VDI 2100 Blatt 6-2010 Determination of gaseous compounds in ambient air - Determination of indoor air pollutants - Gas chromatographic determination of organic compounds - Practicaeasu.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMessen gasfrmiger Verbindungen in der AuenluftMessen von InnenraumluftverunreinigungenGaschromatografische Bestimmungorganischer VerbindungenPraktische Anleitung zur Bestimmung der MessunsicherheitDetermination of gaseous compounds in ambient airDetermination of indoor air

2、pollutantsGas chromatographic determinationof organic compoundsPractical instructions for the determinationof the measurement uncertaintyVDI 2100Blatt 6 / Part 6Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5: Analysen- und Messverfahren IIVDI-RICHTLINIENZubez

3、iehen 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 wurde mit Ankn

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

5、man 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 . . . . . . . . . . . . . .

6、32 Normative Verweise . . . . . . . . . . . . . . 43 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.1 Begriffe der Statistik . . . . . . . . . . . . 43.2 Verteilungen. . . . . . . . . . . . . . . . . 53.3 Begriffe der Messtechnik . . . . . . . . . . 74 Formelzeichen und Abkrzungen . . . . . .

7、 . 125 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155.1 Allgemeine Grundlagen. . . . . . . . . . . 155.2 Grundlagen der Quantifizierung . . . . . . 165.3 Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . . . 206 Gaschromatografische Messung undErmittlung der Messunsicherheit . . . . . . . 226.1 Beschre

8、ibung des Verfahrens und Spezifizierung der Messgre . . . . . . . 226.2 Identifizierung der Unsicherheitsquellen . . 236.3 Quantifizierung der Unsicherheitsquellenund Aufstellen der Modellgleichung . . . . 296.4 Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . .

9、 . . . 32Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Normative Verweise . . . . . . . . . . . . . . 43 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 43.1 Statistical

10、terms and definitions . . . . . . 43.2 Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . 53.3 Terms and definitions in measurement technology . . . . . . . . . . 74 Symbols and abbreviations . . . . . . . . . . 125 Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . 155.1 General principles . . . . . . . . .

11、 . . . . 155.2 Basic principles of quantification . . . . . 165.3 Procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 Gas chromatographic measurement anddetermination of the measurementuncertainty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226.1 Description of the procedure and specification of the measuran

12、d . . . . . . . 226.2 Identification of the uncertainty sources . . 236.3 Quantification of the uncertainty sourcesand setting up of the model equation. . . . 296.4 Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Frhere Ausgabe: 11.08 Entwurf, deut

13、schFormer edition: 11/08Draft, in German onlyKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLFachbereich UmweltmesstechnikB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalte

14、n Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 2 VDI 2100 Blatt 6 / Part 6SeiteAnhang A Ausfhrungsbeispiele . . . . . . . . . 34A1 Allgemeines. . . . . . . . . . . . . . . . . 34A2 Thermodesorption, direkter Ansatz. . . . . 34A3 Lsemittelextraktion, indirekter Ansatz . . 46A4 Lsemittelextraktion

15、, direkter Ansatz . . . 56A5 Automatische Messeinrichtungen, Kombination von direktem und indirektemAnsatz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61A6 Ringversuche . . . . . . . . . . . . . . . . 70Anhang B Benennungsindex . . . . . . . . . . . 82Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16、83VorbemerkungDer 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 elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nut

17、zung 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 an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der aktuell verf

18、gbaren Bltter dieserRichtlinienreihe ist im Internet abrufbar unterwww.vdi.de/2100.EinleitungDie Messunsicherheit, mit der jeder Messwert behaf-tet ist, ist ein Ma fr die Qualitt eines Messergeb-nisses und einer Prfmethode.Hufig soll der Messwert mit einem Grenzwert ver-glichen werden. Liegt er sehr

19、 nahe an diesem Grenz-wert, ist das Risiko einer Falschbewertung hoch. Ge-rade in diesem Fall ist die Messunsicherheit die Vor-aussetzung zur Einschtzung dieses Risikos.Grundstzlich wird die erforderliche Messunsicher-heit durch die Messaufgabe vorgegeben. Messergeb-nisse mssen daher nicht so genau

20、wie mglich, son-dern so genau wie ntig sein. Ergibt beispielsweiseeine qualifizierte Schtzung eine Messunsicherheitdeutlich unter einer Anforderung, ist eine genauereErmittlung der Messunsicherheit nicht ntig. LiegtPageAnnex A Execution examples. . . . . . . . . . . 34A1 General . . . . . . . . . .

21、. . . . . . . . . 34A2 Thermal desorption, direct approach. . . . 34A3 Solvent extraction, indirect approach . . . 46A4 Solvent extraction, direct approach . . . . 56A5 Automatic measurement systems, combination of direct and indirect approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61A6 Round robin tes

22、ts. . . . . . . . . . . . . . 70Annex B Term index . . . . . . . . . . . . . . . 82Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Preliminary noteThe content of this guideline has been developed instrict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All righ

23、ts 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 infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditionsspecified i

24、n 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 atwww.vdi.de/2100.IntroductionThe measurement uncertainty that is inherent to eve

25、rymeasured value is a measure of the quality of a meas-urement result and of a test method.Often the measured value has to be compared with alimit value. If it is very close to this limit value, thereis a high risk of false evaluation. In this case particu-larly, the measurement uncertainty is a pre

26、requisitefor the estimation of this risk.In principle, the required measurement uncertaintydepends on the measurement task. Measurement re-sults do not, therefore, have to be as precise as possi-ble but as precise as necessary. If, for example, aqualified estimate results in a measurement uncer-tain

27、ty substantially lower than required, a more accu-rate determination of the measurement uncertainty isB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldo

28、rf 2010 VDI 2100 Blatt 6 / Part 6 3 dagegen der ermittelte Wert der Messunsicherheit inder Nhe des maximal erlaubten Werts, so ist die Er-mittlung der Messunsicherheit besonders sorgfltigdurchzufhren.Der Betrag der Messunsicherheit hngt von allenEinflussgren des gesamten Messverfahrens ab.Die Angabe

29、 von Schadstoffkonzentrationen in Lufterfordert daher in der Regel auch Angaben zur Mes-sunsicherheit. So gibt beispielsweise die EU in ihrenRichtlinien zur Luftqualitt (96/62/EG; 2000/69/EG)sogenannte Datenqualittsziele vor. Diese beinhaltenunter anderem maximale Messunsicherheiten, die imBereich d

30、er jeweiligen Grenzwerte nicht berschrit-ten werden drfen.Darber hinaus erfordert jede Validierung von Mess-verfahren die Ermittlung der Messunsicherheit. NachDIN EN ISO/IEC 17025 akkreditierte Laboratoriensind grundstzlich ebenfalls verpflichtet, die Messun-sicherheit der eingesetzten Verfahren zu

31、ermitteln.Einen allgemeinen Ansatz zur Erfassung und Berech-nung der Messunsicherheit gibt der Leitfaden zurAngabe der Unsicherheit beim Messen (DIN VENV 13005), aufgrund seines englischen TitelsGuide to the Expression of Uncertainty in Measure-ment“ kurz GUM genannt. Dort werden die mathe-matischen

32、 Zusammenhnge aufgezeigt und beschrie-ben.Der EURACHEM/CITAC-Leitfaden Ermittlung derMessunsicherheit bei analytischen Messungen“ 1enthlt ergnzende praktische Anleitungen fr analy-tische Messungen.1 AnwendungsbereichDiese Richtlinie gibt eine praktische Anleitung frAnwender, auf einfache Art und Wei

33、se die Messunsi-cherheit ihrer eingesetzten Analysenmethoden zu be-stimmen. Hierzu werden Untersuchungsmethodenaus den nachstehend aufgefhrten Blttern der Richt-linienreihe VDI 2100 verwendet:Blatt 2 Aktive Probenahme durch Anreicherungauf Aktivkohle; LsemittelextraktionBlatt 3 Aktive Probenahme dur

34、ch Anreicherungauf Sorbenzien; ThermodesorptionBlatt 5 Messen von leichtflchtigen Verbindungen,insbesondere Ozon-VorlufersubstanzenDieser Abschnitt impliziert, dass alle analytischenMethoden, die in dieser Richtlinie behandelt werden,in einem vollstndig dokumentierten Verfahren ein-gefhrt worden sin

35、d. Jeder allgemeine Bezug zu ana-lytischen Methoden setzt das Vorhandensein solchernot necessary. If, on the other hand, the determinedvalue of the measurement uncertainty is close to themaximum permitted value, the measurement uncer-tainty has to be determined with special care.The amount of the me

36、asurement uncertainty dependson all of the influencing factors of the overall meas-urement method.The determination of pollutant concentrations in airthus generally requires data on measurement un-certainty. In its air quality directives (96/62/EG;2000/69/EG) the EU specifies so-called data qualityt

37、argets. These contain, among other things, maxi-mum measurement uncertainties which may not beexceeded in the range of the respective limit values.In addition to this, every validation of measurementprocedures requires the determination of the meas-urement uncertainty. Laboratories accredited accord

38、-ing to DIN EN ISO/IEC 17025 are also obliged inprinciple to determine the measurement uncertaintyof the procedures used.DIN V ENV 13005, the “Guide to the expression ofuncertainty in measurement” (GUM) sets out a gen-eral approach for the identification and calculation ofmeasurement uncertainty. Th

39、e mathematical rela-tions are identified and described.The EURACHEM/CITAC Guide “Quantifying Un-certainty in Analytical Measurement” 1 containsfurther practical instructions for analytical measure-ments.1 ScopeThis guideline provides practical instructions for theusers to determine in a simple manne

40、r the measure-ment uncertainty of the analysis methods they are us-ing. Analysis methods from the following parts of theseries of guidelines VDI 2100 are used for this pur-pose:Part 2 Active sampling by accumulation on acti-vated charcoal; Solvent extractionPart 3 Active sampling by accumulation on

41、sorb-ents; Thermal desorptionPart 5 Determination of volatile compounds, espe-cially ozone precursorsThis section implies that all of the analytical methodsdealt with in this guideline have been introduced in afully documented procedure. Any general referenceto analytical methods requires that such

42、methods ex-ist. Strictly speaking, the measurement uncertaintyB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2010 4 VDI 2100 Blatt 6 / Part 6V

43、erfahren voraus. Streng genommen kann die Mess-unsicherheit nur auf die Ergebnisse eines solchenVerfahrens bezogen werden und nicht auf ein verall-gemeinertes Messverfahren.Die in Anhang A beschriebenen Messunsicherheitenwurden von entsprechend qualifizierten Prfeinrich-tungen ermittelt. Sie drfen o

44、hne eigene Verifizie-rung bzw. Validierung nicht einfach bernommenwerden.2 Normative Verweise /Normative referencesDie folgenden zitierten Dokumente sind fr die An-wendung dieser Richtlinie erforderlich: / The following referenced documents are indispensa-ble for the application of this guideline:DI

45、N EN ISO 20988:2007-08 Luftbeschaffenheit;Leitfaden zur Bestimmung der Messunsicherheit (Airquality; Guidelines for estimating measurement un-certainty)DIN V ENV 13005:1999-06 Leitfaden zur Angabeder Unsicherheit beim Messen (Guide to the expres-sion of uncertainty in measurement)VDI 2449 Blatt 3:20

46、01-04 Prfkriterien von Mess-verfahren; Allgemeine Methode zur Ermittlung derMessunsicherheit kalibrierfhiger Messverfahren(Measurement methods test criteria; General methodfor the determination of the uncertainty of calibrata-ble measurement methods)3 BegriffeFr die Anwendung dieser Richtlinie gelte

47、n die Be-griffe aus DIN EN ISO 20988, DIN ISO 5725-1,DIN V ENV 13005, DIN ISO 3534-1, VIM und diefolgenden Begriffe:Anmerkung: Eine alphabetische bersicht aller aufgefhrten Be-griffe zeigt der Benennungsindex in Anhang B.3.1 Begriffe der StatistikArithmetischer MittelwertDie Summe der Werte, dividie

48、rt durch die Anzahl derWerte:(1)FreiheitsgradeGanz allgemein die Anzahl der Glieder einer Summeabzglich der Anzahl der Nebenbedingungen, die frdie Glieder dieser Summe gelten.Relative Standardabweichung (RSD)Ein Schtzwert fr die Standardabweichung einerGesamtheit aus einer Probe von n Ergebnissen ge

49、teiltxxii 1=nn-=can only be related to the results of such a procedureand not to a generalized measurement procedure.The measurement uncertainties described in Annex Awere determined by correspondingly qualified test fa-cilities. They may not be used without any own veri-fication or validation.3 Terms and definitionsFor the purposes of this guideline, the terms and def-initions from DIN EN ISO 20988, DIN ISO 5725-1,DIN V ENV 13005, DIN ISO 3534-1, VIM and thefollowing terms a