ISO 9555-4:1992

Measurement of liquid flow in open channels — Tracer dilution methods for the measurement of steady flow — Part 4: Fluorescent tracers

Describes the tracers used (fluorescein, rhodamine B, acid yellow 7, sulfo rhodamine B, pyranine, and rhodamine WT), the tracer measurement (principle, field measurement and laboratory measurements), environmental factors affecting tracers, techniques for tracer injection, sampling techniques, analysis and computation.

Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts — Méthodes de dilution en régime permanent utilisant des traceurs — Partie 4: Traceurs fluorescents

La présente partie de l'ISO 9555 traite de l'utilisation de traceurs fluorescents dans le cadre des mesurages de débits par la méthode de dilution. Les appareils et procédés d'application sont exposés dans l'ISO 9555-1 et ne sont pas répétés ici, à l'exception de ceux qui sont spécifiques aux traceurs fluorescents. Les traceurs fluorescents sont d'un emploi séduisant en raison des faibles quantités de traceur requises pour une mesure de débit. Certains traceurs fluorescents peuvent être détectés à des concentrations inférieures à 1 µg/l. Ils sont en outre faciles à manipuler et à doser.

Meritve pretoka tekočin v odprtih kanalih - Metode z redčenjem markerja za merjenje enakomernega pretoka - 4. del: Fluorescenčni markerji

Opisuje uporabljene markerje (fluorescin, rodamin B, Acid Yellow 7, sulforodamin B, piranin in rodamin WT), meritve markerja (načela, meritve na terenu in laboratorijske meritve), okoljske dejavnike, ki vplivajo na markerje, tehnike za injiciranje markerja, tehnike vzorčenja, analizo in izračun.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 11-Nov-1992
• ICS: 17.120.20 - Flow in open channels
• Technical Committee: ISO/TC 113 - Hydrometry
• Drafting Committee: ISO/TC 113 - Hydrometry
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 17-May-2022
• Ref Project: SIST ISO 9555-4:2013 - Measurement of liquid flow in open channels - Tracer dilution methods for the measurement of steady flow - Part 4: Fluorescent tracers

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL
STANDARD
First edition
1992-l 1-o 1
-
----_- _I-~ .__II___pI_____ -----------
-- ---
Measurement of liquid flow in open channels -
Tracer dilution methods for the measurement of
steady flow -
Part 4:
Fluorescent tracers
Mesure de d@bii des liqwides dans les canaux dkouverts - M@thodes
de dilution en r6gime permanent utilisant des tracew-s --
Partie 4: Traceurs fluorescents
Reference number
IS0 9555-4: 1992(E)

---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 9555=4:1992(E)
Contents
1
1 Scope . . .
2 Normative reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . .v. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Definitions . . 1
.................................
Tracers used . . . I
4
...................... 1
4.1 General . . .
2
4.2 Fluorescei n . . .
2
4.3 Rhodamine B . . .
......................................... 2
4.4 Acid yellow 7 .
2
4.5 Sulfo rhodamine B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6 Pyranine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-.-. 2
4.7 Rhodamine WT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
5 Tracer measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
5.1 Principles .,.,.,. 2
. . . . . . . . . . . 5
5.2 Field measurernent . .*.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
5.3 Laboratory measurements
. . . . . . . . . . . . .“._. 6
6 Environmental factors affecting tracers
6.1 Chetnical factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
6
6.2 Physical factors . . .
Biological factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
6.3
7
7 Techniques for tracer injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .“.
............. ............................... ...................... 7
8 Sampling techniques
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. 8
9 Analysis and computations
........... 8
IO Special requirements . .
0 IS0 1992
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without
permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CM21 1 Get&/e 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii

---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 95554:1992(E)
A General characteristics of commonly used fluorescent tracers 9
. . .
llf

---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 95554:1992(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical cotnmittee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an Inter-
national Standard requires approval by at least 75 % of the member
bodies casting a vote.
International Standard IS0 9555-4 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 113, Measurement of liquid flow in open Cha/~I7els, Sub-
Committee SC 4, Dilution methods.
IS0 9555 consists of the following parts, under the general title
Measurement of liquid flow in open channek - Tracer dilution methods
for the measurement of steady flow:
-- Part I: General
-- Part 2: Radioactive tracers
- Part 3: Chemical tracers
- Part 4: Fluorescent tracer-s
Annex A forms an integral pat-t of this part of IS0 9555.

---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 9555=4:1992(E)
Introduction
The former standard series IS0 555 was subdivided into parts on the
basis of the method of field measurement, i.e. constant-rate injection
method and integration (sudden injection) method. Since the choice of
the type of tracer to be used in a field measurement will often depend
on the expertise and the laboratory facilities available, this new series
of standards IS0 9555 is divided into parts based on the type of tracer
used. This revision has enabled the unnecessary repetition of text of the
various parts to be avoided and will, it is hoped, prove to be a more
convenient form of presentation for the user.
IS0 9555 deals with the measurement of steady flow in open channels
by dilution methods using tracers. The methods described may also be
applied to the measurement of slowly varying flow, but they may only
be used when flow conditions ensure adequate mixing of the injected
solution throughout the flow.
For the measurement of very large flows, tracer methods can be oner-
ous in terms of tracer costs and measurement times. However, the use
of tracers often reduces danger to personnel during flood periods.
IS0 9555-l presents the general principles of the methods of constant-
rate injection and integration (sudden injection). IS0 9555-2, IS0 9555-3
and IS0 9555-4 deal with the specific aspects of the use of radioactive,
chemical and fluorescent tracers, respectively, as well as specific ana-
lytical procedures.
This approach has been adopted for the following reasons:
-
to facilitate subsequent updating, additions or revisions which con-
cern only IS0 9555-2, IS0 9555-3 or IS0 9555-4;
- to provide a more practical document for the user, who is often
obliged to choose the tracer best suited to the available analytical
equipment.

---------------------- Page: 5 ----------------------
This page intentionally left blank

---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD IS0 9555=4:1992(E)
Measurement of liquid flow in open channels - Tracer
dilution methods for the measurement of steady flow -
Part 4:
Fluorescent tracers
3.1 fluorescence: The emission of electromagnetic
1 Scope
waves of characteristic energy when atoms or mol-
ecules decay from an excited state to a lower en-
This part of IS0 9555 deals with the use of fluor-
ergy state. The excitation may be induced by
escent tracers in discharge measurements by the
subjecting the substance to radiation of slightly
dilution method. Apparatus and methods of general
higher energy (shorter wavelength) than that of the
application are set out in IS0 9555-l and at-e not re-
characteristic emission, and it ceases as soon as
peated here, with the exception of those relating
the external source is removed.
specifically to fluorescent tracers.
3.2 fluorimeter; filter fluorimeter: Instrument
The use of fluorescent tracers is attractive because
equipped with a lamp or other means of exciting
of the small amounts of tracer needed to make a
fluorescent radiation in a sample, with filters and
discharge measurement. Certain fluorescent tracers
with a detector to measure relative fluorescent in-
can be measured at concentrations of less than
tensities caused by variations in concentration of the
1 pg/l. Fluorescent tracers are easy to handle, and
substance under examination. If the wavelengths
their concentrations can be readily determined.
are determined using a rnonochromator, the instru-
ment is called a spectrofluorimeter.
2 Normative reference
3.3 fluorescence quenching: The reduction of flu-
orescence intensity, due to an interaction of the dye
The following standard contains provisions which,
molecules with other chemicals present in the wa-
through reference in this text, constitute provisions
ter. Concentration quenching is a phenomenon
of this part of IS0 9555. At the time of publication,
which appears to be similar to fluorescence
the edition indicated was valid. All standards are
quenching but is not a true quenching. Instead, it is
subject to revision, and parties to agreements based
a reduction in the rate of increase of the flowmeter
on this part of lS0 9555 are encouraged to investi-
readout with increasing dye concentration due to the
gate the possibility of applying the most recent edi-
increasing optical density of the dye itself. Concen-
tion of the standard indicateb below. Members of
tration quenching occurs only at very high concen-
IEC and IS0 maintain registers of currently valid
trations.
International Standards.
IS0 772:1988, Liquid flow measurervent in open 4 Tracers used
channels -- Vocabulary and symbok.
4.1 General
3 Definitions A number of fluorescent dyes have been used as
tracers for measuring open-channel flow. Stream
waters generally have lower background fluor-
For the purposes of this part of IS0 9555, the defi-
escence in the orange than in the green and blue
nitions given in IS0 772:1988 and the following defi-
wavelengths. Consequently, ,the orange wavebands
nitions apply.

---------------------- Page: 7 ----------------------
IS0 9555-4:1992(E)
allow for greater sensitivities than do the green and
4.6 Pyranine
blue wavebands.
Pyranine is also known as solvent green 7.
Six fluorescent dyes are discussed for use in dis-
charge measurements: fluorescein and rhodamine
4.7 Rhodamine WT
B (see 4.2 and 4.3) have been used extensively in the
past but are no longer recommended for use in
Rhodamine WT has been widely used as a water
making discharge measurements. The other four
tracer white sulfo rhodamine B, acid yellow 7 and
tracers: acid yellow 7, sulfo rhodamine B, pyranine
pyranine have less use as a tracer in water.
and rhodamine WT (see 4.4 to 4.7) have good prop-
erties for making discharge measurements and will
be discussed further in this part of IS0 9555. Other
5 Tracer measurement
tracers such as eosine (acid red 87) have not yet
been widely studied but might be used in the future.
5.1 Principles
The general characteristics of commonly used flu-
orescent tracers are given in annex A.
Fluorimetric analysis, or fluorimetry, is based on the
physical phenomenon called fluorescence.
4.2 Fluorescein Ftuorescence is a result of an almost instantaneous
sequence of events as follows:
Fluorescein, also known as sodium fluorescein, was
a) absorption of energy from an outside source
one of the earliest dyes used as a tracer in water.
such as the sun or an ultraviolet lamp;
However, it is highly susceptible to photochemical
decay and its fluorescence response is subject to
b) excitation of some of the electrons of the fluor-
changes at pH values less than 6,5. Also, many
escent substance, resulting in enlarged electron
streams exhibit high background fluorescence simi-
orbits, called the “excited state”;
lar to that of fluorescein. Therefore, this dye is not
recommended for the measurement of flow in open
c) emission of energy in the form of photons (tight),
channels.
as the excited electrons return to their normal
positions or the “ground state”.
4.3 Rhodamine 6
The emitted (fluoresced) energy nearly always has
longer wavelengths and lower frequencies than the
Rhodamine B has been extensively used as a tracer
absorbed energy, because some energy is lost in
in water. However, it is readily adsorbed onto
the process (Stokes’ law). It is this property of dual
sediments, sample bottles and test equipment. Also,
spectra, i.e. the different specific combination of
it has been shown to be somewhat toxic to aquatic
excitation and emission spectra for each fluorescent
organisms under certain conditions. Generally,
substance, which is utilized in fluorimetry to make
however, the high concentrations of dye required to
it an accurate and sensitive analytical tool.
produce toxicity problems exist only for insignificant
periods of time at the point of dye injection in an
Most substances are at least mildly fluorescent, and
open channel during the measurement of flow.
most fluorescence occurs in the 200 nm to 800 nm
Rhodamine B is not recommended for discharge
range of wavelengths, i.e. ultraviolet and visible
measurement, primarily because of its high losses light. Strongly fluorescent substances convert a high
as a result of adsorption. percentage of absorbed energy into emitted energy.
Fortunately, most strongly fluorescent substances
fluoresce in the ultraviolet-to-green part of the
spectrum, while fewer substances, including the
4.4 Acid yellow 7
tracer dyes recommended for use in flow measure-
ments, fluoresce in the yellow-orange band. These
Acid yellow 7 is also known as lissamine FF,
dyes are strongly fluorescent in dilute solutions.
tissamine yellow FP, brilliant sulfo flavine FF, and
Fluorescent materials likely to be found in some
brilliant acid yellow 8G.
streams include algae and other naturally occurring
organics, certain minerals, and man-made
pollutants such as paper and textile treated with
4.5 Sulfo rhodamine B
optical cleaning agents, certain petroleum products
and laundry detergent brighteners.
Sulfo rhodamine B is also known as pontacyt hril-
tiant pink B,
...

SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 9555-4:2013
01-april-2013
0HULWYHSUHWRNDWHNRþLQYRGSUWLKNDQDOLK0HWRGH]UHGþHQMHPPDUNHUMD]D
PHUMHQMHHQDNRPHUQHJDSUHWRNDGHO)OXRUHVFHQþQLPDUNHUML
Measurement of liquid flow in open channels - Tracer dilution methods for the
measurement of steady flow - Part 4: Fluorescent tracers
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts - Méthodes de dilution en
régime permanent utilisant des traceurs - Partie 4: Traceurs fluorescents
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 9555-4:1992
ICS:
17.120.20 Pretok v odprtih kanalih Flow in open channels
SIST ISO 9555-4:2013 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

---------------------- Page: 1 ----------------------

SIST ISO 9555-4:2013

---------------------- Page: 2 ----------------------

SIST ISO 9555-4:2013
INTERNATIONAL
STANDARD
First edition
1992-l 1-o 1
-
----_- _I-~ .__II___pI_____ -----------
-- ---
Measurement of liquid flow in open channels -
Tracer dilution methods for the measurement of
steady flow -
Part 4:
Fluorescent tracers
Mesure de d@bii des liqwides dans les canaux dkouverts - M@thodes
de dilution en r6gime permanent utilisant des tracew-s --
Partie 4: Traceurs fluorescents
Reference number
IS0 9555-4: 1992(E)

---------------------- Page: 3 ----------------------

SIST ISO 9555-4:2013
IS0 9555=4:1992(E)
Contents
1
1 Scope . . .
2 Normative reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . .v. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Definitions . . 1
.................................
Tracers used . . . I
4
...................... 1
4.1 General . . .
2
4.2 Fluorescei n . . .
2
4.3 Rhodamine B . . .
......................................... 2
4.4 Acid yellow 7 .
2
4.5 Sulfo rhodamine B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.6 Pyranine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-.-. 2
4.7 Rhodamine WT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
5 Tracer measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
5.1 Principles .,.,.,. 2
. . . . . . . . . . . 5
5.2 Field measurernent . .*.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
5.3 Laboratory measurements
. . . . . . . . . . . . .“._. 6
6 Environmental factors affecting tracers
6.1 Chetnical factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
6
6.2 Physical factors . . .
Biological factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
6.3
7
7 Techniques for tracer injection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .“.
............. ............................... ...................... 7
8 Sampling techniques
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-. 8
9 Analysis and computations
........... 8
IO Special requirements . .
0 IS0 1992
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without
permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CM21 1 Get&/e 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii

---------------------- Page: 4 ----------------------

SIST ISO 9555-4:2013
IS0 95554:1992(E)
A General characteristics of commonly used fluorescent tracers 9
. . .
llf

---------------------- Page: 5 ----------------------

SIST ISO 9555-4:2013
IS0 95554:1992(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical cotnmittee has been established has the right to be
represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an Inter-
national Standard requires approval by at least 75 % of the member
bodies casting a vote.
International Standard IS0 9555-4 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 113, Measurement of liquid flow in open Cha/~I7els, Sub-
Committee SC 4, Dilution methods.
IS0 9555 consists of the following parts, under the general title
Measurement of liquid flow in open channek - Tracer dilution methods
for the measurement of steady flow:
-- Part I: General
-- Part 2: Radioactive tracers
- Part 3: Chemical tracers
- Part 4: Fluorescent tracer-s
Annex A forms an integral pat-t of this part of IS0 9555.

---------------------- Page: 6 ----------------------

SIST ISO 9555-4:2013
IS0 9555=4:1992(E)
Introduction
The former standard series IS0 555 was subdivided into parts on the
basis of the method of field measurement, i.e. constant-rate injection
method and integration (sudden injection) method. Since the choice of
the type of tracer to be used in a field measurement will often depend
on the expertise and the laboratory facilities available, this new series
of standards IS0 9555 is divided into parts based on the type of tracer
used. This revision has enabled the unnecessary repetition of text of the
various parts to be avoided and will, it is hoped, prove to be a more
convenient form of presentation for the user.
IS0 9555 deals with the measurement of steady flow in open channels
by dilution methods using tracers. The methods described may also be
applied to the measurement of slowly varying flow, but they may only
be used when flow conditions ensure adequate mixing of the injected
solution throughout the flow.
For the measurement of very large flows, tracer methods can be oner-
ous in terms of tracer costs and measurement times. However, the use
of tracers often reduces danger to personnel during flood periods.
IS0 9555-l presents the general principles of the methods of constant-
rate injection and integration (sudden injection). IS0 9555-2, IS0 9555-3
and IS0 9555-4 deal with the specific aspects of the use of radioactive,
chemical and fluorescent tracers, respectively, as well as specific ana-
lytical procedures.
This approach has been adopted for the following reasons:
-
to facilitate subsequent updating, additions or revisions which con-
cern only IS0 9555-2, IS0 9555-3 or IS0 9555-4;
- to provide a more practical document for the user, who is often
obliged to choose the tracer best suited to the available analytical
equipment.

---------------------- Page: 7 ----------------------

SIST ISO 9555-4:2013
This page intentionally left blank

---------------------- Page: 8 ----------------------

SIST ISO 9555-4:2013
INTERNATIONAL STANDARD IS0 9555=4:1992(E)
Measurement of liquid flow in open channels - Tracer
dilution methods for the measurement of steady flow -
Part 4:
Fluorescent tracers
3.1 fluorescence: The emission of electromagnetic
1 Scope
waves of characteristic energy when atoms or mol-
ecules decay from an excited state to a lower en-
This part of IS0 9555 deals with the use of fluor-
ergy state. The excitation may be induced by
escent tracers in discharge measurements by the
subjecting the substance to radiation of slightly
dilution method. Apparatus and methods of general
higher energy (shorter wavelength) than that of the
application are set out in IS0 9555-l and at-e not re-
characteristic emission, and it ceases as soon as
peated here, with the exception of those relating
the external source is removed.
specifically to fluorescent tracers.
3.2 fluorimeter; filter fluorimeter: Instrument
The use of fluorescent tracers is attractive because
equipped with a lamp or other means of exciting
of the small amounts of tracer needed to make a
fluorescent radiation in a sample, with filters and
discharge measurement. Certain fluorescent tracers
with a detector to measure relative fluorescent in-
can be measured at concentrations of less than
tensities caused by variations in concentration of the
1 pg/l. Fluorescent tracers are easy to handle, and
substance under examination. If the wavelengths
their concentrations can be readily determined.
are determined using a rnonochromator, the instru-
ment is called a spectrofluorimeter.
2 Normative reference
3.3 fluorescence quenching: The reduction of flu-
orescence intensity, due to an interaction of the dye
The following standard contains provisions which,
molecules with other chemicals present in the wa-
through reference in this text, constitute provisions
ter. Concentration quenching is a phenomenon
of this part of IS0 9555. At the time of publication,
which appears to be similar to fluorescence
the edition indicated was valid. All standards are
quenching but is not a true quenching. Instead, it is
subject to revision, and parties to agreements based
a reduction in the rate of increase of the flowmeter
on this part of lS0 9555 are encouraged to investi-
readout with increasing dye concentration due to the
gate the possibility of applying the most recent edi-
increasing optical density of the dye itself. Concen-
tion of the standard indicateb below. Members of
tration quenching occurs only at very high concen-
IEC and IS0 maintain registers of currently valid
trations.
International Standards.
IS0 772:1988, Liquid flow measurervent in open 4 Tracers used
channels -- Vocabulary and symbok.
4.1 General
3 Definitions A number of fluorescent dyes have been used as
tracers for measuring open-channel flow. Stream
waters generally have lower background fluor-
For the purposes of this part of IS0 9555, the defi-
escence in the orange than in the green and blue
nitions given in IS0 772:1988 and the following defi-
wavelengths. Consequently, ,the orange wavebands
nitions apply.

---------------------- Page: 9 ----------------------

SIST ISO 9555-4:2013
IS0 9555-4:1992(E)
allow for greater sensitivities than do the green and
4.6 Pyranine
blue wavebands.
Pyranine is also known as solvent green 7.
Six fluorescent dyes are discussed for use in dis-
charge measurements: fluorescein and rhodamine
4.7 Rhodamine WT
B (see 4.2 and 4.3) have been used extensively in the
past but are no longer recommended for use in
Rhodamine WT has been widely used as a water
making discharge measurements. The other four
tracer white sulfo rhodamine B, acid yellow 7 and
tracers: acid yellow 7, sulfo rhodamine B, pyranine
pyranine have less use as a tracer in water.
and rhodamine WT (see 4.4 to 4.7) have good prop-
erties for making discharge measurements and will
be discussed further in this part of IS0 9555. Other
5 Tracer measurement
tracers such as eosine (acid red 87) have not yet
been widely studied but might be used in the future.
5.1 Principles
The general characteristics of commonly used flu-
orescent tracers are given in annex A.
Fluorimetric analysis, or fluorimetry, is based on the
physical phenomenon called fluorescence.
4.2 Fluorescein Ftuorescence is a result of an almost instantaneous
sequence of events as follows:
Fluorescein, also known as sodium fluorescein, was
a) absorption of energy from an outside source
one of the earliest dyes used as a tracer in water.
such as the sun or an ultraviolet lamp;
However, it is highly susceptible to photochemical
decay and its fluorescence response is subject to
b) excitation of some of the electrons of the fluor-
changes at pH values less than 6,5. Also, many
escent substance, resulting in enlarged electron
streams exhibit high background fluorescence simi-
orbits, called the “excited state”;
lar to that of fluorescein. Therefore, this dye is not
recommended for the measurement of flow in open
c) emission of energy in the form of photons (tight),
channels.
as the excited electrons return to their normal
positions or the “ground state”.
4.3 Rhodamine 6
The emitted (fluoresced) energy nearly always has
longer wavelengths and lower frequencies than the
Rhodamine B has been extensively used as a tracer
absorbed energy, because some energy is lost in
in water. However, it is readily adsorbed onto
the process (Stokes’ law). It is this property of dual
sediments, sample bottles and test equipment. Also,
spectra, i.e. the different specific combination of
it has been shown to be somewhat toxic to aquatic
excitation and emission spectra for each fluorescent
organisms under certain conditions. Generally,
substance, which is utilized in fluorimetry to make
however, the high concentrations of dye required to
it an accurate and sensitive analytical tool.
produce toxicity problems exist only for insignificant
periods of time at the point of dye injection in an
Most substances are at least mildly fluorescent, and
open channel during the measurement of flow.
most fluorescence occurs in the 200 nm to 800 nm
Rhodamine B is not recommended for discharge
range of wavelengths, i.e. ultraviolet and visible
measurement, primarily because of its high losses light. Strongly fluorescent substances convert a high
as a result of adsorption. percentage of absorbed energy into emitted energy.
Fortunately, most strongly fluorescent substances
fluoresce in the ultraviolet-to-green part of the
spectrum, while fewer substances, including the
4.4 Acid yellow 7
tracer dyes recommended for use in flow measure-
ments, fluoresce in the yellow-orange band. These
Acid yellow 7 is also known as lissamine FF,
dyes are strongly fluorescent in dilute solutions.
tissamine
...

ISO
NORME
9555-4
INTERNATIONALE
Première édition
1992-l l-01
-w-w----
---~--------~----.~~--~---
Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Méthodes de dilution en régime
pernianent utilisant des traceurs -
Partie 4:
Traceurs fluorescents
Measurement of liquid t7ow in open channels - Tracer dilution mefhods
for fhe measurement of steady flow -
Part 4: Fluorescent îracers
Numéro de référence
ISO 9555-4: 1992(F)

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 95554:1992(F)
Sommaire
Page
................................. .................................... 1
1 Domaine d’application
...................................... ........ .......................... 1
2 Référence normative
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Définitions . . . . . . . . . . . . . .
2
4 Traceurs utilisés . .
2
4.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
............................... ............. .................................. 2
4.2 Fluorescéine
2
4.3 Rhodamine B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
4.4 Jaune acide 7 . .
2
4.5 Sulfo-rhodamine B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.
............................................................ ........................ 2
4.6 Pyranine
2
4.7 Rhodamine WT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
........................... ....................................... 2
5 Mesurage du traceur
. . . . . . . . 2
5.1 Principes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
.............................. .......................................
5.2 Mesurages in situ
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
5.3 Mesurages en laboratoire
. . . . . . . . . . . . . . . . . 6
6 Facteurs environnementaux affectant les traceurs
........ 6
6.1 Facteurs chimiques . .
7
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . , . . .
6.2 Facteurs physiques
.................... ........ .................................... 8
6.3 Facteurs biologiques
................................. ............ 8
7 Techniques d’injection du traceur
......... 8
8 Techniques d’échantillonnage .
8
.,. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 Analyse et calculs
8
10 Prescriptions spéciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0 ISO 1992
Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
Droits de reproduction réservk.
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de I%diteur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 95554:1992(F)
Annexe
A Caractéristiques générales des traceurs fluorescents d’usage
9
courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . .
III

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9555-4:1992(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de norrnalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé 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 I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Comrnission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 9555-4 a été élaborée par le comité tech-
nique ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts, sous-comité SC 4, Méthodes de dilution.
L’ISO 9555 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Mesure de débit des liquides dans les carIaux découverts - Mé-
thodes de dilution en régime permanent utilisant des traceurs:
- Partie 1: Généralités
- Partie 2: Traceurs radioactifs
-- Partie 3: Traceurs chimiques
- Partie 4: Traceurs fluorescents
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 9555.
iV

---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9555-4:1992(F)
Introduction
L’ancienne série de normes ISO 555 a été subdivisée en fonction de la
méthode utilisée in situ, c’est-à-dire la méthode d’injection à débit
constant et la méthode par intégration (injection instantanée). Étant
donné que le choix du traceur à utiliser in situ dépend souvent de la
compétence de l’utilisateur et de l’équipement de laboratoire disponi-
ble, la nouvelle série de normes ISO 9555 est divisée en fonction du type
de traceur utilisé. Ainsi, une telle division s’avérera plus pratique pour
l’utilisateur et permettra d’éviter les répétitions inutiles dans le texte
des différentes parties.
L’ISO 9555 traite du mesurage de débits dans les canaux découverts,
en régime permanent, par les méthodes de dilution utilisant des tra-
ceurs. Toutefois, ces méthodes peuvent être étendues au mesurage de
débits variant lentement. Ces méthodes ne s’appliquent que lorsque les
conditions d’écoulement assurent un mélange convenable de la solution
injectée à l’ensemble de l’écoulement.
Pour le mesurage de débits très importants, toute méthode utilisant des
traceurs peut être onéreuse en termes de coût de traceur et de durée
de mesurage. Néanmoins, l’utilisation des traceurs minimise souvent
les dangers pour le personnel pendant les fortes crues.
L’ISO 9555-l présente les principes généraux des méthodes par injec-
tion à débit constant et par intégration (injection instantanée).
L’ISO 9555-2, I’ISO 9555-3 et I’ISO 9555-4 traitent des aspects spécifi-
ques de l’usage des traceurs radioactifs, chimiques et fluorescents,
respectivement, ainsi que des procédés spécifiques d’analyse.
Ce plan a été retenu pour les raisons suivantes:
- faciliter les opérations ultérieures de mise à jour, les compléments
I’ISO 9555-2,
ou révisions qui ne devraient concerner que
I’ISO 9555-3 ou I’ISO 9555-4;
-- rendre le document plus pratique pour l’utilisateur qui est souvent
conduit à choisir le traceur le plus approprié à l’équipement d’ana-
lyse disponible.

---------------------- Page: 5 ----------------------
Page blanche

---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 9555-4:1992(F)
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Méthodes de dilution en régime permanent utilisant des
traceurs -
Partie 4:
Traceurs fluorescents
1 Domaine d’application 3 Définitions
La présente partie de I’ISO 9555 traite de l’utilisation Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 9555,
de traceurs fluorescents dans le cadre des mesu- les définitions données dans I’ISO 772:1988 et les
rages de débits par la méthode de dilution. Les ap- définitions suivantes s’appliquent.
pareils et procédés d’application sont exposés dans
I’ISO 9555-l et ne sont pas répétés ici, a l’exception 3.1 fluorescence: Émission d’ondes électroma-
de ceux qui sont spécifiques aux traceurs fluores- gnétiques d’énergie caractéristique au moment où
un atome ou une molécule passe d’un état d’exci-
cents.
tation à un état énergétique plus faible. L’excitation
Les traceurs fluorescents sont d’un emploi sédui-
peut être obtenue par exposition de la substance à
sant en raison des faibles quantités de traceur re-
un rayonnement d’énergie légèrement plus élevée
quises pour une mesure de débit. Certains kaceurs
(longueur d’onde plus courte) que celle de l’émis-
fluorescents peuvent être détectés à des concen-
sion caractéristique, et cesse dés que la source ex-
trations inférieures à 1 pg/l. Ils sont en outre faciles
térieure est occultée.
à manipuler et à doser.
3.2 fluorimètre (à filtre): Appareil équipé d’une
lampe ou d’un moyen quelconque d’exciter un
2 Référence normative rayonnement fluorescent dans un échantillon, de fil-
tres et d’un détecteur capable de mesurer les in-
tensités de fluorescence relatives dues aux
La norrne suivante contient des dispositions qui, par
différentes concentrations de la substance dosée.
suite de la référence qui en est faite, constituent des
Si les longueurs d’onde sont déterminées à l’aide
dispositions valables pour la présente partie de
d’un monochromateur, l’appareil est appelé
I’ISO 9555. Au moment de la publication, l’édition
spectrofluoriniètre.
indiquée était en vigueur. Toute norme est sujette à
révision et les parties prenantes des accords fondés
3.3 extinction de fluorescence: Diminution de I’in-
sur la présente partie de I’ISO 9555 sont invitées à
tensité de fluo,rescence due à l’interaction des mo-
rechercher la possibilité d’appliquer Ilédition la plus
lécules colorées avec d’autres produits chimiques
récente de la norme indiquée ci-après. Les mern-
bres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des présents dans l’eau. L’exctinction due à la concen-
Normes internationales en vigueur à un moment tration est un phénomène qui ressemble à I’extinc-
”
donné. tion de fluorescence mais n’est pas une vraie
extinction. C’est, au contraire, une diminution de la
vitesse de montée de la courbe de lecture du
ISO 772:1988, Mesure de débit des liquides dans les
Vocabulaire et syniboies.
canaux découverts - fluorimètre alors que la concentration en colorant
continue à augmenter par suite d’une augmentation

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 95554:i 992(F)
de la densité optique du colorant lui-même. L’ex-
com mandé e r les mesurages d U débit en rai son
Pou
tinction de concentration ne se produit qu’à des
des pertes é levé es pa r adsorption u’elle conna ît.
q
concentrations très élevées.
4.4 Jaune acide 7
4 Traceurs utilisés
Le jaune acide 7 est aussi connu sous les noms de
lissamine FF, de jaune de lissamine FP, de
4.1 Généralités
sulfoflamine brillante FF ou de jaune acide brillant
8G.
Un certain nombre de colorants fluorescents ont été
utilisés comme traceurs pour la mesure du débit
4.5 Sulfo-rhodamine B
dans les canaux découverts. Les eaux dans la
gamme du cours d’eau ayant des fluorescences de
La sulfo-rhodamine B est aussi connue sous les
fond plus faibles dans la gamme de longueurs
noms de rose brillant de pontacycle B, de rouge de
d’onde de l’orange que dans celle dans la gamme
lissamine 4B, de rhodamine kiton B’, de rhodamine
du vert ou du bleu, la bande orange offre une sen-
acide B”, de kénacide-G, et d’aminorhodamine-g
sibilitC! plus grande que les bandes verte ou bleue.
extra.
Six colorants fluorescents sont examinés ici pour la
mesure de débit: fluorescéine et rhodamine B (voir
4.6 Pyranine
4.2 et 4.3) qui ont été beaucoup utilisées dans le
passé mais ne sont plus recommandées pour les La pyranine est aussi connue sous le nom de vert
mesures de débit. Les quatre autres traceurs qui solvant 7.
sont le jaune acide 7, la sulfo-rhodamine B, la
pyranine et la rhodamine WT (voir 4.4 à 4.7) ont de
4.7 Rhodamine WT
bonnes propriétés pour la mesure de débit et seront
étudiés dans le cours de la présente partie de
La rhodamine WT est très utilisée comme traceur
I’ISO 9555. D’autres traceurs tels que I’éosine
dans l’eau alors que la sulfo-rhodamine B, le jaune
(rouge acide 87) n’ont pas encore fait l’objet de
acide 7 et la pyranine le sont moins.
vastes études mais pourraient etre employés dans
l’avenir.
5 Mesurage du traceur
Les caractéristiques générales des traceurs fluo-
rescents d’usage courant sont données sous forme
5.1 Principes
de tableau dans l’annexe A.
L’analyse fluorimétrique ou fluorimétrie est fondée
sur le phénomène physique appelé fluorescence.
4.2 Fluorescéine
La fluorescence résulte d ‘une sui
te presque instan-
La fluorescéine, quelquefois appelée fluorescéine
tan ée de phénomènes se déroula comme suit:
nt
de sodium, est l’un des plus anciens colorants utili-
sés comme traceur dans l’eau. Elle est toutefois ex-
a) absorption de l’énergie d’une source extérieure
trêmement sujette à la dégradation photochimique
telle que soleil ou lampe à ultraviolet;
et sa fluorescence peut varier lorsque le pH est in-
férieur à 6,5. Beaucoup de cours d’eau présentent
b) excitation de certains électrons de la substance
par ailleurs une fluorescence de fond élevée simi-
fluorescente les transférant sur des orbites plus
laire à celle de la fluorescéine. Ce colorant n’est
élevées, c’est ce qu’on appelle ((l’état excité,,;
donc pas recommandé pour la mesure de débit
dans les canaux découverts.
c) émission d’énergie sous forme de phofons
(lumière) au moment où les électrons excités
4.3 Rhodamine B
retournent à ieur position normale ou Mat fon-
damental,,.
La rhodamine B est. également beaucoup utilisée
comme traceur dans l’eau. Elle est toutefois faci-
L’énergie émise par fluorescence a presque tou-
lement adsorbée sur les sédiments, les flacons jours des longueurs d’onde plus longues et des fré-
d’échantillonnage et les matériels d’essai. On a quences plus basses que l’énergie absorbée en
également trouvé qu’elle présentait une certaine raison de la perte d’énergie subie au cours du pro-
toxicité vis-à-vis des organismes aquatiques dans cessus (loi de Stokes). C’est sur cette propriété de
des conditions données. En général cependant, les spectre double, c’est-à-dire combinaison spécifique
concentrations élevées créant des problèmes de
différente des spectres d’excitation et d’émission
toxicité ne se rencontrent que pour des durées insi- pour chaque substance fluorescente, que se fonde
gnifiantes et juste au niveau du point d’injection du
la fluorimétrie et c’est ce qui en fait un outil d’ana-
colorant. La rhodamine B n’est toutefois pas re-
lyse précis et sensible.
2

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 9555-4:1992(F)
La plupart des substances sont au moins lé- L’objectif du choix de la lampe et du filtre coloré est
gèrement fluorescentes. Cette fluorescence s’ob- d’obtenir une sensibilité maximale au colorant sans
serve, la plupart du temps dans une gamme de
sacrifier la sélectivité. La sélectivité est la capacité
longueurs d’onde située entre 200 nm et 800 nm, d’isoler une partie du spectre de fluorescence du
c’est-à-dire entre la lumière ultraviolette et la lu-
colorant de la fluorescence de fond qui peut pertur-
mière visible. Les substances fortement fluores- ber la mesure.
centes transforment un pourcentage élevé d’énergie
Les filtres colorés ont pour effet de limiter autant
absorbée en énergie émise.
Par un heureux
que possible la lumière parvenant au détecteur, à
concours de circonstances, la plupart des substan-
celle qui est rendue fluorescente par le produit co-
ces f
...

ISO
NORME
9555-4
INTERNATIONALE
Première édition
1992-l l-01
-w-w----
---~--------~----.~~--~---
Mesure de débit des liquides dans les canaux
découverts - Méthodes de dilution en régime
pernianent utilisant des traceurs -
Partie 4:
Traceurs fluorescents
Measurement of liquid t7ow in open channels - Tracer dilution mefhods
for fhe measurement of steady flow -
Part 4: Fluorescent îracers
Numéro de référence
ISO 9555-4: 1992(F)

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 95554:1992(F)
Sommaire
Page
................................. .................................... 1
1 Domaine d’application
...................................... ........ .......................... 1
2 Référence normative
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
3 Définitions . . . . . . . . . . . . . .
2
4 Traceurs utilisés . .
2
4.1 Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
............................... ............. .................................. 2
4.2 Fluorescéine
2
4.3 Rhodamine B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
4.4 Jaune acide 7 . .
2
4.5 Sulfo-rhodamine B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .~.
............................................................ ........................ 2
4.6 Pyranine
2
4.7 Rhodamine WT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
........................... ....................................... 2
5 Mesurage du traceur
. . . . . . . . 2
5.1 Principes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
.............................. .......................................
5.2 Mesurages in situ
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
5.3 Mesurages en laboratoire
. . . . . . . . . . . . . . . . . 6
6 Facteurs environnementaux affectant les traceurs
........ 6
6.1 Facteurs chimiques . .
7
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . , . . .
6.2 Facteurs physiques
.................... ........ .................................... 8
6.3 Facteurs biologiques
................................. ............ 8
7 Techniques d’injection du traceur
......... 8
8 Techniques d’échantillonnage .
8
.,. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 Analyse et calculs
8
10 Prescriptions spéciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0 ISO 1992
Aucune partie de cette publication ne peut être repro-
Droits de reproduction réservk.
duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou
mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de I%diteur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-1211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 95554:1992(F)
Annexe
A Caractéristiques générales des traceurs fluorescents d’usage
9
courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . .
III

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9555-4:1992(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de norrnalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres
de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre inté-
ressé 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 I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Comrnission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins
des comités membres votants.
La Norme internationale ISO 9555-4 a été élaborée par le comité tech-
nique ISO/TC 113, Mesure de débit des liquides dans les canaux décou-
verts, sous-comité SC 4, Méthodes de dilution.
L’ISO 9555 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Mesure de débit des liquides dans les carIaux découverts - Mé-
thodes de dilution en régime permanent utilisant des traceurs:
- Partie 1: Généralités
- Partie 2: Traceurs radioactifs
-- Partie 3: Traceurs chimiques
- Partie 4: Traceurs fluorescents
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 9555.
iV

---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 9555-4:1992(F)
Introduction
L’ancienne série de normes ISO 555 a été subdivisée en fonction de la
méthode utilisée in situ, c’est-à-dire la méthode d’injection à débit
constant et la méthode par intégration (injection instantanée). Étant
donné que le choix du traceur à utiliser in situ dépend souvent de la
compétence de l’utilisateur et de l’équipement de laboratoire disponi-
ble, la nouvelle série de normes ISO 9555 est divisée en fonction du type
de traceur utilisé. Ainsi, une telle division s’avérera plus pratique pour
l’utilisateur et permettra d’éviter les répétitions inutiles dans le texte
des différentes parties.
L’ISO 9555 traite du mesurage de débits dans les canaux découverts,
en régime permanent, par les méthodes de dilution utilisant des tra-
ceurs. Toutefois, ces méthodes peuvent être étendues au mesurage de
débits variant lentement. Ces méthodes ne s’appliquent que lorsque les
conditions d’écoulement assurent un mélange convenable de la solution
injectée à l’ensemble de l’écoulement.
Pour le mesurage de débits très importants, toute méthode utilisant des
traceurs peut être onéreuse en termes de coût de traceur et de durée
de mesurage. Néanmoins, l’utilisation des traceurs minimise souvent
les dangers pour le personnel pendant les fortes crues.
L’ISO 9555-l présente les principes généraux des méthodes par injec-
tion à débit constant et par intégration (injection instantanée).
L’ISO 9555-2, I’ISO 9555-3 et I’ISO 9555-4 traitent des aspects spécifi-
ques de l’usage des traceurs radioactifs, chimiques et fluorescents,
respectivement, ainsi que des procédés spécifiques d’analyse.
Ce plan a été retenu pour les raisons suivantes:
- faciliter les opérations ultérieures de mise à jour, les compléments
I’ISO 9555-2,
ou révisions qui ne devraient concerner que
I’ISO 9555-3 ou I’ISO 9555-4;
-- rendre le document plus pratique pour l’utilisateur qui est souvent
conduit à choisir le traceur le plus approprié à l’équipement d’ana-
lyse disponible.

---------------------- Page: 5 ----------------------
Page blanche

---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 9555-4:1992(F)
Mesure de débit des liquides dans les canaux découverts -
Méthodes de dilution en régime permanent utilisant des
traceurs -
Partie 4:
Traceurs fluorescents
1 Domaine d’application 3 Définitions
La présente partie de I’ISO 9555 traite de l’utilisation Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 9555,
de traceurs fluorescents dans le cadre des mesu- les définitions données dans I’ISO 772:1988 et les
rages de débits par la méthode de dilution. Les ap- définitions suivantes s’appliquent.
pareils et procédés d’application sont exposés dans
I’ISO 9555-l et ne sont pas répétés ici, a l’exception 3.1 fluorescence: Émission d’ondes électroma-
de ceux qui sont spécifiques aux traceurs fluores- gnétiques d’énergie caractéristique au moment où
un atome ou une molécule passe d’un état d’exci-
cents.
tation à un état énergétique plus faible. L’excitation
Les traceurs fluorescents sont d’un emploi sédui-
peut être obtenue par exposition de la substance à
sant en raison des faibles quantités de traceur re-
un rayonnement d’énergie légèrement plus élevée
quises pour une mesure de débit. Certains kaceurs
(longueur d’onde plus courte) que celle de l’émis-
fluorescents peuvent être détectés à des concen-
sion caractéristique, et cesse dés que la source ex-
trations inférieures à 1 pg/l. Ils sont en outre faciles
térieure est occultée.
à manipuler et à doser.
3.2 fluorimètre (à filtre): Appareil équipé d’une
lampe ou d’un moyen quelconque d’exciter un
2 Référence normative rayonnement fluorescent dans un échantillon, de fil-
tres et d’un détecteur capable de mesurer les in-
tensités de fluorescence relatives dues aux
La norrne suivante contient des dispositions qui, par
différentes concentrations de la substance dosée.
suite de la référence qui en est faite, constituent des
Si les longueurs d’onde sont déterminées à l’aide
dispositions valables pour la présente partie de
d’un monochromateur, l’appareil est appelé
I’ISO 9555. Au moment de la publication, l’édition
spectrofluoriniètre.
indiquée était en vigueur. Toute norme est sujette à
révision et les parties prenantes des accords fondés
3.3 extinction de fluorescence: Diminution de I’in-
sur la présente partie de I’ISO 9555 sont invitées à
tensité de fluo,rescence due à l’interaction des mo-
rechercher la possibilité d’appliquer Ilédition la plus
lécules colorées avec d’autres produits chimiques
récente de la norme indiquée ci-après. Les mern-
bres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre des présents dans l’eau. L’exctinction due à la concen-
Normes internationales en vigueur à un moment tration est un phénomène qui ressemble à I’extinc-
”
donné. tion de fluorescence mais n’est pas une vraie
extinction. C’est, au contraire, une diminution de la
vitesse de montée de la courbe de lecture du
ISO 772:1988, Mesure de débit des liquides dans les
Vocabulaire et syniboies.
canaux découverts - fluorimètre alors que la concentration en colorant
continue à augmenter par suite d’une augmentation

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 95554:i 992(F)
de la densité optique du colorant lui-même. L’ex-
com mandé e r les mesurages d U débit en rai son
Pou
tinction de concentration ne se produit qu’à des
des pertes é levé es pa r adsorption u’elle conna ît.
q
concentrations très élevées.
4.4 Jaune acide 7
4 Traceurs utilisés
Le jaune acide 7 est aussi connu sous les noms de
lissamine FF, de jaune de lissamine FP, de
4.1 Généralités
sulfoflamine brillante FF ou de jaune acide brillant
8G.
Un certain nombre de colorants fluorescents ont été
utilisés comme traceurs pour la mesure du débit
4.5 Sulfo-rhodamine B
dans les canaux découverts. Les eaux dans la
gamme du cours d’eau ayant des fluorescences de
La sulfo-rhodamine B est aussi connue sous les
fond plus faibles dans la gamme de longueurs
noms de rose brillant de pontacycle B, de rouge de
d’onde de l’orange que dans celle dans la gamme
lissamine 4B, de rhodamine kiton B’, de rhodamine
du vert ou du bleu, la bande orange offre une sen-
acide B”, de kénacide-G, et d’aminorhodamine-g
sibilitC! plus grande que les bandes verte ou bleue.
extra.
Six colorants fluorescents sont examinés ici pour la
mesure de débit: fluorescéine et rhodamine B (voir
4.6 Pyranine
4.2 et 4.3) qui ont été beaucoup utilisées dans le
passé mais ne sont plus recommandées pour les La pyranine est aussi connue sous le nom de vert
mesures de débit. Les quatre autres traceurs qui solvant 7.
sont le jaune acide 7, la sulfo-rhodamine B, la
pyranine et la rhodamine WT (voir 4.4 à 4.7) ont de
4.7 Rhodamine WT
bonnes propriétés pour la mesure de débit et seront
étudiés dans le cours de la présente partie de
La rhodamine WT est très utilisée comme traceur
I’ISO 9555. D’autres traceurs tels que I’éosine
dans l’eau alors que la sulfo-rhodamine B, le jaune
(rouge acide 87) n’ont pas encore fait l’objet de
acide 7 et la pyranine le sont moins.
vastes études mais pourraient etre employés dans
l’avenir.
5 Mesurage du traceur
Les caractéristiques générales des traceurs fluo-
rescents d’usage courant sont données sous forme
5.1 Principes
de tableau dans l’annexe A.
L’analyse fluorimétrique ou fluorimétrie est fondée
sur le phénomène physique appelé fluorescence.
4.2 Fluorescéine
La fluorescence résulte d ‘une sui
te presque instan-
La fluorescéine, quelquefois appelée fluorescéine
tan ée de phénomènes se déroula comme suit:
nt
de sodium, est l’un des plus anciens colorants utili-
sés comme traceur dans l’eau. Elle est toutefois ex-
a) absorption de l’énergie d’une source extérieure
trêmement sujette à la dégradation photochimique
telle que soleil ou lampe à ultraviolet;
et sa fluorescence peut varier lorsque le pH est in-
férieur à 6,5. Beaucoup de cours d’eau présentent
b) excitation de certains électrons de la substance
par ailleurs une fluorescence de fond élevée simi-
fluorescente les transférant sur des orbites plus
laire à celle de la fluorescéine. Ce colorant n’est
élevées, c’est ce qu’on appelle ((l’état excité,,;
donc pas recommandé pour la mesure de débit
dans les canaux découverts.
c) émission d’énergie sous forme de phofons
(lumière) au moment où les électrons excités
4.3 Rhodamine B
retournent à ieur position normale ou Mat fon-
damental,,.
La rhodamine B est. également beaucoup utilisée
comme traceur dans l’eau. Elle est toutefois faci-
L’énergie émise par fluorescence a presque tou-
lement adsorbée sur les sédiments, les flacons jours des longueurs d’onde plus longues et des fré-
d’échantillonnage et les matériels d’essai. On a quences plus basses que l’énergie absorbée en
également trouvé qu’elle présentait une certaine raison de la perte d’énergie subie au cours du pro-
toxicité vis-à-vis des organismes aquatiques dans cessus (loi de Stokes). C’est sur cette propriété de
des conditions données. En général cependant, les spectre double, c’est-à-dire combinaison spécifique
concentrations élevées créant des problèmes de
différente des spectres d’excitation et d’émission
toxicité ne se rencontrent que pour des durées insi- pour chaque substance fluorescente, que se fonde
gnifiantes et juste au niveau du point d’injection du
la fluorimétrie et c’est ce qui en fait un outil d’ana-
colorant. La rhodamine B n’est toutefois pas re-
lyse précis et sensible.
2

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 9555-4:1992(F)
La plupart des substances sont au moins lé- L’objectif du choix de la lampe et du filtre coloré est
gèrement fluorescentes. Cette fluorescence s’ob- d’obtenir une sensibilité maximale au colorant sans
serve, la plupart du temps dans une gamme de
sacrifier la sélectivité. La sélectivité est la capacité
longueurs d’onde située entre 200 nm et 800 nm, d’isoler une partie du spectre de fluorescence du
c’est-à-dire entre la lumière ultraviolette et la lu-
colorant de la fluorescence de fond qui peut pertur-
mière visible. Les substances fortement fluores- ber la mesure.
centes transforment un pourcentage élevé d’énergie
Les filtres colorés ont pour effet de limiter autant
absorbée en énergie émise.
Par un heureux
que possible la lumière parvenant au détecteur, à
concours de circonstances, la plupart des substan-
celle qui est rendue fluorescente par le produit co-
ces f
...