VDI 3862 Blatt 7-2004 Gaseous emission measurement - Measurement of aliphatic and aromatic aldehydes and ketones by the DNPH method - Impinger carbon tetrachloride method.pdf

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1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREMessen gasfrmiger EmissionenMessen aliphatischer und aromatischer Aldehyde und Ketone nach dem DNPH-VerfahrenGaswaschflaschen/Tetrachlorkohlenstoff-MethodeGaseous emission measurementMeasurement of aliphatic and aromatic aldehydes and ketones by the DNPH methodImpinger/carb

2、on tetrachloride methodVDI 3862Blatt 7 / Part 7Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishKommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLAusschuss EmissionsmessverfahrenArbeitsgruppe Messen von Aldehyden und PhenolenVDI/DIN-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 5VDI-RICHTLINIENZu be

3、ziehen durch / Available from Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2004Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDer Entwurf dieser Richtlinie wurde

4、 mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 13.040.20Februar 2004February 2004The draft of this guideline has been subject to public scrutinyafter announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).

5、No guarantee can be given with respect to the English transla-tion. The German version of this guideline shall be taken asauthoritative.Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . .

6、. . . 52 Grundlage des Verfahrens . . . . . . . . . . . 53 Gerte und Chemikalien . . . . . . . . . . . . 63.1 Gerte fr die Probenahme . . . . . . . . . 63.2 Gerte fr die Analyse. . . . . . . . . . . . 73.3 Chemikalien . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.4 Herstellung der Absorptionslsung . . . . .

7、84 Aufbau der Probenahmeeinrichtung . . . . . 95 Durchfhren der Messung . . . . . . . . . . . 95.1 Probenahme und Probenaufbereitung . . . . 95.2 Probenaufbereitung . . . . . . . . . . . . . 105.3 Chromatographische Bestimmung . . . . . 126 Kalibrieren des Verfahrens . . . . . . . . . . . 146.1 Iden

8、tifizieren der Substanzen . . . . . . . . 146.2 Kalibrieren des analytischen Verfahrens-schrittes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156.3 Routineberprfung des analytischen Verfahrensschrittes. . . . . . . . . . . . . . 177 Berechnen des Ergebnisses . . . . . . . . . . 188 Verfahrenskenngren . .

9、. . . . . . . . . . . 198.1 Nachweis- und Bestimmungsgrenze . . . . 198.2 Querempfindlichkeiten . . . . . . . . . . . 198.3 Lagerfhigkeit und Wiederholstandard-abweichungen . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Qualittssicherung . . . . . . . . . . . . . . . 22Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . .

10、. . . . . . . 24Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Field of application. . . . . . . . . . . . . . . . 52 Principle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Apparatus and reagents. . . . . . . . . . . .

11、 . 63.1 Sampling apparatus. . . . . . . . . . . . . . 63.2 Analytical apparatus . . . . . . . . . . . . . 73.3 Reagents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.4 Preparation of the absorption solution . . . . 84 Sampling set-up . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Measurement procedure . . . . . .

12、. . . . . . 95.1 Sampling and sample preparation . . . . . . 95.2 Sample preparation . . . . . . . . . . . . . . 105.3 Chromatographic determination . . . . . . . 126 Calibration of the method . . . . . . . . . . . . 146.1 Identification of the substances. . . . . . . . 146.2 Calibration of the anal

13、ytical method step . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156.3 Routine testing of the analyticalmethod step . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 Calculation of result . . . . . . . . . . . . . . . 188 Method performance data . . . . . . . . . . . . 198.1 Limits of detection and determination . . .

14、. 198.2 Cross-sensitivities. . . . . . . . . . . . . . . 198.3 Storage life and repeatability standard deviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Quality assurance . . . . . . . . . . . . . . . . 22Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Frhere Ausgabe: 12.02 Entwurf,deuts

15、chFormer edition: 12/02 draft, in German onlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2004 2 VDI 3862 Blatt 7 / Part 7VorbemerkungIn der Kommission Reinhaltung der Luft im VDI undDIN Normenausschuss KRdL erarbeiten

16、 Fach-leute aus Wissenschaft, Industrie und Verwaltung infreiwilliger Selbstverantwortung VDI-Richtlinienund DIN-Normen zum Umweltschutz. Diese be-schreiben den Stand der Technik bzw. den Stand derWissenschaft in der Bundesrepublik Deutschlandund dienen als Entscheidungshilfen bei der Erarbei-tung u

17、nd Anwendung von Rechts- und Verwaltungs-vorschriften. Die Arbeitsergebnisse der KRdL flie-en ferner als gemeinsamer deutscher Standpunkt indie europische technische Regelsetzung bei CEN(Europisches Komitee fr Normung) und in dieinternationale technische Regelsetzung bei ISO(Internationale Organisat

18、ion fr Normung) ein.Folgende Themenschwerpunkte werden in vier Fach-bereichen behandelt:Fachbereich I Umweltschutztechnik“Produktionsintegrierter Umweltschutz; Verfahrenund Einrichtungen zur Emissionsminderung;ganzheitliche Betrachtung von Emissionsminde-rungsmanahmen unter Bercksichtigung vonLuft,

19、Wasser und Boden; Emissionswerte frStube und Gase; anlagenbezogene messtechni-sche Anleitungen; UmweltschutzkostenrechnungFachbereich II Umweltmeteorologie“Ausbreitung von Luftverunreinigungen in derAtmosphre; strfallbedingte Freisetzungen;mikro- und mesoskalige Windfeldmodelle; Wech-selwirkung zwis

20、chen Atmosphre und Oberfl-chen; meteorologische Messungen; angewandteKlimatologie; Lufthygienekarten; human-bio-meteorologische Bewertung von Klima und Luft-hygiene; bertragung meteorologischer DatenFachbereich III Umweltqualitt“Wirkung von Luftverunreinigungen auf Mensch,Tier, Pflanze, Boden, Werks

21、toffe und Atmosphre;wirkungsbezogene Mess- und Erhebungsverfah-ren; Erfassung und Wirkung mikrobieller Luftver-unreinigungen; Olfaktometrie; UmweltsimulationFachbereich IVUmweltmesstechnik“Emissions- und Immissionsmesstechnik fr anor-ganische und organische Gase sowie fr Partikel;optische Fernmessve

22、rfahren; Messen von Innen-raumluftverunreinigungen; Messen von Boden-luftverunreinigungen; Verfahren zur Herstellungvon Referenzmaterialien; Prfplne fr Mess-gerte; Validierungsverfahren; Messplanung; Aus-Preliminary noteIn the Commission on Air Pollution Prevention ofVDI and DIN Standards Committee

23、KRdL ex-perts from science, industry and administration, act-ing on their own responsibility, establish VDI guide-lines and DIN standards 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 decisio

24、n-making aid in the pre-paratory stages of legislation and application of legalregulations and ordinances. KRdLs working resultsare 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

25、 international level byISO (International Organization for Standardization).The following topics are dealt with in four subdivi-sions: Subdivision I ”Environmental Protection Techniques“Integrated pollution prevention and control for in-stallations; procedures and installations for emis-sion control

26、; overall consideration of measures foremission control with consideration given to theair, water and soil; emission limits for dusts andgases; plant-related measurement instructions; en-vironmental industrial cost accountingSubdivision II ”Environmental Meteorology“Dispersion of pollutants in the a

27、tmosphere; 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 evaluation of climateand air hygiene; transfer of meteorological data

28、Subdivision III ”Environmental 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 Subdivisi

29、on IV”Environmental Measurement 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 refe

30、rence material; test procedures formeasurement devices; validation procedures;B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2004 VDI 3862 Blatt 7 / Part 7 3 werteverfahren; QualittssicherungDie Richtlinien und Norme

31、n werden zunchst alsEntwurf verffentlicht. Durch Ankndigung im Bun-desanzeiger und in der Fachpresse erhalten alle inte-ressierten Kreise die Mglichkeit, sich an einemffentlichen Einspruchsverfahren zu beteiligen.Durch dieses Verfahren wird sichergestellt, dassunterschiedliche Meinungen vor Verffent

32、lichung derendgltigen Fassung bercksichtigt werden knnen.Die Richtlinien und Normen sind in den sechs Bn-den des VDI/DIN-Handbuches Reinhaltung der Luftzusammengefasst.EinleitungAldehyde und Ketone stellen Verbindungsklassenteiloxidierter, organischer Substanzen dar, die aufGrund der reaktiven funkt

33、ionellen Gruppe, der Car-bonylgruppe, mehr oder minder schnell zu Folgepro-dukten reagieren.Kurzkettige Aldehyde und Ketone entstehen bei derunvollstndigen Verbrennung von Kohlenwasserstof-fen oder Alkoholen, z.B. in Feuerungsanlagen oderin Otto- bzw. Dieselmotoren. Die Reaktivitt der Al-dehyde, ins

34、besondere die des Formaldehyds (Metha-nal), wird grotechnisch bei der Synthese einigerKunststoffe genutzt. Die Polymerisation erfolgt je-doch nicht quantitativ, so dass bei der HrtungsphaseAldehyde entweichen knnen.Aldehyde und Ketone stellen bei der Bildung desSommersmogs wesentliche Ozonvorlufersu

35、bstan-zen und Zwischenprodukte dar. So gehren z.B. Per-oxi- und Hydroperoxiradikale, die in Kettenreakti-onsystemen zu hohen Konzentrationen an Photooxid-anzien, insbesondere von Ozon, fhren knnen, zuden Folgeprodukten des photochemischen Abbauesder Aldehyde 1.Aldehyde wirken sowohl direkt als auch

36、ber ihre Re-aktionsprodukte schdigend auf die Gesundheit 2.Die niederen Aldehyde zeichnen sich durch einen ste-chenden Geruch aus; selbst bei sehr geringen Konzen-trationen reizen sie die Schleimhute von Nase, Au-gen und Atemwegen. Fr Formaldehyd existiert einGrenzwert fr die Luft am Arbeitsplatz G1

37、, und vonder WHO wird ein Luftqualittsleitwert 3 angege-ben. Formaldehyd wird als Stoff mit krebsverdchti-ger Wirkung eingestuft (MAK-Liste III, Kategorie 4)4, und das damalige Bundesgesundheitsamt hat1977 fr die Formaldehydkonzentration in der Luftvon Innenrumen einen Richtwert empfohlen 5 bis7. Na

38、ch der Ersten Allgemeinen Verwaltungsvor-schrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (TALuft) G2 ist die Emission von Formaldehyd limitiert.measurement planning; evaluation methods; qual-ity assuranceThe guidelines and standards are first published asdrafts. These are announced in the Bundesanzeiger(F

39、ederal Gazette) and in professional publications 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

40、in the six-volume VDI/DIN Reinhaltung der Luft (Air Pollu-tion Prevention) manual.IntroductionAldehydes and ketones are a class of partially oxi-dized organic compounds which, owing to the reac-tive functional group, the carbonyl group, react moreor less rapidly to form secondary products.Short-chai

41、n aldehydes and ketones are formed in theincomplete combustion of hydrocarbons or alcohols,for example in fired plants, or in internal combustionor diesel engines. The reactivity of aldehydes, in par-ticular that of formaldehyde (methanal), is used in-dustrially in the synthesis of some plastics. Ho

42、wever,polymerization is not quantitative, so that aldehydescan escape during the curing phase.Aldehydes and ketones are important ozone precur-sors and intermediates in the formation of ”summersmog“. Thus, for example, peroxy and hydroperoxyfree radicals which can lead to high concentrations ofphoto

43、 oxidants, in particular ozone, in chain-reactionsystems, are included in the secondary products ofthe photochemical breakdown of aldehydes 1.Aldehydes are hazardous to health, not only directly,but also via their reaction products 2. The lower al-dehydes are distinguished by a pungent aroma; evenat

44、 very low concentrations they irritate the mucousmembranes of the nose, eyes and respiratory path-ways. For formaldehyde there is a limiting value forair in the work place G1 and the WHO specifies anair quality guideline 3. Formaldehyde is classifiedas a substance suspected to cause cancer (MACList

45、III, Category 4) 4 and the former German Fed-eral Health Agency, in 1977, recommended a guide-line for formaldehyde concentration in indoor air5 to 7. The emission of formaldehyde is limitedunder the First General Administrative Provisions tothe German Federal Air Pollution Prevention Act(TA Luft) G

46、2.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2004 4 VDI 3862 Blatt 7 / Part 7Das Blatt 1 der Richtlinie VDI 3862 T1 gibt Anlei-tungen zum Messen kurzkettiger aliphatischer Alde-hyde nach dem MBTH-Verfahren (3-Methyl-

47、2-ben-zothiazolinonhydrazon). Die Aldehyde werden inSumme bestimmt. Die Ansprechempfindlichkeit desMBTH gegenber den einzelnen Aldehyden ist un-terschiedlich.Im Blatt 2 T2 wird ein Verfahren zur Erfassung ali-phatischer und aromatischer Aldehyde und Ketonevorgestellt. Die Substanzen werden mit 2,4-D

48、initro-phenylhydrazin (DNPH) in der Absorptionslsung(Acetonitril) in Gaswaschflaschen zu den entspre-chenden Hydrazonen umgesetzt und als Einzelkom-ponenten quantifiziert. Die Absorptionslsung wirdmit einem Hochleistungsflssigchromatographen(HPLC) analysiert.Im Blatt 3 T3 wird ein Verfahren vorgeste

49、llt, das esermglicht, dieselben Aldehyde und Ketone einzelnzu erfassen. Die Substanzen werden in Kartuschenmit DNPH auf festem Sorptionsmaterial zu den ent-sprechenden Hydrazonen umgesetzt. Nach Elutionmit Acetonitril werden die Einzelkomponenten miteinem HPLC-Gert analysiert. Im Gegensatz zu derin Blatt 2 beschriebenen Gaswaschflaschen-Methodeeignet sich dieses Verfahren zur Messung an ver-dnnten Abgasen.Im Blatt 4 T4 wird eine Besti