VDI 4320 Blatt 2-2012 Measurement of atmospheric depositions - Determination of the dust deposition according to the Bergerhoff method.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMessung atmosphrischer DepositionenBestimmung des Staubniederschlagsnach der Bergerhoff-MethodeMeasurement of atmospheric depositionsDetermination of the dust depositionaccording to the Bergerhoff methodVDI 4320Blatt 2 / Part 2Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI/D

2、IN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 4: Analysen- und Messverfahren IVDI-RICHTLINIENZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2012Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet /

3、Reproduction evenfor 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 13.040.01, 13.040.40 Januar 2012January 2012The draft of this guideline ha

4、s been subject to public scrutiny afterannouncement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einle

5、itung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 22 Grundlage des Verfahrens . . . . . . . . . . . 43 Gerte/Betriebsmittel . . . . . . . . . . . . . . 44 Messplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Konstruktion und Aufstellung derProbenahmeein

6、richtung . . . . . . . . . . . . 55.1 Anforderungen an die Sammeleinheit . . . 55.2 Anforderungen an die Aufstellung derSammeleinheit . . . . . . . . . . . . . . . 66 Durchfhrung der Bestimmung desStaubniederschlags . . . . . . . . . . . . . . 76.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 76.2

7、Vorbereitung der Probenahme . . . . . . . 76.3 Probenahme . . . . . . . . . . . . . . . . . 76.4 Aufbewahrung der Proben . . . . . . . . . 76.5 Bestimmung des Staubniederschlags . . . . 87 Berechnen der Ergebnisse. . . . . . . . . . . 98 Verfahrenskenngren . . . . . . . . . . . . . 98.1 Messunsicher

8、heit . . . . . . . . . . . . . . 98.2 Nachweisgrenze. . . . . . . . . . . . . . . 139 Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . . 14Anhang A Beispiele von Topf-Sammlern . . . . . 18Anhang B Ausfhrungsbeispiel eines bewhrtenStnders mit Schutzkorb . . . . . . . . 20Anhang C Fragenkatalog . . . . .

9、 . . . . . . . . 21Schrifttum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Principle of the method . . . . . . . . . . . . 4

10、3 Equipment/apparatus/media. . . . . . . . . . 44 Measurement planning. . . . . . . . . . . . . 55 Sample collector design and siting . . . . . . 55.1 Requirements for sample collectors . . . . 55.2 Requirements for the siting and themounting of the sample collectors . . . . . 66 Procedure. . . . .

11、. . . . . . . . . . . . . . . 76.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76.2 Preparatory measures . . . . . . . . . . . . 76.3 Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76.4 Sample storage . . . . . . . . . . . . . . . 76.5 Determination of dust deposition. . . . . . 87 Calculation of re

12、sults . . . . . . . . . . . . . 98 Performance characteristics. . . . . . . . . . 98.1 Measurement uncertainty. . . . . . . . . . 98.2 Detection limit . . . . . . . . . . . . . . . 139 Quality assurance . . . . . . . . . . . . . . . 14Annex A Examples of jar collectors . . . . . . . 19Annex B Exampl

13、e of a tried-and-tested standwith protective cage. . . . . . . . . . . 20Annex C Questionnaire . . . . . . . . . . . . . . 21Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Frhere Ausgabe: 12.10 Entwurf, deutschFormer edition: 12/10Draft, in German onlyKommission Reinhaltung der Luft im VDI u

14、nd DIN Normenausschuss KRdLFachbereich UmweltmesstechnikB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 2 VDI 4320 Blatt 2 / Part 2VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der

15、 Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, derFotokopie, der elektronischen Verwendung und derbersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig,sind vorbehalten.Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrungdes Urheberrechts und unter Beacht

16、ung der Lizenz-bedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in denVDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieserVDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieserRichtlinienreihe ist im Internet abrufbar unterwww.vdi.de/

17、4320.EinleitungDer Eintrag von Stoffen aus der Atmosphre in ter-restrische und aquatische kosysteme ist ein wichti-ger Teil der Stoffbilanz. Grundstzlich knnen Stoff-eintrge aus der Atmosphre durch sedimentierendeund nicht sedimentierende Partikeln sowie aus derGasphase erfolgen. Die sedimentierende

18、n Partikelknnen nass oder trocken sein. Bild 1 stellt die dar-aus resultierenden Depositionsformen zusammen.Grundverstndnis und Terminologie zur Beschrei-bung atmosphrischer Depositionsvorgnge sind aus-fhrlich in der Richtlinie VDI 4320 Blatt 1 darge-stellt.1 AnwendungsbereichDas hier beschriebene K

19、onventionsverfahren dientder Bestimmung des Staubniederschlags nach derBergerhoff-Methode 1; 2.Staubniederschlag im Sinne dieser Richtlinie ist eineMassenstromdichte, das heit eine Masse pro Fl-chen- und Zeiteinheit. Sie wird berechnet aus derMasse des Trockenrckstands des gesammeltenStoffeintrags,

20、der Expositionsdauer und der ff-nungsflche des Topf-Sammlers. Der Staubnieder-schlag entspricht keiner Deposition gem VDI 4320Blatt 1, da nur der Trockenrckstand ermittelt wird.Mit dem hier beschriebenen Verfahren wird wederdie Bulk-Deposition noch die Gesamtdeposition be-stimmt.Das Verfahren kann i

21、nsbesondere fr folgende Zwe-cke eingesetzt werden: Staubniederschlagsmessungen gem TA Luft, Luftreinhalte-Verordnung der Schweiz (LRV) Preliminary noteThe content of this guideline has been developed instrict accordance with the requirements and recom-mendations of the guideline VDI 1000.All rights

22、are reserved, including those of reprinting,reproduction (photocopying, micro copying), storagein data processing systems and translation, either ofthe full text or of extracts.The use of this guideline without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditionsspecified in t

23、he VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de).We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this guideline.A catalogue of all available parts of this series ofguidelines can be accessed on the internet atwww.vdi.de/4320.IntroductionThe deposition of substances from the atmosphere toter

24、restrial or aquatic ecosystems is an important as-pect of the material balance. Basically, the atmos-pheric input of substances can take the form of sedi-menting and non-sedimenting particles, and gases.Sedimenting particles can be wet or dry. Figure 1shows the resulting types of deposition. The bas

25、ic un-derstanding underlying atmospheric deposition proc-esses and the associated terminology are described indetail in guideline VDI 4320 Part 1.1 ScopeThe convention method here described is used for de-termining airborne dust deposition according to theBergerhoff method 1; 2.Dust deposition in te

26、rms of this guideline is a massflow density, i.e. mass per unit area and unit time. It iscalculated from the dry residue mass of the collecteddeposition sample, the exposure period and the aper-ture size of the jar collector. The dust deposition isnot identical with the atmospheric deposition or bul

27、kdeposition as defined in VDI 4320 Part 1. As themethod presented in this guideline only determinesthe dry residue, it is not intended to be used for the de-termination of the bulk deposition or the total deposi-tion.The method lends itself in particular to the followingapplications: dust deposition

28、 measurements as per TA Luft, theClean Air Regulations of Switzerland (Luftrein-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 4320 Blatt 2 / Part 2 3 Bild 1. Schematische Darstellung der Depositionsformen

29、und ihrer Bestimmung (gem 3)Anmerkung: Der Staubniederschlag ist der Trockenrckstand der Bulk-Deposition.Figure 1. Schematic diagram of the deposition types and their determination (as per 3)Note: The dust deposition is the dry residue of the bulk deposition.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7E

30、F8AD9NormCD - Stand 2012-04Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 4 VDI 4320 Blatt 2 / Part 2oder Messkonzept zum Immissionsschutzgesetz-Luft in sterreich anlagenbezogene Messungen (Staubniederschlagim Umfeld einer Anlage) Bestimmung des Staubniederschlags an verkeh

31、rs-belasteten Standorten und im stdtischen undlndlichen Hintergrund (z.B. rumliche Vertei-lung und zeitliche Tendenzen) Probenahme zur Stoffbestimmung im Staubnie-derschlag z.B. gem den Richtlinien VDI 2267Blatt 7, Blatt 14, Blatt 15 und Blatt 16 (Elemente) Probenahme zur Bestimmung von Arsen, Blei,

32、Cadmium und Nickel gem DIN EN 15841Anmerkung: Die vorliegende Richtlinie ersetzt die RichtlinieVDI 2119 Blatt 2 aus dem Jahr 1996.2 Grundlage des VerfahrensZur Bestimmung des Staubniederschlags wird derTopf-Sammler ber die vorgesehene Messdauer (Ex-positionsdauer), in der Regel ein Monat, exponiert.

33、Anschlieend werden die Probe bei 105 C einge-dampft und die Masse des Trockenrckstands gravi-metrisch ermittelt. Der Staubniederschlag wird da-nach aus der Masse des Trockenrckstands, der Expo-sitionsdauer und der ffnungsflche des Topf-Samm-lers berechnet. Das Ergebnis wird in der Regel in denEinhei

34、ten g/(m2d) oder mg/(m2d) angegeben.3 Gerte/BetriebsmittelFolgende Gerte und Betriebsmittel werden bei die-sem Verfahren eingesetzt: Probenahmesystem bestehend aus: Sammeleinheit(Topf-Sammler; siehe Anhang A) Halterung, gegebenenfalls mit Vogelschutz-vorrichtung (siehe Anhang B) Abdampfgef Pinzette

35、entmineralisiertes Wasser (das eingesetzte Was-ser ist in regelmigen Abstnden auf die Masseseines Abdampfrckstands zu berprfen) Wischer (aus inertem Material, z.B. PE, PTFE, Silikon) Sieb (Maschenweite ca. 1 mm; aus inertem Material, z.B. PE) Trockenschrank; gegebenenfalls zustzlich Heiz-platte oder

36、 Wasserbad zum Einengen der Probe Waage (Genauigkeit 0,1 mg)halte-Verordnung der Schweiz (LRV) or themeasurement concept pertaining to the Air Qual-ity Control Act of Austria (Immissionsschutz-gesetz-Luft). plant-specific measurements (dust deposition inthe surroundings of an industrial plant) deter

37、mination of dust deposition in high-traffic ar-eas or in urban and rural areas (e.g. spatial distri-bution and temporal trends) sampling for chemical analysis of deposited dust,e.g. as per guidelines VDI 2267 Part 7, Part 14,Part 15 and Part 16 (elements) sampling for the determination of arsenic, c

38、ad-mium, lead and nickel concentrations as per DINEN 15841Note: This guideline supersedes guideline VDI 2119 Part 2 pub-lished in 1996.2 Principle of the methodFor determining the dust deposition, the jar collectoris exposed to the atmosphere for the planned meas-urement period (exposure period), wh

39、ich is usuallyone month. Subsequently, the sample is evaporated at105 C followed by gravimetric analysis of the dryresidue mass. The dust deposition is then calculatedfrom the mass of the dry residue, the exposure periodand the aperture size of the jar collector. The result isnormally expressed in g

40、/(m2d) or mg/(m2d).3 Equipment/apparatus/mediaThe equipment, apparatus and media applied in thismethod are: sampling system consisting of: collector (jar collector; see Annex A) stand including bird guard, if required (see Annex B) evaporating dish tweezers demineralised water (the demineralised wat

41、erused has to be analysed for the mass of its evapo-ration residue at regular intervals) wiper (of inert material, e.g. PE, PTFE, silicone) sieve (mesh size approx. 1 mm; made of inert material, e.g. PE) drying cabinet plus a hot plate or water bath, if re-quired for reducing the sample volume analy

42、tical balance (accurate to 0,1 mg)B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8AD9NormCD - Stand 2012-04All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 4320 Blatt 2 / Part 2 5 4 MessplanungDie Messplanung (siehe VDI 4280 Blatt 1) bestehtdarin, die jeweilige Aufgabenstellung zu

43、 analysierenund daraus Anforderungen an die Organisation, dieMesstechnik, die Messstrategie, die Auswertung, dieQualittssicherung und die Berichterstattung zu stel-len. Eine konkrete Hilfestellung zur Messplanung beider Bestimmung des Staubniederschlags gibt der Fra-genkatalog in Anhang C. Darber hi

44、naus sind in derRichtlinie VDI 4320 Blatt 1 die Anforderungen andie Messplanung fr Depositionsmessungen ausfhr-lich beschrieben.5 Konstruktion und Aufstellung der Probenahmeeinrichtung5.1 Anforderungen an die SammeleinheitDie ffnungsflche und die Hhe des Topf-Samm-lers sind nach der zu erwartenden P

45、robenmenge zuwhlen. Die Sammeleinheit muss die gesamte imSammelzeitraum zu erwartende Niederschlagsmengeaufnehmen knnen.Als Topf-Sammler dienen zylindrische oder leichtkonische, oben offene Gefe aus Glas oder Kunst-stoff, die dicht verschliebar sind.Anmerkung: In Bezug auf Probenahmekapazitt und Han

46、dhabbar-keit im Labor haben sich Hhen von ca. 15 cm und Durchmesservon ca. 10 cm bewhrt.Vorteile von Glasgefen: gute Handhabbarkeit im Labor(glatte innere Oberflche) Sichtkontrolle bei der Aufarbeitung der Probe UV-Bestndigkeit und gute Formstabilitt HitzebestndigkeitNachteile von Glasgefen: Bruchge

47、fahr durch Frost Bruchgefahr beim Probentransport undbei der HandhabungVorteile von Kunststoffgefen: gut verschliebar geringere Bruchgefahr durch Frost keine Bruchgefahr beim Probentransport und beider HandhabungNachteile von Kunststoffgefen (werkstoffabhn-gig): Alterung der Oberflche (Zunahme der R

48、auigkeitder inneren Oberflche) geringere Formstabilitt Versprdung des Kunststoffs durch UV-Lichtein-wirkung Beschdigung durch Erhitzen4 Measurement planningThe aim of measurement planning (see VDI 4280Part 1) is to define the objective and, on that basis, es-tablish the requirements for the organisa

49、tion, themeasurement method, the measurement strategy,evaluation, quality assurance and reporting. Thequestionnaire in Annex C provides practical guidanceon establishing a measurement plan for dust deposi-tion measurements. Moreover, the requirements formeasurement planning for deposition measurementsare described in detail in guideline VDI 4320 Part 1.5 Sample collector design and siting5.1 Re