VDI 3862 Blatt 6-2004 Gaseous emission measurement - Measurement of formaldehyde by the acetylacetone method.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMessen gasfrmiger EmissionenMessen von Formaldehyd nach demAcetylaceton-VerfahrenGaseous emission measurementMeasurement of formaldehyde by theacetylacetone methodVDI 3862Blatt 6 / Part 6Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DI

2、N Normenausschuss KRdLAusschuss EmissionsmessverfahrenArbeitsgruppe Messen von Aldehyden und PhenolenVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieur

3、e, Dsseldorf 2004Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbin

4、dlich.ICS 13.040.20Februar 2004February 2004The draft of this guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German version of this guideline shall be taken asauthoritativ

5、e.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 52 Grundlage des Verfahrens . . . . . . . . . . . 53 Gerte und Chemikalien . . . . . . . . . . . . 63.1 Gerte fr die Probenahme

6、. . . . . . . . . 63.2 Gerte fr die Analyse. . . . . . . . . . . . 63.3 Chemikalien . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Aufbau der Probenahmeeinrichtung . . . . . 75 Durchfhren der Messung . . . . . . . . . . . 85.1 Probenahme . . . . . . . . . . . . . . . . . 85.2 Probenaufbereitung und analytisch

7、e Bestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Kalibrierfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . 96.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 96.2 Formaldehyd-Stammlsung I . . . . . . . . 96.3 Formaldehyd-Stammlsung II. . . . . . . . 106.4 Bestimmen der Kalibrierfunktion . . . . . . 107 Aus

8、wertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117.1 Berechnen der absorbierten Formaldehyd-masse in den Gaswaschflaschen. . . . . . . 117.2 Berechnen der Formaldehydkonzentration im Abgas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Verfahrenskenngren . . . . . . . . . . . . . 128.1 Nachweisgrenzen . .

9、 . . . . . . . . . . . . 128.2 Wiederholstandardabweichung . . . . . . . 128.3 Standardabweichungen aus Doppel-bestimmungen . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Querempfindlichkeiten . . . . . . . . . . . . 1310 Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . 14Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . .

10、. . . . . . . 15Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Field of application. . . . . . . . . . . . . . . . 52 Principle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Apparatus and reagents. . . . . . . . . . . .

11、 . 63.1 Sampling apparatus. . . . . . . . . . . . . . 63.2 Analytical apparatus . . . . . . . . . . . . . 63.3 Reagents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Sampling set-up . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Measurement procedure . . . . . . . . . . . . 85.1 Sampling . . . . . . . . . . . . .

12、. . . . . . 85.2 Sample preparation and analytical determination . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Calibration function . . . . . . . . . . . . . . . 96.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96.2 Formaldehyde stock solution I . . . . . . . . 96.3 Formaldehyde-stock solution II . . . .

13、 . . . 106.4 Determination of the calibration function . . 107 Evaluation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117.1 Calculation of the mass of formaldehydeabsorbed in the gas wash bottles . . . . . . . 117.2 Calculation of the formaldehydeconcentration in the exhaust gas . . . . . . . 118 Metho

14、d performance data . . . . . . . . . . . . 128.1 Limits of detection . . . . . . . . . . . . . . 128.2 Repeatability standard deviation . . . . . . . 128.3 Standard deviations from duplicate determinations . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Cross-sensitivities . . . . . . . . . . . . . . . 1310 Qua

15、lity assurance . . . . . . . . . . . . . . . 14Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Frhere Ausgabe: 11.02 Entwurf,deutschFormer edition: 11/02 draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure,

16、 Dsseldorf 2004 2 VDI 3862 Blatt 6 / Part 6VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der 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

17、Stand der Technik bzw. den Stand derWissenschaft in der Bundesrepublik Deutschlandund dienen 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 techni

18、sche Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in dieinternationale technische Regelsetzung bei ISO(Internationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; V

19、erfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene messtechni-sche Anleitungen; UmweltschutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbr

20、eitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen;mikro- und mesoskalige Windfeldmodelle; Wech-selwirkung zwischen Atmosphre und Oberfl-chen; meteorologische Messungen; angewandteKlimatologie; Lufthygienekarten; human-bio-meteorologische Bewertung von Klima und Luft-hygi

21、ene; bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung und Wirkung mikrobieller Luftver-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFach

22、bereich IVUmweltmesstechnik“Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partikel;optische Fernmessverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur Herstellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Mess-gert

23、e; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-Preliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI and DIN Standards 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 environ

24、mentalprotection. These describe the state of the art in sci-ence and technology in the Federal Republic of Ger-many and serve 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

25、 German point ofview in the establishment of technical rules on theEuropean level by CEN (European Committee forStandardization) and on the international level byISO (International Organization for Standardization).The following topics are dealt with in four subdivi-sions: Subdivision I ”Environment

26、al Protection Techniques“Integrated pollution prevention and control for in-stallations; procedures and installations for emis-sion control; overall consideration of measures foremission control with consideration given to theair, water and soil; emission limits for dusts andgases; plant-related mea

27、surement instructions; en-vironmental industrial cost accountingSubdivision II ”Environmental Meteorology“Dispersion of pollutants in the atmosphere; emis-sions from accidental releases; micro- and meso-scale wind field models; interaction between theatmosphere and surfaces; meteorological measure-m

28、ents; applied climatology; air pollution maps;human-biometeorological evaluation of climateand air hygiene; transfer of meteorological dataSubdivision III ”Environmental Quality“Effects of air pollutants on man, farm animals, veg-etation, soil, materials, and the atmosphere; meth-ods for the measure

29、ment and evaluation of effects;determination of microbial air pollutants and theireffects; olfactometry; environmental simulation Subdivision IV”Environmental Measurement Techniques“Techniques for emission and ambient air measure-ments of inorganic and organic gases as well asparticulate matter; opt

30、ical open-path measurementmethods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air pollutants; procedures forestablishing reference material; test procedures formeasurement devices; validation procedures;B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vor

31、behalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2004 VDI 3862 Blatt 6 / Part 6 3 werteverfahren; QualittssicherungDie Richtlinien und Normen werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desanzeiger und in der Fachpresse erhalten alle inte-ressierten Kreise die Mglichkeit, sich an

32、 einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dassunterschiedliche Meinungen vor Verffentlichung derendgltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in den sechs Bn-den des VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luftzusammeng

33、efasst.EinleitungAldehyde und Ketone stellen Verbindungsklassenteiloxidierter, organischer Substanzen dar, die aufGrund der reaktiven funktionellen Gruppe, der Car-bonylgruppe, mehr oder minder schnell zu Folgepro-dukten reagieren.Kurzkettige Aldehyde und Ketone entstehen bei derunvollstndigen Verbr

34、ennung von Kohlenwasserstof-fen oder Alkoholen, wie z.B. in Feuerungsanlagenoder in Otto- bzw. Dieselmotoren. Die Reaktivitt derAldehyde, besonders des Einfachsten, des Formalde-hyds (Methanal), wird grotechnisch bei der Syn-these einiger Kunststoffe genutzt. Die Polymerisationerfolgt jedoch nicht q

35、uantitativ, so dass bei der Hr-tungsphase Formaldehyd entweichen kann.Aldehyde und Ketone stellen bei der Bildung desSommersmogs wesentliche Ozonvorlufersubstan-zen und Zwischenprodukte dar. So gehren z.B.Peroxi- und Hydroperoxiradikale, die in Kettenreak-tionsystemen zu hohen Konzentrationen an Pho

36、to-oxidanzien, insbesondere von Ozon, fhren knnen,zu den Folgeprodukten des photochemischen Ab-baues der Aldehyde 1.Aldehyde wirken sowohl direkt als auch ber ihre Re-aktionsprodukte schdigend auf die Gesundheit 2.Formaldehyd zeichnet sich durch stechenden Geruchaus; selbst bei sehr geringen Konzent

37、rationen reizt erdie Schleimhute von Nase, Augen und Atemwegen.Fr Formaldehyd existiert ein Grenzwert fr die Luftam Arbeitsplatz (TRGS 900) G1 und von der WHOwird ein Luftqualittsleitwert 3 angegeben. Formal-dehyd wird als Stoff mit krebsverdchtiger Wirkungeingestuft (MAK-Liste III, Kategorie 4) 4 u

38、nd dasdamalige Bundesgesundheitsamt hat 1977 fr dieFormaldehydkonzentration in der Luft von Innenru-men einen Richtwert empfohlen 5 bis 7. Nach derErsten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Bun-des-Immissionsschutzgesetz (TA Luft) G2 ist dieEmission von Formaldehyd limitiert.measurement planning;

39、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 procedure. Thispr

40、ocedure 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.IntroductionAldehydes and ketones are a class of partially oxi-dized organic c

41、ompounds which, owing to the reac-tive functional group, the carbonyl group, react moreor less rapidly to form secondary products.Short-chain aldehydes and ketones are formed in theincomplete combustion of hydrocarbons or alcohols,for example in fired plants, or in internal combustionor diesel engin

42、es. The reactivity of aldehydes, partic-ularly the simplest, formaldehyde (methanal), is usedindustrially in the synthesis of some plastics. How-ever, polymerization is not quantitative, so that for-maldehyde can escape during the curing phase. Aldehydes and ketones are important ozone precur-sors a

43、nd intermediates in the formation of ”summersmog“. Thus, for example, peroxy and hydroperoxyfree radicals which can lead to high concentrations ofphoto oxidants, in particular ozone, in chain-reactionsystems, are included in the secondary products ofthe photochemical breakdown of aldehydes 1.Aldehyd

44、es are hazardous to health, not only directly,but also via their reaction products 2. Formaldehydeis distinguished by a pungent aroma; even at very lowconcentrations it irritates the mucous membranes ofthe nose, eyes and respiratory pathways. For formal-dehyde there is a limiting value for air in th

45、e workplace (TRGS 900) G1 and the WHO specifies an airquality guideline 3. Formaldehyde is classified as asubstance suspected to cause cancer (MAC List III,Category 4) 4 and the former German FederalHealth Agency, in 1977, recommended a guidelinefor formaldehyde concentration in indoor air 5 to 7.Th

46、e emission of formaldehyde is limited under theFirst General Administrative Provisions to the Ger-man Federal Air Pollution Prevention Act (TA Luft)G2.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2004 4 VDI 3862 Blatt

47、6 / Part 6Die Richtlinie VDI 3862 Blatt 1 T1 gibt Anleitun-gen zum Messen der kurzkettigen aliphatischen Al-dehyde nach dem MBTH-Verfahren (3-Methyl-2-benzothiazolinonhydrazon). Die Aldehyde werden inSumme bestimmt. Die Ansprechempfindlichkeit desMBTH gegenber den einzelnen Aldehyden ist un-terschie

48、dlich.In den Richtlinien VDI 3862 Blatt 2 T2 und Blatt 3T3 werden Verfahren vorgestellt, die es ermg-lichen, aliphatische und aromatische Aldehyde undKetone als Einzelkomponenten zu erfassen. Die Sub-stanzen werden mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin inGaswaschflaschen bzw. in Kartuschen zu den ent-sprech

49、enden Hydrazonen umgesetzt und als Einzel-komponenten quantifiziert. Die Absorptions- bzw.Eluatlsung wird mittels Hochleistungsflssigchro-matographie (HPLC) analysiert.In der Richtlinie VDI 3862 Blatt 4 T4 wird eineFormaldehyd-Bestimmungsmethode nach demAHMT-Verfahren beschrieben. Die Umsetzung vonFormaldehyd erfolgt nicht wie bei den anderen be-kannten Verfahren im sauren, sondern im alkalischenMedium. Dies bietet bei Messungen, die im sa