VDI 2267 Blatt 8-2000 Determination of suspended particles in ambient air - Measurement of the mass concentration of mercury - Sampling by sorption as amalgam and determination by d va.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREStoffbestimmung an Partikeln in der AuenluftMessen der Massenkonzentration von QuecksilberProbenahme durch Sorption als Amalgam und Bestimmung mittels Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) mit KaltdampftechnikDetermination of suspended particles in ambient airMeasurement of th

2、e mass concentration of mercurySampling by sorption as amalgam and determination byatomic absorption spectrometry (AAS) with cold vapour techniqueVDI 2267Blatt 8 / Part 8Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft (KRdL) im VDI und DIN NormenausschuArbeitsgruppe Messen

3、von Metallen und Halbmetallenim Ausschu ImmissionsmeverfahrenVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 4VDI-RICHTLINIENZu beziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure,Dsseldorf 2000Vervielfltigung auchfr i

4、nnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for 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 13.040.20Mrz 2000March 2000The

5、draft of this guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German version of this guideline shall be taken asauthoritative.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . .

6、 . . . . . . . . . 2Einfhrung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Grundlage des Verfahrens . . . . . . . . . . . 42 Gerte und Chemikalien . . . . . . . . . . . . 42.1 Probenahmevorrichtung . . . . . . . . . . . 42.2 Gerte fr die Analyse. . . . . . . . . . . . 52.3 Gerte fr die Kalibrierung

7、 . . . . . . . . . 52.4 Chemikalien . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.5 Gase fr die Kaltdampftechnik . . . . . . . 73 Probenahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Analyse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Kalibrieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.1 Kalibrierung mit

8、 wrigen Quecksilber-standardlsungen . . . . . . . . . . . . . . 125.2 Statische Kalibrierung mit quecksilber-gesttigter Luft. . . . . . . . . . . . . . . . 126 Konditionierung der Sorptionsrohre . . . . . 137 Berechnung des Ergebnisses . . . . . . . . . 148 Strungen . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、 . . . 159 Verfahrenskenngren . . . . . . . . . . . . . 169.1 Nachweisgrenzen und Bestimmungs-grenzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169.2 Standardabweichungen und Vertrauens-bereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179.3 Standardabweichungen aus Doppel-bestimmungen . . . . . . . . . .

10、 . . . . . . 18Anhang A Ausfhrungsbeispiel fr die Gas-Stop-Technik des MHS-20 . . . 19Anhang B Partikelgebundenes Quecksilber . . . 20Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction. . . . . . . . . . . . . .

11、. . . . . . . . 31 Principle of the method . . . . . . . . . . . . . 42 Apparatus and reagents. . . . . . . . . . . . . 42.1 Sampling equipment . . . . . . . . . . . . . 42.2 Apparatus for analysis . . . . . . . . . . . . 52.3 Apparatus for calibration . . . . . . . . . . . 52.4 Reagents . . . . . .

12、 . . . . . . . . . . . . . 62.5 Gases for the cold vapour technique . . . . . 73 Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.1 Calibration with aqueous standard mercury solutions

13、. . . . . . . . . . . . . . . 125.2 Static calibration with mercury-saturated air 126 Conditioning the sorption tubes . . . . . . . . 137 Calculating the result . . . . . . . . . . . . . . 148 Interferences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Performance characteristics . . . . . . . . . . 169

14、.1 Detection limits and quantification limits . . 169.2 Standard deviations and confidenceintervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179.3 Standard deviations from parallel measurements. . . . . . . . . . . . . . . . . 18Annex A Example of operation of thegas-stop technique of the MHS-20 . .

15、. 19Annex B Particulate mercury . . . . . . . . . . . 20References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Frhere Ausgabe: 5.99 Entwurf,deutschFormer edition: 5/99 draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Inge

16、nieure, Dsseldorf 2000 2 VDI 2267 Blatt 8 / Part 8VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft (KRdL) imVDI und DIN Normenausschu erarbeiten Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger Selbstverantwortung VDI-Richtlinienund DIN-Normen zum Umweltschutz. Diese be-schreib

17、en den Stand der Technik bzw. Stand der Wis-senschaft in Deutschland und dienen als Entschei-dungshilfen bei der Erarbeitung und Anwendung vonRechts- und Verwaltungsvorschriften. Die Arbeits-ergebnisse der KRdL flieen ferner als gemeinsamerdeutscher Standpunkt in die europische technischeRegelsetzun

18、g bei CEN (Europisches Komitee frNormung) und in die internationale technischeRegelsetzung bei ISO (Internationale Organisationfr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einr

19、ichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft, Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene metechni-sche Anleitungen; Handhabung brennbarerStube; Minderung der Exposition gegenber luft-fremden Stoffen

20、am Arbeitsplatz, Umweltschutz-kostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen;mikro- und mesoskalige Windfeldmodelle; Wech-selwirkung zwischen Atmosphre und Oberfl-chen; meteorologische Messungen; angewandteKlimatolo

21、gie; Lufthygienekarten; human-bio-meteorologische Bewertung von Klima und Luft-hygiene; bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werkstoffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Me- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung un

22、d Wirkung mikrobieller Luftver-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFachbereich IV Umweltmetechnik“Emissions- und Immissionsmetechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partikel;optische Fernmeverfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigu

23、ngen; Verfahren zur Herstellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Mege-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 st

24、andards in the field of environmentalprotection. These describe the state 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 resultsar

25、e also considered as the common German point ofview in the establishment 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-si

26、ons: Subdivision I ”Environmental Protection Techniques“Integrated pollution 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 du

27、sts andgases; plant-related measurement instructions; thesafe processing of combustible dusts; reduction ofexposure to air pollutants in the workplace atmos-phere, environmental industrial cost accountingSubdivision II ”Environmental Meteorology“Dispersion of pollutants in the atmosphere; emis-sions

28、 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 evaluation of climateand air hygiene; transfer of meteorological dataSubdivision III ”Envi

29、ronmental 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;determination of microbial air pollutants and theireffects; olfactometry; environmental simulation Subdivision IV”Environmental M

30、easurement Techniques“Techniques for emission and ambient air measure-ments of inorganic and organic gases as well asparticulate matter; optical open-path measurementmethods; measurement of indoor air pollutants,measurement of soil air pollutants; procedures forestablishing reference material; test

31、procedures forB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 VDI 2267 Blatt 8 / Part 8 3 rte; Validierungsverfahren; Meplanung; Aus-werteverfahren; QualittssicherungDie Richtlinien und Normen werden zunchst alsE

32、ntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desanzeiger und in der Fachpresse erhalten alle inter-essierten Kreise die Mglichkeit, sich an einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, da unter-schiedliche Meinungen vor Verffentlichung der end-gltig

33、en Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in sechs Bndendes VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luft zu-sammengefat.EinfhrungQuecksilber liegt in der Auenluft sowohl in elemen-tarer als auch in anorganisch und organisch gebunde-ner Form vor. Die Quecksilber-Hintergrundmass

34、en-konzentrationen in unbelasteten Luftmassen bewe-gen sich im Bereich zwischen 1 ng/m3und 4 ng/m31; 2; 3; 4. In urbaner Luft und in der Umgebung vonQuecksilberemittenten wurden auch deutlich hhereMassenkonzentrationen gemessen.Aufgrund der langen Verweildauer des elementarenQuecksilbers in der Atmo

35、sphre stellt es in industrie-fernen Luftmassen den berwiegenden Anteil( 90 %) am gesamten atmosphrischen Quecksilberdar. Im direkten Einflubereich von Emittenten kn-nen die Verhltnisse jedoch anders liegen.Quecksilber kommt in der Luft als partikelgebunde-nes und gasfrmiges Quecksilber vor. In marin

36、er undkontinentaler Reinluft ist die Massenkonzentrationdes partikelgebundenen Quecksilber um zwei Gr-enordnungen niedriger als die Gesamt-Quecksilber-massenkonzentration 1; 2. Der partikelgebundeneAnteil liegt in urbaner Luft meist deutlich unter 10 %,whrend an kontaminierten Standorten auch hherep

37、artikelgebundene Anteile gefunden werden 3; 5;6;. Der gasfrmige Anteil besteht zum grten Teilaus elementarem Quecksilber 1; 3; 7; daneben kn-nen in kleineren Mengen auch Methylquecksilber-chlorid (MMC), Dimethylquecksilber (DMM) undQuecksilber(II)-chlorid (MC) als flchtige Quecksil-berverbindungen v

38、orliegen 1; 8.In der Richtlinienreihe VDI 2267 werden Methodenzur Bestimmung der Immissionskonzentration vonMetallen und Halbmetallen beschrieben, die ausFeuerungsanlagen sowie bei ihrer Herstellung undVerarbeitung in die Auenluft gelangen. Hierzu ge-hrt auch das in dieser Richtlinie behandelte Meta

39、llQuecksilber. Aufgrund chemischer Reaktionen, An-measurement 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 publicati

40、ons inorder to give all interested parties the 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 Luf

41、t (Air Pollu-tion Prevention) Manual.IntroductionMercury is present in ambient air both in elementaland in inorganically and organically bound form. Thebackground mass concentrations of mercury in unpol-luted air masses vary from 1 ng/m3to 4 ng/m31; 2; 3;4. In the urban air and in the vicinity of me

42、rcury emis-sion sources, significantly higher mass concentrationshave been measured.Owing to the long dwell time of elemental mercury inthe atmosphere, it accounts for the major part ( 90 %)of the entire atmospheric mercury in industry-remoteair masses. However, in the immediate vicinity ofemission

43、sources, the situation may be different.Mercury occurs in the air in the form of particulate andgaseous mercury. In clean marine and continental air,the mass concentration of particulate mercury is twoorders of magnitude lower than the total mercury massconcentration 1; 2. The particulate share in t

44、he urbanair is usually well below 10 %, whilst higher particu-late shares can be found at contaminated sites 3; 5;6;. The gaseous share consists for the most part ofelemental mercury 1; 3; 7; in addition, methyl mer-cury chloride (MMC), dimethyl mercury (DMM) andmercury(II) chloride (MC) may also oc

45、cur in smallquantities as volatile mercury compounds 1; 8.The Guideline series VDI 2267 describes methods fordetermining the ambient air concentration of metalsand semimetals entering the atmosphere from firingplants as well as during their production and process-ing. This includes mercury, the meta

46、l treated in thisGuideline. As a result of chemical reactions, attach-ment or condensation, the vast majority of the metalsB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2000 4 VDI 2267 Blatt 8 / Part 8lagerung oder Kond

47、ensation wird der berwiegendeTeil der in den weiteren Blttern der RichtlinienreiheVDI 2267 behandelten Metalle und Halbmetalle alsanorganische Verbindung in Partikelform berfhrtoder an Staubpartikel angelagert, was der Richtlini-enreihe auch ihren Titel Stoffbestimmung an Parti-keln in der Auenluft“

48、 gibt. Obgleich dies fr Queck-silber mit einem partikelgebundenen Anteil von nurwenigen Prozent (siehe oben sowie Anhang B) sonicht gilt, wird diese Richtlinie dennoch aus syste-matischen Erwgungen in der Richtlinienreihe VDI2267 verffentlicht.Diese Richtlinie beschreibt ein Verfahren zur Bestim-mun

49、g der Massenkonzentration des gesamten gasfr-migen Quecksilber (TGM Total Gaseous Mercury“)in der Auenluft. Eine Unterscheidung in elemen-tares, anorganisch oder organisch gebundenesQuecksilber findet nicht statt. Wegen der niedrigenMassenkonzentrationen von TGM wird eine anrei-chernde Probenahme verwendet. Die analytische Be-stimmung erfolgt nach einer thermischen Desorptionmit Hilfe der Atomabsorptionsspektrometrie (AAS).