VDI 4280 Blatt 3-2003 Planning of ambient air quality measurements - Measurement strategies for the determination of air quality characteristics in the vicinity of stationary emiss.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREPlanung von ImmissionsmessungenMessstrategien zur Ermittlung von Luftqualittsmerkmalen in der Umgebung ortsfester EmissionsquellenPlanning of ambient air quality measurementsMeasurement strategies for the determination of air quality characteristics in the vicinity of stati

2、onary emission sourcesVDI 4280Blatt 3 / Part 3Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/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 Ingenieure, Dsseldorf

3、2003Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.040.20Juni 2003June 2003The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given

4、 with respect to the English trans-lation.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Einleitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 52 Begriffsbestimmungen . . . . . . . . . . . . . 63 Allgemeine Anforderungen . . . . . . .

5、 . . . 84 Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . 104.1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . 104.2 Luftqualittsmerkmale und Bewertungs-mastbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.3 Schutzobjekte . . . . . . . . . . . . . . . . 104.4 Ermittlungsgebiet . . . . . . . . . . . . . . 11

6、4.5 Ermittlungszeitraum . . . . . . . . . . . . 114.6 Datenqualittsziele . . . . . . . . . . . . . 125 Messortauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . 155.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 155.2 Messstrategie A . . . . . . . . . . . . . . . 175.3 Messstrategie B . . . . . . . . . . . .

7、. . . 196 Zeitliche Verteilung der Messungen. . . . . . 216.1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . 216.2 Kontinuierliche Messungen . . . . . . . . . 216.3 Stichprobenartige Messungen. . . . . . . . 217 Messtechnik fr die Luftqualittsmessungen 217.1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . .

8、217.2 Messgren und Messeinrichtungen . . . . 227.3 Ermittlung der Messunsicherheit . . . . . . 227.4 Datenerfassung . . . . . . . . . . . . . . . 24Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Scope . . . . . . . . . . . .

9、. . . . . . . . . . 52 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 63 General requirements . . . . . . . . . . . . . 84 Task definition . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.1 Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . 104.2 Air quality characteristics and assessmentstandards . . . . . . . . .

10、 . . . . . . . . . 104.3 Protected objects . . . . . . . . . . . . . . 104.4 Area of determination . . . . . . . . . . . 114.5 Period of determination. . . . . . . . . . . 114.6 Data quality objectives . . . . . . . . . . . 125 Selection of measurement sites. . . . . . . . 155.1 General . . . . . .

11、. . . . . . . . . . . . . 155.2 Measurement strategy A . . . . . . . . . . 175.3 Measurement strategy B . . . . . . . . . . 196 Temporal distribution of measurements . . . 216.1 Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . 216.2 Continuous measurements . . . . . . . . . 216.3 Random measurements . .

12、 . . . . . . . . . 217 Measurement techniques of air quality measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . 217.1 Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . 217.2 Measurands and measuring systems . . . . 227.3 Determination of measurement uncertainty 227.4 Data acquisition. . . . . . . . . . . . .

13、 . . 24Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLArbeitsgruppe Messplanung (Immission)Ausschuss Messtechnische SonderfragenFrhere Ausgabe: 9.01 Entwurf,deutschFormer edition: 9/01 draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All ri

14、ghts reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003 2 VDI 4280 Blatt 3 / Part 3Seite8 Ergebnisermittlung . . . . . . . . . . . . . . 248.1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . 248.2 Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . 248.3 Mittelwert . . . . . . . . . . . . . . . . 248.4 berschreit

15、ungshufigkeit . . . . . . . . 248.5 Perzentil . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 Ermittlung der Ergebnisunsicherheit . . . . 259.1 Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . 259.2 Unsicherheitsbeitrag der Messtechnik . . 269.3 Unsicherheitsbeitrag der zeitlichen Erfassung . . . . . . . . . . . . .

16、 . . . 279.4 Unsicherheitsbeitrag der rumlichen Erfassung (Messstrategie A) . . . . . . . 309.5 Unsicherheitsbeitrag der rumlichen Erfassung (Messstrategie B) . . . . . . . 3110 Berichterstattung . . . . . . . . . . . . . . . 3211 Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . 3312 Organisation . . .

17、 . . . . . . . . . . . . . . 3312.1 Projektmanagement . . . . . . . . . . . 3312.2 Personalplanung . . . . . . . . . . . . . 3312.3 Zeitplanung . . . . . . . . . . . . . . . 3312.4 Unterauftrge . . . . . . . . . . . . . . 33Anhang A Abkrzungen und Formelzeichen . . . 34Anhang B Beispiele . . . . . .

18、 . . . . . . . . . . 36Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Page8 Determination of the result . . . . . . . . . 248.1 Requirements . . . . . . . . . . . . . . 248.2 Measurements . . . . . . . . . . . . . . 248.3 Mean value . . . . . . . . . . . . . . . 248.4 Number of exceedances .

19、 . . . . . . . . 248.5 Percentile . . . . . . . . . . . . . . . . 259 Determination of the uncertainty of theresult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259.1 Requirements . . . . . . . . . . . . . . 259.2 Uncertainty contribution of themeasurement technique . . . . . . . . . 269.3 Uncertainty

20、contribution of the temporal registration . . . . . . . . . . 279.4 Uncertainty contribution of the spatialregistration (measurement strategy A) . 309.5 Uncertainty contribution of the spatial registration (measurement strategy B) . 3110 Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3211 Quality a

21、ssurance . . . . . . . . . . . . . . 3312 Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . 3312.1 Project management . . . . . . . . . . . 3312.2 Personnel planning . . . . . . . . . . . 3312.3 Scheduling. . . . . . . . . . . . . . . . 3312.4 Subcontracting. . . . . . . . . . . . . . 33Annex A Abbrevi

22、ations and symbols . . . . . . . 34Annex B Examples . . . . . . . . . . . . . . . . 36Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2003 VDI 4280 Blatt 3 / Part

23、 3 3 VorbemerkungIn 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 Stand der Technik bzw. den Stand derWi

24、ssenschaft 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 technische Regelsetzung bei CEN(Europisches

25、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; Verfahrenund Einrichtungen zur Emission

26、sminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene messtechni-sche Anleitungen; UmweltschutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in der

27、Atmosphre; 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-hygiene; bertragung meteorologischer Daten

28、Fachbereich 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; UmweltsimulationFachbereich IVUmweltmesstechnik“Emissions-

29、 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-gerte; Validierungsverfahren; Messplanung;

30、 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 environmentalprotection. These describe the s

31、tate 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 German point ofview in the establishm

32、ent 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 ”Environmental Protection Techniques“Integrated po

33、llution 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 measurement instructions; en-vironmental

34、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-ments; applied climatology; air polluti

35、on 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 measurement and evaluation of effects;determi

36、nation 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; optical open-path measurementmethods; mea

37、surement of indoor air pollutants,measurement of soil air pollutants; procedures forestablishing reference material; test procedures formeasurement devices; validation procedures;B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsse

38、ldorf 2003 4 VDI 4280 Blatt 3 / Part 3werteverfahren; 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 einemffentlichen Einspruchsverfahren zu be

39、teiligen.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 Luftzusammengefasst.EinleitungImmissionsmessungen werden

40、 durchgefhrt, umkonkrete Fragestellungen hinsichtlich festgelegterLuftqualittsmerkmale in einem vorgegebenen Ge-biet oder an festgelegten Orten zu beantworten. ImVordergrund stehen dabei in der Regel Fragen nachWirkungen von Luftverunreinigungen auf Schutzob-jekte. Die Aufgabe der Messplanung besteh

41、t darin,eine vorgelegte Aufgabenstellung zu analysieren unddaraus Anforderungen an die Messtechnik, die Mess-strategie, die Auswertung, die Ermittlung der Daten-qualitt und die Berichterstattung abzuleiten.In der Richtlinie VDI 4280 Blatt 1 T10 werden inallgemeiner Form Regeln beschrieben, die bei d

42、erPlanung messtechnischer Untersuchungen von Luft-verunreinigungen auerhalb von Gebuden und Fahr-zeugen zu beachten sind. Die Richtlinie VDI 4280Blatt 2 T11 beschreibt die konkrete Planung mess-technischer Untersuchungen von Luftverunreinigun-gen, die durch den motorisierten Straenverkehr her-vorger

43、ufen werden.Das vorliegende Blatt 3 der Richtlinienreihe VDI4280 beschreibt zwei Vorgehensweisen (Messstrate-gien) zur messtechnischen Ermittlung von Luftver-unreinigungen in der Umgebung von ortsfestenEmissionsquellen. Diese Messstrategien lassen sichbeispielsweise dazu verwenden, um spezifische An

44、-forderungen von Europischen Richtlinien zur Luft-qualitt G5 bis G7 an die Untersuchung von Luft-qualittsmerkmalen in der Umgebung von Punkt-quellen umzusetzen. So fordert die EU-Richtlinie1999/30/EG G6 im Anhang VIIb: Zur Beurteilungder Luftverschmutzung in der Nhe von Punktquellensollte die Zahl d

45、er Probenahmestellen fr ortsfesteMessungen unter Bercksichtigung der Emissions-dichte, der wahrscheinlichen Verteilung der Luft-schadstoffe und der mglichen Exposition der Bevl-kerung berechnet werden.“ Durch Anwendung desvorliegenden Richtlinienblattes wird erreicht, dassmeasurement planning; evalu

46、ation 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. Thisprocedu

47、re 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.IntroductionAir pollution measurements are carried out to answerspecific questions

48、regarding specified air qualitycharacteristics in a given area or at specified loca-tions. A leading role is generally played by questionsas to the effect of air pollutants on protected objects.The object of measurement planning is to analyzesubmitted objectives and from this to derive require-ments

49、 of the measurement method, the measurementstrategy, the assessment, the evaluation of data qual-ity and the reporting.Guideline VDI 4280 Part 1 T10 describes in generalform rules which shall be heeded in the planning ofmeasurements of air pollutants outside buildings andvehicles. Guideline VDI 4280 Part 2 T11 describesthe specific planning of measurement based investi-gations of air pollutants caused by road traffic.The present Part 3 of guideline VDI 4