1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMessen von Emissionen Messen von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAH)GC/MS-VerfahrenStationary source emissions Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) GC/MS method VDI 3874Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der
2、 Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLArbeitsgruppe Messen von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen Ausschuss Emissionsmessverfahren VDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5: Analysen- und Messverfahren II VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available at Beuth Verlag GmbH, 10772 Be
3、rlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedICS 13.040.40 Dezember 2006December 2006Frhere Ausgabe: 08.05 Entwurf,deutsch Former ed
4、ition: 08/05 Draft, in German only 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 guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the
5、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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Anwendung
6、sbereich . . . . . . . . . . . . . 32 Grundlage des Verfahrens . . . . . . . . . . 43 Gerte und Betriebsmittel . . . . . . . . . . . 53.1 Probennahme . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 Gerte zur Ermittlung der Abgasrand-bedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . 83.3 Probenaufarbeitung und Analyse
7、. . . . . 84 Aufbau der Probennahmeeinrichtung . . . . 105 Messplanung. . . . . . . . . . . . . . . . . . 105.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . 105.2 Bezugsgren . . . . . . . . . . . . . . . 116 Durchfhrung der Messung. . . . . . . . . . 116.1 Probennahme . . . . . . . . . . . . . . . 11
8、6.2 Durchfhrung . . . . . . . . . . . . . . . 126.3 Probenaufbereitung . . . . . . . . . . . . 146.4 Analytische Bestimmung . . . . . . . . . 147 Berechnen des Ergebnisses . . . . . . . . . 198 Verfahrenskenngren . . . . . . . . . . . . 208.1 Analytischer Teilschritt . . . . . . . . . . 208.2 Messun
9、sicherheit des Gesamt-verfahrens . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Berichterstattung . . . . . . . . . . . . . . . 27Anhang Vereinfachtes Verfahren fr spezielle Anwendungen . . . . . . . . . . . . . . 28Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Contents PagePreliminary note . . . .
10、. . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Scope. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Principle of method . . . . . . . . . . . . . . 43 Apparatus and operating materials . . . . . . 53.1 Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53.2 Apparatus fo
11、r determining the flue gas boundary conditions . . . . . . . . . . . . 83.3 Sample preparation and analysis . . . . . . 84 Sampling system setup . . . . . . . . . . . 105 Measurement planning. . . . . . . . . . . . 105.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105.2 Reference parameters . . . .
12、. . . . . . 116 Procedure of the measurement . . . . . . . 116.1 Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . 116.2 Procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . 126.3 Sample preparation. . . . . . . . . . . . 146.4 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 Calculation of results . . . . . . . . . .
13、 . . 198 Performance characteristics. . . . . . . . . 208.1 Analytical step . . . . . . . . . . . . . . 208.2 Measurement uncertainty of the overall method . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269Reporting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Annex Simplified method for special applications . . . .
14、 . . . . . . . . . . . 28Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006 2 VDI 3874VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI undDIN Normenauss
15、chuss 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. Stand der Wis-senschaft in der Bundesrepublik Deutschland unddienen als Entscheidungshilfen bei
16、 der Erarbeitungund Anwendung von Rechts- und Verwaltungsvor-schriften. Die Arbeitsergebnisse der KRdL flieenferner als gemeinsamer deutscher Standpunkt in dieeuropische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in die in-ternationale technische Regelsetzung bei ISO (Inter-
17、nationale Organisation fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung undEnergieumwandlung; ganzheitliche Betrachtungvon Emissionsminderungsm
18、anahmen unter Be-rcksichtigung von Luft, Wasser und Boden;Emissionswerte fr Stube und Gase; anlagenbe-zogene messtechnische Anleitungen; Umwelt-schutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen; mikro-und mesoska
19、lige Windfeldmodelle; Wechselwir-kung zwischen Atmosphre und Oberflchen;meteorologische Messungen; angewandte Klima-tologie; Lufthygienekarten; human-biometeoro-logische Bewertung von Klima und Lufthygiene;bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigunge
20、n auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfahren:z.B. Bioindikation mit Hheren und NiederenPflanzen, Erhebungsverfahren zur Biodiversitt;Werkstoffexposition; Erfassung mikrobieller Luft-verunreinigungen; Olfaktometrie; Umweltsimulation Fachber
21、eich IV Umweltmesstechnik“ Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partikel;optische Fernmessverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur HerstellungPreliminary noteIn the Commission on Air Pollu
22、tion Prevention ofVDI and DIN Standards Committee (KRdL) expertsfrom science, industry and administration, acting ontheir own responsibility, establish VDI Guidelinesand DIN Standards in the field of environmental pro-tection. These describe the state of the art in scienceand technology in the Feder
23、al Republic of Germanyand serve as a decision-making aid in the preparatorystages of legislation and application of legal regula-tions and ordinances. KRdLs working results arealso considered as the common German point of viewin the establishment of technical rules on the Euro-pean level by CEN (Eur
24、opean Committee for Stand-ardization) and on the international level by ISO(International Organization for Standardization).The following topics are dealt with in four subdivi-sions: Subdivision I “Environmental Protection Techniques”Integrated pollution prevention and control forinstallations; proc
25、edures and installations foremission control and energy conversion; overallconsideration of measures for emission controlwith consideration given to the air, water and soil;emission limits for dusts and gases; plant-relatedmeasurement instructions; environmental indus-trial cost accounting Subdivisi
26、on 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 pollution maps;human-biometeorological eva
27、luation of climateand air hygiene; transfer of meteorological data Subdivision III “Environmental Quality”Effects of air pollutants on man, farm animals,vegetation, soil, materials, and the atmosphere;methods for the measurement and evaluation of ef-fects: e.g. biomonitoring with higher and lowerpla
28、nts; evaluation techniques for biodiversity; ex-posure of materials; determination of microbial airpollutants and their effects; olfactometry; environ-mental simulation Subdivision IV “Environmental Measurement Techniques”Techniques for emission and ambient air measure-ments of inorganic and organic
29、 gases as well asparticulate matter; optical open-path measurementmethods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air pollutants; procedures forB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20
30、06 VDI 3874 3 von Referenzmaterialien; Prfplne fr Mess-gerte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-werteverfahren; Qualittssicherung Die Richtlinien und Normen werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung imBundesanzeiger und in der Fachpresse erhalten alleinteressierten Kreise die M
31、glichkeit, sich an einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dass un-terschiedliche Meinungen vor Verffentlichung derendgltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in den sechs Bn-den des VDI/DIN-Handbuches Reinhaltu
32、ng der Luftzusammengefasst. EinleitungPolyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe(PAH, polycyclic aromatic hydrocarbons) knnen imVerlauf von technischen Prozessen emittiert werden,bei denen organische Materialien, insbesondere fos-sile Einsatz- oder Brennstoffe, verarbeitet, verbranntoder pyrolysie
33、rt werden.Die in den letzten Jahren durch fortgeschrittene Min-derungsmanahmen erzielte Verringerung der PAH-Emissionen gab dazu Anlass, ein diesen geringenKonzentrationen angepasstes Probennahme- und Ana-lysenverfahren fr die als emissionsrelevant festge-legten PAH in Abgasen zu entwickeln: Die Pro
34、ben-nahmeapparatur wurde deutlich verkleinert und mitder als Analysenverfahren gewhlten KombinationGC/MS (Gaschromatographie/Massenspektrometrie)kann auf eine aufwndige Probenvorreinigung ver-zichtet werden.1 AnwendungsbereichDiese Richtlinie legt ein manuelles Verfahren (Stich-probenmessung) zur Be
35、stimmung von polyzyk-lischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAH) inEmissionen fest. Die PAH werden in der Proben-nahmeapparatur nach Kondensatabscheidung aufXAD-2-Harz adsorbiert, anschlieend extrahiert,gaschromatographisch voneinander getrennt undmassenspektrometrisch bestimmt.Das Verfahren ist
36、bezogen auf Benzoapyren imKonzentrationsbereich von 0,2 g/m3bis 1 mg/m3anwendbar. Grundstzlich knnen mit diesem Verfahren die inAbschnitt 2 genannten PAH gemessen werden. Dietatschlich zu messenden Substanzen ergeben sichaus der jeweiligen Messaufgabe.establishing reference material; test procedures
37、 formeasurement devices; validation procedures;measurement planning; evaluation 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
38、 opportunity toparticipate in an official objection procedure. Thisprocedure 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.Introduc
39、tionPolycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) may beformed in technical processes, in which organic, es-pecially fossil substances are processed, burned orpyrolysed. The decrease in PAH emissions achieved in recentyears by advanced emission reduction technology hasled to the development of a sampling a
40、nd analysismethod, suited to these small concentrations, for PAHspecies in flue gases which are defined as emissionrelevant: the sampling apparatus has been considera-bly downsized and the GC/MS (gas chromatogra-phy/mass spectrometry) combination used as analy-sis method allows to dispense with elab
41、orate sampleclean-up procedures. 1ScopeThis guideline specifies a manual method (randomsample measurement) for the determination of poly-cyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in emissions. Inthe sampling apparatus, the PAH are adsorbed onXAD-2 resin after condensate separation, subse-quently extracted,
42、 separated by gas chromatographyand determined by mass spectrometry. For benzoapyrene, the method can be used in theconcentration range from 0,2 g/m3to 1 mg/m3. In principle, this method can be used to measure allPAH listed in Section 2. The substances to be actuallymeasured are dictated by the meas
43、urement task. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006 4 VDI 38742 Grundlage des VerfahrensEin Teilstrom des Abgases wird mit Hilfe eines ge-khlten Absaugrohres isokinetisch als Netzmessungber eine festge
44、legte Zeitspanne entnommen. Dabeiwird der berwiegende Anteil kondensierbarer Be-standteile bereits im Absaugrohr abgeschieden. Derim Probengas darber hinaus eventuell enthaltenekondensierbare Anteil wird dann unmittelbar in eineran dem Absaugrohr angeschlossenen Kondensati-onseinrichtung bei einer T
45、emperatur von 95 % des in beidenRhrchen analysierten Gesamtgehalts.8.1.9 Vollstndigkeit der DesorptionZur berprfung der Vollstndigkeit der Desorptionder untersuchten Komponenten vom XAD-2-Harzwurden Adsorptionsrhrchen, die im Rahmen vonEinzelmessungen verwendet wurden, nach der erstenDesorption ein
46、zweites Mal mit einer gleichen MengeElutionslsung behandelt. Verwendet wurde jeweilsdas erste der bei der Messung in Reihe geschaltetenAdsorptionsrhrchen. Ausgewertet wurden Einzel-komponenten, deren Massengehalte bei der erstenDesorption zwischen 5 g und 80 g je Probe betru-gen. Die Desorptionsrate
47、 nach der ersten Desorptionbetrug jeweils 94 % des Summenwertes aus beidenDesorptionen.were analysed. The percentage of examined individ-ual components in the first adsorption tube was al-ways 95 % of the total content analysed in bothtubes. 8.1.9 Desorption efficiencyTo verify the desorption effici
48、ency of the examinedcomponents from the XAD-2 resin, adsorption tubes,which were used in individual measurements, were,after the first desorption, eluated again with an equalquantity of elution solution. The first of the adsorp-tion tubes connected in series for the measurementwas used. Individual c
49、omponents with a mass contentbetween 5 g und 80 g per sample at the first des-orption, were analysed. The desorption rate of thefirst desorption was always 94 % of the total ofboth desorptions. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006 26 VDI 3874Tabelle 6. Blindwertbestimmung an XAD-2-Harz (Bei-spiel) BG: unterhalb der Bestimmungsgre
