Luchtkwaliteit - Buitenlucht. Bepaling van de concentratie aan vinylchloride Porapak-adsorptie/thermische desorptiejgaschromatografie

Transcriptie

1 UDC /.53: Luchtkwaliteit - Buitenlucht Bepaling van de concentratie aan vinylchloride Porapak-adsorptie/thermische desorptiejgaschromatografie NEDERLANDSE VOORNORM NVN 2792 Air quality - Ambient air - Determination of the concentration of vinyl chloride Porapak adsorption/thermal desorption/gaschromatography 1e druk, november 1985 Dit document mag slechts op een stand-alone PC worden geinstalleerd. Gebruik op een netwerk is alleen. toestaan als een aanvullende licentieovereenkomst voor netwerkgebruik met NEN is afgesloten. This document may only be used on a stand-alone PC. Use in a network is only permitted when a supplementary license agreement for us in a network with NEN has been concluded. Onderwerp Deze voornorm beschrijft een werkwijze voor de bepaling van de concentratie aan vinylchloride (VC) in buitenlucht, gebruik makend van adsorptie aan porapak N, thermische desorptie en gaschromatografische analyse. 2 Toepassingsgebied De methode is van toepassing op de meting van de concentratie aan VC in lucht in het concentratiegebied van ca. 0,5 J-tg/m 3 tot ca. 3 mg/m 3 bij een monstervolume van 200 mi. De bovengrens van het toepassingsgebied wordt bepaald door de adsorptiecapaciteit van het toegepaste adsorptiemiddel. Deze capaciteit wordt gemeten als een doorbraakvolume lucht, welk volume tijdens de monsterneming niet mag worden overschreden (zie hoofdstuk 3, 8.2 en bijlage A). De ondergrens van het toepassingsgebied wordt daarenboven bepaald door het ruisniveau van de detector (6.6.1) en de blancowaarde van de thermische desorptie. Voor het verkrijgen van een lage ondergrens is het noodzakelijk gebruik te maken van hulpgassen (draaggas, waterstof, verbrandingslucht) die verregaand vrij zijn van vluchtige organische stoffen, en van een stationaire fase met een geringe afgifte van vluchtige organische stoffen. Het automatiseren van een of meer onderdelen van de methode is toelaatbaar, mits binnen de beschrijving van de methode wordt gebleven. Organische componenten, die in de buitenlucht voorkomen en in de gaschromatografische analyse dezelfde of bijna dezelfde retentietijd hebben als VC, kunnen storen. De storing kan worden opgeheven door een juiste keuze van soort en afmetingen van de gaschromatografische kolom en de condities waaronder de kolom wordt bedreven (zie 6.6.2). De methode is geschikt voor een monsternemingsduur van enkele seconden tot 24 h indien de monsterneming verloopt via niet-permeabele kunststofzakken en van 2 tot 20 min indien het monster direct op het adsorbens wordt verzameld. 3 Definitie doorbraakvolume van het adsorptiebuisje: Het volume van een standaardmengsel van VC en lucht dat kan worden doorgeleid voordat de uit het adsorptiebuisje komende VC-concentratie 5 % bereikt van de toegepaste concentratie. 4 Beginsel Een luchtmonster wordt verzameld door met een constant debiet lucht via een inerte pomp in een nietpermeabele kunststof gaszak op te vangen. Het zo verzamelde monster wordt naar het laboratorium vervoerd. Van dit monster wordt 200 mi gebracht op een adsorbens dat zich in een adsorptiebuisje bevindt. De aanwezige VC wordt geadsorbeerd. Het adsorptiebuisje wordt, na belading, overgebracht naar een toestel dat geschikt is voor thermische desorptie. VC wordt thermisch gedesorbeerd en met behulp van een inerte gasstroom naar de kolom van een gaschromatograaf gespoeld, die voorzien is van een vlamionisatiedetector. De oppervlakte van de resulterende piek in het chromatogram is een maat voor de VC-concentratie in het luchtmonster. Indien een korte monsternemingsduur nodig is (2 tot 20 min) kan ook ter plaatse van de monsterneming het monster direct aangezogen worden door een adsorptiebuisje, dat vervolgens wordt afgesloten en in het laboratorium verder wordt behandeld. 5 Reagentia Gebruik slechts reagentia van analysekwaliteit. 5.1 V i n y I c h lor i d e Vloeibaar in kleine gasfles. Veiligheid: VC staat bekend als carcinogeen voor de mens. Vermijd blootstelling door inademing of door huidcontact. Persoonlijke bescherming (bijv. een effectief gasmasker) moet steeds aanwezig zijn in alle gevallen waar blootstelling aan VC kan worden verwacht. VC-damp is licht ontvlambaar. Gebruik het slechts in een goed geventileerde zuurkast. Een effectieve brandblusser moet altijd aanwezig zijn. 5.2 Ad s 0 r p tie m i d del Porapak N of gelijkwaardig adsorptiemiddel. Deeltjesgrootte 0,15-0,18 mm ( mesh). Activeer het adsorptiemiddel, voorafgaand aan het gebruik, door het langzaam in een inerte atmosfeer tot 200 C te verwarmen en 16 h op deze temperatuur te houden. Koel tot kamertemperatuur in deze inerte atmosfeer. Porapak is een styreen-divinylbenzeen-copolymeer met dwarsverbindingen tussen de ketens. NVN 2792

2 NVN 27'd2 - ~Iz. :l 5.3 Kolomvulling Porapak Q of gelijkwaardige vulling. Deeltjesgrootte 0,15-0,18 mm ( mesh). 5.4 Inert gas Bijvoorbeeld helium. 6 Apparatuur 6.1 Ad s 0 r p tie b u i sj es Glazen of roestvaststalen buisjes, lengte ca. 90 mm, binnenmiddellijn ca. 4 mm, gevuld met 0,4 g geactiveerde porapak N (5.2), op zijn plaats gehouden door plugjes gesilaniseerde glaswol of een stalen gaasje. De buisjes zijn bruikbaar voor rechtstreekse toepassing in het te gebruiken thermische desorptieapparaat (6.5). en 1. De toegestane gebruikstemperatuur van porapak N is ten hoogste 200 oe, daarboven treedt mogelijk ontleding op. 2. Ook andere adsorptiemiddelen op basis van polymeren kunnen worden gebruikt mits het doorbraakvolume en het desorptierendement niet kleiner zijn en de thermische desorptie-blanco aanvaardbaar is. 6.2 Injectiespuit Gasdicht, afleesbaar volume, maximum 200 mi. 6.3 Afsluitkapjes Kapjes van inert materiaal om adsorptiebuisjes lekdicht af sluiten. Deze worden meestal door de fabrikant van de buisjes meegeleverd. 6.4 M 0 n st e r n e min gap par a t u u r Monsterneming in kunststof gaszak Toestel voor de aanzuiging van lucht Lekdichte pomp met regelbaar, constant debiet, minimumdebiet 10 mi/min, maximum 1 I/min. De aanzuiging moet tussen twee ijkingen binnen 10% constant zijn en binnen 5 % gedurende de monsterneming. De pomp moet inert zijn ten aanzien van ve (geen omzetting van ve in andere produkten, geen adsorptie aan of permeatie door de wanden van de pomp) Verbindingsleiding De leiding tussen pomp en gaszak is vervaardigd van inert, niet-permeabel materiaal Kunststof gaszak Een zak, vervaardigd van een niet-permeabele kunststof, uitwendig bekleed met metaalfolie, volume ten minste 0,5 I. Een groter volume, tot bijv. 25 I, is toegestaan indien de zak redelijk (voor ca. driekwart) wordt gevuld met monsterlucht. De adsorptie van ve aan de wand en absorptie van ve door de kunststof wand moet verwaarloosbaar klein zijn (zie bijlage B). Het afsluitventiel moet lekdicht afsluiten en inert zijn ten aanzien van ve. De gaszak dient een verwaarloosbare afgifte te hebben van ve en vluchtige stoffen, die de bepaling mogelijk storen. Geschikt zijn gaszakken van polyvinylideenchloride, polyvinylfluoride, of met aluminiumfolie bekleed polyester. Door de aanzienlijke oplosbaarheid van ve in polytetrafluoretheen zijn gaszakken van dit materiaal ongeschikt Monsterneming via adsorptiebuisje Toestel voor de aanzuiging van lucht Toestel of installatie waarmee het mogelijk is een nagenoeg constante aanzuiging van lucht te bereiken. De luchtstroom moet regelbaar zijn tussen 10 ml/ min en 100 mi/min. De aanzuiging moet tussen twee ijkingen binnen 10 % constant zijn en binnen 5 % gedurende de monsterneming. Mogelijk is bijvoorbeeld: - pomp met regelbare luchtstroom; - vacuümpomp met kritische opening; - vacuümpomp met constante drukval over een restrictie. Indien nodig mag een stoffilter, noodzakelijk om verstopping te voorkomen, pas na het adsorptiebuisje in het systeem worden opgenomen Aanzuigleiding De leiding van het Illonsterpunt naar het adsorptiebuisje moet lekdicht en inert ten aanzien van ve zijn (niet-permeabel, geen adsorptie aan de leiding) Verbindingsleiding De leiding tussen adsorptiebuisje en pomp moet lekdicht zijn (inert ten aanzien van ve is niet nodig) Zeepvliesmeter Nodig voor het ijken van het aanzuigsysteem. 6.5 Toe s tel voo r t her mis c h ede s 0 r p- ti e Toestel geschikt voor het thermisch desorberen van de gebruikte monsterbuisjes bij een temperatuur van 200 oe en voor het opbrengen van de gedesorbeerde ve op de gaschromatografische kolom met behulp van een inert gas (5.4). Een toestel voorzien van een secundaire concentrering heeft de voorkeur. Wordt geen secundaire concentrering toegepast, dan moet het toestel in staat zijn binnen 15 s de eindtemperatuur van 200 oe te bereiken. 6.6 Gas c h rom at 0 g r a a f Een gaschromatograaf voorzien van een vlamionisatiedetector die in staat is 0,1 ng ve te detecteren met een signaal-ruisverhouding van ten minste 5 : 1. en 1. Deze grens kan alleen worden bereikt als de maatregelen onder 2 genoemd ten aanzien van vluchtige organische stoffen zijn genomen. 2. In plaats van een vlamionisatiedetector kan ook een fotoionisatiedetector worden gebruikt Een gaschromatografische kolom die ve kan scheiden van andere componenten. Het criterium voor de geschiktheid van een kolom is de vergelijkbaarheid van de meetuitkomsten bij een analyse van eenzelfde luchtmonster, gebruik makend van de bedoelde kolom en één of meer kolommen me! een stationaire fase van verschillende polariteit. De kolom heeft een lengte van 2 m, een buitenmid-

3 NVN Blz. 3 dellijn van.3 mm en is van roestvast staal vervaardigd. Als kolomvulling is porapak Q (5.3) geschikt. Ook andere kolomvullingen zijn toegestaan, als daarmee de beoogde scheidingen kunnen worden verwezenlijkt. Bij gebruik van porapak a is het mogelijk dat oxydatieprodukten van deze stof dè detectie storen. Het zuurstofvrij houden van het spoelgas voorkomt de storing. Noteer of registreer aan het einde van de monsternemingsperiode het debiet, de tijd, de temperatuur en de luchtdruk. Haal het adsorptiebuisje los en sluit de uiteinden lekdicht af (6.3). Merk elk adsorptiebuisje. Kies een adsorptiebuisje uit dezelfde partij buisjes die voor de monsterneming worden gebruikt en plaats dit, na opening, een zelfde aantal minuten in de monsternemingsapparatuur, maar zonder de pomp aan te zetten. Merk dit als blanco. 7 Bereiden van ijkstandaarden Dynamisch bereide standaardconcentraties van VC in lucht of stikstof kunnen in het laboratorium worden gemaaktdoorverdunning van een bekende hoeveelheid VC in een bekende hoeveelheid lucht (injectietechniek) of met behulp van permeatiebuizen (volgens NEN 2042). 8 Monsterneming 8.1 M 0 n 5 ter n e min gin kun st s tof g a 5- za k IJk de aanzuigapparatuur ( ), gebruik makend van een zeepvliesmeter (6.4.3). Evacueer de kunststof gaszak ( ), voorafgaand aan de monsterneming. Zuig met een debiet van ten minste 10 mi/min, tot ten hoogste 1 I/min, monsterlucht aan gedurende de gewenste tijd (bijv. 24 h) en vul de gaszak daarmee tot ten hoogste i van het volume. Sluit de gaszak daarna zorgvuldig af en merk hem. Noteer of registreer de van belang zijnde gegevens betreffende luchtdruk, meettijd en debiet. Behandel de gaszak verder in het laboratorium: breng een bekend volume monstergas (bijv. 200 mi) met een gasdichte injectiespuit vanuit de gaszak over op het adsorptiemiddel in een adsorptiebuisje (6.1). Doe dit op een wijze dat geen doorslag van het buisje optreedt (langzaam injecteren). 8.2 M 0 n st e r n e min g v i a een a d s 0 r p- tiebuisje IJk de aanzuigapparatuur ( ) met een aangesloten representatief adsorptiebuisje (6.1), gebruik makend van een zeepvliesmeter (6.4.3). Plaats de monsternemingsapparatuur op een geschikte plaats en zo mogelijk bij een zodanigetemperatuur dat condensatie van water in de apparatuur is uitgesloten. Bevestig het adsorptiebuisje verticaal bij het monsterpunt, met de aanzuigopening onder. Vóór het buisje mag zich geen aanzuigleiding of stoffilter bevinden. Zet de pomp aan en stel de luchtstroom zodanig in dat een debiet van mi/min wordt bereikt. Noteer of registreer tijd, temperatuur, luchtdruk en debiet als de pomp wordt aangezet. Het rendement van de monsterneming is 100 % mits de adsorptiecapaciteit van het adsorptiemiddel niet wordt overschreden. Als deze capaciteit wordt overschreden treedt doorbraak op. Het doorbraakvolume is gedefinieerd in 3 en kan worden bepaald volgens bijlage A. Het doorbraakvolume varieert met de omgevingstemperatuur, de vochtigheid, de VC-concentratie en de concentratie van andere in de lucht aanwezige stoffen. 9 Werkwijze Om diffusie van VC te vertragen en verlies van monster te voorkomen mag na de monsterneming niette lang met de analyse worden gewacht. Indien bewaren noodzakelijk is moet dit bij lage temperatuur, in de koelkast, plaatsvinden (zie ook bijlage B). 9.1 IJ ki n g IJking kan plaatsvinden door monsterbuisjes te beladen met behulp van ijkgassen met bekende VCconcentratie (7), volgens de methoden beschreven bij de monsterneming (8), en die vervolgens te analyseren volgens 9.2. Maak een ijkgrafiek door de oppervlakte van de VCpieken, gecorrigeerd voor de blancowaarde, uit te zetten tegen de massa VC in het volume ijkgas aanwezig, in I1g. De ijkgrafiek kan niet-lineair zijn. 9.2 Analyse Plaats het beladen adsorptiebuisje in het thermische desorptietoestel (6.5). Verdrijf eerst de lucht (zuurstof) uit het monsterbuisje door kortte spoelen met inert gas, bijv. helium. Verhit het buisje daarna tot 200 C gedurende 5 min onder een stroom helium van 10 mi/min. De ju'iste omstandigheden van tijd en temperatuur dienen per toestel zo te worden geregeld dat 100 % desorptierendement wordt bereikt, te controleren met ijkgassen, geïnjecteerd op porapak N in een adsorptiebuisje. Spoel de vrijgekomen organische dampen naar de gaschromatograaf met behulp van een draaggasstroom helium van 10 mi/min. Gebruik bij voorkeur een secundaire-adsorptiestap of een koude val alvorens injectie op de kolom plaatsvindt. Bij gebruik van secundaire adsorptie mag het desorptievolume niet groter zijn dan 50 mi; bij gebruik van een koude val moet worden gekoeld met vloeibare stikstof. Breng het monster vervolgens op de chromatografische kolom, identificeer de VC-piek en bepaal daar: van de oppervlakte. Houd de kolom isotherm op 200 C. Analyseer de met ijkgassen beladen buisjes (9.1), de luchtmonsters en de blanco op dezelfde wijze. 10 Berekening Bereken de massa van VC aanwezig in het monster, door vergelijking met standaarden, via de ijkgrafiek (9.1 ).

4 I" V I" '-' ';jl - ölz. 4 Bereken de massaconcentratie van VC in lucht met de formule: 1000 Cve = (m - ma)-- V waarin: Cve is de getalwaarde van de massaconcentratie van VC in de monsterlucht, in Ilg/m 3 ; m is de getalwaarde van de massa VC aanwezig in het monster, afgelezen van de ijkgrafiek, in Ilg; ma is de getalwaarde van de massa VC aanwezig in de blanco bepaling, afgelezen van de ijkgrafiek, in!-tg; V is de getalwaarde van het volume van het luchtmonster, in I. 11 Verslag Vermeld in het verslag: a. de gegevens die noodzakelijk zijn voor het identificeren van het monster; b. de toegepaste analysemethode: volgens NVN 2792; c. de VC-concentratie, in Ilg/m 3 (vermeld de monsternemingsduur); d. de eventuele bijzonderheden, tijdens de bepaling waargenomen; e. alle niet in de norm voorgeschreven handelingen die het resultaat kunnen hebben beïnvloed.

5 Bestelformulier Stuur naar: NEN Standards Products & Services t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer WB Delft Ja, ik bestel NEN Standards Products & Services Postbus GB Delft Vlinderweg AX Delft T (015) F (015) ex. NVN 2792:1985 nl Luchtkwaliteit - Buitenlucht - Bepaling van de concentratie aan vinylchloride - Porapak-adsorptie/thermische desorptie/gaschromatografie Wilt u deze norm in PDF-formaat? Deze bestelt u eenvoudig via Gratis nieuwsbrieven Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen op het gebied van normen, normalisatie en regelgeving? Neem dan een gratis abonnement op een van onze nieuwsbrieven. Gegevens Bedrijf / Instelling T.a.v. O M O V Klantnummer NEN Uw ordernummer BTW nummer Postbus / Adres Postcode Plaats Telefoon Fax Factuuradres (indien dit afwijkt van bovenstaand adres) Postbus / Adres Postcode Plaats Datum Handtekening Retourneren Fax: (015) klantenservice@nen.nl Post: NEN Standards Products & Services, t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214, 2600 WB Delft (geen postzegel nodig). Voorwaarden De prijzen zijn geldig tot 31 december 2016, tenzij anders aangegeven. Alle prijzen zijn excl. btw, verzend- en handelingskosten en onder voorbehoud bij o.m. ISO- en IEC-normen. Bestelt u via de normshop een pdf, dan betaalt u geen handeling en verzendkosten. Meer informatie: telefoon (015) , dagelijks van 8.30 tot uur. Wijzigingen en typefouten in teksten en prijsinformatie voorbehouden. U kunt onze algemene voorwaarden terugvinden op: Normalisatie: de wereld op één lijn. preview