VDI 2100 Blatt 5-2007 Determination of gaseous compounds in ambient air - Determination of indoor air pollutants - Gas chromatographic determination of organic compounds - Determiny oz.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMessen gasfrmiger Verbindungen in der Auenluft Messen von Innenraumluftverunreinigungen Gaschromatographische Bestimmung organischer VerbindungenMessen von leicht flchtigen organischen Verbindungen, insbesondere Ozon-Vorlufersubstanzen Determination of gaseous compounds in

2、ambient air Determination of indoor air pollutants Gas chromatographic determination of organic compoundsDetermination of volatile organic compounds, especially ozone precursors VDI 2100Blatt 5 / Part 5Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenaus

3、schuss KRdLArbeitsgruppe Messen organischer Verbindungen Ausschuss Immissionsmessverfahren VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5: Analysen- und Messverfahren II VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available at Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verei

4、n Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedICS 13.040.20 Februar 2007Febuary 2007Frhere Ausgabe: 08.05 Entwurf,deutsch Former edition: 08/05 Draft, in German only Der Entwurf dieser Rich

5、tlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The draft of this guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of thi

6、s guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Grundlagen der Verfahren. . . . . . . . . . . 82 Symbole und Abkrzu

7、ngen . . . . . . . . . . 83 Gerte und Betriebsmittel . . . . . . . . . . . 104 Durchfhren der Messung . . . . . . . . . . 104.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . 104.2 Durchfhren der Probenahme . . . . . . . 114.3 Probenaufgabe/Dosierung . . . . . . . . . 124.4 Analytische Bestimmung . . .

8、 . . . . . . 125 Kalibrieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . 135.2 Identifizieren der Substanzen . . . . . . . 145.3 Einsatz von Multikomponenten-Gas-gemischen . . . . . . . . . . . . . . . . . 145.4 Einsatz von Gasgemischen mit aus-gewhlten Ko

9、mponenten . . . . . . . . . 15Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Principles of the methods . . . . . . . . . . . 82 Symbols and abbreviations . . . . . . . . . . 83 Apparatus and reagents . . . . . . . . . . . 10

10、4 Carrying out the measurement . . . . . . . 104.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.2 Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . 114.3 Sample application/dosage . . . . . . . . 124.4 Analytical determination . . . . . . . . . 125 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.1 G

11、eneral . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.2 Identification of the substances . . . . . 145.3 Use of multicomponent gas mixtures . . 145.4 Use of gas mixtures containing selected components. . . . . . . . . . . . . . . . 15B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F068

12、6BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 2 VDI 2100 Blatt 5 / Part 56 Verfahrenskenngren . . . . . . . . . . . . 156.1 Nachweisgrenze. . . . . . . . . . . . . . 156.2 Ermitteln des Durchbruchsvolumens . . . 1

13、66.3 Lagern der Proben. . . . . . . . . . . . . 186.4 Standardabweichung aus Doppel-bestimmungen. . . . . . . . . . . . . . . 186.5 Standardabweichung aus Wieder-holungsmessungen . . . . . . . . . . . . 186.6 Messunsicherheit . . . . . . . . . . . . . 206.7 Querempfindlichkeiten . . . . . . . . . .

14、227 Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . 227.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . 227.2 Administrative Manahmen . . . . . . . 237.3 Technischer Bereich . . . . . . . . . . . 23Anhang A Ausfhrungsbeispiele . . . . . . . . 26A1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . 26A2 Manuell

15、e Verfahren. . . . . . . . . . . . 27A2.1 Kombination von zwei Verfahren . 27A2.2 Probenahme mit Kanistern . . . . . 49A3 Automatische Verfahren . . . . . . . . . 67A3.1 Verfahren mit Khlfalle (Cryo-Trap). . . . . . . . . . . . . 67A3.2 Verfahren mit Gerte-kombinationen . . . . . . . . . . . 74Anhan

16、g B Photochemisches Ozonbildungs-potenzial . . . . . . . . . . . . . . . 91Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996 Performance characteristics . . . . . . . . . 156.1 Detection limit . . . . . . . . . . . . . . . 156.2 Determination of the breakthrough volume . . . . . . . . . . . .

17、. . . . . . . 166.3 Storage of the samples. . . . . . . . . . . 186.4 Standard deviation of duplicate determinations . . . . . . . . . . . . . . . 186.5 Standard deviation of repeated measurements . . . . . . . . . . . . . . . 186.6 Measurement uncertainty . . . . . . . . . 206.7 Cross-sensitivities

18、 . . . . . . . . . . . . . 227 Quality assurance . . . . . . . . . . . . . . . 227.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227.2 Administrative measures . . . . . . . . . 237.3 Technical field . . . . . . . . . . . . . . . 23Annex A Examples. . . . . . . . . . . . . . . . 26A1 General. . . .

19、. . . . . . . . . . . . . . . 26A2 Manual methods . . . . . . . . . . . . . . 27A2.1 Combination of two methods . . . . 27A2.2 Sampling with canisters. . . . . . . 49A3 Automatic methods . . . . . . . . . . . . 67A3.1 Method using cold trap (Cryo-trap). 67A3.2 Methods using apparatus combinations .

20、. . . . . . . . . . . 74Annex B Photochemical ozone creation potential . . . . . . . . . . . . . . . . 91Bibliography. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle

21、 Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 VDI 2100 Blatt 5 / Part 5 3 VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI undDIN Normenausschuss KRdL erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger Selbstverantwortung VDI-Richtlinienun

22、d DIN-Normen zum Umweltschutz. Diese be-schreiben den Stand der Technik bzw. Stand der Wis-senschaft in der Bundesrepublik Deutschland unddienen als Entscheidungshilfen bei der Erarbeitungund Anwendung von Rechts- und Verwaltungsvor-schriften. Die Arbeitsergebnisse der KRdL flieenferner als gemeinsa

23、mer deutscher Standpunkt in dieeuropische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in die in-ternationale technische Regelsetzung bei ISO (Inter-nationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umwelts

24、chutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung undEnergieumwandlung; ganzheitliche Betrachtungvon Emissionsminderungsmanahmen unter Be-rcksichtigung von Luft, Wasser und Boden;Emissionswerte fr Stube und Gase; anlagenbe-zogene messtechnische Anle

25、itungen; Umwelt-schutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen; mikro-und mesoskalige Windfeldmodelle; Wechselwir-kung zwischen Atmosphre und Oberflchen;meteorologische Messungen; angewandte Klima-tologie; Luf

26、thygienekarten; human-biometeoro-logische Bewertung von Klima und Lufthygiene;bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfahren:z.B. Bioindikation mit

27、 Hheren und NiederenPflanzen, Erhebungsverfahren zur Biodiversitt;Werkstoffexposition; Erfassung mikrobieller Luft-verunreinigungen; Olfaktometrie; Umweltsimulation Fachbereich IV Umweltmesstechnik“ Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partikel;optische

28、Fernmessverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur HerstellungPreliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI and DIN Standards Committee (KRdL) expertsfrom science, industry and administration, acting ontheir own re

29、sponsibility, establish VDI Guidelinesand DIN Standards in the field of environmental pro-tection. These describe the state of the art in scienceand technology in the Federal Republic of Germanyand serve as a decision-making aid in the preparatorystages of legislation and application of legal regula

30、-tions and ordinances. KRdLs working results arealso considered as the common German point of viewin the establishment of technical rules on the Euro-pean level by CEN (European Committee for Stand-ardization) and on the international level by ISO(International Organization for Standardization).The

31、following topics are dealt with in four subdivi-sions: Subdivision I “Environmental Protection Techniques”Integrated pollution prevention and control forinstallations; procedures and installations foremission control and energy conversion; overallconsideration of measures for emission controlwith co

32、nsideration given to the air, water and soil;emission limits for dusts and gases; plant-relatedmeasurement instructions; environmental indus-trial cost accounting Subdivision II “Environmental Meteorology”Dispersion of pollutants in the atmosphere; emis-sions from accidental releases; micro- and mes

33、o-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 meteorological data Subdivision III “Environmental Quality”Effects of air polluta

34、nts on man, farm animals,vegetation, soil, materials, and the atmosphere;methods for the measurement and evaluation of ef-fects: e.g. biomonitoring with higher and lowerplants; evaluation techniques for biodiversity; ex-posure of materials; determination of microbial airpollutants and their effects;

35、 olfactometry; environ-mental simulation 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 s

36、oil air pollutants; procedures forB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2007 4 VDI 2100 Blatt 5 / Part 5von Referenzmaterialien; Prfplne

37、fr Mess-gerte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; Qualittssicherung Die Richtlinien und Normen werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung imBundesanzeiger und in der Fachpresse erhalten alleinteressierten Kreise die Mglichkeit, sich an einemffentlichen Einspruchsv

38、erfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dass un-terschiedliche Meinungen vor Verffentlichung derendgltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in den sechs Bn-den des VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luftzusammengefasst. EinleitungDie Richt

39、linie VDI 2100 befasst sich mit der gas-chromatographischen Analyse flchtiger organischerVerbindungen (VOC) sowohl in der Auen- als auchin der Innenraumluft. Der Begriff flchtige Verbin-dungen“ umfasst einen weiten Siedepunktsbereichorganischer Verbindungen. Bild 1 zeigt eine sche-matische Aufstellu

40、ng der vorkommenden relevantenSubstanzen und Substanzgruppen in Auenluft undin Innenraumluft mit Siede- und Polarittsbereichen.Voraussetzung dafr, dass eine organische Verbin-dung unter den blichen Bedingungen der Auen-und Innenraumluft gasfrmig vorliegt, ist ein entspre-chend niedriger Siedepunkt o

41、der ein entsprechendhoher Dampfdruck, sodass bei der hohen Verdn-nung keine Kondensation eintritt. Hierzu zhlen Ver-bindungen bis zu einem Siedepunkt von etwa 290 C(Bereich der Lsemittel). Die Probenahme erfolgt di-rekt aus der Gasphase. Hochsiedende Verbindungensind berwiegend an Staubpartikel gebu

42、nden undwerden zur Probenahme auf Filtern, z.B. Glasfaser-filtern, abgeschieden. Dazwischen gibt es einenBereich, in dem die Komponenten zwar an Partikelnadsorbiert sind, der Dampfdruck jedoch noch ausrei-chend hoch ist, dass sie teilweise in die Gasphasebergehen. Da der Dampfdruck eine Funktion der

43、Temperatur darstellt, ist der bergangsbereich flie-end. Besonders bei niedrigen Auentemperaturen,das heit im Winter, kann der partikelgebundene Be-reich bereits ab einem Siedepunkt von etwa 250 Coder sogar darunter beginnen. Da in der Innenraum-luft eher gleichfrmige Bedingungen vorliegen, hatman si

44、ch nach VDI 4300 Blatt 6 T17 und 1 daraufgeeinigt, den Siedebereich bis 290 C als gasfrmigzu definieren (siehe Bild 1).Die Richtlinie VDI 2100 Blatt 1 T12 gibt einen um-fassenden allgemeinen berblick ber die Technikenestablishing reference material; test procedures formeasurement devices; validation

45、 procedures;measurement 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 of

46、ficial objection procedure. 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 2100 is concerned

47、 with the gas chro-matographic analysis of volatile organic compounds(VOC) both in ambient and in indoor air. The term“volatile compounds” comprises a wide boiling rangeof organic compounds. Figure 1 shows a scheme ofthe relevant substances and groups of substances oc-curring in ambient air and in i

48、ndoor air with boilingand polarity ranges. The prerequisite for an organic compound to bepresent in gaseous form under the customary condi-tions of ambient and internal air is a suitably low boil-ing point or a suitably high vapour pressure, such thatno condensation occurs at the high dilution. This

49、 in-cludes compounds up to a boiling point of approxi-mately 290 C (range of solvents). Sampling is car-ried out directly from the gas phase. High-boilingcompounds are mainly bound to dust particles and aredeposited on filters, such as, for example, glass fibrefilters, for sampling. In between, there is a range inwhich although the components are adsorbed on par-ticles, the vapour pressure is still sufficiently high forthem to partially pass