VDI 2100 Blatt 2-2010 Determination of gaseous compounds in ambient air - Determination of indoor air pollutants - Gas chromatographic determination of organic compounds - Active s - S.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMessen gasfrmiger Verbindungen in der AuenluftMessen von InnenraumluftverunreinigungenGaschromatografische Bestimmungorganischer VerbindungenAktive Probenahme durch Anreicherung auf AktivkohleLsemittelextraktionDetermination of gaseous compounds in ambient airDetermination

2、of indoor air pollutantsGas chromatographic determination of organic compoundsActive sampling by accumulation on activated charcoalSolvent extractionVDI 2100Blatt 2 / Part 2Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5: Analysen- und Messverfahren IIVDI-RICH

3、TLINIENZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2010Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wu

4、rde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.040.20 November 2010The draft of this guideline has been subject to public scrutiny afterannouncement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The Germ

5、an version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 3

6、2 Grundlagen des Verfahrens . . . . . . . . . . 33 Formelzeichen und Abkrzungen . . . . . . . 44 Gerte und Betriebsmittel . . . . . . . . . . . 54.1 Gerte zur Probenahme . . . . . . . . . . . 54.2 Gerte zur Analyse . . . . . . . . . . . . . 74.3 Betriebsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . 85 Durc

7、hfhren der Messung . . . . . . . . . . . 95.1 Probenahme . . . . . . . . . . . . . . . . . 95.2 Probenaufbereitung . . . . . . . . . . . . . 105.3 Analytische Bestimmung . . . . . . . . . . 105.4 Identifizieren . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Kalibrieren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

8、6.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 116.2 Herstellen der Kalibrierlsungen . . . . . . 116.3 Kalibrierung. . . . . . . . . . . . . . . . . 126.4 Berechnen des Ergebnisses . . . . . . . . . 137 Verfahrenskenngren . . . . . . . . . . . . . 137.1 Nachweis-, Erfassungs- undBestimmungsgrenze

9、n . . . . . . . . . . . . 137.2 Ermitteln der Durchbruchsvolumina . . . . 167.3 Lagern der Proben. . . . . . . . . . . . . . 19Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、32 Basic principles of the procedure . . . . . . 33 Symbols and abbreviations . . . . . . . . . . 44 Equipment and process materials . . . . . . 54.1 Equipment for sampling . . . . . . . . . . 54.2 Equipment for analysis. . . . . . . . . . . 74.3 Process materials . . . . . . . . . . . . . . 85 Exec

11、ution of the measurement . . . . . . . . 95.1 Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95.2 Preparation of samples . . . . . . . . . . . 105.3 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105.4 Identification . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

12、16.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116.2 Production of the calibration solution . . . 126.3 Plotting the calibration graph . . . . . . . 126.4 Calculation of the result . . . . . . . . . . 137 Characteristic values of the procedure. . . . 137.1 Limits of detection, identification and

13、quantification. . . . . . . . . . . . . . . . 137.2 Calculation of the breakthrough volumes . 167.3 Storage of the samples . . . . . . . . . . . 19FrhereAusgaben: 06.01; 04.08 Entwurf, deutschFormer editions: 06/01; 04/08Draft, in German onlyKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenaussc

14、huss KRdLFachbereich UmweltmesstechnikB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 2 VDI 2100 Blatt 2 / Part 2Seite7.4 Standardabweichu

15、ng von Doppelproben . . 197.5 Standardabweichung von Wiederholungsmessungen . . . . . . . . . 228 Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . . 248.1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 248.2 Administrative Manahmen . . . . . . . . 248.3 Technischer Betrieb. . . . . . . . . . . . . 25Anha

16、ng A Extraktion mit Kohlenstoffdisulfid,einmal verwendbare Sorptionsrohre . 27Anhang B Extraktion mit Kohlenstoffdisulfid,wiederverwendbare Sorptionsrohre . 32Anhang C Elution mit Pentan, wiederverwendbare Sorptionsrohre . 37Anhang D Headspace-Analyse mit Benzylalkohol . . . . . . . . . . . . 39Anha

17、ng E Wiederfindungsraten . . . . . . . . . 42Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektron

18、ischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in denVDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich

19、 an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieserRichtlinienreihe ist im Internet abrufbar unterwww.vdi.de/2100.EinleitungEine Bestimmung der Summenkonzentration organi-scher Stoffe ist bei Immissionsmessungen wenig in-formativ, da

20、 es sich meist um ein sehr komplexes Ge-misch handelt, dessen einzelne Bestandteile hufig inuerst niedrigen und sehr unterschiedlichen Kon-zentrationen vorliegen. Brauchbare Ergebnisse frdie Beurteilung von Immissionen liefern erst die qua-litative und quantitative Analyse des Gasgemischs,die im Spu

21、renbereich jedoch mit erheblichenSchwierigkeiten verbunden ist.Page7.4 Standard deviations of double samples . . 197.5 Standard deviation ofrepeat measurements . . . . . . . . . . . . 228 Quality assurance . . . . . . . . . . . . . . . 248.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248.2 Admini

22、strative measures . . . . . . . . . . 248.3 Technical operation. . . . . . . . . . . . . 25Annex A Extraction with carbon disulphide,disposable sorption tubes. . . . . . . . 27Annex B Extraction with carbon disulphide,reusable sorption tubes . . . . . . . . . 32Annex C Elution with pentane,reusable

23、sorption tubes . . . . . . . . . 37Annex D Headspace analysis withbenzyl alcohol . . . . . . . . . . . . . 39Annex E Recovery rate. . . . . . . . . . . . . . 39Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Preliminary noteThe content of this guideline has been developed instrict accordance

24、with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting,reproduction (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofthe full text or of extracts.The use of this guideline without infringem

25、ent of copy-right is permitted subject to the licensing conditionsspecified in the VDI notices (www.vdi-richtlinien.de).We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.A catalogue of all available parts of this series ofguidelines can be accessed on the internet atww

26、w.vdi.de/2100.IntroductionDetermining the sum concentration of organic sub-stances in emission measurements has little informa-tive value as these are generally very complex mix-tures whose individual constituents are frequentlypresent in very low and very different concentrations.Usable results for

27、 the assessment of emissions canonly be provided by the qualitative and quantitativeanalysis of the gas mixture, which, however, involvesconsiderable difficulties at trace concentrations.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCo

28、llection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 VDI 2100 Blatt 2 / Part 2 3 Das im Folgenden beschriebene Probenahmeverfah-ren und das gaschromatografische Analysenverfah-ren ermglichen die Bestimmung von gas- oderdampffrmigen organischen Verbindungen in

29、derLuft im Bereich der Immissionskonzentrationen.Alle verwendeten Messgren und Variablen lassensich bei diesem beschriebenen Verfahren auf SI-Ein-heiten zurckfhren.Stoffe in einem Siedebereich von etwa 30 C bis350 C knnen unter Bercksichtigung der Wieder-findungsrate prinzipiell erfasst werden 1. Es

30、 han-delt sich um ein diskontinuierlich arbeitendes Ver-fahren mit getrennter Probenahme, Probenaufberei-tung und gaschromatografischer Analyse. Die Me-thode ist flexibel und kann in den einzelnen Verfah-rensschritten der jeweiligen Messaufgabe entspre-chend variiert werden.Die Probenahme ist einfac

31、h in der Handhabung underfordert nur einen geringen finanziellen und appara-tiven Aufwand. Sie gestattet eine Variation der Mess-zeiten, insbesondere die Messung von Halbstunden-werten nach der Ersten Allgemeinen Verwaltungs-vorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz(TA Luft). Durch Verlngerung de

32、r Probenahme-dauer kann das Nachweisvermgen fr Spurenkom-ponenten weiter verbessert werden. Die analytischeBestimmung erfolgt auf Standardgerten, die bli-cherweise in einem analytischen Laboratorium vor-handen sind.Probenahme und gaschromatografische Analyse las-sen sich fr den Routineeinsatz automa

33、tisieren.Sicherheitshinweise: Beim Umgang mit Chemikalien, z.B. Koh-lenstoffdisulfid (CS2), Druckgasflaschen usw., sind die einschlgi-gen Bestimmungen des Arbeitsschutzes zu beachten.1 AnwendungsbereichIn dieser Richtlinie wird ein vollstndiges Messver-fahren zur Bestimmung von halogenierten und nic

34、hthalogenierten Kohlenwasserstoffen in Luft im analy-tischen Fenster von Pentan bis Dodecan beschrieben.2 Grundlagen des VerfahrensDie zu bestimmenden organischen Stoffe in der Luftwerden in einem mit Aktivkohle gefllten Rohr ange-reichert. Die adsorbierten Stoffe werden im Labormit einem geeigneten

35、 Lsemittel extrahiert und ana-lysiert. Anstelle einer Extraktion kann auch eine L-semittelelution oder bei lngeren Probenahmezei-ten eine Dampfraumanalyse mit einem Headspace-Probengeber erfolgen. Die analytische Trennung desExtrakts erfolgt gaschromatografisch und die Detek-The sampling method desc

36、ribed in the following andthe gas chromatographic analysis procedure allowthe detection and measurement of airborne gaseousor vaporous organic compounds in the range of theemission concentrations. All of the measured quanti-ties and variables used in the procedures describedare based on SI units.In

37、principle, substances within a boiling point rangeof around 30 C to 350 C can be detected under con-sideration of the recovery rate 1. This is a discontin-uous procedure with separate sampling, sample prep-aration and gas chromatographic analysis. Themethod is flexible and can be varied in its indiv

38、idualprocedural steps in accordance with the respectivemeasuring task.Sampling is easily handled and requires only a smalloutlay in terms of costs and equipment. It allows avariation of the measurement times, in particular themeasurement of half-hour values in accordance withthe German First General

39、 Administrative Regulationfor the Federal Emissions Law (TA Luft). By extend-ing the sampling duration, the detectability of tracecomponents can be further improved. The analyticalquantification takes place on standard devices whichare normally part of the equipment of any analyticallaboratory.Sampl

40、ing and gas chromatographic analysis can beautomated for routine operation.Safety instructions: When handling chemicals, e.g. carbon disul-phide (CS2), pressurised gas bottles etc., the relevant industrialsafety regulations must be observed.1 ScopeThis guideline describes a complete measurementproce

41、dure for quantifying halogenated and non-halo-genated hydrocarbons in air in the analytical windowof pentane to dodecane.2 Basic principles of the procedureThe airborne organic substances to be measured areenriched in a tube filled with active carbon. The ad-sorbed substances are extracted using a s

42、uitable sol-vent in the laboratory and analysed. Instead of extrac-tion, a solvent elution can be carried out or in thecase of longer sampling durations a headspace anal-ysis using a headspace sampler. The analytical sepa-ration of the extract is carried out by gas chromato-graphy and the detection

43、with an FID and/or an ECDB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 4 VDI 2100 Blatt 2 / Part 2tion mit einem FID und/oder einem ECD

44、oder einemanderen, fr die Messaufgabe geeigneten Detektor.Wiederverwendbare Rohre werden nach der Extrak-tion bzw. Elution in einem Ofen unter Inertgas ge-trocknet und sind dann wieder einsatzbereit.Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in den besondersniedrigen Blindwerten der Adsorptionsrohre, derni

45、edrigen Nachweisgrenze (bedingt durch geringeVolumina der verwendeten Lsemittel) sowie derleichten Handhabung fr den Probenehmer und Ana-lytiker. Des Weiteren lsst sich eine Probe mehrfachanalysieren.Im vorliegenden Blatt werden vier verschiedene Ver-fahrensvarianten vorgestellt, die fr ein jeweils

46、spezi-elles Komponentenspektrum (siehe Tabelle 1) er-probt sind.Tabelle 1. Auflistung der Eignung der Verfahrensvari-anten3 Formelzeichen und AbkrzungenFormelzeichenIn dieser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrten Formelzeichen verwendet:Ai Peakflche der i-ten MessungMittelwert der Peakflche

47、nF Wiederfindungsrate der Substanz i, bestimmtals Extraktions- bzw. Elutionsausbeutei Laufzahl fr Variablemdos dosierte Massemmes gemessene Massen Gesamtzahl von MesswertensD Standardabweichung aus Doppelbestimmun-gen; nach VDI 2449 Blatt 1 errechnet sich sDzusD,rel relative Standardabweichung aus D

48、oppelbe-stimmungen, bezogen auf den Mittelwert derMesswerteVari-anteMethode Erprobt frA Extraktion mit CS2 BTEXB Extraktion mit CS2,wiederverwendbaresRohrmehr als 20 KW (C6 bis C9)sowie CKW (C1, C2)C Elution mit Pentan LHKWD Headspace-Analysemit BenzylalkoholLHKW, BTEX und C5-KWAsDA1i A2i( )2i 1=n2n

49、or some other detector suited to the measurementtask.After the extraction or elution, re-usable tubes aredried in an oven with inert gas atmosphere and arethen ready for re-use.The advantage of this method lies in the particularlylow blank values of the absorption tubes, the low de-tection limits (due to the low volumes of solventused) as well as the easy handling for the sampletaker and the analyst. In addition to this, a sample canbe analysed s