsmessverfahren ge-measurement devices; validation procedures;measure

39、ment planning; evaluation methods; qual-ity assuranceThe guidelines and standards are first published asdrafts. These are announced in the Bundesanzeiger(Federal Gazette) and in professional publications inorder to give all interested parties the opportunity toparticipate in an official objection pr

40、ocedure. Thisprocedure ensures that differing opinions can be con-sidered before the final version is published.The guidelines and standards are published in the six-volume VDI/DIN Reinhaltung der Luft (Air Pollu-tion Prevention) manual.IntroductionGuideline VDI 2090 Part 1 describes the determina-t

41、ion of the deposition of polychlorinateddibenzo(p)dioxines (PCDDs) and dibenzofurans(PCDFs) using the Bergerhoff sampling technique.The present Part 2 of the guideline VDI 2090 de-scribes a method which has been developed furtherand offers the following advantages compared withthe method described i

42、n Part 1: The operating time of the sampling units is notlimited by the volume of the collection vessels, sothat even longer sampling times are possible. By decreasing the amount of water in the sam-pling units, losses in the winter months due tobreakage on freezing are more easily avoided. Decreasi

43、ng the amount of water facilitates samplework up.Set against this, however, is the fact that the samplingunits are more complex and more expensive and thusmay require improved protection on site.The methods described here also produce ”bulk“ ortotal precipitation samples. Therefore, the results forw

44、et deposition and dry particle-bound and dry gase-ous deposition can no longer be differentiated 1,with not only vertical transport of the components un-der test through the collector opening but also theirdeposition in the collection vessels being effected bythe most varied factors (wind velocity,

45、temperature,relative humidity etc.).The method is what is called a convention method,with it being possible only to a limited extent to com-pare results with data obtained by other methods forB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ing

46、enieure, Dsseldorf 2002 4 VDI 2090 Blatt 2 / Part 2wonnen werden, in Ermangelung von geeignetenUmrechnungsfaktoren nur bedingt mglich ist. Dasin dieser Richtlinie vorgestellte Messverfahrenwurde in zwei Forschungsvorhaben getestet 2; 3.Die Substanzklasse der PCDD/F (Strukturen sieheAnhang A) mit ihr

47、en chemischen und toxikologi-schen Eigenschaften ist ausfhrlich in einem Berichtdes Umweltbundesamtes 4 sowie in verschiedenenBerichten bzw. Schriftenreihen des VDI 5 bis 7 be-schrieben. Bei Arbeiten mit Proben, die insbesonderedas 2,3,7,8-TCDD sowie andere PCDD/F enthalten,sind die Vorschriften der

48、 BG Chemie zu beachten.Fr den Transport und Versand von PCDD/F-haltigenProben bzw. Standards sind die Regelungen der Ge-fahrgutverordnung Eisenbahn (GGVE) bzw. der Ge-fahrgutverordnung Strae (GGVS) anzuwenden.1 EinsatzmglichkeitenDas Verfahren ist geeignet zur Bestimmung derDeposition von PCDD/F, wo

49、bei eine Unterscheidungder unterschiedlichen Abscheide-Prozesse nichtmglich ist (siehe auch Einleitung).Erfasst werden alle 17 2,3,7,8-chlorsubstituiertenPCDD/F-Kongenere sowie die Homologensummender Tetra- bis HeptaCDD/F, aus denen dann Toxi-zitts-quivalent-Werte (TEQ-Werte) nach verschie-denen Modellen berechnet werden knnen (siehe An-hang B).Bei einer Probenahmedauer von 30 Tagen liegtdie Nachweisgrenze fr das 2,3,7,8-TCDD bei1pg/(m2d)