VDI 3957 Blatt 10-2004 Biological measuring techniques for the determination and evaluation of effects of air pollutants on plants (bioindication) - Source-related measurements of .pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREBioglogische Messverfahren zur Ermittlung und Beurteilung der Wirkung von Luftverunreinigungen auf Pflanzen (Bioindikation)Emittentenbezogener Einsatz pflanzlicher BioindikatorenBiological measuring techniques for the determination and evaluation of effects of air pollutant

2、s on plants (bioindication)Source-related measurements of ambient air qualityusing bioindicators VDI 3957Blatt 10 / Part 10Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLArbeitsgruppe Wirkungen von Luftverunreinigunen auf Hhere Pflanzen (

3、Bioindikation)VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1aVDI-Handbuch Biotechnologie, Band 2VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2004Vervielfltigung auchfr innerbetrie

4、bliche 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 verbindlich.ICS 13.040.20Dezember 2004December 2004The dr

5、aft 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 asauthoritative.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Zielsetzungen des emittentenbezogenenEinsatzes pflanzlicher Bioindikatoren . . . . 42 Auswahl des Verfahrens . . . . . . . . . . . . 53 Messplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.1 Messstrategie. . . . . . . . . . .

7、 . . . . . 63.2 Referenzwerte . . . . . . . . . . . . . . . . 114 Manahmen zur Qualittssicherung . . . . . 114.1 Kontrolle der Qualitt der eingesetztenBioindikatoren . . . . . . . . . . . . . . . . 114.2 Versuchsplanung und Aussagesicherheit . . 124.3 Anforderungen an die Messpunkte . . . . . 12 4.

8、4 Probenbehandlung und Analytik . . . . . . 134.5 Umgang mit Messwerten beiAkkumulationsindikatoren . . . . . . . . . 135 Auswertung und Bewertung . . . . . . . . . . 135.1 Ursachenanalyse . . . . . . . . . . . . . . . 135.2 Bewertung hinsichtlich einer Gefhrdung . 14Schrifttum . . . . . . . . . . .

9、 . . . . . . . . . . . 15Anhang A Zuordnung der Verfahren und Anlagentypen nach Artikelgesetzzur UVP. . . . . . . . . . . . . . . . 18Anhang B Fallstudien . . . . . . . . . . . . . . 30Anhang C Kennbltter . . . . . . . . . . . . . . 35Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10、 . 2Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Objectives of the source-related use of bioindicator plants . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Method selection . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Measurement planning . . . . . . . . . . . . . 63.1 Measurement strategy . . . . . . . .

11、 . . . . 63.2 Reference values . . . . . . . . . . . . . . . 114 Measures for quality assurance . . . . . . . . 114.1 Quality control of thebioindicators used . . . . . . . . . . . . . . 114.2 Planning the tests and statistical reliability. . 124.3 Requirements of the monitoring sites . . . . 124.4

12、Handling and analysis of samples . . . . . . 134.5 Handling of measurement values fromaccumulating indicators . . . . . . . . . . . 135 Evaluation and assessment. . . . . . . . . . . 135.1 Analysis of causes . . . . . . . . . . . . . . 135.2 Risk assessment. . . . . . . . . . . . . . . . 14Bibliogra

13、phy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Annex A Assignment of the methods and types of installations accordingto the Amendment of the EIA. . . . . 18Annex B Examples . . . . . . . . . . . . . . . 30Annex C Information sheets . . . . . . . . . . . 35Frhere Ausgabe: 11.02, Entwurf,deutschForme

14、r edition: 11/02 draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2004 2 VDI 3957 Blatt 10 / Part 10VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI undDIN Normenausschuss KRdL erarbeiten Fach

15、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 dienen als Entscheidungshilfen bei der Erarbei-tung und An

16、wendung 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 dieinternationale technische Regelsetzung bei ISO(Internationale Organisation f

17、r Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasse

18、r und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene messtechni-sche Anleitungen; UmweltschutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen;mikro- und mesoskalige Windfeldmodelle; Wech-selwirkung zwischen

19、Atmosphre und Oberfl-chen; meteorologische Messungen; angewandteKlimatologie; Lufthygienekarten; human-bio-meteorologische Bewertung von Klima und Luft-hygiene; bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe

20、 und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung und Wirkung mikrobieller Luftver-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFachbereich IVUmweltmesstechnik“Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partikel;optische Fernmessverfahr

21、en; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur Herstellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Mess-gerte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; QualittssicherungPreliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI

22、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 environmentalprotection. These describe the state of the art in sci-ence and technology in the Federal Republic of Ger

23、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 German point ofview in the establishment of technical rules on theEuropean level by CEN (European Committee fo

24、rStandardization) 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 install

25、ations 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 measurement instructions; en-vironmental industrial cost accountingSubdivision II ”Environmental Meteorology“Dispe

26、rsion of pollutants 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; tra

27、nsfer 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 measurement and evaluation of effects;determination of microbial air pollutants and theireffects; olfactometry; enviro

28、nmental 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 soil air pollutants; pro

29、cedures forestablishing reference material; test procedures formeasurement devices; validation procedures;measurement planning; evaluation methods; qual-ity assuranceB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 200

30、4 VDI 3957 Blatt 10 / Part 10 3 Die 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 einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird si

31、chergestellt, 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 Luftzusammengefasst.EinleitungDie Wirkungen von Luftverunreinigungen knnenmit Hilfe von Lebewes

32、en, so genannte Bioindikato-ren, erfasst und bewertet werden. Die dazu erforder-lichen biologischen Messverfahren sind in VDI-Richtlinien zur Bioindikation standardisiert (u.a.Richtlinienreihe VDI 3957). Eine Kontrolle der Luft-verunreinigungen basiert heute auf Emissions-, Im-missions- und Wirkungs

33、untersuchungen. Die we-sentlichen Grundlagen zu diesen Wirkungsuntersu-chungen sind in der Richtlinie VDI 3957 Blatt 1 be-schrieben. Zum Verstndnis der hier beschriebenenMessstrategien ist die Kenntnis des Inhalts dieserRichtlinie erforderlich.Die Richtlinie zum emittentenbezogenen Einsatzpflanzlich

34、er Bioindikatoren orientiert sich an einerentsprechenden Empfehlung des ArbeitskreisesBioindikation/Wirkungsermittlung“ der Landesan-stalten und -mter fr Umweltschutz 2.Wirkungsmessungen mit pflanzlichen Bioindikato-ren finden Einsatz im Rahmen des UVPG sowie derzentralen Forderung des Bundes-Immiss

35、ionsschutz-gesetzes, Menschen, Tiere und Pflanzen, den Boden,das Wasser, die Atmosphre sowie Kultur- und sons-tige Sachgter vor schdlichen Umwelteinwirkungenzu schtzen und dem Entstehen schdlicher Umwelt-einwirkungen vorzubeugen ( 1 BImSchG).Messungen mit Bioindikatoren knnen auch zur Be-weissicheru

36、ng im Zusammenhang mit dem Umwelt-haftungsgesetz verwendet werden. Sie liefern zudemAussagen ber die Notwendigkeit von Manahmen,die der Erhaltung der Biodiversitt dienen. Danebensind Messungen mit Bioindikatoren ein wichtigerAspekt der Umweltbeobachtung des Bundes und derLnder ( 12 BNatSchG) und eig

37、nen sich im Rahmender Weiterentwicklung von Umweltindikatoren aufEuropischer Ebene 5.The 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 topartici

38、pate in an official 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.IntroductionThe effects of air

39、pollutants can be determined andevaluated by means of living organisms, the so-calledbioindicators. The necessary biological measurementprocedures are standardised as VDI guidelines (e.g.guideline series VDI 3957). Monitoring air pollutionis based on the investigation of emissions, ambient airpollut

40、ion and effects. The basic principles of biolog-ical monitoring of effects are described in guidelineVDI 3957 Part 1. Knowledge of the contents of thisguideline is prerequisite for understanding the proce-dures described here. The guideline of the emission source-related use ofplants as bioindicator

41、s follows the recommendationof the working group ”Bioindicator Methods Iden-tifying Effects“ of the state agencies for environmentprotection 2.Plants as Bioindicators are used in monitoringprojects in relation to the Environmental Impact As-sessment Act (UVPG) and the Federal Air PollutionControl La

42、w (Bundes-ImmissionsschutzgesetzBImSchG) the purpose of which is to protect humans,animals and plants, soil, water, atmosphere as well ascultural and other objects from harmful environmen-tal influences and to prevent the development ofharmful environmental influences (Article 1 ofBImSchG). The use

43、of bioindicators can provide evidence incases in which the Environmental Liability Act(Umwelthaftungsgesetz) applies. Results of biomon-itoring studies can be used to decide if measures tomaintain biodiversity are necessary or not. Studies ofair pollution effects with bioindicator plants are animpor

44、tant component of environmental monitoringby federal and state authorities (Article 12 of the Fed-eral Nature Conservation Act, BNatSchG) and theycontribute to the development of environmental mon-itoring by bioindicators on European level 5.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Sta

45、nd 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2004 4 VDI 3957 Blatt 10 / Part 10Mit Wirkungen auf Organismen muss immer gerech-net werden, wenn Stoffe in ein kosystem eingefhrtwerden. Im Sinne der Sicherung einer nachhaltig um-weltschonenden Entwicklung sind Wirkungsmessun-gen

46、 daher auch dann sinnvoll, wenn die fr eine An-lage geltenden Emissionsgrenzwerte eingehaltenwerden.Luftverunreinigungen ben einen Reiz auf Lebewe-sen aus, durch den im betroffenen Organismus Reak-tionen ausgelst werden, die zu vielfltigen Vernde-rungen fhren knnen. Die Wirkungen knnen sichsowohl in

47、 der Anreicherung von Luftverunreinigun-gen (Akkumulationsindikatoren) uern als auch zuVernderungen im ueren Erscheinungsbild fhren(Reaktionsindikatoren).Systematische Untersuchungen mit Bioindikatorenerlauben es, die Wirkungssituation festzustellen undauf das Ausma der Immissionsbelastung zu schlie

48、en. Bei entsprechender Anordnung der Messpunktekann festgestellt werden, ob einzelne EmittentenWirkungen auf die Umwelt haben, welcher Art dieseWirkungen sind und wie diese zu bewerten sind. Bi-ologische Messverfahren mit pflanzlichen Bioindika-toren werden daher seit langem erfolgreich zur Um-gebu

49、ngsberwachung von Emittenten eingesetzt 7;8; 9; 12; 14; 15; 22; 25; 26; 27; 29; 31; 33; 36; 39; 41;42. Fallbeispiele sind in Anhang B zusammenge-stellt.Das biologische Emissionsmonitoring 21 ist nichtBestandteil dieser Richtlinie.1 Zielsetzungen des emittentenbezogenen Einsatzes pflanzlicher BioindikatorenDer emittentenbezogene Einsatz von Bioindikatorenkann folgende Fragen klren 2; 11:Kommt es im Umfeld eines Emittenten zu Immis-sionswirkunge