VDI 4251 Blatt 2-2015 Measurement of airborne microorganisms and viruses in ambient air - Determination of area-specific background concentrations.pdf

1、ICS 13.040.20 VDI-RICHTLINIEN August 2015 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Erfassen luftgetragener Mikroorganismen und Viren in der Auenluft Ermittlung gebietstypischer Hintergrundkonzentrationen Measurement of airborne microorganisms and viruses in ambient air Determination of area-specific background c

2、oncentrations VDI 4251 Blatt 2 / Part 2 Ausg. deutsch/englisch Issue German/English Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen. Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The draft of this standard has been sub

3、ject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette). The German version of this standard shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL Fachbereich

4、 Umweltmesstechnik VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 1a: Maximale Immissions-Werte VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 4: Analysen- und Messverfahren I Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction even for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:07.14Entwu

5、rf,deutschFormeredition:07/14Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/ All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2015Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsbereich . 3 2 Begriffe 5 3 Strategie un

6、d Ziel der Bestimmung der Hintergrundkonzentration bei geplanten Anlagenstandorten . 6 4 Vorwissen 7 5 Messplanung . 7 5.1 Messgebiet und Messorte . 8 5.2 Messparameter, Messzeitraum, Hufigkeit der Messungen und Probenahmedauer . 10 6 Meteorologische Bedingungen 11 7 Auswertung . 12 8 Dokumentation

7、14 Schrifttum 15 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 3 2 Terms and definitions 5 3 Strategy and aim of the determination of the background concentration at planned plant locations 6 4 Background information 7 5 Measurement planning . 7 5.1 Measurement area and sampling locations . 8 5.2 Me

8、asurement parameters, measurement period, sampling frequency, and sampling duration 10 6 Meteorological conditions . 11 7 Evaluation . 12 8 Documentation 14 Bibliography 15 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF86D9NormCD - Stand 2015-08 2 VDI 4251 Blatt 2 / Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein

9、 Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugswei

10、se oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Li-zenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt habe

11、n, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/4251. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000. All rights are r

12、eserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions (www.vdi.de/ri

13、chtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. A catalogue of all available parts of this series of standard standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/4251. Einleitung Die Ermittlung und Bewertung der Emissionen

14、und Immissionen von Partikeln und gasfrmigen Stof-fen sind im Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) und seinen Verordnungen sowie in der TA Luft geregelt. Ziel dieser Regelungen ist es, Menschen, Tiere und Pflanzen, den Boden, das Wasser, die Atmosphre sowie Kultur- und sonsti-ge Sachgter vor schd

15、lichen Umwelteinwirkun-gen zu schtzen und dem Entstehen schdlicher Umwelteinwirkungen vorzubeugen. Die gesetzlichen Vorgaben zur Begrenzung mikro-bieller Emissionen sind bislang nur allgemein for-muliert. So schreibt die TA Luft fr bestimmte Anlagen vor: Die Mglichkeiten, die Emissionen an Keimen un

16、d Endotoxinen durch dem Stand der Technik entsprechende Manahmen zu vermin-dern, sind zu prfen“. Ergnzend wurden zahlreiche technische Regeln im Arbeitsschutz (Technische Regeln fr Biologi-sche Arbeitsstoffe TRBA) und Umweltschutz erstellt. Weiterfhrende Informationen finden sich in der Schriftenrei

17、he der Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) Band 30 1, Band 35 2, Band 39 3, Band 44 4 und Band 48 5. Der Themenbereich Bioaerosole und biologische Agenzien“ ist aufgrund seiner Komplexitt in meh-rere Richtlinienreihen unterteilt. Die Richtlinienreihe VDI 4250 beschreibt die Wir-kung mikrobieller

18、Luftverunreinigungen auf den Menschen. Introduction The measurement and assessment of particles and gaseous chemical compounds in emissions and am-bient air is regulated by the German Federal Immis-sion Control Act (BImSchG) and the associated implementing ordinances including the Technical Instruct

19、ions on Air Quality Control (TA Luft). The purpose of these regulations is to protect humans, animals and plants, soil, water, the atmosphere as well as cultural objects and other material goods from harmful effects on the environment and to prevent the occurrence of any such harmful effects on the

20、environment. The legal requirements for the limitation of micro-bial emissions have so far not been detailed and are of a general nature only. The TA Luft specifies for certain facilities: “The possibilities to reduce emis-sions of germs and endotoxins by state of the art techniques shall be examine

21、d”. Additionally numerous technical rules have been established in the field of occupational health and safety (Technical Rules for Biological Agents TRBA) and environmental protection. Further information can be obtained from the publication series by the Commission on Air Pollution Preven-tion (KR

22、dL) Volume 30 1, Volume 35 2, Vol-ume 39 3, Volume 44 4 and Volume 48 5. The subject area “bioaerosols and biological agents” is divided into several series of standards due to its complexity. The series of standards VDI 4250 describes the impact of microbial air pollutants on humans. B55EB1B3E14C22

23、109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF86D9NormCD - Stand 2015-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 VDI 4251 Blatt 2 / Part 2 3 Die Richtlinienreihe VDI 4251 legt die Bedingun-gen fest, die bei der Planung von Immissionsmes-sungen mikrobieller Luftverunreinigungen und bei der

24、Ausbreitungsmodellierung bercksichtigt wer-den mssen. In der Richtlinienreihe VDI 4252 werden die ver-schiedenen Verfahren zur Probenahme von Bioae-rosolen beschrieben und die Anforderungen an die Durchfhrung der Immissionsmessungen festge-legt. Die Richtlinienreihe VDI 4253 legt die Bedingun-gen fr

25、 die Anzucht und Detektion von Mikroor-ganismen sowie fr die Analyse von Viren fest und baut auf der in VDI 4252 und VDI 4257 beschrie-benen Probenahme auf. Die Richtlinienreihe VDI 4254 ist in Vorbereitung und wird sich mit der Analyse von gasfrmigen Luftverunreinigungen mikrobieller Herkunft wie M

26、VOC (microbial volatile organic compounds”), Endotoxinen, Mykotoxinen und Glucanen beschf-tigen. Die Richtlinienreihe VDI 4255 stellt die unter-schiedlichen Quellen mikrobieller Luftverunreini-gungen dar, beschreibt Verfahren zur Minderung dieser Emissionen und legt Konventionswerte fr Emissionsfakt

27、oren fr ausgewhlte Mikroorganis-men fest. In der Richtlinienreihe VDI 4256 werden die statis-tischen Kenngren, die fr die Beschreibung und Vergleichbarkeit der Verfahren notwendig sind, festgelegt. Die Richtlinienreihe VDI 4257 beschreibt die Pla-nung, die Durchfhrung und die verschiedenen Verfahren

28、 der Emissionsmessung von mikrobiellen Luftverunreinigungen. Die Richtlinienreihe VDI 4258 beschreibt die Her-stellung von Prfbioaerosolen zur Validierung von Messverfahren. Eine bersicht der aktuellen Richtlinien zum Thema Bioaerosole und biologische Agenzien“ ist im Internet unter www.vdi.de/bioae

29、rosole abrufbar. The series of standards VDI 4251 defines the con-ditions to be taken into account in ambient air measurement planning and dispersion modelling for microbial air pollutants. In series of standards VDI 4252, different bioaero-sol sampling methods are described and the re-quirements fo

30、r the realization of the ambient air measurement are laid down. The series of standards VDI 4253 lays down the conditions for cultivation and detection of micro-organisms as well as for the analysis of viruses and is based on the sampling method described in VDI 4252 and VDI 4257. The series of stan

31、dards VDI 4254 will deal with the analysis of gaseous air pollutants, cell wall components and metabolites of microbial origin such as microbial volatile organic compound (MVOC), endotoxins, mycotoxins and glucanes. The series of standards VDI 4255 presents the different emission sources of microbia

32、l air pollu-tants, describes methods for reduction of such emissions and lays down conventional values for emission factors of selected microorganisms. The series of standards VDI 4256 defines the sta-tistical characteristics required for the description and comparability of the methods. The series

33、of standards VDI 4257 describes the planning, the procedure and the different methods for emission measurements of microbial air pollu-tants. The series of standards VDI 4258 describes the preparation of test bioaerosols for validation of measurement methods. An overview of the current standards on

34、the subject area “bioaerosols and biological agents” is obtain-able on the Internet at www.vdi.de/bioaerosole. 1 Anwendungsbereich Fr die Beurteilung eines mglichen Anlagenein-flusses durch Bioaerosole ist die Kenntnis der Hin-tergrundkonzentration von Bedeutung. Die hier beschriebene Messstrategie

35、dient zur Ermittlung einer Hintergrundkonzentration von Bioaerosolen. Der hier beschriebene Aufwand fr die Hinter-grundkonzentrationsermittlung ist notwendig, um eine statistisch ausreichend abgesicherte Bestim-mung unter Bercksichtigung der vielfltigen Ein-flussfaktoren zu ermglichen. Eine Reduktio

36、n des 1 Scope For the assessment of the possible impact of a plant due to bioaerosols, knowledge of the back-ground concentration is important. The measure-ment strategy described here is used for determin-ing the background concentration of bioaerosols. The effort described here for the determinati

37、on of the background concentration is important in order to permit a sufficiently statistically sound determi-nation in consideration of the various influencing factors. It is in principle possible to reduce the B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF86D9NormCD - Stand 2015-08 4 VDI 4251 Blatt 2

38、/ Part 2 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Messaufwands ist prinzipiell mglich, fhrt jedoch zu einer deutlich erhhten Unsicherheit. Die Aufgabe der Messplanung besteht darin, ein vorgegebenes Messproblem zu analysieren. Daraus sind Anforderungen an die Organisa

39、tion, die Mess-technik, die Messstrategie, die Auswertung, die Qualittssicherung und die Berichterstattung zu stellen. Die beschriebenen Anforderungen ermglichen die Planung von Messungen zur Bestimmung der Hin-tergrundkonzentration von Bioaerosolen in der Art, dass eine vorgelegte Aufgabenstellung

40、mit hinrei-chender Aussagekraft und mit vertretbarem Auf-wand bearbeitet werden kann. Damit wird erreicht, dass die gewonnenen Ergebnisse hinsichtlich ihrer Reprsentativitt den festgelegten Anforderungen entsprechen und damit eine grtmgliche Ver-gleichbarkeit der Ergebnisse gewhrleistet ist. Anlagen

41、beeinflusste Bioaerosolkonzentrationen knnen durch Immissionsmessungen auf der Grundlage des Fahnenmodells (VDI 4251 Blatt 1) bestimmt werden. Durch zeitgleiche Ermittlung der anlagenbezogenen Hintergrundkonzentration (Luv-Lee-Messung) knnen dann die ermittelten Kon-zentrationen vergleichend bewerte

42、t werden. Bei Anlagenplanungen lassen sich die Bioaerosol-konzentrationen durch Ausbreitungsrechnungen gem VDI 4251 Blatt 3 bestimmen. Eine Bewer-tung der Bioaerosolkonzentrationen an einzelnen Beurteilungspunkten erfolgt dann auf der Grund-lage des umweltmedizinischen Prfschemas (VDI 4250 Blatt 1)

43、anhand der Bewertungskrite-rien Hintergrundwert“, Aufmerksamkeitswert“ oder Bestimmungsgrenze“. Whrend Aufmerk-samkeitswert und Bestimmungsgrenze fr einige Messparameter bereits festliegen, sind fr die Er-mittlung des Hintergrundwerts reprsentative Mes-sungen von Hintergrundkonzentrationen durchzu-f

44、hren und durch geeignete statistische Parameter zu kennzeichnen. Die Schwierigkeit der Ermittlung der Hintergrund-konzentrationen der Summenparameter Gesamt-pilzzahl“ und Gesamtbakterienzahl“ liegt in der natrlichen Schwankungsbreite der Konzentratio-nen. Diese knnen, z. B. in Abhngigkeit der Jah-re

45、szeit oder des Standorts, ber mehrere Zehnerpo-tenzen variieren. Messungen erfordern grundstzlich zur Vergleich-barkeit von Ergebnissen eine einheitliche Planung, Messtechnik, Auswertung und Qualittssicherung. Diese Richtlinie legt Rahmenbedingungen in der Messplanung zur Erfassung der Hintergrundko

46、n-zentration fest, die zu plausiblen und validen Mess-ergebnissen fhren, um so eine sachgerechte Be-sampling effort, but this results in a much higher uncertainty. The task of measurement planning involves analys-ing a given measurement problem. This results in organisational requirements as well as

47、 those relat-ing to measurement techniques, measurement strategy, evaluation, quality assurance, and report-ing. The requirements set out in this standard permit the planning of measurements to determine the back-ground concentration of bioaerosols in such a way as to enable a given task to be proce

48、ssed with suffi-cient informative power and with justifiable effort. As a result, the obtained findings are sufficiently representative and as comparable as possible. Plant-affected bioaerosol concentrations can be determined with ambient measurements on the basis of the plume model (VDI 4251 Part 1

49、). By simulta-neously determining the plant-related background concentration (up- and downwind measurement), it is possible to then assess the determined concentra-tions by comparison. For the planning of a plant, the bioaerosol concen-trations can be determined with dispersion calcula-tions in accordance with VDI 4251 Part 3. An as-sessment of bioaerosol concentrations at individual receptor points is then performed on the basis of the environmental heal