ISO 20596-2:2021
(Main)Water quality — Determination of cyclic volatile methylsiloxanes in water — Part 2: Method using liquid-liquid extraction with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)
Water quality — Determination of cyclic volatile methylsiloxanes in water — Part 2: Method using liquid-liquid extraction with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)
This document specifies a method for the determination of certain cyclic volatile methylsiloxanes (cVMS) in environmental water samples with low density polyethylene (LDPE) as a preservative and subsequent liquid-liquid extraction with hexane containing 13C-labeled cVMS as internal standards. The extract is then analysed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). NOTE Using the 13C-labeled, chemically identical substances as internal standards with the same properties as the corresponding analytes, minimizes possible substance-specific discrimination in calibrations. Since these substances are least soluble in water, they are introduced via the extraction solvent hexane into the system.
Qualité de l'eau — Détermination des méthylsiloxanes cycliques volatils dans l'eau — Partie 2: Méthode par extraction liquide-liquide avec chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CG-SM)
Le présent document spécifie une méthode de détermination de certains méthylsiloxanes cycliques volatils (cVMS) dans des échantillons d’eau environnementale avec du polyéthylène basse densité (LDPE) comme conservateur puis extraction liquide-liquide avec de l’hexane contenant des cVMS marqués au 13C comme étalons internes. L’extrait est ensuite analysé par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CG-SM). NOTE Le fait d’utiliser des substances chimiquement identiques marquées au 13C comme étalons internes qui ont les mêmes propriétés que les analytes correspondants, réduit au minimum les possibles discriminations substance spécifique lors des étalonnages. Étant donné que ces substances sont les moins solubles dans l’eau, elles sont introduites dans le système par le solvant d’extraction (hexane).
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20596-2
First edition
2021-01
Water quality — Determination of
cyclic volatile methylsiloxanes in
water —
Part 2:
Method using liquid-liquid extraction
with gas chromatography-mass
spectrometry (GC-MS)
Qualité de l'eau — Détermination de méthylsiloxanes cycliques
volatiles dans l'eau —
Partie 2: Méthode par extraction liquide-liquide avec
chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (CG-SM)
Reference number
ISO 20596-2:2021(E)
©
ISO 2021
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ISO 20596-2:2021(E)
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Published in Switzerland
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ISO 20596-2:2021(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 2
4.1 Principle of preservation and extraction . 2
5 Interferences . 2
5.1 Interferences with sampling and processing . 2
5.2 Interferences with GC-MS . 2
5.3 Interferences determination . 3
6 Reagents . 3
7 Apparatus . 5
8 Method detection limits . 6
9 Quality control . 6
10 Sampling and storage . 6
10.1 Sampling preparation . 6
10.2 Sample collection . 6
11 Extraction and analysis . 7
11.1 Extraction . 7
11.2 GC conditions and operation . 7
12 Calibration . 7
12.1 General requirements . 7
12.2 Calibration calculations . 8
12.3 Concentration calculations . 8
12.4 Calculation of results . 9
12.5 Treatment of results lying outside the calibration range . 9
13 Expression of results .10
14 Test report .10
Annex A (informative) GC-MS conditions .11
Annex B (informative) Method detection limit and limit of quantification .13
Annex C (informative) Example quality control samples .14
Annex D (informative) Performance data .15
Bibliography .16
© ISO 2021 – All rights reserved iii
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ISO 20596-2:2021(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 2,
Physical, chemical and biochemical methods.
A list of all parts in the ISO 20596 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO 20596-2:2021(E)
Introduction
The method described in this document uses low density polyethylene to prevent volatilization of
samples during transit and storage. The samples are processed using a liquid-liquid extraction into
a non-polar solvent with subsequent injection onto a gas chromatograph-mass spectrometer for
separation and quantitation.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 20596-2:2021(E)
Water quality — Determination of cyclic volatile
methylsiloxanes in water —
Part 2:
Method using liquid-liquid extraction with gas
chromatography-mass spectrometry (GC-MS)
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure neutralization and proper disposal of waste solutions.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document
be carried out by suitably qualified staff.
1 Scope
This document specifies a method for the determination of certain cyclic volatile methylsiloxanes (cVMS)
in environmental water samples with low density polyethylene (LDPE) as a preservative and subsequent
13
liquid-liquid extraction with hexane containing C-labeled cVMS as internal standards. The extract is
then analysed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).
13
NOTE Using the C-labeled, chemically identical substances as internal standards with the same properties
as the corresponding analytes, minimizes possible substance-specific discrimination in calibrations. Since these
substances are least soluble in water, they are introduced via the extraction solvent hexane into the system.
This document is applicable to the measurement of the following cVMS in rivers, streams, and waste
water (influent and effluent):
Table 1 — Analytes determined by this method
a
Analyte Formula Abbreviation CAS -RN
Octamethylcyclotetrasiloxane C H O Si D4 556-67-2
8 24 4 4
Decamethylcyclopentasiloxane C H O Si D5 541-02-6
10 30 5 5
Dodecamethylcyclohexasiloxane C H O Si D6 540-97-6
12 36 6 6
a
CAS-RN Chemical Abstracts Services Registration Number
This method can be used to determine cVMS from 0,1 µg/l to 250 μg/l. In well controlled laboratory
environments, where contamination is minimized, the lower end of the application range can be
diminished by a factor of up to 10.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 5667-4, Water quality — Sampling — Part 4: Guidance on sampling from lakes, natural and man-made
ISO 5667-6, Water quality — Sampling — Part 6: Guidance on sampling of rivers and streams
© ISO 2021 – All rights reserved 1
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ISO 20596-2:2021(E)
ISO 5667-10, Water quality — Sampling — Part 10: Guidance on sampling of waste waters
ISO 5667-14, Water quality — Sampling — Part 14: Guidance on quality assurance and quality control of
environmental water sampling and handling
ISO 8466-1, Water quality — Calibration and evaluation of analytical methods and estimation of
performance characteristics — Part 1: Statistical evaluation of the linear calibration function
ISO/TS 13530, Water quality — Guidance on analytical quality control for chemical and physicochemical
water analysis
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org ./ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
4 Principle
4.1 Principle of preservation and extraction
The siloxane compounds (D4), (D5), and (D6) are relatively volatile and have low solubility in water
thus making accurate quantification in aqueous matrices challenging. Low density polyethylene (LDPE)
is added to samples to prevent volatilization of the cVMS through a partial physical barrier between the
water and headspace and a matrix to which the cVMS may adsorb. Hexane is then used to extract the
dissolved and sorbed fractions of cVMS. The hexane extracts are then analysed by GC-MS (Annex A).
5 Interferences
5.1 Interferences with sampling and processing
Silicones, including D4, D5, and D6 are widely used in industrial applications as well as personal care
products such as conditioner, hand lotion, sunscreens, and cosmetics (not all inclusive). Persons involved
with the collection and analysis of samples should refrain from using siloxane containing products to
limit potential contamination of the sample.
Additionally, the users should refrain from using collection devices, sampling containers, laboratory
equipment or consumables which may contain silicones/siloxanes. Sample contact surfaces should
be suitably rinsed with acetone or hexane and subsequently dried in a clean area of the laboratory to
remove any contamination.
5.2 Interferences with GC-MS
Silicones are also commonly found in parts and consumables associated with gas chromatography
including septa for the vials and inlet. Commonly used types of GC columns are polydimethylsiloxane
based which when exposed to moisture or when heated may generate cVMS and in such a way can
contribute to background. Thus, the use of non-polydimethylsiloxane-based GC columns is highly
recommended, in particular when analysing sub-ppb concentrations. Autosampler vial septa should be
silicone free or at a minimum coated with polytetrafluoroethylene on the side exposed to the sample.
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ISO 20596-2:2021(E)
1)
The inlet septum should be replaced with a Merlin MicroSeal™ to reduce background contamination
from this source. In addition, any solvents should be dried prior to injection into the GC or care should
be taken to use a solvent in which water is only soluble in the mg/l levels.
5.3 Interferences determination
In order to determine the integrity of the sampling, preparation and instrumental analysis of the
samples, it is recommended to prepare quality control (QC) samples. An example of QC samples consists
of a series of blanks and spikes to identify potential sources of contamination or loss during the life
cycle of the samples.
6 Reagents
It is recommended to verify the absence (or presence of only negligible amounts) or absence of cVMS
from solvents being utilized.
6.1 Water, grade 1, as defined in ISO 3696.
6.2 Hexane, C H n-hexane or mixture of isomers, determined to be suitably free of cVMS.
6 14
6.3 Tetrahydrofuran, C H O.
4 8
6.4 Calibration stock solutions.
6.4.1 Reference substances
See Table 1.
— Octamethylcyclotetrasiloxane;
— Decamethylcyclopentasiloxane;
— Dodecamethylcyclohexasiloxane.
6.4.2 Calibration stock solution 1
Weigh 30 mg of each of the listed standards into a 25 ml volumetric flask and fill to volume with hexane
(6.2). The concentration of this solution is approximately 1 200 µg/ml.
6.4.3 Calibration stock solution 2
Dilute calibration stock solution 1 (6.4.2) with hexane (6.2) in a ratio of 1:250. The concentration of this
solution is approximately 4 800 ng/ml.
6.4.4 Calibration stock solution 3
Dilute calibration stock solution 2 (6.4.3) with hexane (6.2) in a ratio of 1:100. The concentration of this
solution is approximately 48 ng/ml.
1) Merlin MicroSeal is the trademark of a product supplied by Sigma-Aldrich. This information is given for
the convenience of users of this document and does not constitute and endorsement by ISO of the product named.
Equivalent products may be used if they can be shown to lead to the same results.
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ISO 20596-2:2021(E)
6.5 Spiking stock solutions
6.5.1 Spiking stock solution 1
Dilute calibration stock solution 1 (6.4.2) with tetrahydrofuran (6.3) in a ratio of 1:100. The
concentration of this solution is approximately 12 µg/ml.
6.5.2 Spiking stock solution 2
Dilute spiking stock solution 1 (6.5.1) with tetrahydrofuran (6.3) in a ratio of 1:50. The concentration of
this solution is approximately 240 ng/ml.
6.6 Internal standard working solution
6.6.1 Individual internal standards
13
C-labelled cVMS. Typical products available from suppliers are:
13 13
— C-D4, such as 2,4,6,8- C -octamethylcyclotetrasiloxane; or
4
13
— 2,2,4,4,6,6,8,8- C -octamethylcyclotetrasiloxane;
8
13 13
— C-D5, such as 2,4,6,8,10- C -decamethylcyclopentasiloxane; or
5
13
— or 2,2,4,4,6,6,8,8,10,10- C -decamethylcyclopentasiloxane;
10
13 13
— C-D6, such as 2,4,6,8,10,12- C -dodecamethylcyclohexasiloxane.
6
6.6.2 Internal standard stock solution 1
Weigh 10 mg of the appropriate internal standard (6.6.1) into a 100 ml volumetric flask and fill to
volume with hexane (6.2). The concentration of this solution is approximately 100 µg/ml.
6.6.3 Internal standard stock solution 2
Dilute internal standard stock solution 1 (6.6.2) with hexane (6.2) in a ratio of 1:100. The concentration
of this solution is approximately 1 000 ng/ml.
6.6.4 Internal standard working solution
Dilute internal standard stock solution 2 (6.6.3) with hexane (6.2) in a ratio of 1:250. The concentration
of this solution is approximately 4 ng/ml.
6.7 Calibration standards
Using Table 2 weigh the appropriate amount of calibration stock 2 (6.4.3) or calibration stock 3 (6.4.4)
into a 5 ml volumetric flask and dilute to volume with internal standard working solution (6.6.4). Weigh
the amount of internal standard working solution added and convert to volume using the density of the
solvent used. Table 2 is given as an example, the calibration range can be modified to meet the needs of
the samples. It is recommended that at least five calibration standards be used for a calibration curve.
Table 2 — Calibration standards
Calibration Volume Target con- Target concentration
stock centration (relative to 50 ml sample)
µl ng/ml µg/l
STD A 3 20 0,19 0,038
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Table 2 (continued)
Calibration Volume Target con- Target concentration
stock centration (relative to 50 ml sample)
µl ng/ml µg/l
STD B 3 50 0,48 0,096
STD C 3 125 1,2 0,24
STD D 3 275 2,6 0,53
STD E 3 550 5,3 1,1
STD F 2 15 14 2,9
STD G 2 25 24 4,8
STD H 2 50 48 9,6
STD I 2 100 96 19,2
STD J 2 300 288 57,6
STD K 2 750 720 144
STD L 2 1 500 1 440 288
7 Apparatus
WARNING — Any surfaces that come into contact with a solution to be analysed should be
suitably rinsed with acetone or hexane and allowed to dry in a clean area of the laboratory to
remove any contamination.
7.1 Gas chromatograph/mass spectrometer
The gas chromatograph shall be temperature-programmable, with all required accessories including
gasses, capillary columns, autosampler, and mass spectrometric detector. The inlet should be equipped
2)
with a Merlin MicroSeal™ to minimize contamination (5.2).
The mass spectrometer should be capable of operating over the mass range of interest (200 m/z to
500 m/z) and it should be equipped with a data system capable of quantifying ions using selected
m/z values.
7.2 GC columns
3)
Recommended column is DB-WAXetr (30 m × 0,25 mm i.d., 0,25 μm film thickness). If blank levels are
4)
proved to be sufficiently low, other columns may be used such as DB-5ms , if appropriately tested prior
to sample processing.
7.3 Volumetric flasks, with inert/silicone free stopper.
7.4 Vials, glass autosampler vials with a fluorocarbon lined, non-silicone septa.
4)
7.5 Multi-Tube Vortexer , capable of handling multiple 125 ml jars.
2) Merlin MicroSeal is the trademark of a product supplied by Sigma-Aldrich. This information is given for the
convenience of users of this document and does not constitute and endorsement by ISO of the product named.
Equivalent products may be used if they can be shown to lead to the same results.
3) DB-WAXetr and DB-5ms are the tradenames of products supplied by Agilent Technologies. This information is
given for the convenience of users of this document and does not constitute and endorsement by ISO of the product
named. Equivalent products may be used if they can be shown to lead to the same results.
4) Multi-Tube Vortexer is the tradename of a product available commercially. This information is given for the
convenience of users of this document and does not constitute and endorsement by ISO of this product.
© ISO 2021 – All rights reserved 5
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ISO 20596-2:2021(E)
7.6 Jars, 125 ml wide mouth glass jars with a PTFE lined lid.
7.7 Centrifuge, Alternative phase separation can be obtained by centrifuging the samples for 5 min at
2 500 rpm.
7.8 Low density polyethylene (LDPE), 51 µm to 63 μm thick clear base film. Film is cut into 2,5 cm ×
2,5 cm squares and subsequently washed twice with hexane (6.2) and allowed to dry.
8 Method detection limits
Any laboratory performing this test will determine the limit of detection and the limit of quantification
as defined in ISO/TS 13530. The method detection limit and limit of quantification should be assessed
as defined in Annex B.
9 Quality control
Quality control samples shall be used to verify the integrity of the samples during sampling, processing
and analysing by indicating any potential contamination or loss of analyte (ISO 5667-14). This is most
important when analysing concentrations in the sub-μg/l range, where relevant contamination with
cVMS is more likely. Typically, a series of blanks and spiked samples are used for quality control.
Reference examples of these quality control samples, and their use are described in Annex C.
NOTE The initial interlaboratory trial conducted when developing this document, for sub-ppb concentrations
did not meet the ISO performance criteria, mainly because of an un-discovered contamination issue.
Blank levels and sample concentrations shall differ sufficiently to qualify sample concentrations as
relevant. Where concentrations reported are close to the detection limits, replicates of blank samples
and of actual samples may be measured and 2-sample t-test can be used to check for a statistically
significant difference.
10 Sampling and storage
10.1 Sampling preparation
Ensure that all sample contact surfaces have been washed with acetone or hexane and allowed to dry.
And ensure that all LDPE squares have been solvent washed with hexane in duplicate and allowed to dry.
Add 8 LDPE squares to each 125 ml uniquely labelled sample jar with lid. Take a weight of the sample
jar. This weight will be used to later determine the weight and volume of the sample.
10.2 Sample collection
Take samples in accordance with ISO 5667-4, ISO 5667-6, ISO 5667-10, ensure sampling collection
devices are clean and free of siloxanes. In order to collect a homogenous sample, the sample collection
device should be sufficient to contain a bulk sample so that sufficient replicate samples can be poured
or drawn from the same source. It is advisable to take two samples, one to be retained in the event of a
repeat analysis is required.
If field blanks are utilized, it is appropriate to open the field blanks as described in Annex C.
Rinse the sampling device three times with the intended sample and collect the bulk sample. Then
aliquot the bulk sample into the 125 ml sample jars so that each jar is approximately ½ full. This allows
for the solvent extraction step to be performed in the jar. The LDPE helps prevent volatilization of cVMS
into the headspace.
Close the samples and place them in a storage/shipping container to be maintained at a temperature
(5 ± 3) °C. These samples should be extracted within 14 d of collection.
6 © ISO 2021 – All rights reserved
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ISO 20596-2:2021(E)
11 Extraction and analysis
11.1 Extraction
Weigh the sample jar to determine the amount of sample collected. Add 10 ml of internal standard working
solution (6.6.4) to the samples. The samples are placed on the Multi-Tube Vortexer (7.5) and vortexed at
maximum speed for 30 min. The extracted sample in the jar is allowed to settle to separate the organic
phase, showing clear phase separation, or alternatively phase separation can be obtained by centrifuging
(7.7) the samples. The organic phase is removed and placed in a previously cleaned storage vial. An aliquot
is removed from the storage vial and placed into an autosampler vial for analysis by GC-MS.
NOTE To reduce negative effects caused by water traces being present in the organic phase, it can be
advantageous to add approximately 1 g of dry MgSO into the vial.
4
11.2 GC conditions and operation
Example operating conditions can be found in Annex A.
If multiple injections of a sample, blank, or calibration solution are to be made, it is recommended to
prepare an autosampler vial for each injection to reduce spurious contamination. It is also recommended
to utilize the autosamplers needle wash function prior to and after each sample injection with a wash
of hexane.
Solvent blanks and a calibration solution should be run at intervals not to exceed more than ten sample
injections to verify the validity of the calibration curve as well as to ensure the background of the
instrument is low.
12 Calibration
Example operating conditions can be found in Annex A.
12.1 General requirements
For practical reasons, the calibration uses at least five solutions containing the analytes of interest and
internal standards (Annex A and Table 2).
Ensure there is a linear dependence between signal and concentration.
Determine the linear working range using at least five measurements at different concentrations, as
specified in ISO 8466-1.
The calibration function for a substance is valid only for the measured concentration range. Additionally,
the calibration function depends on the condition of the instrument and shall be checked regularly.
Table 3 — Explanation of subscripts
Subscript Meaning
a Target compound
e Calibration step
I Internal standard
c Calibration standard
t Sample
n Procedure blank
© ISO 2021 – All rights reserved 7
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ISO 20596-2:2021(E)
12.2 Calibration calculations
The purpose of using the internal standard is to account for any errors that can occur during the
injection of the sample into the GC. An internal standard can also account for any volatilization
occurring during and after the extraction, matrix effects. The internal standard normalizes the results
for any of these areas.
The amount in mass of both the interna
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 20596-2
Première édition
2021-01
Qualité de l'eau — Détermination des
méthylsiloxanes cycliques volatils
dans l'eau —
Partie 2:
Méthode par extraction liquide-
liquide avec chromatographie
en phase gazeuse couplée à la
spectrométrie de masse (CG-SM)
Water quality — Determination of cyclic volatile methylsiloxanes in
water —
Part 2: Method using liquid-liquid extraction with gas
chromatography-mass spectrometry (GC-MS)
Numéro de référence
ISO 20596-2:2021(F)
© ISO 2021
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ISO 20596-2:2021(F)
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Publié en Suisse
ii
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ISO 20596-2:2021(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe. 2
4.1 Principe de préservation et d’extraction . 2
5 Interférences . 2
5.1 Interférences avec le prélèvement et le traitement . 2
5.2 Interférences avec la CG-SM . 3
5.3 Interférences avec la mesure . 3
6 Réactifs . 3
7 Appareillage . 5
8 Limites de détection de la méthode .6
9 Contrôle qualité . 6
10 Prélèvement et stockage .6
10.1 Préparation en vue du prélèvement . 6
10.2 Prélèvement de l’échantillon . 7
11 Extraction et analyse . .7
11.1 Extraction . 7
11.2 Conditions de CG et protocole . 7
12 Étalonnage .7
12.1 Exigences générales . 7
12.2 Calculs lors de l’étalonnage . 8
12.3 Calculs de la concentration . 9
12.4 Calcul des résultats . 9
12.5 Interprétation des résultats situés en dehors de la gamme d'étalonnage . 10
13 Expression des résultats .10
14 Rapport d’essai .10
Annexe A (informative) Conditions de CG-SM .11
Annexe B (informative) Limite de détection et limite de quantification de la méthode .13
Annexe C (informative) Exemples d'échantillons de contrôle qualité .14
Annexe D (informative) Données de performance .15
Bibliographie .17
iii
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ISO 20596-2:2021(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l’eau, sous-comité
SC 2, Méthodes physiques, chimiques et biochimiques.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 20596 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l'adresse www.iso.org/fr/members.html.
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ISO 20596-2:2021(F)
Introduction
La méthode décrite dans le présent document utilise le polyéthylène basse densité pour empêcher la
volatilisation des échantillons pendant le transport et le stockage. Les échantillons sont traités par
extraction liquide-liquide avec un solvant non polaire avec injection ultérieure sur un chromatographe
en phase gazeuse couplé à un spectromètre de masse pour la séparation et la quantification.
v
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NORME INTERNATIONALE ISO 20596-2:2021(F)
Qualité de l'eau — Détermination des méthylsiloxanes
cycliques volatils dans l'eau —
Partie 2:
Méthode par extraction liquide-liquide avec
chromatographie en phase gazeuse couplée à la
spectrométrie de masse (CG-SM)
AVERTISSEMENT — Il convient que l’utilisateur du présent document connaisse bien les
pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n’a pas pour but de traiter de tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur
de ce document d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité, et de
s’assurer de la neutralisation et de l’élimination appropriée des solutions de déchets.
IMPORTANT — Il est absolument essentiel que les essais conduits selon le présent document
soient exécutés par du personnel titulaire d'une qualification appropriée.
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie une méthode de détermination de certains méthylsiloxanes cycliques
volatils (cVMS) dans des échantillons d’eau environnementale avec du polyéthylène basse densité
(LDPE) comme conservateur puis extraction liquide-liquide avec de l’hexane contenant des cVMS
13
marqués au C comme étalons internes. L’extrait est ensuite analysé par chromatographie en phase
gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CG-SM).
NOTE Le fait d’utiliser des substances chimiquement identiques marquées au 13C comme étalons internes
qui ont les mêmes propriétés que les analytes correspondants, réduit au minimum les possibles discriminations
substance spécifique lors des étalonnages. Étant donné que ces substances sont les moins solubles dans l’eau,
elles sont introduites dans le système par le solvant d’extraction (hexane).
Le présent document est applicable à la détermination des cVMS suivants, dans les rivières, cours d’eau
et eaux usées (eaux brutes et effluentes):
Tableau 1 — Analytes déterminés par cette méthode
a
Analyte Formule Abréviation Numéro CAS
Octaméthylcyclotétrasiloxane C H O Si D4 556-67-2
8 24 4 4
Décaméthylcyclopentasiloxane C H O Si D5 541-02-6
10 30 5 5
Dodécaméthylcyclohexasiloxane C H O Si D6 540-97-6
12 36 6 6
a
Numéro de registre du Chemical Abstracts Service.
Cette méthode peut être utilisée pour déterminer les cVMS entre 0,1 µg/l et 250 μg/l. Dans les
environnements de laboratoire bien contrôlés où la contamination est réduite au minimum, la limite
inférieure du domaine d’application peut être abaissée jusqu’à un facteur 10.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
1
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ISO 20596-2:2021(F)
ISO 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 5667-4, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 4: Lignes directrices pour l'échantillonnage des
eaux des lacs naturels et des lacs artificiels
ISO 5667-6, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 6: Lignes directrices pour l'échantillonnage des
rivières et des cours d'eau
ISO 5667-10, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 10: Lignes directrices pour l'échantillonnage des
eaux résiduaires
ISO 5667-14, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 14: Lignes directrices sur l'assurance qualité et le
contrôle qualité pour l'échantillonnage et la manutention des eaux environnementales
ISO 8466-1, Qualité de l'eau — Étalonnage et évaluation des méthodes d'analyse — Partie 1: Fonction
linéaire d'étalonnage
ISO/TS 13530, Qualité de l'eau — Lignes directrices pour le contrôle de qualité analytique pour l'analyse
chimique et physicochimique de l'eau
3 Termes et définitions
Aucun terme n’est défini dans le présent document.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
4 Principe
4.1 Principe de préservation et d’extraction
Les composés siloxane (D4), (D5) et (D6) sont relativement volatils et ont une faible solubilité dans
l’eau, ce qui rend difficile leur quantification précise dans les matrices aqueuses. Le polyéthylène basse
densité (LDPE) est ajouté aux échantillons pour empêcher la volatilisation des cVMS au moyen d’une
barrière physique partielle entre l’eau et l’espace de tête et d’une matrice sur laquelle les cVMS peuvent
s’adsorber. L’hexane est ensuite utilisé pour extraire les fractions des cVMS dissoutes et sorbées. Les
extraits dans l’hexane sont ensuite analysés par CG-SM (Annexe A).
5 Interférences
5.1 Interférences avec le prélèvement et le traitement
Les silicones, notamment les composés D4, D5 et D6, sont couramment utilisées dans les applications
industrielles ainsi que dans les produits de soins corporels tels que les démêlants, lotions pour les
mains, crèmes solaires et produits cosmétiques (liste non exhaustive). Il convient que les personnes en
charge des prélèvements et des analyses s’abstiennent d’utiliser des produits contenant des silicones,
pour limiter le risque de contamination de l’échantillon.
De plus, il convient que les utilisateurs s’abstiennent d’utiliser des dispositifs de prélèvement, des
récipients de prélèvement, des appareils ou consommables de laboratoire susceptibles de contenir des
silicones/siloxanes. Il convient de rincer correctement les surfaces en contact avec l’échantillon avec de
l’acétone ou de l’hexane puis de les sécher dans un endroit propre du laboratoire pour éliminer toute
contamination.
2
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5.2 Interférences avec la CG-SM
Les silicones sont également couramment présents dans les pièces et consommables du chromatographe
en phase gazeuse, y compris les septa des flacons et les inlets. Les types de colonnes CG couramment
utilisés sont à base de polydiméthylsiloxane qui, lorsqu’il est exposé à l’humidité ou chauffé, peut
dégager des cVMS et contribuer ainsi au bruit de fond. Il est donc vivement recommandé de ne pas
utiliser ces types de colonnes CG à base de polydiméthylsiloxane, en particulier lors de l’analyse de
concentrations sub-ppb. Il convient que les septa des flacons du passeur d’échantillons soient exempts
de silicone ou qu’ils soient au minimum recouverts de polytétrafluoroéthylène sur la face exposée à
1)
l’échantillon. Il convient de remplacer le septum d’entrée par un septum Merlin MicroSeal™ pour
réduire cette source de bruit de fond de contamination. De plus, il convient de sécher tout solvant avant
leur injection dans le CG ou bien de veiller à utiliser un solvant dans lequel l’eau n’est soluble qu’au
niveau du mg/l.
5.3 Interférences avec la mesure
Pour déterminer l’intégrité du prélèvement, de la préparation et de l’analyse instrumentale des
échantillons, il est recommandé de préparer des échantillons de contrôle qualité (CQ). Une série de
blancs et d'échantillons dopés constitue un exemple d'échantillons de CQ, pour identifier les éventuelles
sources de contamination ou de perte au cours du cycle de vie des échantillons.
6 Réactifs
Il est recommandé de vérifier l’absence (ou la présence seulement en quantités négligeables) de cVMS
dans les solvants utilisés.
6.1 Eau, de qualité 1, conformément à la définition donnée dans l’ISO 3696.
6.2 Hexane, C H n-hexane ou mélange d’isomères, déterminé comme étant exempt de cVMS.
6 14
6.3 Tétrahydrofurane, C H O.
4 8
6.4 Solutions mères d'étalonnage
6.4.1 Substances de référence
Voir Tableau 1.
— Octaméthylcyclotétrasiloxane;
— Décaméthylcyclopentasiloxane;
— Dodécaméthylcyclohexasiloxane.
6.4.2 Solution mère d'étalonnage 1
Peser 30 mg de chacun des étalons répertoriés dans une fiole jaugée de 25 ml et compléter au volume
avec de l’hexane (6.2). La concentration de cette solution est d’environ 1 200 µg/ml.
1) Merlin MicroSeal est l’appellation commerciale d'un produit distribué par Sigma-Aldrich. Cette information
est donnée à l'intention des utilisateurs du présent document et ne signifie nullement que l'ISO approuve ou
recommande l'emploi exclusif du produit ainsi désigné. Des produits équivalents peuvent être utilisés s'il est
démontré qu'ils aboutissent aux mêmes résultats.
3
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6.4.3 Solution mère d'étalonnage 2
Diluer la solution mère d'étalonnage 1 (6.4.2) avec de l’hexane (6.2) selon un rapport de 1:250. La
concentration de cette solution est d’environ 4 800 ng/ml.
6.4.4 Solution mère d'étalonnage 3
Diluer la solution mère d'étalonnage 2 (6.4.3) avec de l’hexane (6.2) selon un rapport de 1:100. La
concentration de cette solution est d’environ 48 ng/ml.
6.5 Solutions mères de dopage
6.5.1 Solution mère de dopage 1
Diluer la solution mère d'étalonnage 1 (6.4.2) avec du tétrahydrofurane (6.3) selon un rapport de 1:100.
La concentration de cette solution est d’environ 12 µg/ml.
6.5.2 Solution mère de dopage 2
Diluer la solution mère de dopage 1 (6.5.1) avec du tétrahydrofurane (6.3) selon un rapport de 1:50. La
concentration de cette solution est d’environ 240 ng/ml.
6.6 Solutions de travail d’étalons internes
6.6.1 Étalons internes individuels
13
cVMS marqués au C. Les produits courants disponibles auprès des fournisseurs sont les suivants:
13 13
— C-D4, tel que 2,4,6,8- C -octaméthylcyclotétrasiloxane; ou
4
13
— 2,2,4,4,6,6,8,8- C -octaméthylcyclotétrasiloxane;
8
13 13
— C-D5, tel que 2,4,6,8,10- C -décaméthylcyclopentasiloxane; ou
5
13
— 2,2,4,4,6,6,8,8,10,10- C -décaméthylcyclopentasiloxane;
10
13 13
— C-D6, tel que 2,4,6,8,10,12- C -dodécaméthylcyclohexasiloxane.
6
6.6.2 Solution mère d’étalon interne 1
Peser 10 mg de l’étalon interne approprié (6.6.1) dans une fiole jaugée de 100 ml et compléter au volume
avec de l’hexane (6.2). La concentration de cette solution est d’environ 100 µg/ml.
6.6.3 Solution mère d’étalon interne 2
Diluer la solution mère d'étalon interne 1 (6.6.2) avec de l’hexane (6.2) selon un rapport de 1:100. La
concentration de cette solution est d’environ 1 000 ng/ml.
6.6.4 Solutions de travail d’étalon interne
Diluer la solution mère d'étalon interne 2 (6.6.3) avec de l’hexane (6.2) selon un rapport de 1:250. La
concentration de cette solution est d’environ 4 ng/ml.
6.7 Solutions d'étalonnage
À l’aide du Tableau 2, peser la quantité appropriée de solution mère d'étalonnage 2 (6.4.3) ou de
solution mère d'étalonnage 3 (6.4.4) dans une fiole jaugée de 5 ml et diluer au volume avec la solution
de travail d'étalon interne (6.6.4). Peser la quantité de solution de travail d’étalon interne ajoutée et
4
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convertir en volume à l’aide de la masse volumique du solvant utilisé. Le Tableau 2 est donné à titre
d’exemple, la gamme d'étalonnage peut être modifiée pour répondre aux exigences des échantillons. Il
est recommandé d’utiliser au moins cinq solutions d'étalonnage pour tracer la courbe d'étalonnage.
Tableau 2 — Solutions d'étalonnage
Solution mère Volume Concentration Concentration cible
d'étalonnage cible (pour 50 ml d’échantillon)
µl ng/ml µg/l
ÉTALON A 3 20 0,19 0,038
ÉTALON B 3 50 0,48 0,096
ÉTALON C 3 125 1,2 0,24
ÉTALON D 3 275 2,6 0,53
ÉTALON E 3 550 5,3 1,1
ÉTALON F 2 15 14 2,9
ÉTALON G 2 25 24 4,8
ÉTALON H 2 50 48 9,6
ÉTALON I 2 100 96 19,2
ÉTALON J 2 300 288 57,6
ÉTALON K 2 750 720 144
ÉTALON L 2 1 500 1 440 288
7 Appareillage
AVERTISSEMENT — Il convient de rincer correctement les surfaces en contact avec une solution
à analyser avec de l’acétone ou de l’hexane et de les laisser sécher dans un endroit propre du
laboratoire pour éliminer toute contamination.
7.1 Chromatographe en phase gazeuse/spectromètre de masse
Le chromatographe en phase gazeuse doit avoir une fonction de programmation des températures, avec
tous les accessoires nécessaires tels que gaz, colonnes capillaires, passeur d’échantillons et détecteur
2)
par spectrométrie de masse. Il convient d'équiper l’inlet avec un septum Merlin MicroSeal™ pour
réduire la contamination au minimum (5.2).
Il convient que le spectromètre de masse puisse fonctionner sur la gamme de masse d’intérêt (m/z 200
à 500) et qu’il soit équipé d’un système de données capable de quantifier les ions à l’aide de valeurs m/z
sélectionnées.
7.2 Colonnes de CG
3)
La colonne recommandée est DB-WAXetr (30 m × 0,25 mm de diamètre interne, 0,25 μm d'épaisseur
de film). Si les niveaux de blanc s’avèrent suffisamment bas, d’autres colonnes peuvent être utilisées,
3)
par exemple Db-5ms , à condition qu’elles aient été soumises à essai de façon appropriée avant le
traitement des échantillons.
2) Merlin MicroSeal est l’appellation commerciale d'un produit distribué par Sigma-Aldrich. Cette information
est donnée à l'intention des utilisateurs du présent document et ne signifie nullement que l'ISO approuve ou
recommande l'emploi exclusif du produit ainsi désigné. Des produits équivalents peuvent être utilisés s'il est
démontré qu'ils aboutissent aux mêmes résultats.
3) DB-WAXetr et DB-5ms sont les appellations commerciales de produits distribués Agilent Technologies. Cette
information est donnée à l'intention des utilisateurs du présent document et ne signifie nullement que l'ISO approuve
ou recommande l'emploi exclusif des produits ainsi désignés. Des produits équivalents peuvent être utilisés s'il est
démontré qu'ils aboutissent aux mêmes résultats.
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ISO 20596-2:2021(F)
7.3 Fioles jaugées, avec bouchon inerte/exempt de silicone.
7.4 Flacons, pour passeur d’échantillons, en verre, avec septum sans silicone revêtu de fluorocarbone.
4)
7.5 Multi-Tube Vortexer , pouvant traiter plusieurs flacons de 125 ml.
7.6 Flacons, de 125 ml, en verre, à col large, avec bouchon revêtu de PTFE.
7.7 Centrifugeuse, permettant de séparer les phases en centrifugeant les échantillons pendant 5 min
à 2 500 r/min.
7.8 Polyéthylène basse densité (LDPE), film transparent de 51 µm à 63 μm d'épaisseur. Le film est
découpé en carrés de 2,5 cm × 2,5 cm puis rincé deux fois avec de l’hexane (6.2) et mis à sécher.
8 Limites de détection de la méthode
Tout laboratoire effectuant cet essai détermine la limite de détection et la limite de quantification
conformément à l’ISO/TS 13530. Il convient d'évaluer la limite de détection et la limite de quantification
de la méthode conformément à l’Annexe B.
9 Contrôle qualité
Des échantillons de contrôle qualité doivent être utilisés pour vérifier l’intégrité des échantillons
pendant le prélèvement, le traitement et l’analyse en indiquant tout risque de contamination ou de
perte d’analyte (ISO 5667-14). Cela est crucial lors de l’analyse de concentrations sub-µg/l, domaine
de concentration où la contamination par des cVMS est fort probable. En général, une série de blancs
et d’échantillons dopés constitue le contrôle qualité. Des exemples de référence de ces échantillons de
contrôle qualité et de leur utilisation sont décrits à l’Annexe C.
NOTE Le premier essai interlaboratoires effectué lors de l'élaboration du présent document, pour les
concentrations sub-ppb, n’a pas rempli les critères de performance de l’ISO, principalement à cause d’un problème
de contamination non identifié.
Les niveaux de blanc et les concentrations des échantillons doivent être suffisamment différents pour
pouvoir qualifier les concentrations des échantillons pertinentes. Lorsque les concentrations relevées
sont proches des limites de détection, des réplicats des blancs et des échantillons concernés peuvent
être mesurés et un test t unilatéral à deux échantillons peut être utilisé pour déterminer s’il existe une
différence statistiquement significative.
10 Prélèvement et stockage
10.1 Préparation en vue du prélèvement
S’assurer que toutes les surfaces en contact avec l’échantillon ont été rincées avec de l’acétone ou de
l’hexane et laissées à sécher. S’assurer ensuite que tous les carrés de LDPE ont été rincés deux fois avec
un solvant (hexane) et laissés à sécher.
Introduire huit carrés de LDPE dans chaque flacon d’échantillon de 125 ml muni de son bouchon,
étiqueté de façon distincte. Peser le flacon d'échantillon. Cette masse sera utilisée ultérieurement pour
déterminer ensuite la masse et le volume de l'échantillon.
4) Multi-Tube Vortexer est l’appellation commerciale d'un produit disponible dans le commerce. Cette information
est donnée à l'intention des utilisateurs du présent document et ne signifie nullement que l'ISO approuve ou
recommande l'emploi exclusif du produit ainsi désigné.
6
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ISO 20596-2:2021(F)
10.2 Prélèvement de l’échantillon
Prélever les échantillons conformément à l’ISO 5667-4, l’ISO 5667-6 et l’ISO 5667-10, et s’assurer que
les dispositifs de prélèvement sont propres et exempts de siloxanes. Pour prélever un échantillon
homogène, il convient que le dispositif de prélèvement d’échantillons soit suffisamment grand pour
contenir un échantillon global afin qu’un nombre suffisant de réplicats puisse être versé ou soutiré
à partir de la même source. Il est recommandé de prélever deux échantillons, un à conserver dans
l’éventualité où une nouvelle analyse serait requise.
Si des blancs de terrain sont utilisés, il est approprié de les exposer conformément à l’Annexe C.
Rincer le dispositif de prélèvement trois fois avec l'échantillon prévu et prélever l’échantillon global.
Aliquoter ensuite l'échantillon dans les flacons d'échantillon de 125 ml afin que chaque flacon soit
rempli approximativement à moitié. Cela permet d’effectuer l’étape d’extraction par solvant dans le
flacon. Le LDPE aide à limiter la volatilisation des cVMS dans l’espace de tête.
Fermer les flacons d’échantillon et les placer dans un conteneur de sto
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 20596-2
ISO/TC 147/SC 2
Water quality — Determination of
Secretariat: DIN
cyclic volatile methylsiloxanes in
Voting begins on:
2020-10-06 water —
Voting terminates on:
Part 2:
2020-12-01
Method using liquid-liquid extraction
with gas chromatography-mass
spectrometry (GC-MS)
Qualité de l'eau — Détermination de méthylsiloxanes cycliques
volatiles dans l'eau —
Partie 2: Méthode par extraction liquide-liquide avec
chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (CG-SM)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 20596-2:2020(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2020
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ISO/FDIS 20596-2:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020
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Phone: +41 22 749 01 11
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO/FDIS 20596-2:2020(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 2
4.1 Principle of preservation and extraction . 2
5 Interferences . 2
5.1 Interferences with sampling and processing . 2
5.2 Interferences with GC-MS . 2
5.3 Interferences determination . 3
6 Reagents . 3
7 Apparatus . 5
8 Method detection limits . 6
9 Quality control . 6
10 Sampling and storage . 6
10.1 Sampling preparation . 6
10.2 Sample collection . 6
11 Extraction and analysis . 7
11.1 Extraction . 7
11.2 GC conditions and operation . 7
12 Calibration . 7
12.1 General requirements . 7
12.2 Calibration calculations . 8
12.3 Concentration calculations . 9
12.4 Calculation of results . 9
12.5 Treatment of results lying outside the calibration range .10
13 Expression of results .10
14 Test report .10
Annex A (informative) GC-MS conditions .11
Annex B (informative) Method detection limit and limit of quantification .13
Annex C (informative) Example quality control samples .14
Annex D (informative) Performance data .15
Bibliography .17
© ISO 2020 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 20596-2:2020(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso .org/
iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 2,
Physical, chemical and biochemical methods.
A list of all parts in the ISO 20596 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO/FDIS 20596-2:2020(E)
Introduction
The method described in this document uses low density polyethylene to prevent volatilization of
samples during transit and storage. The samples are processed using a liquid-liquid extraction into
a non-polar solvent with subsequent injection onto a gas chromatograph-mass spectrometer for
separation and quantitation.
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 20596-2:2020(E)
Water quality — Determination of cyclic volatile
methylsiloxanes in water —
Part 2:
Method using liquid-liquid extraction with gas
chromatography-mass spectrometry (GC-MS)
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure neutralization and proper disposal of waste solutions.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document
be carried out by suitably qualified staff.
1 Scope
This document specifies a method for the determination of certain cyclic volatile methylsiloxanes (cVMS)
in environmental water samples with low density polyethylene (LDPE) as a preservative and subsequent
13 1)
liquid-liquid extraction with hexane containing the internal standard substances C-labeled cVMS .
The extract is then analysed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS).
This document is applicable to the measurement of the following cVMS in rivers, streams, and waste
water (influent and effluent):
Table 1 — Analytes determined by this method
a
Analyte Formula Abbreviation CAS -RN
Octamethylcyclotetrasiloxane C H O Si D4 556-67-2
8 24 4 4
Decamethylcyclopentasiloxane C H O Si D5 541-02-6
10 30 5 5
Dodecamethylcyclohexasiloxane C H O Si D6 540-97-6
12 36 6 6
a
CAS-RN Chemical Abstracts Services Registration Number
This method can be used to determine cVMS from 0,1 µg/l to 250 μg/l. In very controlled laboratory
environments, extremely minimizing contamination, the lower end of the application range can be
diminished by a factor of up to 10.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 5667-4, Water quality — Sampling — Part 4: Guidance on sampling from lakes, natural and man-made
ISO 5667-6, Water quality — Sampling — Part 6: Guidance on sampling of rivers and streams
13
1) Using the C-labeled, chemically identical substances as internal standards with the same properties
as the corresponding analytes, minimizes possible substance-specific discrimination in calibrations. Since these
substances are least soluble in water, they are introduced via the extraction solvent hexane into the system.
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ISO 5667-10, Water quality — Sampling — Part 10: Guidance on sampling of waste waters
ISO 5667-14, Water quality — Sampling — Part 14: Guidance on quality assurance and quality control of
environmental water sampling and handling
ISO 8466-1, Water quality — Calibration and evaluation of analytical methods and estimation of
performance characteristics — Part 1: Statistical evaluation of the linear calibration function
ISO/TS 13530, Water quality — Guidance on analytical quality control for chemical and physicochemical
water analysis
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org ./ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
4 Principle
4.1 Principle of preservation and extraction
The siloxane compounds (D4), (D5), and (D6) are relatively volatile and have low solubility in water
thus making accurate quantification in aqueous matrices challenging. Low density polyethylene (LDPE)
is added to samples to prevent volatilization of the cVMS through a partial physical barrier between the
water and headspace and a matrix to which the cVMS may adsorb. Hexane is then used to extract the
dissolved and sorbed fractions of cVMS. The hexane extracts are then analysed by GC-MS (Annex A).
5 Interferences
5.1 Interferences with sampling and processing
Silicones, including D4, D5, and D6 are widely used in industrial applications as well as personal care
products such as conditioner, hand lotion, sunscreens, and cosmetics (not all inclusive). Persons involved
with the collection and analysis of samples should refrain from using siloxane containing products to
limit potential contamination of the sample.
Additionally, the users should refrain from using collection devices, sampling containers, laboratory
equipment or consumables which may contain silicones/siloxanes. Sample contact surfaces should
be suitably rinsed with acetone or hexane and subsequently dried in a clean area of the laboratory to
remove any contamination.
5.2 Interferences with GC-MS
Silicones are also commonly found in parts and consumables associated with gas chromatography
including septa for the vials and inlet. Commonly used types of GC columns are polydimethylsiloxane
based which when exposed to moisture or when heated may generate cVMS and in such a way can
contribute to background. Thus, the use of non-polydimethylsiloxane-based GC columns is highly
recommended, in particular when analysing sub-ppb concentrations. Autosampler vial septa should be
silicone free or at a minimum coated with polytetrafluoroethylene on the side exposed to the sample.
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2)
The inlet septum should be replaced with a Merlin MicroSeal™ to reduce background contamination
from this source. In addition, any solvents should be dried prior to injection into the GC or care should
be taken to use a solvent in which water is only soluble in the ppm levels.
5.3 Interferences determination
In order to determine the integrity of the sampling, processing and analysis of the samples, it is
recommended to prepare quality control (QC) samples. An example of QC samples consists of a series
of blanks and spikes to identify potential sources of contamination or loss during the life cycle of the
samples.
6 Reagents
It is recommended to verify the negligible amounts or absence of cVMS from solvents being utilized.
6.1 Water, grade 1, as defined in ISO 3696.
6.2 Hexane, C H n-hexane or mixture of isomers, determined to be suitably free of cVMS.
6 14
6.3 Tetrahydrofuran, C H O.
4 8
6.4 Calibration stock solutions.
6.4.1 Reference substances
See Table 1.
— Octamethylcyclotetrasiloxane;
— Decamethylcyclopentasiloxane;
— Dodecamethylcyclohexasiloxane.
6.4.2 Calibration stock solution 1
Weigh 30 mg of each of the listed standards into a 25 ml volumetric flask and fill to volume with hexane
(6.2). The concentration of this solution is approximately 1 200 µg/ml.
6.4.3 Calibration stock solution 2
Dilute calibration stock solution 1 (6.4.2) with hexane (6.2) in a ratio of 1:250. The concentration of this
solution is approximately 4 800 ng/ml.
6.4.4 Calibration stock solution 3
Dilute calibration stock solution 2 (6.4.3) with hexane (6.2) in a ratio of 1:100. The concentration of this
solution is approximately 48 ng/ml.
2) Merlin MicroSeal is the trademark of a product supplied by Sigma-Aldrich. This information is given for
the convenience of users of this document and does not constitute and endorsement by ISO of the product named.
Equivalent products may be used if they can be shown to lead to the same results.
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6.5 Spiking stock solutions
6.5.1 Spiking stock solution 1
Dilute calibration stock solution 1 (6.4.2) with tetrahydrofuran (6.3) in a ratio of 1:100. The
concentration of this solution is approximately 12 µg/ml.
6.5.2 Spiking stock solution 2
Dilute spiking stock solution 1 (6.5.1) with tetrahydrofuran (6.3) in a ratio of 1:50. The concentration of
this solution is approximately or 240 ng/ml.
6.6 Internal standard working solution
6.6.1 Individual internal standards
13
C-labelled cVMS. Typical products available from suppliers are:
13 13
— C-D4, such as 2,4,6,8- C -octamethylcyclotetrasiloxane; or
4
13
— 2,2,4,4,6,6,8,8- C -octamethylcyclotetrasiloxane;
8
13 13
— C-D5, such as 2,4,6,8,10- C -decamethylcyclopentasiloxane; or
5
13
— or 2,2,4,4,6,6,8,8,10,10- C -decamethylcyclopentasiloxane;
10
13 13
— C-D6, such as 2,4,6,8,10,12- C -dodecamethylcyclohexasiloxane.
6
6.6.2 Internal standard stock solution 1
Weigh 10 mg of the appropriate internal standard (6.6.1) into a 100 ml volumetric flask and fill to
volume with hexane (6.2). The concentration of this solution is approximately 100 µg/ml.
6.6.3 Internal standard stock solution 2
Dilute internal standard stock solution 1 (6.6.2) with hexane (6.2) in a ratio of 1:100. The concentration
of this solution is approximately 1 000 ng/ml.
6.6.4 Internal standard working solution
Dilute internal standard stock solution 2 (6.6.3) with hexane (6.2) in a ratio of 1:250. The concentration
of this solution is approximately 4 ng/ml.
6.7 Calibration standards
Using Table 2 weigh the appropriate amount of calibration stock 2 (6.4.3) or calibration stock 3 (6.4.4)
into a 5 ml volumetric flask and dilute to volume with internal standard working solution (6.6.4). Weigh
the amount of internal standard working solution added and convert to volume using the density of the
solvent used. Table 2 is given as an example, the calibration range can be modified to meet the needs of
the samples. It is recommended that at least five calibration standards be used for a calibration curve.
Table 2 — Calibration standards
Calibration Volume Target con- Target concentration
stock centration (relative to 50 ml sample)
µl ng/ml µg/l
STD A 3 20 0,19 0,038
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Table 2 (continued)
Calibration Volume Target con- Target concentration
stock centration (relative to 50 ml sample)
µl ng/ml µg/l
STD B 3 50 0,48 0,096
STD C 3 125 1,2 0,24
STD D 3 275 2,6 0,53
STD E 3 550 5,3 1,1
STD F 2 15 14 2,9
STD G 2 25 24 4,8
STD H 2 50 48 9,6
STD I 2 100 96 19,2
STD J 2 300 288 57,6
STD K 2 750 720 144
STD L 2 1 500 1 440 288
7 Apparatus
WARNING — Any surfaces that come into contact with a solution to be analysed should be
suitably rinsed with acetone or hexane and allowed to dry in a clean area of the laboratory to
remove any contamination.
7.1 Gas chromatograph/mass spectrometer
The gas chromatograph shall be temperature-programmable, with all required accessories including
gasses, capillary columns, autosampler, and mass spectrometric detector. The inlet should be equipped
3)
with a Merlin MicroSeal™ to minimize contamination (5.2).
The mass spectrometer should be capable of operating over the mass range of interest (200 m/z to
500 m/z) and it should be equipped with a data system capable of quantifying ions using selected
m/z values.
7.2 GC columns
4)
Recommended column is DB-WAXetr (30 m × 0,25 mm i.d., 0,25 μm film thickness). If blank levels are
3
proved to be sufficiently low, other columns may be used such as DB-5ms , if appropriately tested prior
to sample processing.
3
If blank levels are proved to sufficiently low, other columns may be used such as DB-5ms , if
appropriately tested prior to sample processing.
7.3 Volumetric flasks, with inert/silicone free stopper.
7.4 Vials, glass autosampler vials with a fluorocarbon lined, non-silicone septa.
3) Merlin MicroSeal is the trademark of a product supplied by Sigma-Aldrich. This information is given for the
convenience of users of this document and does not constitute and endorsement by ISO of the product named.
Equivalent products may be used if they can be shown to lead to the same results.
4) DB-WAXetr and DB-5ms are the tradenames of products supplied by Agilent Technologies. This information is
given for the convenience of users of this document and does not constitute and endorsement by ISO of the product
named. Equivalent products may be used if they can be shown to lead to the same results.
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5)
7.5 Multi-Tube Vortexer , capable of handling multiple 125 ml jars.
7.6 Jars, 125 ml wide mouth glass jars with a PTFE lined lid.
7.7 Centrifuge, Alternative phase separation can be obtained by centrifuging the samples for 5 min at
2 500 rpm.
7.8 Low density polyethylene (LDPE), 51 µm to 63 μm thick clear base film. Film is cut into 2,5 cm ×
2,5 cm squares and subsequently washed twice with hexane and allowed to dry.
8 Method detection limits
Any laboratory performing this test will determine the limit of detection and the limit of quantification
as defined in ISO/TS 13530. The method detection limit and limit of quantification should be assessed
as defined in Annex B.
9 Quality control
Quality control samples shall be used to verify the integrity of the samples during sampling, processing
and analysing by indicating any potential contamination or loss of analyte (ISO 5667-14). This is most
important when analysing concentrations in the sub-ppb range, where relevant contamination with
cVMS is more likely. Typically, a series of blanks and spiked samples are used for quality control.
Reference examples of these quality control samples, and their use are described in Annex C.
Note The initial interlaboratory trial conducted when developing this document, for sub-ppb concentrations
did not meet the ISO performance criteria, mainly because of un-discovered contamination issue.
Blank levels and sample concentrations shall differ sufficiently to qualify sample concentrations as
relevant. In case - and this is considered necessary for concentrations close to detection limit - replicates
of blank samples and of actual samples are measured, the 2-sample t-test can be used to check for a
statistically significant difference.
10 Sampling and storage
10.1 Sampling preparation
Ensure that all sample contact surfaces have been washed with acetone or hexane and allowed to dry.
And ensure that all LDPE squares have been solvent washed in duplicate and allowed to dry.
Add 8 LDPE squares to each 125 ml uniquely labelled sample jar with lid. Take a weight of the sample
jar. This weight will be used to later determine the weight and volume of the sample.
10.2 Sample collection
Take samples in accordance with ISO 5667-4, ISO 5667-6, ISO 5667-10, ensure sampling collection
devices are clean and free of siloxanes. In order to collect a homogenous sample, the sample collection
device should be sufficient to contain a bulk sample so that sufficient replicate samples can be poured
or drawn from the same source. It is advisable to take two samples, on to be retained in the event of a
repeat analysis is required.
If field blanks are utilized, it is appropriate to open the field blanks as described in Annex C.
5) Multi-Tube Vortexer is the tradename of a product available commercially. This information is given for the
convenience of users of this document and does not constitute and endorsement by ISO of this product.
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ISO/FDIS 20596-2:2020(E)
Rinse the sampling device three times with the intended sample and collect the bulk sample. Then
aliquot the bulk sample into the 125 ml sample jars so that each jar is approximately ½ full. This allows
for the solvent extraction step to be performed in the jar. The LDPE helps prevent volatilization of cVMS
into the headspace.
Close the samples and place them in a storage/shipping container to be maintained at a temperature
(5 ± 3) °C. These samples should be extracted within 14 d of collection.
11 Extraction and analysis
11.1 Extraction
Weigh the sample jar to determine the amount of sample collected. Add 10 ml of internal standard
working solution (6.6.4) to the samples. The samples are placed on the Multi-Tube Vortexer (7.5) and
vortexed at maximum speed for 30 min. The extracted sample in the jar is allowed to settle to separate
the organic phase, showing clear phase separation, or alternatively phase separation can be obtained by
centrifuging (7.7) the samples. The organic phase is removed and placed in a previously cleaned storage
vial. An aliquot is removed from the storage vial and placed into an autosampler vial for analysis by GC.
Note To reduce negative effects caused by water traces being present in the organic phase, it can be
advantageous to add approximately 1 g of dry MgSO into the vial.
4
11.2 GC conditions and operation
Example operating conditions can be found in Annex A.
If multiple injections of a sample, blank, or calibration solution are to be made, it is recommended to
prepare an autosampler vial for each injection to reduce spurious contamination. It is also recommended
to utilize the autosamplers needle wash function prior to and after each sample injection with a wash
of hexane.
Solvent blanks and a calibration solution should be run at intervals not to exceed more than ten
sample injections to verify the validity of the calibration curve as well to ensure the background of the
instrument is low.
12 Calibration
Example operating conditions can be found in Annex A.
12.1 General requirements
For practical reasons, the calibration uses at least five solutions containing the analytes of interest and
internal standards (Annex A and Table 2).
Ensure there is a linear dependence between signal and concentration.
Determine the linear working range using at least five measurements at difference concentrations, as
specified in ISO 8466-1.
The calibration function for a substance is valid only for the measured concentration range. Additionally,
the calibration func
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.