ISO 17402:2008
(Main)Soil quality — Requirements and guidance for the selection and application of methods for the assessment of bioavailability of contaminants in soil and soil materials
Soil quality — Requirements and guidance for the selection and application of methods for the assessment of bioavailability of contaminants in soil and soil materials
ISO 17402:2008 provides guidance for the selection and application of methods to assess bioavailability for the characterisation of contaminated soil and soil materials. ISO 17402:2008 does not give a selection of the best applicable methods, but specifies boundary conditions and principles of methods to be used and gives the minimal requirements for the development of methods. The results obtained from such methods can be used as an estimate of bioavailability in a risk-assessment approach. The contaminants considered in ISO 17402:2008 are metals, including metalloids, and organic contaminants, including organometal compounds. This International Standard is also applicable to metals originating from natural geological and pedological processes (natural pedo-geochemical content). ISO 17402:2008 can also be applied to sediments.
Qualité du sol — Lignes directrices pour la sélection et l'application des méthodes d'évaluation de la biodisponibilité des contaminants dans le sol et les matériaux du sol
L'ISO 17402:2008 donne des lignes directrices pour la sélection et l'application des méthodes permettant d'évaluer la biodisponibilité pour la caractérisation du sol et des matériaux du sol contaminés. L'ISO 17402:2008 ne fournit pas une sélection des meilleures méthodes applicables, mais spécifie les principes et les conditions limites des méthodes à utiliser et indique les exigences minimales relatives au développement de méthodes. Les résultats obtenus à partir de telles méthodes peuvent être utilisés en tant qu'estimation de la biodisponibilité dans une approche d'évaluation du risque. Les contaminants considérés dans l'ISO 17402:2008 sont les métaux, y compris les métalloïdes et les contaminants organiques, notamment les composés organométalliques. La présente Norme internationale s'applique également aux métaux issus de processus géologiques et pédologiques naturels (teneur pédogéochimique naturelle). L'ISO 17402:2008 peut également s'appliquer aux sédiments.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 17402
First edition
2008-06-15
Soil quality — Requirements and
guidance for the selection and
application of methods for the
assessment of bioavailability of
contaminants in soil and soil materials
Qualité du sol — Lignes directrices pour la sélection et l'application des
méthodes d'évaluation de la biodisponibilité des contaminants dans le
sol et les matériaux du sol
Reference number
ISO 17402:2008(E)
©
ISO 2008
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but
shall not be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In
downloading this file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat
accepts no liability in this area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation
parameters were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In
the unlikely event that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2008
All rights reserved. Unless otherwise specified, 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 either ISO at the address below or
ISO's member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2008 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
Contents Page
Foreword .v
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .2
4 Bioavailability in relation to assessment of soil function.6
4.1 Soil functions and organisms to protect .6
4.2 Risk assessment .6
4.3 Protection goals .7
5 Concepts of bioavailability.8
5.1 Definitions .8
5.2 Links between bioavailability and biological effects and/or bioaccumulation.10
6 Description of methods to assess bioavailability.11
6.1 General .11
6.2 Assessment of bioavailability using chemical test methods .12
6.3 Assessment of bioavailability using ecotoxicological test methods .13
7 Pathways related to soil quality (both organism and soil).14
7.1 General .14
7.2 Human.14
7.2.1 General .14
7.2.2 Soil ingestion .14
7.2.3 Dermal contact.15
7.2.4 Inhalation of soil .15
7.2.5 Groundwater used for drinking water .15
7.3 Exposure of higher animals .15
7.4 Exposure of soil organisms .15
7.4.1 General .15
7.4.2 Exposure of soil micro-organisms .15
7.4.3 Exposure of soil invertebrates (micro-, meso- and macro-fauna) .16
7.5 Exposure of plants .16
8 Available methods to measure bioavailability .17
8.1 General .17
8.2 Chemical methods to measure environmental availability.17
8.2.1 General .17
8.2.2 Methods for soil ingestion.18
8.2.3 Methods for dermal uptake.19
8.2.4 Methods for plants .19
8.2.5 Methods for leaching from the solid phase to the soil solution.19
8.2.6 Methods for biodegradation.20
8.2.7 Methods for soil organisms.20
8.2.8 Available and promising chemical methods to measure bioavailability .20
8.3 Ecotoxicological test methods to measure bioavailability .22
9 Requirements.25
9.1 General .25
9.2 Requirements for selection and application.25
9.2.1 Requirements for selection .25
9.2.2 Requirements for application.26
© ISO 2008 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
9.3 Requirements for development.27
Annex A (informative) Bioavailability in relation to biodegradability .29
Annex B (informative) International Standards for the determination of the toxicity of chemicals
on sediment organisms (laboratory tests).30
Bibliography .31
iv © ISO 2008 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 17402:2008(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 17402 was prepared by Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 7, Soil and site
assessment.
© ISO 2008 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
Introduction
Laboratory and field studies have demonstrated that biological effects are not related to the total concentration
of a contaminant in the soil. Instead, an organism responds only to the fraction that is biologically available
(bioavailable) for that organism. This is particularly true in soils that undergo interaction of contaminant
molecules with the soil, in such a way that the contaminant is not attainable anymore by the organism or is
present in a non-available form (sometimes referred to as sequestration or irreversible sorption). The
bioavailable fractions of contaminants are dependent on soil properties and various processes varying with
time and on the biological receptors. The conservative approach of exposure assessment, as typically
described in a regulatory context, assumes that the total concentration of a contaminant present in a soil or
soil material is available for uptake by organisms, including man, and as such will overestimate the risks.
Therefore, a risk assessment can be optimised by using an approach that is based on estimated exposure
representing the available, effective concentration of the contaminant(s) and on (existing) intrinsic toxicity data.
This assumption is not new as, already in the last half of the nineteenth century, agronomists and soil
scientists began to search for chemical methods to determine the concentration of individual plant-available
nutrients in agricultural soils. The impetus for this search was the need for recommended nutrient additions to
[1]
achieve maximum crop yield. Mulder stated already in 1860: “The unnecessary full analysis of soil to learn
if it is fertile or not cannot be argued enough. The long and short of it is availability, which cannot be derived
beforehand. The analysis shows what there is, agriculture must draw its own conclusions from that.” Chemical
methods were devised to reasonably predict the availability of inorganic ions necessary for plant development.
Chemical partial extraction methods are now commonly used to evaluate available levels of nutrients in soils.
Extraction methods have been optimised by correlating extraction results with response of susceptible crop
species to the addition of fertilisers.
The concept of availability is nowadays applied to the risk assessment of contaminants and can be tailored to
the specific protection goals. Depending on the intended use of a soil or soil material, soil characterisation for
different purposes (e.g. assessment of habitat and retention functions, risk assessment and compliance with
regulatory values) may include chemical testing and ecotoxicological testing with selected representative test
organisms. These tests will, in many cases, be soil- or site-specific at a given point in time, and cannot be
extrapolated to other soils or points in time where other factors may control bioavailability.
Bioavailability may be assessed in two complementary ways (see also Figure 1):
⎯ Chemical methods (e.g. extraction methods) which determine the fraction of a well-defined class of
contaminants available for defined specific biotic receptors or the mobility of the contaminants in the soil.
Usually these chemical methods were developed to predict the amount of contaminants taken up by the
organisms. Nevertheless, these analytically determined values can also be correlated with effects. In a
routine assessment of soil quality, chemical measurements may replace biological testing, if a correlation
between the resulting chemical values and effect or accumulation has been demonstrated.
⎯ Biological methods which expose organisms to soil or soil eluates in order to monitor effects. If
accumulation and/or effects (e.g. mortality, growth inhibition) are encountered, bioavailable contaminants
are likely to be present even if they cannot be chemically identified. More knowledge on processes
controlling bioavailability can close the still existing gap between chemical measurements and biological
effects.
vi © ISO 2008 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
Figure 1 — Methods to assess bioavailability — Relation between chemical
and biological assays and bioaccumulation
Under regulatory aspects of soil protection, the risk assessment should be based upon the same common
concept with regard to determination/assessment of exposure and measurement/assessment of effects. Thus,
existing concepts and derived trigger values based on total concentrations of pollutants in soils or soil
materials can be transferred to the proposed concept based on the prediction of the bioavailable fraction by
using the more accurate description of exposure. For instance, the translation of information on bioavailability
into acceptable evaluations of “how clean is clean” (e.g. site-specific limits for regulating the extent to which
the remediation of soil is required) is essential for establishing realistic risk assessments and the
determination of proper endpoints for remediation.
A harmonised framework on bioavailability is considered in order to promote the development and introduction
of workable standard methods to be used in soil and site assessment. In addition, methods for the estimation
of bioavailable effective concentrations of contaminants according to the protection goals envisaged are
required. These methods should preferably be described in International Standards and that standardization
[2]
process should result in a limited set of established methods for the measurement of bioavailability . As
described in this International Standard, this process will not lead to one single method to measure
bioavailability, because bioavailability depends on variables such as the contaminant, the target and the actual
soil properties. Therefore, methods should not only use the word bioavailability but also refer to these
variables (bioavailable for).
In this International Standard, requirements and guidance are given to select methods to assess bioavailability
for different target species with regard to several classes of contaminants. Methods to assess bioavailability
are not described in this International Standard. Reference is made to existing International Standards and
additional principles of measurement, which may need to be worked out in these International Standards. As
only a few standards exist, reference is also made to measuring principles. Guidance is also provided for
further standardization of a method where promising first results are reported.
After a short description of methods (Clause 6), the pathways of a contaminant to the target organism are
discussed (Clause 7). A summary of existing methods and promising methods that should be further
developed is given in Clause 8. Clause 9 gives recommendations and includes the minimal requirements for
application and further development.
© ISO 2008 – All rights reserved vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 17402:2008(E)
Soil quality — Requirements and guidance for the selection and
application of methods for the assessment of bioavailability of
contaminants in soil and soil materials
1 Scope
This International Standard provides guidance for the selection and application of methods to assess
bioavailability for the characterisation of contaminated soil and soil materials. This International Standard does
not give a selection of the best applicable methods, but specifies boundary conditions and principles of
methods to be used and gives the minimal requirements for the development of methods. The results
obtained from such methods can be used as an estimate of bioavailability in a risk-assessment approach.
In this International Standard, when the term “soil” is only quoted for simplification, the broader term “soil and
soil material” shall be considered.
The contaminants considered in this International Standard are metals, including metalloids, and organic
contaminants, including organometal compounds. This International Standard is also applicable to metals
originating from natural geological and pedological processes (natural pedo-geochemical content).
This International Standard can also be applied to sediments.
NOTE An assessment procedure based on the bioavailable fraction of the total amount of contaminants in the soil or
soil material can contribute to the development of regulatory requirements of risk-based assessment procedures for soils.
According to the protection goals envisaged, applications of existing methods are recommended and their
limitations discussed, with the intention of promoting the development and introduction of workable standard
methods to be used in soil and site assessment. These methods are required to allow for the quantification of
factors influencing bioavailability.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 11074:2005, Soil quality — Vocabulary
ISO/TS 21268-1:2007, Soil quality — Leaching procedures for subsequent chemical and ecotoxicological
testing of soil and soil materials — Part 1: Batch test using a liquid to solid ratio of 2 l/kg dry matter
© ISO 2008 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11074 and the following apply.
3.1
bioavailability
degree to which chemicals present in the soil may be taken up or metabolised by human or ecological
receptors or are available for interaction with biological systems
NOTE 1 Adapted from ISO 11074:2005.
NOTE 2 The concept of bioavailability is further explained in Clause 5.
NOTE 3 In ISO/TS 17924, a definition specific for human uptake through ingestion is given as the fraction of a
substance present in ingested soil that reaches the systemic circulation (blood stream).
3.2
contaminant
substance or agent present in the soil as a result of human activity
[ISO 11074:2005]
NOTE There is no assumption in this definition that harm results from the presence of the contaminant.
3.3
critical body residues
CBR
internal concentration accumulated in a tissue, organ or all of the body that is correlated with an adverse effect
3.4
environmental availability
fraction of contaminant physico-chemically driven by desorption processes potentially available to organisms
NOTE 1 See also Figure 2.
NOTE 2 Environmental availability contains
1) an actual available fraction or the actual dissolved amount of pollutant at ambient conditions, or
2) a potentially available fraction, which is the maximum amount that can be released under (predefined) worst-case
conditions. The potentially available fraction includes the actual available fraction.
3.5
environmental bioavailability
fraction of the environmentally available compound which an organism takes up through physiologically driven
processes
NOTE See also Figure 2.
3.6
habitat function
ability of soil/soil materials to serve as a habitat for micro-organisms, plants, soil-living animals and their
interactions (biocenosis)
[ISO 11074:2005]
2 © ISO 2008 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
3.7
leaching test
test during which a material is put into contact with a leachant under strictly defined conditions and some
constituents of the material are extracted
[ISO/TS 21268-1:2007]
3.8
leachant
liquid used in a leaching test
[ISO/TS 21268-1:2007]
3.9
natural pedo-geochemical content
concentration of a substance in soils, resulting from natural geological and pedological processes, excluding
any addition of human origin
[ISO 11074:2005]
NOTE In the background content [concentration of a substance in soil, resulting from natural geological and
pedological processes, including diffuse source inputs (ISO 19258)], the natural pedo-chemical content is combined with
the content resulting from diffuse pollution.
3.10
pollutant
substance or agent present in the soil (or groundwater), which due to its properties, amount or concentration
causes adverse impacts on soil functions or soil use
NOTE Adapted from ISO 11074:2005.
3.11
potentially harmful substance
substance which, when present in a sufficient concentration or amount, may be harmful to humans or the
environment
NOTE It may be present as a result of human activity or naturally.
3.12
receptor
potentially exposed person or part of ecosystem
3.13
retention function
ability of soils/soil materials to adsorb pollutants in such a way that they cannot be mobilised via the water
pathway and translocated into the terrestrial food chain
[ISO 11074:2005]
NOTE In this International Standard, reversible adsorption and desorption processes are also considered.
3.14
sediment or subhydric soil
soil and its parent material beneath the surface water body
© ISO 2008 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
3.15
soil
upper layer of the Earth's crust composed of mineral particles, organic matter, water, air and living organisms
NOTE 1 In a broader civil engineering sense soil includes top-soil and subsoils; deposits such as clays, silts, sands,
gravels, cobbles, boulders and organic deposits such as peat; and materials of natural origin or of human origin (e.g. fills
and deposited wastes).
NOTE 2 Adapted from ISO 11074:2005.
3.16
soil material
material coming from soil and displaced and/or modified by human activity, including excavated soil, dredged
materials, manufactured soils, and treated soils and fill materials
NOTE For the purposes of this International Standard, sediments are considered as soil material.
3.17
soil organisms
all organisms living completely, or during specific parts of their lifetime, in the soil or on the soil surface
(including the litter layer) and which contribute to soil processes (e.g. nutrient cycling), including plants
(including soil algae), microflora, invertebrate and (a few) vertebrate species
3.18
toxicological bioavailability
internal concentration of pollutant accumulated and/or related to a toxic effect
NOTE 1 See also Figure 2.
NOTE 2 This definition refers to internal concentrations in humans, mammals and other organisms.
4 © ISO 2008 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
Figure 2 — From total concentration in soil to effect
(modified after Reference [7] in the Bibliography)
© ISO 2008 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
4 Bioavailability in relation to assessment of soil function
4.1 Soil functions and organisms to protect
Assessment of soil quality is relevant in a number of situations, for example, when contaminated soil and soil
materials have to be evaluated for the degree of necessary clean-up, when excavated soil is to be reused for
a specific purpose, or when land areas are to be evaluated with respect to proper land use. This assessment
is very dependent on the availability of the contaminants in question, but other important factors are the
presence or absence of a relevant type of receptor and its sensitivity to the contaminant. Bioavailability cannot
be discussed without stating for whom the availability is relevant. In ISO 11074, the retention and habitat
functions (see Clause 3) are distinguished. They include the following specific soil functions:
⎯ control of substance and energy cycles as components of ecosystems;
⎯ basis for the life of plants, animals and man;
⎯ carrier of genetic reservoir;
⎯ basis for the production of agricultural products;
⎯ buffer inhibiting movement of water, contaminants or other agents into groundwater.
Apart from the retention and habitat functions and risk-assessment schemes derived, other scenarios,
including the uptake of soil by humans (children's playgrounds) (see ISO/TS 17924) or by higher animals like
grazing cattle, may be considered in an assessment procedure.
This can be described more specifically as follows:
⎯ (bio)availability for different but defined target soil organisms or biotopes (habitat or retention);
⎯ (bio)availability for organisms able to transform or mineralise the contaminant (habitat);
⎯ (bio)availability for plant uptake (habitat);
⎯ (bio)availability for human uptake (ingestion, inhalation, dermal contact) (habitat);
⎯ (bio)availability for leaching processes (retention).
4.2 Risk assessment
Characterisations of bioavailability should be performed as a part of a risk and/or compliance assessment. A
risk assessment comprises the following steps.
Step 1 The hazard identification: which in this context is the recognition of the potential of a substance to
cause harm to human health or the environment.
Step 2 The exposure assessment: which is the process of establishing whether, and how much, exposure
will occur between a receptor and a contaminated source. The contact time or exposure time is an
important parameter for the exposure.
Step 3 The dose-response assessment: which is the characterisation of the relationship between the dose
(exposure) of a chemical and the anticipated incidence of an adverse health or environmental effect
in an exposed population. Dose-response assessments are typically carried out at national level as a
part of the setting of criteria and are thus usually not undertaken as a part of the assessment of a
specific site.
Step 4 Finally, and based on the above: the risk characterisation, a description of the nature and magnitude
of a health or environmental risk. The description combines results of exposure assessment and
hazard identification and describes the uncertainty associated with each step.
6 © ISO 2008 – All rights reserved
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 17402:2008(E)
The exposure assessment (step 2) is the process wherein the intensity, frequency, and duration of the
exposure of the receptor in question to a contaminant are estimated, and it comprises:
⎯ source identification and characterization;
⎯ identification of exposure routes;
⎯ identification of relevant receptors/target groups;
⎯ and, based on this
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 17402
Première édition
2008-06-15
Qualité du sol — Lignes directrices pour
la sélection et l'application des méthodes
d'évaluation de la biodisponibilité des
contaminants dans le sol et les matériaux
du sol
Soil quality — Requirements and guidance for the selection and
application of methods for the assessment of bioavailability of
contaminants in soil and soil materials
Numéro de référence
ISO 17402:2008(F)
©
ISO 2008
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier
peut être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence
autorisant l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées
acceptent de fait la responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute
responsabilité en la matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info
du fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir
l'exploitation de ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation,
veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2008
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite 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 l'ISO à l'adresse ci-après ou du comité membre de l'ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2008 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction.vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .2
4 Biodisponibilité relative à l'évaluation de la fonction du sol.6
4.1 Fonctions du sol et organismes à protéger.6
4.2 Évaluation du risque .6
4.3 Objectifs de protection .7
5 Concepts de biodisponibilité .8
5.1 Définitions .8
5.2 Liens entre la biodisponibilité et les effets biologiques et/ou la bioaccumulation.10
6 Description des méthodes d'évaluation de la biodisponibilité .12
6.1 Généralités .12
6.2 Évaluation de la biodisponibilité par des méthodes d'essais chimiques .12
6.3 Évaluation de la biodisponibilité par des méthodes d'essais écotoxicologiques .14
7 Voies d'exposition relatives à la qualité du sol (organisme et sol).15
7.1 Généralités .15
7.2 Être humain.15
7.2.1 Généralités .15
7.2.2 Ingestion de sol .15
7.2.3 Contact dermique .16
7.2.4 Inhalation de sol .16
7.2.5 Eaux souterraines utilisées pour l'eau potable.16
7.3 Exposition des animaux supérieurs.16
7.4 Exposition des organismes du sol .16
7.4.1 Généralités .16
7.4.2 Exposition des micro-organismes du sol.16
7.4.3 Exposition des invertébrés du sol (micro-, méso- et macrofaune).17
7.5 Exposition des végétaux .17
8 Méthodes disponibles pour mesurer la biodisponibilité.18
8.1 Généralités .18
8.2 Méthodes chimiques pour mesurer la disponibilité environnementale .18
8.2.1 Généralités .18
8.2.2 Méthodes pour l'ingestion de sol .20
8.2.3 Méthodes pour l'absorption dermique.20
8.2.4 Méthodes pour les végétaux .20
8.2.5 Méthodes pour la lixiviation de la phase solide vers la solution de sol.21
8.2.6 Méthodes pour la biodégradation.21
8.2.7 Méthodes pour les organismes du sol.22
8.2.8 Méthodes chimiques disponibles et prometteuses pour mesurer la biodisponibilité.22
8.3 Méthodes d'essais écotoxicologiques pour mesurer la biodisponibilité.24
9 Exigences.27
9.1 Généralités .27
9.2 Exigences pour la sélection et l'application.27
9.2.1 Exigences pour la sélection .27
9.2.2 Exigences pour l'application.29
© ISO 2008 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
9.3 Exigences pour le développement.29
Annexe A (informative) Biodisponibilité relative à la biodégradabilité .31
Annexe B (informative) Normes internationales pour la détermination de la toxicité des
substances chimiques sur les organismes des sédiments (essais de laboratoire).32
Bibliographie .33
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 17402:2008(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée 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.
L'ISO 17402 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 7, Évaluation
des sols et des sites.
© ISO 2008 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
Introduction
Des études conduites en laboratoire et sur le terrain ont démontré que les effets biologiques ne sont pas liés à
la concentration totale d'un contaminant dans le sol. En fait, un organisme répond seulement à la fraction qui
est biologiquement disponible (biodisponible) pour cet organisme. Cela est particulièrement vrai dans les sols
qui subissent l'interaction de molécules de contaminant avec le sol de telle sorte que le contaminant ne peut
plus être atteint par l'organisme ou se présente sous une forme non disponible (à laquelle il est parfois fait
référence sous le nom de séquestration ou sorption irréversible). Les fractions biodisponibles de contaminants
dépendent des propriétés du sol et de différents processus variant dans le temps ainsi que des récepteurs
biologiques. L'approche conservatrice de l'évaluation de l'exposition telle qu'elle est typiquement décrite dans
un contexte réglementaire suppose que la concentration totale d'un contaminant présent dans un sol ou un
matériau du sol est disponible pour être absorbée par des organismes, y compris l'homme, ce qui surestimera
les risques. Par conséquent, une évaluation du risque peut être optimisée en utilisant une approche basée sur
une exposition estimée représentant la concentration disponible efficace du ou des contaminant(s) et sur des
données de toxicité intrinsèque (existantes).
e
Cette hypothèse n'est pas nouvelle car dès la dernière moitié du XIX siècle, les agronomes et les
scientifiques du sol avaient commencé à chercher des méthodes chimiques permettant de déterminer la
concentration des nutriments individuels disponibles pour les végétaux dans les sols agricoles. Cette
recherche était motivée par le besoin d'ajouter des nutriments recommandés pour obtenir un rendement de
[1]
culture maximal. En 1860, Mulder indiquait déjà: «L'analyse de la composition du sol pour établir la fertilité
n'a aucun sens. Le problème est la disponibilité qui ne peut être définie à l'avance. L'analyse montre la réalité
des faits et c'est l'agriculture qui doit en tirer ses propres conclusions.» Des méthodes chimiques qui prédisent
raisonnablement la disponibilité des ions inorganiques nécessaires au développement des végétaux ont été
conçues. Les méthodes chimiques d'extraction partielle sont désormais communément utilisées pour évaluer
les niveaux disponibles de nutriments dans les sols. Les méthodes d'extraction ont été optimisées en
corrélant les résultats d'extraction avec la réponse des espèces de cultures sensibles à l'ajout d'engrais.
Le concept de disponibilité est de nos jours appliqué à l'évaluation du risque des contaminants et peut être
adapté à des besoins de protection spécifiques. Selon l'utilisation prévue d'un sol ou d'un matériau du sol, la
caractérisation du sol pour différents besoins (par exemple l'évaluation des fonctions d'habitat et de rétention,
l'évaluation du risque et la conformité aux valeurs réglementaires) peut inclure des essais chimiques et des
essais écotoxicologiques avec une sélection d'organismes d'essai représentatifs. Ces essais seront dans de
nombreux cas spécifiques au sol ou au site à un point donné dans le temps et ne peuvent pas être extrapolés
à d'autres sols ou temps pour lesquels d'autres facteurs peuvent contrôler la biodisponibilité.
La biodisponibilité peut être évaluée selon deux manières complémentaires (voir également la Figure 1).
⎯ Les méthodes chimiques (par exemple méthodes d'extraction) qui déterminent la fraction disponible
d'une classe de contaminants bien définie pour des récepteurs biologiques spécifiques ou leur mobilité
dans le sol. Ces méthodes chimiques ont généralement été développées pour prédire la quantité de
contaminants absorbée par les organismes. Néanmoins, ces valeurs déterminées de manière analytique
peuvent également être corrélées avec les effets. Dans une évaluation de routine de la qualité du sol, il
est possible de remplacer les essais biologiques par des mesurages chimiques si une corrélation a été
démontrée entre les valeurs chimiques résultantes et l'effet ou l'accumulation.
⎯ Les méthodes biologiques qui exposent les organismes au sol ou aux éluats du sol afin de surveiller les
effets. En cas d'accumulation et/ou d'effets (par exemple la mortalité, l'inhibition de la croissance), des
contaminants biodisponibles sont susceptibles d'être présents même s'ils ne peuvent pas être
chimiquement identifiés. Des connaissances supplémentaires sur les processus de contrôle de la
biodisponibilité peuvent combler la brèche qui existe encore entre les mesurages chimiques et les effets
biologiques.
vi © ISO 2008 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
Figure 1 — Méthodes d'évaluation de la biodisponibilité — Relation entre les essais chimiques,
biologiques et la bioaccumulation
Dans le cadre des aspects réglementaires de la protection du sol, il convient que l'évaluation du risque soit
basée sur le même concept commun relatif à la détermination/l'évaluation du degré d'exposition et à la
mesure/évaluation des effets. Les concepts existants et les valeurs de seuil d'action obtenues à partir des
concentrations totales de polluants dans les sols ou les matériaux du sol peuvent donc être transférés au
concept proposé basé sur la prédiction de la fraction biodisponible en utilisant la description d'exposition la
plus exacte. Par exemple, la traduction d'informations sur la biodisponibilité en évaluations acceptables de
«dans quelle mesure propre est propre» (par exemple, les limites spécifiques au site pour réglementer dans
quelle mesure la remédiation du sol est nécessaire) est essentielle afin d'établir des évaluations du risque
réalistes et de déterminer des critères d'effet adéquats pour la remédiation.
Un cadre harmonisé sur la biodisponibilité est envisagé afin de promouvoir le développement et l'introduction
de méthodes normalisées exploitables à utiliser dans le cadre de l'évaluation du sol et du site. Des méthodes
permettant d'estimer les concentrations biodisponibles efficaces de contaminants en fonction des objectifs de
protection envisagés sont également nécessaires. Il convient que ces méthodes soient de préférence décrites
dans des Normes internationales et il convient que ce processus de normalisation donne lieu à un ensemble
[2]
limité de méthodes établies pour la mesure de la biodisponibilité . Comme cela est décrit dans la présente
Norme internationale, ce processus ne conduira pas à une seule méthode de mesure de la biodisponibilité,
puisque la biodisponibilité dépend de variables telles que le contaminant, la cible et les propriétés réelles du
sol. Il convient par conséquent que ces méthodes n'utilisent pas seulement le mot biodisponibilité, mais
qu'elles se réfèrent également à ces variables (biodisponible pour).
La présente Norme internationale propose des conditions et des lignes directrices permettant de sélectionner
des méthodes d'évaluation de la biodisponibilité pour différentes espèces cibles par rapport à plusieurs
classes de contaminants. Les méthodes permettant d'évaluer la biodisponibilité ne sont pas décrites dans la
présente Norme internationale. Il est fait référence à des Normes internationales existantes et à d'autres
principes de mesure qui pourraient être développés dans des Normes internationales. Comme il existe peu de
normes dans ce domaine, il est également fait référence à des principes de mesure. Les lignes directrices
indiquent donc également des méthodes pour lesquelles des premiers résultats prometteurs sont rapportés
en vue d'une normalisation ultérieure.
Après une brève description des méthodes (Article 6), les voies d'exposition d'un contaminant à l'organisme
cible sont examinées (Article 7). Un résumé des méthodes existantes et des méthodes prometteuses qu'il
convient de développer ultérieurement est donné à l'Article 8. L'Article 9 donne des recommandations et
présente les conditions minimales relatives à l'application et au développement ultérieur.
© ISO 2008 – Tous droits réservés vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 17402:2008(F)
Qualité du sol — Lignes directrices pour la sélection et
l'application des méthodes d'évaluation de la biodisponibilité
des contaminants dans le sol et les matériaux du sol
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale donne des lignes directrices pour la sélection et l'application des méthodes
permettant d'évaluer la biodisponibilité pour la caractérisation du sol et des matériaux du sol contaminés. Elle
ne fournit pas une sélection des meilleures méthodes applicables, mais spécifie les principes et les conditions
limites des méthodes à utiliser et indique les exigences minimales relatives au développement de méthodes.
Les résultats obtenus à partir de telles méthodes peuvent être utilisés en tant qu'estimation de la
biodisponibilité dans une approche d'évaluation du risque.
Dans la présente Norme internationale, lorsque le terme «sol» n'est utilisé qu'à des fins de simplification, le
terme plus large «sol et matériau du sol» doit être considéré.
Les contaminants considérés dans la présente Norme internationale sont les métaux, y compris les
métalloïdes et les contaminants organiques, notamment les composés organométalliques. La présente Norme
internationale s'applique également aux métaux issus de processus géologiques et pédologiques naturels
(teneur pédogéochimique naturelle).
La présente Norme internationale peut également s'appliquer aux sédiments.
NOTE Une procédure d'évaluation basée sur la fraction biodisponible de la quantité totale de contaminants dans le
sol/matériau du sol peut contribuer au développement d'exigences réglementaires de procédures d'évaluation basées sur
le risque pour les sols.
Selon les objectifs de protection envisagés, des applications de méthodes existantes sont recommandées et
leurs limites sont discutées de façon à promouvoir le développement et l'introduction de méthodes
normalisées exploitables, à utiliser pour l'évaluation des sols et des sites. Ces méthodes sont nécessaires
pour permettre de quantifier les facteurs influençant la biodisponibilité.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application 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).
ISO 11074:2005, Qualité du sol — Vocabulaire
ISO/TS 21268-1:2007, Qualité du sol — Modes opératoires de lixiviation en vue d'essais chimiques et
écotoxicologiques ultérieurs des sols et matériaux du sol — Partie 1: Essai en bâchée avec un rapport
liquide/solide de 2 l/kg de matière sèche
© ISO 2008 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 11074 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
biodisponibilité
degré auquel des substances chimiques présentes dans le sol peuvent être absorbées ou métabolisées par
un récepteur humain ou écologique, ou être disponibles pour une interaction avec les systèmes biologiques
NOTE 1 Adapté de l'ISO 11074:2005.
NOTE 2 Le concept de biodisponibilité est plus amplement expliqué à l'Article 5.
NOTE 3 Dans l'ISO/TS 17924, une définition spécifique à l'absorption humaine par ingestion est donnée comme la
fraction d'une substance présente dans le sol ingéré qui atteint la circulation systémique (circulation sanguine).
3.2
contaminant
substance ou agent présent(e) dans le sol du fait de l'activité humaine
[ISO 11074:2005]
NOTE La présente définition ne présuppose pas l'existence d'un danger dû à la présence du contaminant.
3.3
charge critique du corps en résidu
CCCR
concentration interne accumulée dans un tissu, un organe ou le corps entier qui est corrélée avec un effet
préjudiciable
3.4
disponibilité environnementale
fraction du contaminant potentiellement disponible pour des organismes et qui résulte de processus physico-
chimiques de désorption
NOTE 1 Voir également la Figure 2.
NOTE 2 La disponibilité environnementale comprend
1) une fraction disponible réelle ou la quantité réelle dissoute de polluant dans des conditions ambiantes, ou
2) une fraction potentiellement disponible, c'est-à-dire la quantité maximale qui peut être libérée dans les conditions
(prédéfinies) du cas le plus pessimiste. La fraction disponible potentielle comprend la fraction disponible réelle.
3.5
biodisponibilité environnementale
fraction du composé environnementalement disponible qu'un organisme absorbe par des processus
physiologiques
NOTE Voir également la Figure 2.
3.6
fonction d'habitat
capacité du sol/des matériaux du sol à servir d'habitat aux micro-organismes, aux végétaux, aux animaux
vivant dans le sol et leurs interactions (biocénose)
[ISO 11074:2005]
2 © ISO 2008 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
3.7
essai de lixiviation
essai au cours duquel un matériau est mis en contact avec un lixiviant dans des conditions strictement
définies et durant lequel certains des constituants du matériau sont extraits
[ISO/TS 21268-1:2007]
3.8
lixiviant
liquide utilisé lors d'un essai de lixiviation
[ISO/TS 21268-1:2007]
3.9
teneur pédogéochimique naturelle
concentration d'une substance dans les sols, due aux processus géologiques et pédologiques naturels, à
l'exclusion de tout apport supplémentaire d'origine humaine
[ISO 11074:2005]
NOTE Dans la teneur de fond [concentration d'une substance dans les sols, due aux processus géologiques et
pédologiques naturels, y compris les sources diffuses (ISO 19258)], la teneur pédogéochimique naturelle est combinée à
la teneur due à une pollution diffuse.
3.10
polluant
substance ou agent présent(e) dans le sol (ou les eaux souterraines) qui, du fait de ses propriétés, de sa
quantité ou de sa concentration, a des effets préjudiciables sur les fonctions du sol ou l'utilisation du sol
NOTE Adapté de l'ISO 11074:2005.
3.11
substance potentiellement dangereuse
substance qui, lorsqu'elle est présente en concentration ou en quantité suffisante, peut être dangereuse pour
les êtres humains ou l'environnement
NOTE Elle peut être présente soit du fait de l'activité de l'homme, soit naturellement.
3.12
récepteur
personne ou partie de l'écosystème potentiellement exposée
3.13
fonction de rétention
capacité des sols/des matériaux du sol à adsorber les contaminants de sorte qu'ils ne puissent pas être
entraînés par le mouvement de l'eau ni transférés à la chaîne alimentaire terrestre
[ISO 11074:2005]
NOTE Dans la présente Norme internationale, les processus d'adsorption et de désorption réversibles sont
également pris en compte.
3.14
sédiment ou sol subhydrique
sol et son matériau d'origine sous la masse d'eau superficielle
© ISO 2008 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
3.15
sol
couche supérieure de la croûte terrestre composée de particules minérales, de matière organique, d'eau, d'air
et d'organismes
NOTE 1 Dans un sens plus large utilisé en génie civil, le terme «sol» inclut le sol superficiel et le sous-sol; les dépôts
tels que les argiles, limons, sables, graviers, gravillons, pierres ainsi que les dépôts organiques tels que la tourbe; mais
aussi les matériaux d'origine naturelle ou d'origine humaine (par exemple remblais et déchets des décharges).
NOTE 2 Adapté de l'ISO 11074:2005.
3.16
matériau du sol
matériau provenant du sol et déplacé et/ou modifié par l'activité humaine, comprenant les terres excavées, les
matériaux de dragage, les sols artificiels, les sols traités et les matériaux de remblai
NOTE Pour les besoins de la présente Norme internationale, les sédiments sont considérés comme matériau du sol.
3.17
organismes du sol
tous les organismes vivant complètement ou durant des parties spécifiques de leur vie dans le sol ou à la
surface du sol (y compris la couche de litière) et qui contribuent aux processus du sol (par exemple le
recyclage des nutriments), comprenant des végétaux (y compris des algues du sol), une microflore, des
espèces invertébrées et (quelques) espèces vertébrées
3.18
biodisponibilité toxicologique
concentration interne accumulée et/ou liée à un effet toxique
NOTE 1 Voir aussi Figure 2.
NOTE 2 Cette définition se réfère aux concentrations internes chez les humains, les mammifères et autres organismes.
4 © ISO 2008 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
Figure 2 — De la concentration totale dans le sol à l'effet
(modifié d'après la Référence [7] de la Bibliographie)
© ISO 2008 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 17402:2008(F)
4 Biodisponibilité relative à l'évaluation de la fonction du sol
4.1 Fonctions du sol et organismes à protéger
L'évaluation de la qualité du sol est pertinente dans un certain nombre de situations, par exemple lorsqu'il faut
évaluer le degré de nettoyage nécessaire pour des sols contaminés et des matériaux du sol contaminés, que
de la terre excavée va être réutilisée pour un besoin spécifique, ou que des zones d'un terrain vont être
évaluées par rapport à l'utilisation propre du terrain. Cette évaluation dépend fortement de la disponibilité des
contaminants en question, mais la présence ou la possible absence d'un type de récepteur pertinent et sa
sensibilité au contaminant constituent d'autres facteurs importants. Il n'est pas possible de traiter de la
biodisponibilité sans indiquer pour qui/quoi cette disponibilité est pertinente. Les fonctions de rétention et
d'habitat (voir l'Article 3) sont distinguées dans l'ISO 11074. Elles incluent les fonctions du sol spécifiques
suivantes:
⎯ contrôle des cycles des substances et de l'énergie en tant que composants d'écosystèmes;
⎯ base de la vie pour les végétaux, les animaux et l'homme;
⎯ vecteur de réserve génétique;
⎯ base de production de produits agricoles;
⎯ tampon empêchant le t
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.