DIN CEN TR 16243-2011 Ambient air quality - Guide for the measurement of elemental carbon (EC) and organic carbon (OC) deposited on filters German version CEN TR 16243 2011《环境空气质量 .pdf

1、November 2011 Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN - Normenausschuss KRdLPreisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.040.20Zur Erstellung ein

2、er DIN SPEC knnen verschiedene Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln eines Fachberichts erstellt.!$mP“1742745www.din.deDDIN CEN/TR 16243Auenluftqualitt Leitfaden zur Messung von auf Filtern abgeschiedenem elementaremKohlenstoff (EC) und organi

3、sch gebundenem Kohlenstoff (OC);Deutsche Fassung CEN/TR 16243:2011Ambient air quality Guide for the measurement of elemental carbon (EC) and organic carbon (OC) depositedon filters;German version CEN/TR 16243:2011Qualit de lair ambiant Guide pour le mesurage du carbone lmentaire (EC) et du carbone o

4、rganique (OC)dposs sur filtre;Version allemande CEN/TR 16243:2011Alleinverkauf der Spezifikationen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 34 SeitenDieses Dokument ist Bestandteil des VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luft, Band 5.DIN SPEC 33964DIN CEN/TR 16243 (DIN SPEC 3396

5、4):2011-11 2 Nationales Vorwort Erfahrungen mit dieser DIN SPEC sind erbeten vorzugsweise als Datei per E-Mail an krdlvdi.de in Form einer Tabelle. Die Vorlage dieser Tabelle kann im Internet unter http:/www.din.de/stellungnahme abgerufen werden; oder in Papierform an die Kommission Reinhaltung der

6、Luft (KRdL) im VDI und DIN Normenausschuss, Postfach 10 11 39, 40002 Dsseldorf. Dieses Dokument (CEN/TR 16243:2011) wurde von der Arbeitsgruppe WG 35 EC/OC in PM“ im Technischen Komitee CEN/TC 264 Luftbeschaffenheit“ erarbeitet. Obmannschaft und Sekretariat liegen beim DIN, Deutschland. An der Erste

7、llung dieses Dokuments waren deutsche Experten des Ausschusses EC/OC in PM“ des Fachbereichs IV Umweltmesstechnik“ der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdL mageblich beteiligt. Bei dem im vorliegenden Dokument beschriebenen Verfahren erfolgt die Probenahme in der Auenl

8、uft mittels Filtration nach DIN EN 14907. Anschlieend wird der Filter einem thermo-optischen Verfahren zur Bestimmung des elementaren Kohlenstoffs (EC) und des organischen Kohlenstoffs (OC) unterworfen. Fr diese thermo-optischen Verfahren existieren derzeitig unterschiedliche Protokolle, nach denen

9、vorgegangen wird, die sich aber in Details, u. a. im Ablauf der Temperaturfhrung, unterscheiden. Zur Klrung der offenen Fragestelllungen bei dem Messverfahren ist es daher unerlsslich Validierungsmessungen durchzufhren, die sowohl zur Spezifizierung eines standardisierten Verfahrens als auch zur gen

10、auen Charakterisierung dieses Verfahrens bentigt werden. Die CEN/TC 264/WG 35 wartet seit geraumer Zeit auf ein ihr von der Europischen Kommission zugesagtes Mandat auf dessen Basis finanzielle Untersttzungen fr die Validierungsmessungen erfolgen knnen. Der Stand der Dinge, auch im Hinblick auf die

11、rechtlichen Aspekte, ist sehr ausfhrlich in der Einleitung beschrieben. Dieses Dokument enthlt in den Anhngen A und B neben den gesetzlichen Einheiten auch die Einheit psi“, die in Deutschland nicht zugelassen ist. Es wird ausdrcklich darauf hingewiesen, dass die Anwendung dieser Einheit im national

12、en amtlichen und geschftlichen Verkehr aufgrund des Gesetzes ber Einheiten im Messwesen nicht zulssig ist. Die Angabe dieser Einheit dient lediglich als Hilfe im amtlichen und geschftlichen Verkehr (z. B. bei Einfuhr und Ausfuhr) mit solchen Staaten, die diese Einheit anwenden. Umrechnung: 1 psi = 6

13、 894,757 Pa = 0,068 947 57 bar DIN CEN/TR 16243 (DIN SPEC 33964):2011-11 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN EN 12341, Luftbeschaffenheit Ermittlung der PM10-Fraktion von Schwebstaub Referenzmethode und Feldprfverfahren zum Nachweis der Gleichwertigkeit von Messverfahren und Re

14、ferenzmessmethode DIN EN 14907, Luftbeschaffenheit Gravimetrisches Standardmessverfahren fr die Bestimmung der PM2,5-Massenfraktion des Schwebstaubs VDI 2463 Blatt 1, Messen von Partikeln Gravimetrische Bestimmung der Massenkonzentration von Partikeln in der Auenluft Grundlagen VDI 2463 Blatt 4, Mes

15、sen von Partikeln Messen der Massenkonzentration von Partikeln in der Auenluft LIB-Filterverfahren VDI 2463 Blatt 7, Messen von Partikeln Messen der Massenkonzentration (Immission) Filterverfahren Kleinfiltergert GS 050 VDI 2463 Blatt 8, Messen von Partikeln Messen der Massenkonzentration (Immission

16、) Basisverfahren fr den Vergleich von nichtfraktionierenden Verfahren VDI 2463 Blatt 11, Messen von Partikeln Messen der Massenkonzentration (Immission) Filterverfahren Filterwechsler Digitel DHA-80 VDI 2465 Blatt 1, Messen von Ru (Immission) Chemisch-analytische Bestimmung des elementaren Kohlensto

17、ffes nach Extraktion und Thermodesorption des organischen Kohlenstoffes VDI 2465 Blatt 2, Messen von Ru (Immission) Thermographische Bestimmung des elementaren Kohlenstoffes nach Thermodesorption des organischen Kohlenstoffes VDI 3489 Blatt 3, Messen von Partikeln Methoden zur Charakterisierung und

18、berwachung von Prfaerosolen Optischer Partikelzhler VDI 3489 Blatt 8, Messen von Partikeln Methoden zur Charakterisierung und berwachung von Prfaerosolen Relaxationszeitspektrometer VDI 3491 Blatt 1, Messen von Partikeln Kennzeichnung von Partikeldispersionen in Gasen Begriffe und Definitionen VDI 3

19、491 Blatt 16, Messen von Partikeln Herstellen von Kohlenstoff-Aerosolen unter Verwendung eines Funken-Aerosolgenerators DIN CEN/TR 16243 (DIN SPEC 33964):2011-11 4 Leerseite TECHNISCHER BERICHT TECHNICAL REPORT RAPPORT TECHNIQUE CEN/TR 16243 August 2011 ICS 13.040.20 Deutsche Fassung Auenluftqualitt

20、 Leitfaden zur Messung von auf Filtern abgeschiedenem elementarem Kohlenstoff (EC) und organisch gebundenem Kohlenstoff (OC) Ambient air quality Guide for the measurement of elemental carbon (EC) and organic carbon (OC) deposited on filters Qualit de lair ambiant Guide pour le mesurage du carbone lm

21、entaire (EC) et du carbone organique (OC) dposs sur filtre Dieser Technische Bericht (TR) wurde vom CEN am 18. Juni 2011 als eine knftige Norm zur vorlufigen Anwendung angenommen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Fr

22、ankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. Manageme

23、nt-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten. Ref. Nr. CEN/TR 16243:2011 DE U RO P I S C H E SKO M I T E EF RN O R M U N GEUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDI

24、ZATION C O M I T E U RO P E N D E N O R M A L I S AT I O N2 Inhalt SeiteVorwort 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich . 6 2 Begriffe. 6 3 Kurzbeschreibung. 8 4 Materialien und Gerte 8 5 Probenahme. 9 6 Transport und Lagerung. 10 7 Analyse. 11 8 Artefakte und Strungen 13 9 Qualittssicherung/Qualittskont

25、rolle (QA/QC) . 15 10 Berechnung der EC- und OC-Konzentrationen 17 11 Bericht der Daten. 18 Anhang A (informativ) Beispiel fr ein Laboratoriumsbuch . 19 Anhang B (informativ) Beispiel einer Standardarbeitsanweisung zur EC- und OC-Analyse. 20 Anhang C (informativ) Verfahren zur Bewertung des Carbonat

26、-Kohlenstoffs 25 Anhang D (informativ) Herstellung der Saccharose-Stammlsungen und der Kalibrierstandards 29 Literaturhinweise 30 CEN/TR 16243:2011 (D) DIN CEN/TR 16243 (DIN SPEC 33964):2011-11 3 Vorwort Dieses Dokument (CEN/TR 16243:2011) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 264 Luftbeschaffenheit“

27、 erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und/oder CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. CEN/TR 16243:2011 (D) DIN

28、 CEN/TR 16243 (DIN SPEC 33964):2011-11 4 Einleitung Zur einheitlichen Bewertung der Luftqualitt quer ber die Europische Union haben die Mitgliedsstaaten standardisierte Messtechniken und Messverfahren anzuwenden. Das Ziel dieses Technischen Berichts (en: Technical Report) ist es, einen Leitfaden fr

29、Messverfahren zu geben, die fr die berwachung von auf Filtern abgeschiedenen elementarem Kohlenstoff (EC) und organischem Kohlenstoff (OC) entsprechend der Richtlinie 2008/50/EG des Europischen Parlaments und des Rates ber Luftqualitt und saubere Luft fr Europa 1 zu befolgen sind. Dies erfordert die

30、 chemische Speziesanalyse der Bestimmung der Sub-2,5-m-Grenfraktion des Schwebstaubs (PM2,5) in der Auenluft wie im Anhang IV beschrieben: MESSUNGEN AN MESSSTATIONEN FR LNDLICHEN HINTERGRUND (KONZENTRATIONSUNABHNGIG) A. Ziele Mit diesen Messungen soll vor allem gewhrleistet werden, dass ausreichende

31、 Informationen ber Hintergrundwerte zur Verfgung stehen. Diese Informationen sind unerlsslich, um die hheren Werte in strker schadstoffbelasteten Gebieten (Stadtgebiete, Industriegebiete, Verkehrszonen) sowie den mglichen Anteil des Langstreckentransports von Schadstoffen beurteilen zu knnen, um die

32、 Analyse fr die Quellenzuordnung zu untersttzen und fr das Verstndnis fr einzelne Schadstoffe, wie z. B. Partikel. Auerdem sind die Informationen aufgrund des verstrkten Einsatzes von Modellen auch fr stdtische Gebiete von groer Bedeutung. B. Stoffe Die Messungen von PM2,5mssen zur Charakterisierung

33、 der chemischen Zusammensetzung mindestens die Gesamtmassenkonzentration sowie die Konzentrationen entsprechender Verbindungen umfassen. Zumindest die nachstehenden chemischen Spezies sind zu bercksichtigen. SO42, Na+, NH4+, Ca2+, elementarer Kohlenstoff (EC), NO3, K+, Cl, Mg2+, organischer Kohlenst

34、off (OC). C. Standortkriterien Die Messungen sollten im Einklang mit Anhang III, Abschnitte A, B und C vor allem in lndlichen Gebieten vorgenommen werden. Das in diesem Technischen Bericht beschriebene Verfahren hebt primr auf die Harmonisierung und Optimierung der Datenqualitt von thermo-optischen

35、Messverfahren fr EC und OC ab, die in Messnetzen eingesetzt werden, mit der Anleitung fr die unterschiedlichen Protokolle (analytische Parameter), die derzeitig bei dem jeweiligen Verfahren eingesetzt werden. Das Verfahren scheint fr den praktischen routinemigen Einsatz in Messnetzen geeignet. Es gi

36、bt keine rckfhrbare Primr-Referenzmaterialien fr EC- und OC-Analysen; darber hinaus gibt es keine absolute wissenschaftlich begrndete Unterscheidung zwischen EC und OC. Deshalb spezifiziert das in diesem Technischen Bericht dargelegte Verfahren operative Definitionen der gemessenen Gren. Im Februar

37、2009 fand ein Workshop statt, um einen berblick zu den in Europa und weltweit praktizierten Messungen zu erhalten. Der Workshop wurde vom Joint Research Centre in Ispra (JRC), Italien, organisiert. Der Bericht ber diesen Workshop ist verfgbar 2. Konsens wurde bei der folgenden Rangfolge der Messtech

38、niken erzielt: a) thermisches Verfahren mit optischer Korrektur fr EC und OC bei auf Filtern gesammelten Proben, b) weitere Off-line-Analysentechniken fr EC und OC bei auf Filtern gesammelten Proben, c) weitere On-line-Analysentechniken fr EC und OC bei auf Filtern gesammelten Proben, d) weitere Ana

39、lysentechniken fr entweder EC und/oder OC, e) weitere Analysentechniken zur Messung von Eigenschaften fr entweder EC und/oder OC (d. h. Lichtabsorption). CEN/TR 16243:2011 (D) DIN CEN/TR 16243 (DIN SPEC 33964):2011-11 5 Aufgrund der Tatsache, dass die Messnetze in den EU-Mitgliedstaaten mit Start im

40、 Juni 2010 EC und OC zu messen haben, und CEN/TC 264/WG 35 EC/OC in PM“ weder ein Mandat noch eine andere Finanzierung zur Verfgung hat, um die notwendigen Validierungsmessreihen durchzufhren, stimmt die WG 35 folgenden Resolutionen zu: 1) Resolution 35 Angesichts der dringenden Notwendigkeit fr die

41、 Mitgli edsstaaten ein standardisiertes EC- und OC-Messver-fahren einsetzen zu knnen, da sie mit der Probenahme ab Juni 2010 beginnen mssen, und der Ermanglung eines Mandats von der Europischen Kommission stimmt die WG 35 zu, dass sie mit Prioritt an einem CEN-Technischen Bericht fr EC und OC arbeit

42、en wird. Der Inhalt des Technischen Berichts (TR) wird wenn er fertiggestellt ist den interessierten Fachleuten (z. B. Betriebspersonal von Messnetzen) zur Verfgung gestellt. Dieser TR wird mehrere Protokolle fr thermo-optische Verfahren beschreiben, die zu unterschiedlichen Ergebnissen fr EC und OC

43、 fhren, weil Validierungsdaten sowohl zur Spezifizierung eines standardisierten Verfahrens als auch zur genauen Charakterisierung dieses Verfahrens bentigt werden. Falls ein Mandat erteilt wird, werden die Prioritten dann erneut betrachtet. 2) Resolution 36 WG 35 stimmt zu, dass die Europische Kommi

44、ssion offiziell informiert werden muss, dass der Technische Bericht ein ungengender Ersatz fr eine Europische Norm ist, da hierdurch der Erhalt vergleichbarer Daten quer ber Europa verzgert werden wird Streuungen von mehr als 100 % fr EC knnen erwartet werden. Es kann auch finanzielle Konsequenzen f

45、r einige Mitgliedslnder haben, die ihr Verfahren ndern mssen, wenn die Norm publiziert wird. 3) Resolution 37 WG 35 stimmt zu, dass der Technische Bericht optische Korrekturen fr Verkokungen enthalten muss, wobei sowohl Transmissions- als auch Reflexionsdaten verwendet werden. Es muss dazu ermutigt

46、werden, bei der Aufzeichnung der Ergebnisse beide Datenstze aufzuzeichnen. Es gibt einige offene Fragestelllungen zu den Messverfahren, die nur nach weiteren Validierungsmessungen entschieden werden knnen, z. B.: die anwendbaren Konzentrationsbereiche fr das vor geschlagene Verfahren werden durch di

47、e optische Korrektur und das bei der Analyse von EC und OC verwendete Thermal-Protocol begrenzt; da das Letztere sowohl von dem Gert als auch dem gewhlten Protokoll abhngt, knnen keine endgltigen Werte angegeben werden; Temperaturmessung in dem Gerteofen: Ort und Reproduzierbarkeit; Einfluss der Art

48、efakte whrend der Probenahme auf die Datenqualitt; Beschaffung und Gebrauch von Referenzmaterialien. Beachtung wird soweit wie mglich der Harmonisierung der Probenahme mit der fr Anionen und Kationen in PM2,5gegeben. Die Messungen fr Anionen und Kationen werden in CEN/TR 16269:2011 3 und jene fr PM2,5in EN 14907:2005 4 beschrieben. ANMERKUNG EN 14907:2005 befindet sich in der Revision und wird im Rahmen der Revision der EN 12341:1998 Luftbeschaffenheit Ermittlung der PM10-Fraktion von Schwebstaub Referenzmethode und Feldprfverfahren zum Nachweis der Gleichwertigkeit von M