VDI 4301 Blatt 4-2016 Measurement of indoor air pollution - Measurement of pyrethroids and piperonyl butoxide in air.pdf

1、Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLFachbereich UmweltmesstechnikVEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMessen von InnenraumluftverunreinigungenMessen von Pyrethroiden und Piperonylbutoxidin LuftMeasurement of indoor air pollutionMeasurement of pyrethroids and piperonyl butoxide in

2、 airVDI 4301Blatt 4 / Part 4Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5: Analysen- und Messverfahren IIFrhere Ausgaben: 07.07; 04.15 Entwurf Formereditions: 07/07; 04/15DraftZubeziehen durch /AvailableatBeuth Verlag GmbH,10772 Berlin Alle Rechtevorbehalten

3、 /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V., Dsseldorf 2016Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.

4、Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . 32 Normative Verweise . . . . . . . . . . . . . . 43 Grundlage des Verfahrens . .

5、 . . . . . . . . 44 Gerte und Betriebsmittel . . . . . . . . . . 54.1 Gerte zur Probenahme . . . . . . . . . . 54.2 Gerte zur Probenaufbereitung . . . . . . 54.3 Gerte zur Analyse. . . . . . . . . . . . . 54.4 Betriebsmittel zur Probenahme und Probenaufbereitung . . . . . . . . . . . . 54.5 Lsungen

6、der internen Standards und Kalibrierlsungen . . . . . . . . . . . . . 55 Aufbau der Probenahmeeinrichtung . . . . . 76 Durchfhren der Messung . . . . . . . . . . 76.1 Probenahme der Innenraumluft . . . . . . 76.2 Extraktion der Glasfaserfilter . . . . . . . 86.3 Blindwert ber das Gesamtverfahren . .

7、 . 87 Identifizierung und Quantifizierung . . . . . 87.1 Gaschromatografie/Massenspektro- metrie (Ausfhrungsbeispiel) . . . . . . . 87.2 Wahl der Fragment-Ionen fr die quantitative Auswertung . . . . . . . . . . 97.3 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Berechnen des Ergebnisses . . . . .

8、. . . . 138.1 Masse in der Probe. . . . . . . . . . . . . 138.2 Konzentration in der Raumluft . . . . . . 14Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Normative refe

9、rences . . . . . . . . . . . . . . 43 Principle of the method. . . . . . . . . . . . . 44 Apparatus and materials . . . . . . . . . . . . 54.1 Sampling apparatus . . . . . . . . . . . . . 54.2 Sample preparation apparatus . . . . . . . . 54.3 Analysis apparatus . . . . . . . . . . . . . 54.4 Materia

10、ls for sampling and sample preparation . . . . . . . . . . . . . 54.5 Internal standard solutions and calibration solutions . . . . . . . . . . 55 Set-up of the sampling system. . . . . . . . . 76 Measurement procedure . . . . . . . . . . . . 76.1 Sampling of indoor air . . . . . . . . . . . 76.2 Ex

11、traction of the glass fibre filter . . . . . . 86.3 Complete method blank . . . . . . . . . . . 87 Identification and quantification . . . . . . . . 87.1 Gas chromatography/mass spectrometry (example) . . . . . . . . . . . 87.2 Choice of fragment ions for the quantitative analysis . . . . . . . . .

12、. . . . 97.3 Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 Calculation of the result . . . . . . . . . . . .138.1 Mass in the sample . . . . . . . . . . . . .138.2 Concentration in the indoor air . . . . . . .14The draft of this standard has been subject to public scrutiny after announcement in

13、the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.VDI-RICHTLINIEN Mai 2016 May 2016ICS 13.040.20, 13.040.30B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74

14、F0686BD19CFC1FA2DEE1E29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-06Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 2 VDI 4301 Blatt 4 / Part 4Seite9 Verfahrenskenngren. . . . . . . . . . . . . 149.1 Nachweisgrenze . . . . . . . . . . . . . . 149.2 Bestimmungsgrenze . . . .

15、. . . . . . . . 149.3 Wiederholbarkeit und Wiederfindung . . . 1410 Strungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Anhang A Nomenklatur und physikalische Kenndaten der Pyrethroide . . . . . . 16Anhang B Massenspektren und Struktur- formeln einiger Pyrethroide . . . . . 19Anhang C Untersuchung von

16、Hausstaubproben . 22Anhang D Untersuchung von Lsemittel- Wischproben . . . . . . . . . . . . . 26Anhang E Probenahme und Analyse von weiteren Pyrethroiden . . . . . . . . 29Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung

17、 der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Be

18、achtung der Lizenzbedin-gungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi

19、.de/4301.EinleitungPyrethroide sind organische Verbindungen, die, aus-gehend von der Struktur der natrlichen Insektizide des Pyrethrums, durch Modifizierung und Einfh-rung verschiedener funktioneller Gruppen synthe-tisch hergestellt werden.In Abhngigkeit von ihren Eigenschaften (Wirk-dauer, Stabilit

20、t, Flchtigkeit usw.) unterscheidet man zwischen Kurzzeit- und Langzeitpyrethroiden. Insbesondere die Verbindungen mit einer hohen Per-sistenz im Innenraum fhren zu lnger anhaltenden Page9 Performance characteristics . . . . . . . . . 149.1 Limit of detection . . . . . . . . . . . . . 149.2 Limit of

21、quantification . . . . . . . . . . . 149.3 Repeatability and recovery . . . . . . . . . 1410 Interferences . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Annex A Nomenclature and physical properties of pyrethroids . . . . . . . . . . . . . 16Annex B Mass spectra and structural formulas of pyrethroids . . . . .

22、 . . . . . . . . 19Annex C Investigation of house dust samples . . 22Annex D Investigation of solvent wipe samples . . . . . . . . . . . . . . . . 26Annex E Sampling and analysis of other pyrethroids. . . . . . . . . . . . 29Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Preliminary noteThe

23、content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the standard VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the f

24、ull text or of extracts.The use of this standard without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this standard.A catalogue of all available par

25、ts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/4301.IntroductionPyrethroids are organic compounds, which are syn-thesised through modification and insertion of vari-ous functional groups, based on the structure of pyre-thrum, a natural insecticide. Depending on their pr

26、operties (persistency, stability, volatility, etc.) a distinction is made between short-term and long-term pyrethroids. Especially com-pounds with high persistence in an indoor environ-ment result in longer persistent contaminations (e. g., B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB

27、65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1E29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-06All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI 4301 Blatt 4 / Part 4 3 Kontaminationen (z. B. Luft, Staub, Oberflchen), zum Teil bis zu mehreren Jahren.Pyrethroide werden in Innenrumen hufig zur B

28、e-kmpfung von Schdlingen und Lstlingen verwen-det. Dabei erfolgt die Anwendung sowohl durch pro-fessionelle Schdlingsbekmpfer als auch durch die Bewohner selbst in Form von insektizidhaltigen Haushaltsmitteln (Insektensprays, Gele, Strips, Stu-bemittel, Elektroverdampfer). Weiterhin kommen Pyrethroi

29、de im Haushalt auch als Tierarzneimittel und zur Humantherapie zum Einsatz. Pyrethroide werden darber hinaus als Motten- und Kferschutz-mittel zur Behandlung von Heimtextilien eingesetzt. Insbesondere wollhaltige Teppichwaren sind ber-wiegend mit dem Pyrethroid Permethrin ausgerstet. Weitere Innenra

30、umquellen knnen mit pyrethroidhal-tigen Holzschutzmitteln behandelte Innenraummate-rialien sein oder Anstriche, die diese Stoffe enthalten. Je nach Anwendung der Pyrethroide und Messzeit-punkt knnen Luftkonzentrationen vom unteren ng/m3-Bereich bis unteren g/m3-Bereich auftreten. Piperonylbutoxid (P

31、BO) wird insbesondere pyreth-rum- und pyrethroidhaltigen Schdlingsbekmp-fungsmitteln als Synergist zugesetzt und zeigt selbst keine insektizide Wirkung. Im Innenraum ist die Sta-bilitt dieser Verbindung vergleichbar mit der der Langzeitpyrethroide.1 AnwendungsbereichDie vorliegende Richtlinie dient

32、zur Analyse von Py-rethroiden in der Innenraumluft. Die Bestimmung von PBO wird ebenfalls in dieser Richtlinie beschrie-ben.Das Verfahren ist fr die Messung von Pyrethroiden und PBO in der Luft von Innenrumen fr eine Pro-benahmedauer von drei bis vier Stunden ausgelegt, dies entspricht einem Probena

33、hmevolumen von etwa 10 m3. Damit knnen Konzentrationen substanzspe-zifisch ab 2 ng/m3 bzw. 10 ng/m3 erfasst werden, fr diesen unteren Nanogrammbereich wurde diese Richtlinie konzipiert. Andere Probenahmedauern sind prinzipiell mglich, dafr liegen jedoch keine Verfahrenskenngren vor. In Abschnitt 3 b

34、is Abschnitt 10 dieser Richtlinie wer-den die Probenahme und Analyse der Pyrethroide Permethrin, Cyfluthrin, Cypermethrin und Deltame-thrin sowie von PBO in der Innenraumluft beschrie-ben. Diese Verbindungen werden mit einer Sam-meleffizienz von 98 % vom Glasfaserfilter erfasst. Die zugehrigen Verfa

35、hrenskenngren sind in Ab-schnitt 9 aufgefhrt. Andere im Anhang A2 und An-hang B2 aufgefhrte Pyrethroide wurden hinsichtlich air, dust, surfaces), in some cases up to several years. Pyrethroids are often used indoors to control pests and weeds. They are used by both professional pest controllers and

36、residents in the form of insecticide-containing household products (insect sprays, gels, strips, dusting preparations, electric evaporators). Py-rethroids are also used in the household as veterinary medicine and for human therapy. In addition, pyre-throids find application as moth and beetle proofi

37、ng agents for the treatment of domestic textiles. Woollen fitted carpets in particular are usually treated with the pyrethroid permethrin. Other indoor sources include materials treated with pyrethroid-containing wood protection agents or paints containing these sub-stances. Depending on the pyrethr

38、oids used and the time of measurement, air concentrations present may range from the lower ng/m3 range to the lower g/m3 range. Piperonyl butoxide (PBO) is mainly added as a syn-ergist to pest control agents containing pyrethrum or pyrethroids and has itself no insecticide effect. In in-door environ

39、ments, the stability of this compound is comparable with that of long-term pyrethroids. 1 ScopeThis standard describes a method for the analysis of pyrethroids in indoor air. It also describes the deter-mination of PBO. The method is designed for the measurement of pyre-throids and PBO in the air of

40、 indoor environments for a sampling duration of three to four hours, which cor-responds to a sampling volume of approximately 10 m3. This allows the substance-specific determina-tion of concentrations from 2 ng/m3 or 10 ng/m3, which is the lower nanogram range for which this standard was developed.

41、Other sampling durations are in principle possible, but the performance charac-teristics are not known. Section 3 to Section 10 of this standard describe the sampling and analysis of the pyrethroids permethrin, cyfluthrin, cypermethrin and deltamethrin and of PBO in indoor air. These compounds are c

42、aptured by the glass fibre filter with a sampling efficiency 98 %. The associated performance characteristics are listed in Section 9. Other pyrethroids listed in An-nex A2 and Annex B2 were not tested for their filter-passing characteristics and may require the use of PU B974908A824A6748CAAAA99BAB3

43、49F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEE1E29BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-06Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 4 VDI 4301 Blatt 4 / Part 4ihrer Filtergngigkeit nicht geprft und machen gege-benenfalls den Einsatz von PU-Schumen n

44、otwendig 1. Durch den Einsatz von PU-Schumen sind bei der Probenahme und Analyse dieser Pyrethroide zu-stzliche Anforderungen zu erfllen, die im An-hang E beschrieben sind. Verfahrenskenngren wur-den nicht ermittelt.Im Anhang A sind die physikalischen Eigenschaften und im Anhang B die Massenspektren

45、 und Struktur-formeln einiger Pyrethroide zusammengestellt.Weiterhin kann mit der in dieser Richtlinie beschrie-benen analytischen Methode die Konzentration von Pyrethroiden und PBO im Hausstaub und in Lsemit-tel-Wischproben bestimmt werden (siehe Anhang C und Anhang D). Die Untersuchung von Materia

46、lpro-ben wird in dieser Richtlinie nicht beschrieben.Fr die allgemeine Messplanung von Innenraumluft-messungen sind die Vorgaben der Richtlinie VDI 4300Blatt 1 zugrunde zu legen. Die Folgebltter dieser Richtlinienreihe VDI 4300 beschreiben die Vorge-hensweisen fr einzelne Substanzen oder Substanz-kl

47、assen. Die Anwendung dieser Richtlinie setzt die Kenntnis der Richtlinie VDI 4300 Blatt 1 und VDI 4300 Blatt 2 voraus.2 Normative VerweiseDie folgenden zitierten Dokumente sind fr die An-wendung dieser Richtlinie erforderlich:VDI 4300 Blatt 1:1995-12 Messen von Innenraum-luftverunreinigungen; Allgem

48、eine Aspekte der MestrategieVDI 4300 Blatt 2:1997-12 Messen von Innenraum-luftverunreinigungen; Mestrategie fr polycycli-sche aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH), po-lychlorierte Dibenzo-p-dioxine (PCDD), poly-chlorierte Dibenzofurane (PCDF) und polychlo-rierte Biphenyle (PCB)3 Grundlage des Verfah

49、rensDie Innenraumluft wird ber einen Probenahmekopf durch einen Glasfaserfilter geleitet. Dadurch werden die an Partikel gebundenen Pyrethroide erfasst. Die Pyrethroide werden mit einem Lsemittel aus dem Filter extrahiert und mithilfe der Gaschromatografie/Massenspektrometrie GC/MS identifiziert und quan-tifiziert. foams 1. The use of PU foams results in additional requirements being imposed on the sampling and analysis of these pyrethroids. These req