ISO 18635:2016
(Main)Water quality — Determination of short-chain polychlorinated alkanes (SCCPs) in sediment, sewage sludge and suspended (particulate) matter — Method using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and electron capture negative ionization (ECNI)
Water quality — Determination of short-chain polychlorinated alkanes (SCCPs) in sediment, sewage sludge and suspended (particulate) matter — Method using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and electron capture negative ionization (ECNI)
ISO 18635:2016 specifies a method for the quantitative determination of the sum of short-chain polychlorinated n-alkanes also known as short-chain polychlorinated paraffins (SCCPs) in the carbon bond range, n-C10 to n-C13, inclusive in mixtures with chlorine mass fractions ("contents") between 50 % and 67 %, including approximately 6 000 of approximately 8 000 congeners. This method is applicable to the determination of the sum of SCCPs in sediment and suspended (particulate) matter, sewage sludge, and soil using gas chromatography-mass spectrometry with electron capture negative ionization (GC-ECNI-MS). Depending on matrix and the detection capabilities of the GC-ECNI-MS, the method can be applied to samples containing, e.g. 0,03 µg/g to 3 µg/g sum of SCCPs.
Qualité de l'eau — Détermination des alcanes polychlorés à chaîne courte dans les sédiments et matières en suspension (particules) — Méthode par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (CPG-SM) et ionisation chimique négative (ICN)
L'ISO 18635:2016 spécifie une méthode de détermination quantitative de la somme de n-alcanes polychlorés à chaîne courte, également connus sous le nom de paraffines polychlorées à chaîne courte (SCCP), ayant une chaîne carbonée comprise entre n-C10 et n-C13 inclus, dans des mélanges dont la fraction massique («teneur») de chlore varie de 50 % et 67 %, englobant approximativement 6 000 des 8 000 congénères environ. La présente méthode est applicable à la détermination de la somme des SCCP dans les sédiments et les matières en suspension (particules), les boues d'épuration et le sol, par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse en mode d'ionisation négative par capture d'électrons (CG-INCE-SM). Selon la matrice et les capabilités de détection de la CG-INCE-SM, la méthode peut être appliquée aux échantillons contenant, par exemple, de 0,03 µg/g à 3 µg/g de la somme des SCCP.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18635
First edition
2016-04-01
Water quality — Determination
of short-chain polychlorinated
alkanes (SCCPs) in sediment, sewage
sludge and suspended (particulate)
matter — Method using gas
chromatography-mass spectrometry
(GC-MS) and electron capture
negative ionization (ECNI)
Qualité de l’eau — Détermination des alcanes polychlorés à chaîne
courte dans les sédiments et matières en supsension (particules) —
Méthode par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de
masse (CPG-SM) et ionisation chimique négative (ICN)
Reference number
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©
ISO 2016
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Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Principle . 1
4 Interferences . 2
5 Reagents . 3
6 Apparatus . 6
7 Sampling and sample pretreatment . 7
8 Procedure. 7
8.1 Extraction . 7
8.2 Extract clean-up . 7
8.3 Measurement and integration of the chromatogram. 8
8.4 Calibration . 8
8.4.1 General. 8
8.4.2 Basic calibration . 9
8.4.3 Identification and quantification with mass fragment combinations .10
8.4.4 Calculation of the results .10
8.4.5 Quality checks for internal standardization .11
9 Expression of results .11
10 Test report .11
Annex A (normative) Programme for pressurized liquid extraction .12
Annex B (informative) Explanation of the calibration of the sum of SCCPs with multiple
linear regression .13
Annex C (informative) Examples of typical GC-MS conditions .18
Annex D (normative) Alternative clean-up with column chromatography .22
Annex E (informative) Alternative clean-up with gel chromatography .24
Annex F (informative) Typical chromatograms of standard solutions 1 µg/ml .25
Annex G (informative) Presentation of goodness of fit of the calibration .26
Annex H (informative) Example for recoveries of quality assurance solutions .27
Annex I (informative) Chromatograms of real samples.29
Annex J (informative) Performance data .31
Annex K (informative) Quality control check solutions .32
Bibliography .33
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ISO 18635:2016(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
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ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
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on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
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constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 2, Physical,
chemical and biochemical methods.
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ISO 18635:2016(E)
Introduction
The user should be aware that particular problems might require the specifications of additional
marginal conditions.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18635:2016(E)
Water quality — Determination of short-chain
polychlorinated alkanes (SCCPs) in sediment, sewage
sludge and suspended (particulate) matter — Method
using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and
electron capture negative ionization (ECNI)
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document
be carried out by suitably qualified staff.
1 Scope
This International Standard specifies a method for the quantitative determination of the sum of short-
chain polychlorinated n-alkanes also known as short-chain polychlorinated paraffins (SCCPs) in the
carbon bond range, n-C to n-C , inclusive in mixtures with chlorine mass fractions (“contents“)
10 13
between 50 % and 67 %, including approximately 6 000 of approximately 8 000 congeners.
This method is applicable to the determination of the sum of SCCPs in sediment and suspended
(particulate) matter, sewage sludge, and soil using gas chromatography-mass spectrometry with
electron capture negative ionization (GC-ECNI-MS).
Depending on matrix and the detection capabilities of the GC-ECNI-MS, the method can be applied to
samples containing, e.g. 0,03 µg/g to 3 µg/g sum of SCCPs.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 5667-12, Water quality — Sampling — Part 12: Guidance on sampling of bottom sediments
ISO 5667-13, Water quality — Sampling — Part 13: Guidance on sampling of sludges
ISO 5667-17, Water quality — Sampling — Part 17: Guidance on sampling of bulk suspended solids
ISO 8466-1, Water quality — Calibration and evaluation of analytical methods and estimation of
performance characteristics — Part 1: Statistical evaluation of the linear calibration function
ISO 12010, Water quality — Determination of short-chain polychlorinated alkanes (SCCPs) in water —
Method using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and negative-ion chemical ionization (NCI)
ISO/TS 13530, Water quality — Guidance on analytical quality control for chemical and physicochemical
water analysis
3 Principle
Determination of the sum of SCCPs in the carbon bond range, n-C to n-C , inclusive in technical and
10 13
environmental transposed mixtures with chlorine mass fractions (“contents“) between 50 % and 67 %
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ISO 18635:2016(E)
(e.g. approximately 3 to 10 chlorine atoms per molecule) and independent of the C-number distribution
pattern of the congeners. No recognition of the chlorine content is necessary.
The samples are fortified with an internal standard and extracted using pressurized liquid extraction
with an organic solvent. The sample extraction procedure is followed by a clean-up procedure by
column chromatography and gel permeation chromatography to eliminate interfering compounds. Gas
chromatography (GC) is undertaken using a short capillary column within a short retention time range.
The detection of selected mass fragments is carried out using mass spectrometry (MS) in selected ion-
monitoring mode using electron capture negative ionization mode (ECNI). The mass fragments and
the compositions of the calibration solutions used in this International Standard are essential for the
analysis of the sum of SCCPs.
The selected ion chromatogram is integrated over the full retention time range of the SCCPs. The
quantification of the sum of SCCPs is carried out after establishing a calibration by a multiple linear
regression measuring solutions of different SCCP mixtures fortified with an internal standard.
The analysed sum of SCCPs includes the variety of SCCPs with their differing chlorine content and
C-number distribution patterns as found in technical mixtures, as well as compositions in the
environment. The calibration requires at least three differently composed standard mixtures.
These standard mixtures mimic different mixtures found in the environment. Only the multiple linear
regression quantification with these specific mixtures enables the quantification of the variety of
observed mixtures of SCCP in the environment and in technical compositions described in the scope
and in Reference [6]. It is not possible to use only one standard mixture for that complex task.
4 Interferences
Non-specific matrix interferences, as well as interferences from other environmental situations, are
dealt with using the given clean-up procedure. A further reduction of matrix effects can be achieved by
reducing the mass spectrometric resolution to, e.g., 0,4 amu, which is often possible with a quadrupole
mass spectrometer. The exact masses are 374,9588; 410,9169; and 422,9355 (see Reference [6]).
Applying the entire procedure, a selection of chlorinated pollutants has been tested and found not to
cause interferences below the concentrations given in Table 1.
Table 1 — Highest concentration level which causes no interferences higher than the limit of
quantification of 0,03 µg/g
Potential interfering compounds Highest concentration level which causes
no interferences higher than the limit of
quantification of 0,03 µg/g
a
Aroclor 1262 0,25 µg/g
a
Aroclor 1242 2 µg/g
a
Aroclor 1221 2 µg/g
Campheclor (toxaphene) 0,35 µg/g
a
Halowax 1014 2 µg/g
a
Halowax 1051 0,08 µg/g
MCCP (medium-chain chlorinated n-alkanes) 42 % 2 µg/g
MCCP (medium-chain chlorinated n-alkanes) 52 % 1,2 µg/g
MCCP (medium-chain chlorinated n-alkanes) 57 % 2 µg/g
a
Aroclor 1262, Aroclor 1242, Aroclor 1221, Halowax 1014, and Halowax 1051 are products commercially available. This
information is given for the convenience of users of this document and does not constitute an endorsement by ISO of these
products.
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ISO 18635:2016(E)
5 Reagents
Use solvents and reagents of sufficient purity, i.e. with negligibly low concentrations of SCCPs, e.g. lower
than the limit of detection of the method.
Check blanks regularly over the entire procedure to establish proper analytical quality control.
5.1 Solvents for extraction, column chromatography, and preparation of stock solutions.
The solvent for extraction is n-heptane. Other non-polar solvents, e.g. n-hexane (C H ), cyclohexane
6 14
(C H ) can be used if the extraction efficiency is comparable with those of n-heptane.
6 12
For conditioning of the clean-up columns, use mixtures of n-heptane and propanone (acetone) as
described below.
5.2 Reference SCCP stock solutions.
Use commercially available solutions, e.g. in cyclohexane or n-hexane, of the single mixtures of SCCP
congeners with defined carbon chain length and with different defined chlorine contents (see Table 2,
first two columns). Alternatively, use commercially available ready mixed solutions with the same
composition.
Mixtures of synthetic solutions are used to simulate environmentally occurring SCCPs or technical
products of SCCPs. For example, the synthetic mixed calibration stock solution “Lake Ontario water” is
mixed to resemble a Lake Ontario water as reported in Reference [5]. Its characteristic is a relatively
high content of C to C , especially C and a low chlorine content as partly reported in water samples
10 12 12
too. The synthetic mixed calibration stock solution “Perch” simulates a C-number distribution found
in a perch (see Reference [6]). The standard mixture “Sediment Drevnice” simulates a natural mixture
reported about a sediment of the river Drevnice (see Reference [7]) with a high content of C and a
13
higher chlorine content.
The compositions of the calibration mixtures, as well as of the independent quality assurance solutions,
are mandatory to achieve the quantification of the variety of SCCP-mixtures. An example for recoveries
of quality assurance solutions is given in Annex H.
Prepare the solutions “Lake Ontario water”, “Perch”, and “Sediment Drevnice” according to Table 2.
Table 2 — Reference substances stock solutions
Standard solutions, e.g. in n-heptane Synthetic mixed standard solutions
which resemble environmental
mixtures
n-alkane Chlorine Mean “Lake “Perch” “Sediment
chain content (%) number Ontario Drevnice”
length of the of chlorines water”
individual in the
C-number molecules
mixtures (calculated)
Chlorine content calculated (%) 50,2 60,6 65,0
Composition, ng/ml
C 44,82 3,22
10
C 50,18 3,97 1 000
10
C 55,00 4,79 1 000
10
C 60,09 5,86 500
10
C 65,02 7,16 1 100 280
10
C 45,50 3,63 1 000
11
C 50,21 4,37 1 000
11
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Table 2 (continued)
Standard solutions, e.g. in n-heptane Synthetic mixed standard solutions
which resemble environmental
mixtures
n-alkane Chlorine Mean “Lake “Perch” “Sediment
chain content (%) number Ontario Drevnice”
length of the of chlorines water”
individual in the
C-number molecules
mixtures (calculated)
Chlorine content calculated (%) 50,2 60,6 65,0
Composition, ng/ml
C 55,20 5,31 600
11
C 60,53 6,55 1 000 500
11
C 65,25 7,94 3 000 660
11
C 45,32 3,93 2 000
12
C 50,18 4,76 2 000 800
12
C 55,00 5,74 2 000 2 000
12
C 65,08 8,59 900 1 000
12
C 69,98 10,62 830
12
C 44,90 4,19
13
C 50,23 5,16
13
C 55,03 6,22
13
C 59,98 7,56 100 730
13
C 65,18 9,34 6 000
13
Sum of SCCP (ng/ml) 10 000 10 000 10 000
The chlorine content (third column) of the mixtures is calculated as the weighted mean.
Store the prepared solutions in a refrigerator at 2 °C to 6 °C.
5.3 Internal standard stock solutions from individual congeners.
Use commercially available individual congener standard solutions and prepare a stock solution in
propanone (acetone) (5.1) at a concentration of, for example, 1 µg/ml.
— Individual SCCP congeners with chlorine contents of between 50 % and 67 % are suitable as internal
standards if the mass trace in mass spectrometric detection is not affected by matrix components,
e.g. 1,1,1,3,11,13,13,13-octachlorotridecane at e.g. 0,1 µg/ml.
NOTE 1 The different individual SCCP congeners used as internal standard substances probably contribute in
environmental samples to the sum of SCCPs. Nevertheless, the contribution is approximately <1 % which means
that the enhancement of the measurement uncertainty is negligible.
NOTE 2 Different individual SCCP congeners can produce different response factors, hence, it can be necessary
for different concentrations to be used.
The solutions should be stored in a refrigerator at 2 °C to 6 °C.
5.4 Calibration solutions.
Use the standard mixtures according to Table 2. Prepare a minimum of nine calibration solutions (see
Table 3) with concentrations according to the detection capability of the mass spectrometer. Combine
and dilute the solutions (5.2) and the internal standard stock solution (5.3) with n-heptane to produce
solutions for the calibration range, e.g. as shown in Table 3.
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ISO 18635:2016(E)
Table 3 — Calibration solutions
Mixture “Lake “Perch” “Sediment Internal standard
Ontario” Drevnice”
water
1,1,1,3,11,13,13,13-octachlorotridecane
µg/ml µg/ml µg/ml µg/ml
Sum of SCCPs,
µg/ml
0,15 0,15 0,1
0,15 0,15 0,1
0,15 0,15 0,1
0,6 0,6 0,1
0,6 0,6 0,1
0,6 0,6 0,1
1 1 0,1
1 1 0,1
1 1 0,1
2 2 0,1
2 2 0,1
2 2 0,1
3 3 0,1
3 3 0,1
3 3 0,1
The solutions can be stored in a refrigerator, for at least four weeks. Check the concentration of the
calibration solutions against an independently prepared standard prior to use.
Quality control check solutions can be prepared to check the calibration independently. For that, use the
calibration mixtures as given in ISO 12010 (see Annex K). These mixtures are commercially available
(e.g. in cyclohexane or n-hexane).
5.5 Extraction auxiliary and clean-up materials.
5.5.1 High purity silica sand, grain size 600 µm to 850 µm, blank free from contamination.
5.5.2 Copper powder, grain size <63 µm.
5.5.3 2 mol/l hydrochloric acid.
5.5.4 Al O , neutral, high activity, (10 % water).
2 3
5.5.5 Glass wool.
5.6 Operating gases, for GC-MS of high purity and in accordance with manufacturer’s specifications.
5.7 Nitrogen, N , purity ≥99,996 % volume fraction for concentrating the solutions.
2
5.8 Sodium sulfate, anhydrous, Na SO , powdered.
2 4
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ISO 18635:2016(E)
6 Apparatus
Clean all glassware by rinsing with acetone (propanone) (5.1).
6.1 Wide-necked bottle, 1 000 ml up to 5 000 ml capacity for wet sediment or sludge.
6.2 Freeze drying apparatus.
6.3 Deep freezer.
6.4 Mortar and pestle or a grinding mill.
6.5 Drying ovens, capable of maintaining temperatures in the ranges of 100 °C to 400 °C for baking
and storage of clean-up materials, for baking of glassware, and for dry residue determination of samples.
6.6 Sieve shaker with appropriate sieve meshes (aperture size), e.g. 2 mm.
6.7 Desiccator.
6.8 Pressurized liquid extractor (PLE) and filter suited for the device.
6.9 Evaporation device.
For example, rotary evaporator, turboevaporator, or vacuum concentration device.
6.10 Glass columns for chromatographic clean-up.
6.11 GPC clean-up system (with modular design).
6.11.1 Pump, sampling injector, sample rack, fraction collector.
1)
®
6.11.2 Column, Shodex CLNpakPAE 800 AC 8,0 mm × 300 mm, or equivalent.
6.12 Volumetric cylinders, 250 ml and 500 ml.
6.13 Volumetric flasks, 1 ml, 2 ml, 10 ml, and 25 ml.
6.14 Pasteur pipettes, e.g. 2 ml.
6.15 Syringes, 2 µl, 5 µl, 10 µl, and 50 µl, volume precision ±2 %.
6.16 Sample vials.
Amber glass with fluoropolymer-lined screw-cap is most suitable.
6.17 Gas chromatograph, with a splitless injection port coupled to a mass spectrometer (GC-MS) with
chemical ionization (ECNI) and appropriate reactant gas (e.g. CH ).
4
1) Shodex CLNpakPAE 800 AC is a product commercially available. This information is given for the convenience
of users of this document and does not constitute an endorsement by ISO of this product.
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ISO 18635:2016(E)
6.18 Analytical column.
A fused silica column with non-polar low bleed separating phase (see Annex C for examples), e.g. inner
diameter <0,25 mm, length 15 m, and film thickness of 0,1 µm is recommended.
7 Sampling and sample pretreatment
Take samples as specified in ISO 5667-12, ISO 5667-13, or ISO 5667-17 in a bottle (6.1). Transport them
in the dark between 2 °C and 8 °C. Store them in the laboratory between 1 °C to 5 °C. Pretreat the
samples immediately in the laboratory by homogenizing and freeze-drying. Dependent on the analytical
task, grind the samples, e.g. using apparatus (6.4), and sieve them using a sieve shaker (6.6) with the
appropriate aperture.
8 Procedure
8.1 Extraction
Place the filter and the sand in the extractor according to the instructions for the extractor (PLE).
Transfer a suitable mass, e.g., 5 g of suspended particulate matter or 0,5 g of sewage sludge of the
pretreated, dry sample into the prepared extractor cell. Depending on the expected concentration
in the sample, add the internal standard solution (5.3). The solvent n-heptane allows for a complete
extraction with an extraction program given in Annex A.
Concentrate the extract from the extractor (e.g. 20 ml) gently (at a temperature of 40 °C) to
approximately 1 ml using a suitable evaporation device (6.9).
Other extraction techniques, e.g. Soxhlet extraction or ultrasonic extraction, may be used after
performing comparability exercise with PLE and the given programme.
8.2 Extract clean-up
The following two-step clean-up procedure should be carried out starting from approximately 1 ml
concentrated extract in n-heptane (see 8.1):
a) column chromatographic clean-up with 2 g activated copper powder (5.5.2) and 2 g Al O , neutral,
2 3
high activity (5.5.4);
®2)
b) gel chromatographic clean-up (6.11) with Shodex CLNpakPAE 800 AC 8,0 mm × 300 mm and
0,5 ml/min propanone (acetone) as the eluent.
Fill the copper powder in a glass column with a glass wool plug. Activate the copper by adding 10 ml
of 2 mol/l hydrochloric acid (5.5.3). Allow all of the hydrochloric acid to soak into the copper powder
before washing the column, first with 25 ml of water and subsequently, with 20 ml of acetone to remove
acid and water from the column. Then, a stopcock may be attached to the bottom of the column for
controlling the elution progress. After the solvent level has reached the upper level of the copper
powder, wash the copper layer with 3×2 ml n-heptane. Then, 2 g of aluminium oxide (10 % water) and
about 10 ml of n-heptane are added for obtaining a copper/aluminium oxide - sandwich column. The
wet column is used for applying the sample extract. The SCCPs are eluted by 10 ml of a mixture of
n-heptane/acetone (98:2) which is concentrated to approximately 1,2 ml. Never let the chromatography
column run dry.
This concentrate is used for the subsequently following GPC clean-up. Inject, e.g., 1 ml of the concentrate
and elute in a fraction between 12 ml and 13,5 ml. This fraction is concentrated again to, e.g., 1 ml dried
by sodium sulfate (5.8) and transferred into a sample vial for injection into the GC-MS.
2) Shodex CLNpakPAE 800 AC is a product commercially available. This information is given for the convenience
of users of this document and does not constitute an endorsement by ISO of this product.
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ISO 18635:2016(E)
After using a new column for the GPC clean-up, verify the eluent volume for complete elution of the
analytes of interest by analysing an appropriate standard solution and/or spiked sample extract.
Recoveries of SCCPs should be >50 % and no interfering peak should appear in the gas chromatogram.
If necessary, GPC conditions need to be modified to meet these requirements.
NOTE Alternative clean-up procedures, an extended column chromatographic clean-up (see Annex D), and a
modified gel chromatographic clean-up (see Annex E) can be used. The interferences quantified in Clause 4 apply
only to the conditions described in this subclause.
8.3 Measurement and integration of the chromatogram
Optimize the operating conditions of the GC-ECNI-MS system, e.g. according to the manufacturer’s
instructions. Examples of the gas chromatographic conditions are given in Annex C.
Prior to analysis, verify the performance of the GC-ECNI-MS system by analysis of calibration standards.
Use, as a minimum, the calibration solutions “Lake Ontario water” and “Sediment Drevnice” to optimize
the GC-ECNI-MS system.
Check the GC-ECNI-MS system performance regularly, e.g. between every 10 to 20 samples, by
independently prepared calibration solutions (Table 3) with a concentration of, e.g. 1 µg/ml sum of SCCP.
The measurement is performed in the selected ion mode with four selected mass ion fragments (mass
to charge values, m/z), i.e. m/z 375, m/z 411, and m/z 423, and m/z 449. For an explanation of this
selection, see Reference [4].
The integration of the
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 18635
ISO/TC 147/SC 2
Water quality — Determination
Secretariat: DIN
of short-chain polychlorinated
Voting begins on:
20151119 alkanes (SCCPs) in sediment, sewage
sludge and suspended (particulate)
Voting terminates on:
20160119
matter — Method using gas
chromatography-mass spectrometry
(GC-MS) and electron capture
negative ionization (ECNI)
Qualité de l’eau — Détermination des alcanes polychlorés· à
chaîne courte dans les sédiments, boues d’épuration et matières en
suspension (particules) —
Méthode par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie
de masse (CG-SM) et ionisation chimique négative par capture
d’électron (ECNI)
Please see the administrative notes on page iii
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO
ISO/FDIS 18635:2015(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2015
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
This final draft has been developed within the International Organization for Standardization (ISO), and pro
cessed under the ISO-lead mode of collaboration as defined in the Vienna Agreement. The final draft was
established on the basis of comments received during a parallel enquiry on the draft.
This final draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member bodies for a parallel
two-month approval vote in ISO and formal vote in CEN.
Positive votes shall not be accompanied by comments.
Negative votes shall be accompanied by the relevant technical reasons.
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ii © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Principle . 1
4 Interferences . 2
5 Reagents and standards . 2
6 Apparatus . 6
7 Sampling and sample pretreatment . 7
8 Procedure. 7
8.1 Extraction . 7
8.2 Extract clean-up . 7
8.3 Measurement and integration of the chromatogram. 8
8.4 Calibration . 8
8.4.1 General. 8
8.4.2 Basic calibration . 9
8.4.3 Identification and quantification with mass fragment combinations .10
8.4.4 Calculation of the results .10
8.4.5 Quality checks for internal standardization .11
9 Expression of results .11
10 Test report .11
Annex A (normative) Programme for pressurized liquid extraction .12
Annex B (informative) Explanation of the calibration of the sum of SCCPs with multiple
linear regression .13
Annex C (informative) Examples of typical GC-MS conditions .18
Annex D (normative) Alternative clean-up with column chromatography .22
Annex E (informative) Alternative clean-up with gel chromatography .24
Annex F (informative) Typical chromatograms of standard solutions 1 µg/ml .25
Annex G (informative) Presentation of goodness of fit of the calibration .26
Annex H (informative) Example for recoveries of quality assurance solutions .27
Annex I (informative) Chromatograms of real samples.29
Annex J (informative) Performance data .31
Annex K (informative) Quality control check solutions .32
Bibliography .33
© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 18635:2015(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 2, Physical,
chemical and biochemical methods.
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
Introduction
The user should be aware that particular problems might require the specifications of additional
marginal conditions.
© ISO 2015 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 18635:2015(E)
Water quality — Determination of short-chain
polychlorinated alkanes (SCCPs) in sediment, sewage
sludge and suspended (particulate) matter — Method
using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and
electron capture negative ionization (ECNI)
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document
be carried out by suitably qualified staff.
1 Scope
This International Standard specifies a method for the quantitative determination of the sum of short-
chain polychlorinated n-alkanes also known as short-chain polychlorinated paraffins (SCCPs) in the
carbon bond range, nC to nC , inclusive in mixtures with chlorine mass fractions (“contents“)
10 13
between 50 % and 67 %, including approximately 6 000 of approximately 8 000 congeners.
This method is applicable to the determination of the sum of SCCPs in sediment and suspended
(particulate) matter, sewage sludge, and soil using gas chromatography-mass spectrometry with
electron capture negative ionization (GC-ECNI-MS).
Depending on matrix and the detection capabilities of the GC-ECNI-MS, the method can be applied to
samples containing, e.g. 0,03 µg/g to 3 µg/g sum of SCCPs.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 5667-12, Water quality — Sampling — Part 12: Guidance on sampling of bottom sediments
ISO 5667-13, Water quality — Sampling — Part 13: Guidance on sampling of sludges
ISO 5667-17, Water quality — Sampling — Part 17: Guidance on sampling of bulk suspended solids
ISO 12010, Water quality — Determination of short-chain polychlorinated alkanes (SCCPs) in water —
Method using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and negative-ion chemical ionization (NCI)
ISO/TS 13530, Water quality — Guidance on analytical quality control for chemical and physicochemical
water analysis
3 Principle
Determination of the sum of SCCPs in the carbon bond range, nC to nC , inclusive in technical and
10 13
environmental transposed mixtures with chlorine mass fractions (“contents“) between 50 % and 67 %
(e.g. approximately 3 to 10 chlorine atoms per molecule) and independent of the C-number distribution
pattern of the congeners. No recognition of the chlorine content is necessary.
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
SCCPs in solid samples are fortified with an internal standard and extracted using pressurized
liquid extraction with an organic solvent. The sample extraction procedure is followed by a clean-up
procedure by column chromatography and gel permeation chromatography to eliminate interfering
compounds. Gas chromatography (GC) is undertaken using a short capillary column within a short
retention time range. The detection of selected mass fragments is carried out using mass spectrometry
(MS) in selected ion-monitoring mode using electron capture negative ionization mode (ECNI). The
mass fragments and the compositions of the calibration solutions used in this International Standard
are essential for the analysis of the sum of SCCPs.
The selected ion chromatogram is integrated over the full retention time range of the SCCPs. The
quantification of the sum of SCCPs is carried out after establishing a calibration by a multiple linear
regression measuring solutions of different SCCP mixtures fortified with an internal standard.
The analysed sum of SCCPs includes the variety of SCCPs with their differing chlorine content and
C-number distribution patterns as found in technical mixtures, as well as compositions in the
environment. The calibration requires at least three differently composed standard mixtures.
These standard mixtures mimic different mixtures found in the environment. Only the multiple linear
regression quantification with these specific mixtures enables the quantification of the variety of
observed mixtures of SCCP in the environment and in technical compositions described in the scope
and in Reference [6]. It is not possible to use only one reference mixture for that complex task.
4 Interferences
Non-specific matrix interferences, as well as interferences from other environmental situations, are
dealt with using the given clean-up procedure. A further reduction of matrix effects can be achieved by
reducing the mass spectrometric resolution to, e.g., 0,4 amu, which is often possible with a quadrupol
mass spectrometer. The exact masses are 374,9588; 410,9169; and 422,9355 (see Reference [4]).
Applying the entire procedure, a selection of chlorinated pollutants has been tested and found not to
cause interferences below the concentrations given in Table 1.
Table 1 — Highest concentration level which causes no interferences higher than the limit of
quantification of 0,03 µg/g
Potential interfering compounds Highest concentration level which causes
no interferences higher tha the limit of
quantification of 0,03 µg/g
a
Aroclor 1262 0,25 µg/g
a
Aroclor 1242 2 µg/g
a
Aroclor 1221 2 µg/g
Campheclor (toxaphene) 0,35 µg/g
a
Halowax 1014 2 µg/g
a
Halowax 1051 0,08 µg/g
MCCP (medium-chain chlorinated n-alkanes) 42 % 2 µg/g
MCCP (medium-chain chlorinated n-alkanes) 52 % 1,2 µg/g
MCCP (medium-chain chlorinated n-alkanes) 57 % 2 µg/g
a
Aroclor 1262, Aroclor 1242, Aroclor 1221, Halowax 1014, and Halowax 1051 are products commercially available. This
information is given for the convenience of users of this document and does not constitute an endorsement by ISO of these
products.
5 Reagents and standards
Use solvents and reagents of sufficient purity, i.e. with negligibly low concentrations of SCCPs, e.g. lower
than the limit of detection of the method.
2 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
Check blanks regularly over the entire procedure to ensure they are suitable and establish proper
analytical control.
5.1 Solvents for extraction, column chromatography, and preparation of stock solutions.
The solvent for extraction is n-heptane. Other non-polar solvents, e.g. nhexane (C H ), cyclohexane
6 14
(C H ) can be used if the extraction efficiency is comparable with those of n-heptane.
6 12
For conditioning of the clean-up columns, use mixtures of n-heptane and propanone (acetone) as
described below.
5.2 Reference SCCP stock solutions.
Use commercially available solutions, e.g. in cyclohexane or n-hexane, of the single mixtures of SCCP
congeners with defined carbon chain length and with different defined chlorine contents (see Table 2, first
two columns). Alternatively, use commercially available ready mixed solutions with the same composition.
Mixtures of synthetic solutions were used to simulate environmentally occurring SCCPs or technical
products of SCCPs. For example, the synthetic mixed calibration stock solution “Lake Ontario water” is
mixed to resemble a Lake Ontario water as reported in Reference [7]. Its characteristic is a relatively
high content of C to C , especially C and a low chlorine content as partly reported in water samples
10 12 12
too. The synthetic mixed calibration stock solution “Perch” simulates a C-number distribution found
in a perch (see Reference [4]). The standard mixture “Sediment Drevnice” simulates a natural mixture
reported about a sediment of the river Drevnice (see Reference [5]) with a high content of C and a
13
higher chlorine content.
The compositions of the calibration mixtures, as well as of the independent quality assurance solutions,
are mandatory to achieve the quantification of the variety of SCCP-mixtures. An example for recoveries
of quality assurance solutions is given in Annex H.
Prepare the solutions “Lake Ontario water”, “Perch”, and “Sediment Drevnice” according to Table 2.
Table 2 — Reference substances stock solutions
Standard solutions, e.g. in n-heptane Synthetic mixed standard solutions
which resemble environmental
mixtures
n-alkane Chlorine Mean “Lake “Perch” “Sediment
chain content (%) number Ontario Drevnice”
length of the of chlorines water”
individual in the
Cnumber molecules
mixtures (calculated)
Chlorine content calculated (%) 50,2 60,6 65,0
Composition, ng/ml
C 44,82 3,22
10
C 50,18 3,97 1 000
10
C 55,00 4,79 1 000
10
C 60,09 5,86 500
10
C 65,02 7,16 1 100 280
10
C 45,50 3,63 1 000
11
C 50,21 4,37 1 000
11
C 55,20 5,31 600
11
C 60,53 6,55 1 000 500
11
C 65,25 7,94 3 000 660
11
© ISO 2015 – All rights reserved 3
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
Table 2 (continued)
Standard solutions, e.g. in n-heptane Synthetic mixed standard solutions
which resemble environmental
mixtures
n-alkane Chlorine Mean “Lake “Perch” “Sediment
chain content (%) number Ontario Drevnice”
length of the of chlorines water”
individual in the
Cnumber molecules
mixtures (calculated)
Chlorine content calculated (%) 50,2 60,6 65,0
Composition, ng/ml
C 45,32 3,93 2 000
12
C 50,18 4,76 2 000 800
12
C 55,00 5,74 2 000 2 000
12
C 65,08 8,59 900 1 000
12
C 69,98 10,62 830
12
C 44,90 4,19
13
C 50,23 5,16
13
C 55,03 6,22
13
C 59,98 7,56 100 730
13
C 65,18 9,34 6 000
13
Sum of SCCP (ng/ml) 10 000 10 000 10 000
The chlorine content (third column) of the mixtures is calculated as the weighted mean.
Store the prepared solutions in a refrigerator at 2 °C to 6 °C.
5.3 Internal standard stock solutions from individual congeners.
Use commercially available individual congener standard solutions and prepare a stock solution in
propanone (acetone) (5.1) at a concentration of, for example, 1 µg/ml.
— Individual SCCP congeners with chlorine contents of between 50 % and 67 % are suitable as internal
standards if the mass trace in mass spectrometric detection is not affected by matrix components,
e.g. 1,1,1,3,11,13,13,13-octachlorotridecane with e.g. 0,1 µg/ml.
NOTE 1 The different individual SCCP congeners used as internal standard substances probably contribute in
environmental samples to the sum of SCCPs. Nevertheless, the contribution is approximately <1 % which means
that the enhancement of the measurement uncertainty is negligible.
NOTE 2 Different individual SCCP congeners can produce different response factors, hence, it can be necessary
for different concentrations to be used.
The solutions should be stored in a refrigerator at 2 °C to 6 °C.
5.4 Calibration solutions.
Use the standard mixtures according to Table 2. Prepare a minimum of nine calibration solutions (see
Table 3) with concentrations according to the detection capability of the mass spectrometer. Combine
and dilute the solutions (5.2) and the internal standard solution (5.3) with n-heptane to produce
solutions for the calibration range, e.g. as shown in Table 3.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
Table 3 — Calibration solutions
Mixture “Lake “Perch” “Sediment Internal standard
Ontario” Drevnice”
water
1,1,1,3,11,13,13,13-octachlorotridecane
µg/ml µg/ml µg/ml µg/ml
Sum of SCCPs,
µg/ml
0,15 0,15 0,1
0,15 0,15 0,1
0,15 0,15 0,1
0,6 0,6 0,1
0,6 0,6 0,1
0,6 0,6 0,1
1 1 0,1
1 1 0,1
1 1 0,1
2 2 0,1
2 2 0,1
2 2 0,1
3 3 0,1
3 3 0,1
3 3 0,1
The solutions may be stored in a refrigerator, at least for four weeks. Check the concentration of the
calibration solutions against an independently prepared standard prior to use.
Quality control check solutions can be prepared to check the calibration independently. For that, use the
calibration mixtures as given in ISO 12010 (see Annex K). These mixtures are commercially available
(e.g. in cyclohexane or nhexane).
5.5 Extraction auxiliary and clean-up materials.
5.5.1 High purity silica sand, grain size 600 µm to 850 µm, free of blanks.
5.5.2 Copper powder, grain size <63 µm.
5.5.3 2 mol/l hydrochloric acid.
5.5.4 Al O , neutral, high activity, (10 % water).
2 3
5.5.5 Glass wool.
5.6 Operating gases, for GC-MS of high purity and in accordance with manufacturer’s specifications.
5.7 Nitrogen, N , purity ≥99,996 % volume fraction for concentrating the solutions.
2
5.8 Sodium sulfate, anhydrous, Na SO , powdered.
2 4
© ISO 2015 – All rights reserved 5
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
6 Apparatus
Clean all glassware by rinsing with acetone (propanone) (5.1).
6.1 Wide-necked bottle, 1 000 ml up to 5 000 ml capacity for wet sediment or sludge.
6.2 Freeze drying apparatus.
6.3 Deep freezer.
6.4 Mortar and pestle or a grinding mill.
6.5 Drying ovens, capable of maintaining temperatures in the ranges of 100 °C to 400 °C for baking
and storage of clean-up materials, for baking of glassware, and for dry residue determination of samples.
6.6 Sieve shaker with appropriate sieve meshes (aperture size), e.g. 2 mm.
6.7 Desiccator.
6.8 Pressurized liquid extractor (PLE) and filter suited for the device.
6.9 Evaporation device.
For example, rotary evaporator, turboevaporator, or vacuum concentration device.
6.10 Glass columns for chromatographic clean-up.
6.11 GPC clean-up system (with modular design).
6.11.1 Pump, sampling injector, sample rack, fraction collector.
1)
®
6.11.2 Column, Shodex CLNpakPAE 800 AC 8,0 mm × 300 mm.
6.12 Volumetric cylinders, 250 ml and 500 ml.
6.13 Volumetric flasks, 1 ml, 2 ml, 10 ml, and 25 ml.
6.14 Pasteur pipettes, e.g. 2 ml.
6.15 Syringes, 2 µl, 5 µl, 10 µl, and 50 µl, volume precision ±2 %.
6.16 Sample vials.
Amber glass with fluoropolymer-lined screw-cap is most suitable.
6.17 Gas chromatograph, with a splitless injection port coupled to a mass spectrometer (GC-MS) with
chemical ionization and appropriate reactant gas (e.g. CH ).
4
1) Shodex CLNpakPAE 800 AC is a product commercially available. This information is given for the convenience
of users of this document and does not constitute an endorsement by ISO of this product.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
6.18 Analytical column.
A fused silica column with non-polar low bleed separating phase (see Annex C for examples), e.g. inner
diameter <0,25 mm, length 15 m, and film thickness of 0,1 µm is recommended.
7 Sampling and sample pretreatment
Take samples as specified in ISO 5667-12, ISO 5667-13, or ISO 5667-17 in a bottle (6.1). Transport them
in the dark between 2 °C and 8 °C. Store them in the laboratory between 1 °C to 5 °C. Pretreat the
samples immediately in the laboratory by homogenizing and freeze-drying. Dependent on the analytical
task, grind the samples, e.g. using apparatus (6.4), and sieve them using a sieve shaker (6.6) with the
appropriate aperture.
8 Procedure
8.1 Extraction
Place the filter and the sand in the extractor according to the instructions for the extractor (PLE).
Transfer a suitable mass, e.g., 5 g of suspended particulate matter or 0,5 g of sewage sludge of the
pretreated, dry sample into the prepared extractor cell. Depending on the expected concentration
in the sample, add the internal standard solution (5.3). The solvent n-heptane allows for a complete
extraction with an extraction program given in Annex A.
Concentrate the extract from the extractor (e.g. 20 ml) gently (at a temperature of 40 °C) to
approximately 1 ml using a suitable evaporation device (6.9).
Other extraction techniques, e.g. Soxhlet extraction or ultrasonic extraction, may be used after
performing comparability exercise with PLE and the given programme.
8.2 Extract clean-up
The following two-step clean-up procedure should be carried out starting from approximately 1 ml
concentrated extract in n-heptane:
a) column chromatographic clean-up with 2 g activated copper powder and 2 g Al O , neutral, high
2 3
activity (5.4);
®2)
b) gel chromatographic clean-up (6.11) with Shodex CLNpakPAE 800 AC 8,0 mm × 300 mm and
0,5 ml/min propanone (acetone) as the eluent.
Fill the copper powder in a glass column with a glass wool plug. Activate the copper by adding 10 ml
of 2 mol/l hydrochloric acid. Allow all of the hydrochloric acid to soak into the copper powder before
washing the column, first with 25 ml of water and subsequently, with 20 ml of acetone to remove acid
and water from the column. Then, a stopcock may be attached to the bottom of the column for controlling
the elution progress. After the solvent level has reached the upper level of the copper powder, wash the
copper layer with 3×2 ml n-heptane. Then, 2 g of aluminium oxide (10 % water) and about 10 ml of
n-heptane are added for obtaining a copper/aluminium oxide - sandwich column. The wet column is
used for applying the sample extract. The SCCPs are eluted by 10 ml of a mixture of n-heptane/acetone
(98:2) which is concentrated to approximately 1,2 ml. Never let the chromatography column run dry.
This concentrate is used for the subsequently following GPC clean-up. Inject, e.g., 1 ml of the concentrate
and elute in a fraction between 12 ml and 13,5 ml. This fraction is concentrated again to, e.g., 1 ml dried
by sodium sulfate (5.8) and transferred into a sample vial for injection into the GC-MS.
2) Shodex CLNpakPAE 800 AC is a product commercially available. This information is given for the convenience
of users of this document and does not constitute an endorsement by ISO of this product.
© ISO 2015 – All rights reserved 7
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ISO/FDIS 18635:2015(E)
After using a new column for the GPC clean-up, verify the eluent volume for complete elution of the
analytes of interest by analysing an appropriate standard solution and/or spiked sample extract.
Recoveries of SCCPs should be >50 % and no interfering peak should appear in the gas chromatogram.
If necessary, GPC conditions need to be modified to meet these requirements.
NOTE Alternative clean-up procedures, an extended column chromatographic
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18635
Première édition
2016-04-01
Version corrigée
2016-09-01
Qualité de l’eau — Détermination des
alcanes polychlorés à chaîne courte
dans les sédiments et matières en
suspension (particules) — Méthode
par chromatographie en phase
gazeuse-spectrométrie de masse
(CPG-SM) et ionisation chimique
négative (ICN)
Water quality — Determination of short-chain polychlorinated
alkanes (SCCPs) in sediment, sewage sludge and suspended
(particulate) matter — Method using gas chromatography-mass
spectrometry (GC-MS) and electron capture negative ionization (ECNI)
Numéro de référence
ISO 18635:2016(F)
©
ISO 2016
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 18635:2016(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2016, Publié en Suisse
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 18635:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Principe . 2
4 Interférences . 2
5 Réactifs . 3
6 Appareillage . 6
7 Échantillonnage et prétraitement des échantillons . 7
8 Mode opératoire. 7
8.1 Extraction . 7
8.2 Purification de l’extrait . 8
8.3 Mesurage et intégration du chromatogramme . 8
8.4 Étalonnage . 9
8.4.1 Généralités . 9
8.4.2 Étalonnage de base . 9
8.4.3 Identification et quantification au moyen de combinaisons de
fragments massiques .10
8.4.4 Calcul des résultats .11
8.4.5 Contrôles qualité de l’étalonnage interne .11
9 Expression des résultats.12
10 Rapport d’essai .12
Annexe A (normative) Programmation de l’extraction par fluide pressurisé .13
Annexe B (informative) Explication de l’étalonnage de la somme des SCCP par régression
linéaire multiple .14
Annexe C (informative) Exemples de conditions types de CG/SM .19
Annexe D (normative) Autre méthode de purification par chromatographie sur colonne.23
Annexe E (informative) Autre méthode de purification par chromatographie
d’exclusion stérique .25
Annexe F (informative) Chromatogrammes types des solutions étalons de 1 µg/ml.26
Annexe G (informative) Représentation de la qualité de l’ajustement de l’étalonnage .27
Annexe H (informative) Exemple de récupération des solutions de contrôle qualité .28
Annexe I (informative) Chromatogrammes d’échantillons réels .30
Annexe J (informative) Données de performance .32
Annexe K (informative) Solutions de contrôle qualité .33
Bibliographie .34
© ISO 2016 – Tous droits réservés iii
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ISO 18635:2016(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 147, Qualité de l’eau, sous-comité
SC 2, Méthodes physiques, chimiques et biochimiques.
La présente version corrigée de l’ISO 18635:2016 comprend la correction suivante.
— Annexe G, Figure G.1 apparaît maintenant correctement, remplaçant un doublon de la Figure F.1
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 18635:2016(F)
Introduction
Il convient que l’utilisateur ait à l’esprit que des problèmes particuliers sont susceptibles de nécessiter
la spécification de conditions spécifiques supplémentaires.
© ISO 2016 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 18635:2016(F)
Qualité de l’eau — Détermination des alcanes polychlorés
à chaîne courte dans les sédiments et matières en
suspension (particules) — Méthode par chromatographie
en phase gazeuse-spectrométrie de masse (CPG-SM) et
ionisation chimique négative (ICN)
AVERTISSEMENT — Il convient que l’utilisateur du présent document connaisse bien les
pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n’a pas pour but de traiter de tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur de
la présente norme d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité et de
s’assurer de la conformité à la réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Il est indispensable que les essais menés selon le présent document soient
effectués par un personnel adéquatement qualifié.
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode de détermination quantitative de la somme de
n-alcanes polychlorés à chaîne courte, également connus sous le nom de paraffines polychlorées à chaîne
courte (SCCP), ayant une chaîne carbonée comprise entre n-C et n-C inclus, dans des mélanges dont
10 13
la fraction massique («teneur») de chlore varie de 50 % et 67 %, englobant approximativement 6 000
des 8 000 congénères environ.
La présente méthode est applicable à la détermination de la somme des SCCP dans les sédiments et
les matières en suspension (particules), les boues d’épuration et le sol, par chromatographie en phase
gazeuse-spectrométrie de masse en mode d’ionisation négative par capture d’électrons (CG-INCE-SM).
Selon la matrice et les capabilités de détection de la CG-INCE-SM, la méthode peut être appliquée aux
échantillons contenant, par exemple, de 0,03 µg/g à 3 µg/g de la somme des SCCP.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
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 5667-12, Qualité de l’eau — Échantillonnage — Partie 12: Guide général pour l’échantillonnage des
sédiments
ISO 5667-13, Qualité de l’eau — Échantillonnage — Partie 13: Lignes directrices pour l’échantillonnage
de boues
ISO 5667-17, Qualité de l’eau — Échantillonnage — Partie 17: Lignes directrices pour l’échantillonnage des
matières solides en suspension
ISO 8466-1, Qualité de l’eau — Étalonnage et évaluation des méthodes d’analyse et estimation des
caractères de performance — Partie 1: Évaluation statistique de la fonction linéaire d’étalonnage
ISO 12010, Qualité de l’eau — Détermination des alcanes polychlorés à chaîne courte (SCCP) dans l’eau —
Méthode par chromatographie gazeuse-spectrométrie de masse (CG-SM) avec ionisation chimique
négative (ICN)
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ISO 18635:2016(F)
ISO/TS 13530, Qualité de l’eau — Lignes directrices pour le contrôle de qualité analytique pour l’analyse
chimique et physicochimique de l’eau
3 Principe
Détermination de la somme des SCCP ayant une chaîne carbonée comprise entre n-C à n-C inclus,
10 13
dans des mélanges techniques et leurs évolutions dans l’environnement dont la fraction massique («
teneur ») en chlore varie de 50 % à 67 % (soit environ 3 atomes à 10 atomes de chlore par molécule), et
demeure indépendante du mode de répartition du nombre d’atomes de carbone des congénères. Il n’est
pas nécessaire de chercher à connaître la teneur en chlore.
Les échantillons sont dopés avec un étalon interne et extraits par extraction par fluide pressurisé
avec un solvant organique. L’étape d’extraction de l’échantillon est suivie d’une étape de purification
par chromatographie sur colonne et par chromatographie d’exclusion stérique destinée à éliminer les
composés susceptibles de provoquer des interférences. La chromatographie en phase gazeuse (CG) est
effectuée sur une colonne capillaire courte, sur une plage étroite de temps de rétention. La détection
des fragments massiques sélectionnés est réalisée par spectrométrie de masse (SM) en mode de
suivi d’ions sélectionnés fonctionnant en mode d’ionisation négative par capture d’électrons (INCE).
Les fragments massiques et les compositions des solutions étalons utilisées dans la présente Norme
internationale sont essentiels à l’analyse de la somme des SCCP.
Le chromatogramme des ions sélectionnés est intégré sur la totalité de la plage de temps de rétention
des SCCP. La quantification de la somme des SCCP est effectuée après réalisation d’un étalonnage par
régression linéaire multiple, obtenu en mesurant des solutions de différents mélanges de SCCP dopés
avec un étalon interne.
La somme des SCCP analysés comprend les différents SCCP, y compris leurs diverses teneurs en chlore
et les divers modes de répartition de leurs atomes de chlore rencontrés dans les mélanges techniques et
dans les compositions de l’environnement. L’étalonnage nécessite au moins trois mélanges étalons avec
des compositions différentes.
Ces mélanges étalons reproduisent différents mélanges rencontrés dans l’environnement. Seule la
quantification par régression linéaire multiple réalisée avec ces mélanges spécifiques permet de
quantifier les divers mélanges de SCCP observés dans l’environnement et dans les compositions
techniques décrites dans le domaine d’application et dans la Référence [6]. Il n’est pas possible d’utiliser
un seul mélange étalon pour cette tâche complexe.
4 Interférences
Les interférences non spécifiques à la matrice ou provenant d’autres sources environnementales sont
prises en compte par l’étape de purification décrite. Une réduction supplémentaire des effets de matrice
peut être obtenue en réduisant la résolution de la spectrométrie de masse à 0,4 uma par exemple, ce qui
est souvent possible avec un spectromètre de masse quadrupôle. Les masses exactes sont de 374,9588;
410,9169 et 422,9355 (voir la Référence [6]).
En appliquant l’intégralité du protocole, une sélection de polluants chlorés a été soumise à essai et aucun
ne s’est avéré provoquer des interférences en deçà des concentrations indiquées dans le Tableau 1.
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 18635:2016(F)
Tableau 1 — Concentration maximale à laquelle aucune interférence supérieure à la limite de
quantification de 0,03 µg/g n’est observée
Concentration maximale à laquelle
aucune interférence supérieure à la limite
Composés susceptibles de provoquer des interférences
de
quantification de 0,03 µg/g n’est observée
a
Aroclor 1262 0,25 µg/g
a
Aroclor 1242 2 µg/g
a
Aroclor 1221 2 µg/g
Camphéclore (toxaphène) 0,35 µg/g
a
Halowax 1014 2 µg/g
a
Halowax 1051 0,08 µg/g
MCCP (n-alcanes chlorés à chaîne moyenne) 42 % 2 µg/g
MCCP (n-alcanes chlorés à chaîne moyenne) 52 % 1,2 µg/g
MCCP (n-alcanes chlorés à chaîne moyenne) 57 % 2 µg/g
a
Aroclor 1262, Aroclor 1242, Aroclor 1221, Halowax 1014 et Halowax 1051 sont des produits disponibles dans le
commerce. Cette information est donnée par souci de commodité à l’intention des utilisateurs du présent document et ne
saurait constituer un engagement de l’ISO à l’égard de ce produit.
5 Réactifs
Utiliser des solvants et des réactifs de pureté suffisante, c’est-à-dire renfermant des concentrations de
SCCP suffisamment faibles pour être négligées, par exemple inférieures à la limite de détection de la
méthode.
Soumettre régulièrement des blancs à l’intégralité du mode opératoire pour assurer ainsi un contrôle
analytique de qualité adéquat.
5.1 Solvants pour l’extraction, la chromatographie sur colonne et la préparation des
solutions mères
Le solvant d’extraction est le n-heptane. D’autres solvants non polaires, tels que le n-hexane (C H )
6 14
et le cyclohexane (C H ), peuvent être utilisés à condition d’obtenir des rendements d’extraction
6 12
comparables à ceux du n-heptane.
Pour le conditionnement des colonnes de purification, utiliser des mélanges de n-heptane et de
propanone (acétone) comme décrit ci-dessous.
5.2 Solutions mères de SCCP de référence
Utiliser des solutions du commerce, par exemple dans le cyclohexane ou le n-hexane, de mélanges
initiaux de congénères SCCP de longueur de chaîne carbonée définie, et de différentes teneurs en chlore
connues (voir les deux premières colonnes du Tableau 2). Sinon, employer des solutions prêtes à l’emploi
disponibles dans le commerce et de composition identique.
Des mélanges de solutions synthétiques sont utilisés pour simuler les SCCP rencontrés dans
l’environnement ou les produits techniques de SCCP. Par exemple, la solution mère mélangée
synthétique «Eau du lac Ontario» est mélangée pour ressembler à l’eau du lac Ontario, comme indiqué
dans la Référence [5]. Elle se caractérise par une teneur relativement élevée en C à C , notamment
10 12
en C , et par une faible teneur en chlore, comme ceci est partiellement indiqué dans les échantillons
12
d’eau également. La solution mère mélangée synthétique «Perche» simule une répartition du nombre
d’atomes de carbone rencontrée chez une perche (voir la Référence [6]). Le mélange étalon «Sédiments
de la Drevnice» simule un mélange naturel rapporté dans les sédiments de la rivière Drevnice (voir la
Référence [7]) renfermant une forte teneur en C et une teneur en chlore plus élevée.
13
© ISO 2016 – Tous droits réservés 3
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ISO 18635:2016(F)
Les compositions des mélanges étalons ainsi que les solutions d’assurance qualité sont obligatoires
pour pouvoir quantifier les différents mélanges de SCCP. Un exemple de récupération des solutions de
contrôle qualité est présenté dans l’Annexe H.
Préparer les solutions «Eau du lac Ontario», «Perche» et «Sédiments de la Drevnice» conformément au
Tableau 2.
Tableau 2 — Solutions mères de substances de référence
Solutions étalons, par exemple dans du Solutions étalons mélangées synthé-
n-heptane tiques
proches, des mélanges
environnementaux
Longueur Teneur en Nombre «Eau du «Perche» «Sédiments
de la chlore (%) moyen lac de la
chaîne des mélanges d’atomes de Ontario» Drevnice»
n-alcane de chaînes chlore dans
carbonées les molécules
individuelles (calculé)
Teneur en chlore calculée (%) 50,2 60,6 65,0
Composition, ng/ml
C 44,82 3,22
10
C 50,18 3,97 1 000
10
C 55,00 4,79 1 000
10
C 60,09 5,86 500
10
C 65,02 7,16 1 100 280
10
C 45,50 3,63 1 000
11
C 50,21 4,37 1 000
11
C 55,20 5,31 600
11
C 60,53 6,55 1 000 500
11
C 65,25 7,94 3 000 660
11
C 45,32 3,93 2 000
12
C 50,18 4,76 2 000 800
12
C 55,00 5,74 2 000 2 000
12
C 65,08 8,59 900 1 000
12
C 69,98 10,62 830
12
C 44,90 4,19
13
C 50,23 5,16
13
C 55,03 6,22
13
C 59,98 7,56 100 730
13
C 65,18 9,34 6 000
13
Somme des SCCP (ng/ml) 10 000 10 000 10 000
La teneur en chlore des mélanges (troisième colonne) correspond à la moyenne pondérée.
Stocker les solutions préparées au réfrigérateur, à une température comprise entre 2 °C et 6 °C.
5.3 Solutions mères d’étalon interne préparées à partir de congénères individuels.
Préparer, à partir de solutions étalons de congénères individuels proposées dans le commerce, une
solution mère dans la propanone (acétone) (5.1) à une concentration de, par exemple, 1 μg/ml.
— Des congénères individuels de SCCP ayant une teneur en chlore comprise entre 50 % et 67 %
conviennent comme étalons internes, à condition que les traces observées lors de la détection
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ISO 18635:2016(F)
spectrométrique de masse ne soient pas affectées par les composants matriciels, par exemple le
1,1,1,3,11,13,13,13-octachlorotridécane, à par exemple 0,1 µg/ml.
NOTE 1 Les différents congénères individuels de SCCP utilisés comme étalons internes contribuent
probablement à la somme des SCCP dans les échantillons environnementaux. Cette contribution est
cependant < 1 % environ, ce qui signifie que l’augmentation de l’incertitude de mesure est négligeable.
NOTE 2 Différents congénères individuels de SCCP peuvent présenter des facteurs de réponse différents; il
peut par conséquent s’avérer nécessaire d’utiliser des concentrations différentes.
Il convient de stocker les solutions au réfrigérateur, à une température comprise entre 2 °C et 6 °C.
5.4 Solutions d’étalonnage.
Utiliser les mélanges étalons conformément au Tableau 2. Préparer au moins neuf solutions d’étalonnage
(voir le Tableau 3), à des concentrations appropriées à la capabilité de détection du spectromètre de
masse. Combiner et diluer les solutions (5.2) et la solution mère d’étalon interne (5.3) avec du n-heptane,
de manière à préparer des solutions correspondant à la plage d’étalonnage, comme indiqué par exemple
dans le Tableau 3.
Tableau 3 — Solutions d’étalonnage
«Eau du «Sédiments
lac «Perche» de la Étalon interne
Ontario» Drevnice»
Mélange
1,1,1,3,11,13,13,13-octachlorotridécane
µg/ml µg/ml µg/ml µg/ml
Somme des SCCP,
µg/ml
0,15 0,15 0,1
0,15 0,15 0,1
0,15 0,15 0,1
0,6 0,6 0,1
0,6 0,6 0,1
0,6 0,6 0,1
1 1 0,1
1 1 0,1
1 1 0,1
2 2 0,1
2 2 0,1
2 2 0,1
3 3 0,1
3 3 0,1
3 3 0,1
Les solutions peuvent être stockées au réfrigérateur pendant au moins 4 semaines. Avant utilisation,
vérifier la concentration des solutions d’étalonnage par rapport à un étalon préparé de manière
indépendante.
Des solutions de contrôle qualité peuvent être préparées pour vérifier l’étalonnage de manière
indépendante. Pour cela, utiliser les mélanges d’étalonnage donnés dans l’ISO 12010 (voir l’Annexe K).
Ces mélanges sont disponibles dans le commerce (par exemple dans le cyclohexane ou le n-hexane).
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ISO 18635:2016(F)
5.5 Matériaux auxiliaires d’extraction et de purification.
5.5.1 Sable siliceux de grande pureté, granulométrie entre 600 µm et 850 µm, sans blancs de
contamination.
5.5.2 Poudre de cuivre, granulométrie < 63 µm.
5.5.3 Acide chlorhydrique à 2 mol/l.
5.5.4 Al O , neutre, forte activité, (10 % d’eau).
2 3
5.5.5 Laine de verre.
5.6 Gaz vecteurs, pour CG-SM, de grande pureté et conformes aux spécifications du fabricant.
5.7 Azote, N , pureté ≥ 99,996 % en fraction volumique, pour concentrer les solutions.
2
5.8 Sulfate de sodium, anhydre, Na SO , en poudre.
2 4
6 Appareillage
Nettoyer toute la verrerie en la rinçant à l’acétone (propanone) (5.1).
6.1 Flacon à col large, d’une capacité de 1 000 ml à 5 000 ml, pour les sédiments humides ou les boues.
6.2 Appareil de lyophilisation.
6.3 Congélateur.
6.4 Mortier et pilon, ou broyeur.
6.5 Étuves de séchage, capables de maintenir la température entre 100 °C et 400 °C pour calciner
et conserver le matériel de purification, calciner la verrerie et déterminer la teneur en résidus secs des
échantillons.
6.6 Appareil de tamisage avec tamis ayant des mailles (dimensions d’ouverture) appropriées,
par exemple 2 mm.
6.7 Dessiccateur.
6.8 Extracteur par fluide pressurisé (PLE) et filtre adapté au dispositif.
6.9 Dispositif d’évaporation.
Par exemple, évaporateur rotatif, turbo-évaporateur ou dispositif de concentration sous vide.
6.10 Colonnes en verre pour purification chromatographique.
6.11 Système de purification CG (avec conception modulaire).
6.11.1 Pompe, injecteur d’échantillonnage, rack d’échantillons, collecteur de fractions.
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ISO 18635:2016(F)
1)
®
6.11.2 Colonne, Shodex CLNpakPAE 800 AC 8,0 mm × 300 mm, ou équivalent.
6.12 Éprouvettes graduées, de 250 ml et 500 ml.
6.13 Fioles jaugées, de 1 ml, 2 ml, 10 ml et 25 ml.
6.14 Pipettes Pasteur, par exemple 2 ml.
6.15 Seringues, de 2 µl, 5 µl, 10 µl et 50 µl, précision de volume de ± 2 %.
6.16 Flacons pour échantillons.
Un flacon en verre brun équipé d’un bouchon à vis garni de fluoropolymère est le plus approprié.
6.17 Chromatographe en phase gazeuse, avec un injecteur sans division de débit raccordé à un
spectromètre de masse (CG-SM) équipé de l’option d’ionisation chimique (INCE) et du gaz réactif
approprié (par exemple, CH ).
4
6.18 Colonne analytique.
Colonne en silice fondue garnie d’une phase séparatrice non polaire à faible relargage (voir des exemples
à l’Annexe C), par exemple de diamètre intérieur < 0,25 mm, de longueur de 15 m et d’épaisseur de film
de 0,1 µm.
7 Échantillonnage et prétraitement des échantillons
Prélever les échantillons comme spécifié dans l’ISO 5667-12, l’ISO 5667-13 ou l’ISO 5667-17 et les
transvaser dans un flacon (6.1). Les transporter à l’abri de la lumière entre 2 °C et 8 °C. Les stocker
au laboratoire entre 1 °C et 5 °C. Prétraiter immédiatement les échantillons au laboratoire par
homogénéisation et lyophilisation. En fonction de l’opération d’analyse, broyer les échantillons en
utilisant l’appareillage indiqué en 6.4 et les tamiser à l’aide d’un appareillage de tamisage (6.6) avec la
dimension d’ouverture appropriée.
8 Mode opératoire
8.1 Extraction
Placer le filtre et le sable dans l’extracteur conformément aux instructions relatives à l’extracteur
(PLE). Transférer une masse appropriée, par exemple 5 g de matière particulaire en suspension ou
0,5 g de boue d’épuration, de l’échantillon sec prétraité, dans la cellule préparée de l’extracteur. Selon la
concentration prévue dans l’échantillon, ajouter la solution d’étalon interne (5.3). Le solvant n-heptane
permet une extraction complète avec le programme d’extraction indiqué à l’Annexe A.
Concentrer précautionneusement (à une température de 40 °C) l’extrait issu de l’extracteur (par
exemple, 20 ml) jusqu’à environ 1 ml, à l’aide d’un dispositif d’évaporation approprié (6.9).
D’autres techniques d’extraction, par exemple l’extraction Soxhlet ou l’extraction aux ultrasons,
peuvent être utilisées après avoir effectué un exercice de comparaison avec l’extraction PLE et suivant
le programme décrit.
1) Shodex CLNpakPAE 800 AC est un produit disponible dans le commerce. Cette information est donnée par souci
de commodité à l’intention des utilisateurs du présent document et ne saurait constituer un engagement de l’ISO à
l’égard de ce produit.
© ISO 2016 – Tous droits réservés 7
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ISO 18635:2016(F)
8.2 Purification de l’extrait
Il convient d’effectuer la purification en deux étapes suivante, en commençant avec environ 1 ml
d’extrait concentré dans du n-heptane (voir 8.1):
a) purification par chromatographie sur colonne avec 2 g de poudre de cuivre active (5.5.2); et 2 g
d’Al O neutre, à forte activité (5.5.4);
2 3
2)
®
b) purification par chromatographie d’exclusion stérique (6.11) avec Shodex CLNpakPAE 800 AC
8,0 mm × 300 mm et 0,5 ml/min de propanone (acétone) comme éluant.
Verser la poudre de cuivre dans une colonne en verre équipée d’un bo
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18635
Première édition
2016-04-01
Qualité de l’eau — Détermination des
alcanes polychlorés à chaîne courte
dans les sédiments et matières en
suspension (particules) — Méthode
par chromatographie en phase
gazeuse-spectrométrie de masse
(CPG-SM) et ionisation chimique
négative (ICN)
Water quality — Determination of short-chain polychlorinated
alkanes (SCCPs) in sediment, sewage sludge and suspended
(particulate) matter — Method using gas chromatography-mass
spectrometry (GC-MS) and electron capture negative ionization (ECNI)
Numéro de référence
ISO 18635:2016(F)
©
ISO 2016
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ISO 18635:2016(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 18635:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Principe . 2
4 Interférences . 2
5 Réactifs . 3
6 Appareillage . 6
7 Échantillonnage et prétraitement des échantillons . 7
8 Mode opératoire. 7
8.1 Extraction . 7
8.2 Purification de l’extrait . 8
8.3 Mesurage et intégration du chromatogramme . 8
8.4 Étalonnage . 9
8.4.1 Généralités . 9
8.4.2 Étalonnage de base . 9
8.4.3 Identification et quantification au moyen de combinaisons de
fragments massiques .10
8.4.4 Calcul des résultats .11
8.4.5 Contrôles qualité de l’étalonnage interne .11
9 Expression des résultats.12
10 Rapport d’essai .12
Annexe A (normative) Programmation de l’extraction par fluide pressurisé .13
Annexe B (informative) Explication de l’étalonnage de la somme des SCCP par régression
linéaire multiple .14
Annexe C (informative) Exemples de conditions types de CG/SM .19
Annexe D (normative) Autre méthode de purification par chromatographie sur colonne.23
Annexe E (informative) Autre méthode de purification par chromatographie
d’exclusion stérique .25
Annexe F (informative) Chromatogrammes types des solutions étalons de 1 µg/ml.26
Annexe G (informative) Représentation de la qualité de l’ajustement de l’étalonnage .27
Annexe H (informative) Exemple de récupération des solutions de contrôle qualité .28
Annexe I (informative) Chromatogrammes d’échantillons réels .30
Annexe J (informative) Données de performance .32
Annexe K (informative) Solutions de contrôle qualité .33
Bibliographie .34
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ISO 18635:2016(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est 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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 147, Qualité de l’eau, sous-comité
SC 2, Méthodes physiques, chimiques et biochimiques.
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 18635:2016(F)
Introduction
Il convient que l’utilisateur ait à l’esprit que des problèmes particuliers sont susceptibles de nécessiter
la spécification de conditions spécifiques supplémentaires.
© ISO 2016 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 18635:2016(F)
Qualité de l’eau — Détermination des alcanes polychlorés
à chaîne courte dans les sédiments et matières en
suspension (particules) — Méthode par chromatographie
en phase gazeuse-spectrométrie de masse (CPG-SM) et
ionisation chimique négative (ICN)
AVERTISSEMENT — Il convient que l’utilisateur du présent document connaisse bien les
pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n’a pas pour but de traiter de tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur de
la présente norme d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité et de
s’assurer de la conformité à la réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Il est indispensable que les essais menés selon le présent document soient
effectués par un personnel adéquatement qualifié.
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode de détermination quantitative de la somme de
n-alcanes polychlorés à chaîne courte, également connus sous le nom de paraffines polychlorées à chaîne
courte (SCCP), ayant une chaîne carbonée comprise entre n-C et n-C inclus, dans des mélanges dont
10 13
la fraction massique («teneur») de chlore varie de 50 % et 67 %, englobant approximativement 6 000
des 8 000 congénères environ.
La présente méthode est applicable à la détermination de la somme des SCCP dans les sédiments et
les matières en suspension (particules), les boues d’épuration et le sol, par chromatographie en phase
gazeuse-spectrométrie de masse en mode d’ionisation négative par capture d’électrons (CG-INCE-SM).
Selon la matrice et les capabilités de détection de la CG-INCE-SM, la méthode peut être appliquée aux
échantillons contenant, par exemple, de 0,03 µg/g à 3 µg/g de la somme des SCCP.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
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 5667-12, Qualité de l’eau — Échantillonnage — Partie 12: Guide général pour l’échantillonnage des
sédiments
ISO 5667-13, Qualité de l’eau — Échantillonnage — Partie 13: Lignes directrices pour l’échantillonnage
de boues
ISO 5667-17, Qualité de l’eau — Échantillonnage — Partie 17: Lignes directrices pour l’échantillonnage des
matières solides en suspension
ISO 8466-1, Qualité de l’eau — Étalonnage et évaluation des méthodes d’analyse et estimation des
caractères de performance — Partie 1: Évaluation statistique de la fonction linéaire d’étalonnage
ISO 12010, Qualité de l’eau — Détermination des alcanes polychlorés à chaîne courte (SCCP) dans l’eau —
Méthode par chromatographie gazeuse-spectrométrie de masse (CG-SM) avec ionisation chimique
négative (ICN)
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ISO 18635:2016(F)
ISO/TS 13530, Qualité de l’eau — Lignes directrices pour le contrôle de qualité analytique pour l’analyse
chimique et physicochimique de l’eau
3 Principe
Détermination de la somme des SCCP ayant une chaîne carbonée comprise entre n-C à n-C inclus,
10 13
dans des mélanges techniques et leurs évolutions dans l’environnement dont la fraction massique («
teneur ») en chlore varie de 50 % à 67 % (soit environ 3 atomes à 10 atomes de chlore par molécule), et
demeure indépendante du mode de répartition du nombre d’atomes de carbone des congénères. Il n’est
pas nécessaire de chercher à connaître la teneur en chlore.
Les échantillons sont dopés avec un étalon interne et extraits par extraction par fluide pressurisé
avec un solvant organique. L’étape d’extraction de l’échantillon est suivie d’une étape de purification
par chromatographie sur colonne et par chromatographie d’exclusion stérique destinée à éliminer les
composés susceptibles de provoquer des interférences. La chromatographie en phase gazeuse (CG) est
effectuée sur une colonne capillaire courte, sur une plage étroite de temps de rétention. La détection
des fragments massiques sélectionnés est réalisée par spectrométrie de masse (SM) en mode de
suivi d’ions sélectionnés fonctionnant en mode d’ionisation négative par capture d’électrons (INCE).
Les fragments massiques et les compositions des solutions étalons utilisées dans la présente Norme
internationale sont essentiels à l’analyse de la somme des SCCP.
Le chromatogramme des ions sélectionnés est intégré sur la totalité de la plage de temps de rétention
des SCCP. La quantification de la somme des SCCP est effectuée après réalisation d’un étalonnage par
régression linéaire multiple, obtenu en mesurant des solutions de différents mélanges de SCCP dopés
avec un étalon interne.
La somme des SCCP analysés comprend les différents SCCP, y compris leurs diverses teneurs en chlore
et les divers modes de répartition de leurs atomes de chlore rencontrés dans les mélanges techniques et
dans les compositions de l’environnement. L’étalonnage nécessite au moins trois mélanges étalons avec
des compositions différentes.
Ces mélanges étalons reproduisent différents mélanges rencontrés dans l’environnement. Seule la
quantification par régression linéaire multiple réalisée avec ces mélanges spécifiques permet de
quantifier les divers mélanges de SCCP observés dans l’environnement et dans les compositions
techniques décrites dans le domaine d’application et dans la Référence [6]. Il n’est pas possible d’utiliser
un seul mélange étalon pour cette tâche complexe.
4 Interférences
Les interférences non spécifiques à la matrice ou provenant d’autres sources environnementales sont
prises en compte par l’étape de purification décrite. Une réduction supplémentaire des effets de matrice
peut être obtenue en réduisant la résolution de la spectrométrie de masse à 0,4 uma par exemple, ce qui
est souvent possible avec un spectromètre de masse quadrupôle. Les masses exactes sont de 374,9588;
410,9169 et 422,9355 (voir la Référence [6]).
En appliquant l’intégralité du protocole, une sélection de polluants chlorés a été soumise à essai et aucun
ne s’est avéré provoquer des interférences en deçà des concentrations indiquées dans le Tableau 1.
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ISO 18635:2016(F)
Tableau 1 — Concentration maximale à laquelle aucune interférence supérieure à la limite de
quantification de 0,03 µg/g n’est observée
Concentration maximale à laquelle
aucune interférence supérieure à la limite
Composés susceptibles de provoquer des interférences
de
quantification de 0,03 µg/g n’est observée
a
Aroclor 1262 0,25 µg/g
a
Aroclor 1242 2 µg/g
a
Aroclor 1221 2 µg/g
Camphéclore (toxaphène) 0,35 µg/g
a
Halowax 1014 2 µg/g
a
Halowax 1051 0,08 µg/g
MCCP (n-alcanes chlorés à chaîne moyenne) 42 % 2 µg/g
MCCP (n-alcanes chlorés à chaîne moyenne) 52 % 1,2 µg/g
MCCP (n-alcanes chlorés à chaîne moyenne) 57 % 2 µg/g
a
Aroclor 1262, Aroclor 1242, Aroclor 1221, Halowax 1014 et Halowax 1051 sont des produits disponibles dans le
commerce. Cette information est donnée par souci de commodité à l’intention des utilisateurs du présent document et ne
saurait constituer un engagement de l’ISO à l’égard de ce produit.
5 Réactifs
Utiliser des solvants et des réactifs de pureté suffisante, c’est-à-dire renfermant des concentrations de
SCCP suffisamment faibles pour être négligées, par exemple inférieures à la limite de détection de la
méthode.
Soumettre régulièrement des blancs à l’intégralité du mode opératoire pour assurer ainsi un contrôle
analytique de qualité adéquat.
5.1 Solvants pour l’extraction, la chromatographie sur colonne et la préparation des
solutions mères
Le solvant d’extraction est le n-heptane. D’autres solvants non polaires, tels que le n-hexane (C H )
6 14
et le cyclohexane (C H ), peuvent être utilisés à condition d’obtenir des rendements d’extraction
6 12
comparables à ceux du n-heptane.
Pour le conditionnement des colonnes de purification, utiliser des mélanges de n-heptane et de
propanone (acétone) comme décrit ci-dessous.
5.2 Solutions mères de SCCP de référence
Utiliser des solutions du commerce, par exemple dans le cyclohexane ou le n-hexane, de mélanges
initiaux de congénères SCCP de longueur de chaîne carbonée définie, et de différentes teneurs en chlore
connues (voir les deux premières colonnes du Tableau 2). Sinon, employer des solutions prêtes à l’emploi
disponibles dans le commerce et de composition identique.
Des mélanges de solutions synthétiques sont utilisés pour simuler les SCCP rencontrés dans
l’environnement ou les produits techniques de SCCP. Par exemple, la solution mère mélangée
synthétique «Eau du lac Ontario» est mélangée pour ressembler à l’eau du lac Ontario, comme indiqué
dans la Référence [5]. Elle se caractérise par une teneur relativement élevée en C à C , notamment
10 12
en C , et par une faible teneur en chlore, comme ceci est partiellement indiqué dans les échantillons
12
d’eau également. La solution mère mélangée synthétique «Perche» simule une répartition du nombre
d’atomes de carbone rencontrée chez une perche (voir la Référence [6]). Le mélange étalon «Sédiments
de la Drevnice» simule un mélange naturel rapporté dans les sédiments de la rivière Drevnice (voir la
Référence [7]) renfermant une forte teneur en C et une teneur en chlore plus élevée.
13
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Les compositions des mélanges étalons ainsi que les solutions d’assurance qualité sont obligatoires
pour pouvoir quantifier les différents mélanges de SCCP. Un exemple de récupération des solutions de
contrôle qualité est présenté dans l’Annexe H.
Préparer les solutions «Eau du lac Ontario», «Perche» et «Sédiments de la Drevnice» conformément au
Tableau 2.
Tableau 2 — Solutions mères de substances de référence
Solutions étalons, par exemple dans du Solutions étalons mélangées synthé-
n-heptane tiques
proches, des mélanges
environnementaux
Longueur Teneur en Nombre «Eau du «Perche» «Sédiments
de la chlore (%) moyen lac de la
chaîne des mélanges d’atomes de Ontario» Drevnice»
n-alcane de chaînes chlore dans
carbonées les molécules
individuelles (calculé)
Teneur en chlore calculée (%) 50,2 60,6 65,0
Composition, ng/ml
C 44,82 3,22
10
C 50,18 3,97 1 000
10
C 55,00 4,79 1 000
10
C 60,09 5,86 500
10
C 65,02 7,16 1 100 280
10
C 45,50 3,63 1 000
11
C 50,21 4,37 1 000
11
C 55,20 5,31 600
11
C 60,53 6,55 1 000 500
11
C 65,25 7,94 3 000 660
11
C 45,32 3,93 2 000
12
C 50,18 4,76 2 000 800
12
C 55,00 5,74 2 000 2 000
12
C 65,08 8,59 900 1 000
12
C 69,98 10,62 830
12
C 44,90 4,19
13
C 50,23 5,16
13
C 55,03 6,22
13
C 59,98 7,56 100 730
13
C 65,18 9,34 6 000
13
Somme des SCCP (ng/ml) 10 000 10 000 10 000
La teneur en chlore des mélanges (troisième colonne) correspond à la moyenne pondérée.
Stocker les solutions préparées au réfrigérateur, à une température comprise entre 2 °C et 6 °C.
5.3 Solutions mères d’étalon interne préparées à partir de congénères individuels.
Préparer, à partir de solutions étalons de congénères individuels proposées dans le commerce, une
solution mère dans la propanone (acétone) (5.1) à une concentration de, par exemple, 1 μg/ml.
— Des congénères individuels de SCCP ayant une teneur en chlore comprise entre 50 % et 67 %
conviennent comme étalons internes, à condition que les traces observées lors de la détection
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spectrométrique de masse ne soient pas affectées par les composants matriciels, par exemple le
1,1,1,3,11,13,13,13-octachlorotridécane, à par exemple 0,1 µg/ml.
NOTE 1 Les différents congénères individuels de SCCP utilisés comme étalons internes contribuent
probablement à la somme des SCCP dans les échantillons environnementaux. Cette contribution est
cependant < 1 % environ, ce qui signifie que l’augmentation de l’incertitude de mesure est négligeable.
NOTE 2 Différents congénères individuels de SCCP peuvent présenter des facteurs de réponse différents; il
peut par conséquent s’avérer nécessaire d’utiliser des concentrations différentes.
Il convient de stocker les solutions au réfrigérateur, à une température comprise entre 2 °C et 6 °C.
5.4 Solutions d’étalonnage.
Utiliser les mélanges étalons conformément au Tableau 2. Préparer au moins neuf solutions d’étalonnage
(voir le Tableau 3), à des concentrations appropriées à la capabilité de détection du spectromètre de
masse. Combiner et diluer les solutions (5.2) et la solution mère d’étalon interne (5.3) avec du n-heptane,
de manière à préparer des solutions correspondant à la plage d’étalonnage, comme indiqué par exemple
dans le Tableau 3.
Tableau 3 — Solutions d’étalonnage
«Eau du «Sédiments
lac «Perche» de la Étalon interne
Ontario» Drevnice»
Mélange
1,1,1,3,11,13,13,13-octachlorotridécane
µg/ml µg/ml µg/ml µg/ml
Somme des SCCP,
µg/ml
0,15 0,15 0,1
0,15 0,15 0,1
0,15 0,15 0,1
0,6 0,6 0,1
0,6 0,6 0,1
0,6 0,6 0,1
1 1 0,1
1 1 0,1
1 1 0,1
2 2 0,1
2 2 0,1
2 2 0,1
3 3 0,1
3 3 0,1
3 3 0,1
Les solutions peuvent être stockées au réfrigérateur pendant au moins 4 semaines. Avant utilisation,
vérifier la concentration des solutions d’étalonnage par rapport à un étalon préparé de manière
indépendante.
Des solutions de contrôle qualité peuvent être préparées pour vérifier l’étalonnage de manière
indépendante. Pour cela, utiliser les mélanges d’étalonnage donnés dans l’ISO 12010 (voir l’Annexe K).
Ces mélanges sont disponibles dans le commerce (par exemple dans le cyclohexane ou le n-hexane).
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ISO 18635:2016(F)
5.5 Matériaux auxiliaires d’extraction et de purification.
5.5.1 Sable siliceux de grande pureté, granulométrie entre 600 µm et 850 µm, sans blancs de
contamination.
5.5.2 Poudre de cuivre, granulométrie < 63 µm.
5.5.3 Acide chlorhydrique à 2 mol/l.
5.5.4 Al O , neutre, forte activité, (10 % d’eau).
2 3
5.5.5 Laine de verre.
5.6 Gaz vecteurs, pour CG-SM, de grande pureté et conformes aux spécifications du fabricant.
5.7 Azote, N , pureté ≥ 99,996 % en fraction volumique, pour concentrer les solutions.
2
5.8 Sulfate de sodium, anhydre, Na SO , en poudre.
2 4
6 Appareillage
Nettoyer toute la verrerie en la rinçant à l’acétone (propanone) (5.1).
6.1 Flacon à col large, d’une capacité de 1 000 ml à 5 000 ml, pour les sédiments humides ou les boues.
6.2 Appareil de lyophilisation.
6.3 Congélateur.
6.4 Mortier et pilon, ou broyeur.
6.5 Étuves de séchage, capables de maintenir la température entre 100 °C et 400 °C pour calciner
et conserver le matériel de purification, calciner la verrerie et déterminer la teneur en résidus secs des
échantillons.
6.6 Appareil de tamisage avec tamis ayant des mailles (dimensions d’ouverture) appropriées,
par exemple 2 mm.
6.7 Dessiccateur.
6.8 Extracteur par fluide pressurisé (PLE) et filtre adapté au dispositif.
6.9 Dispositif d’évaporation.
Par exemple, évaporateur rotatif, turbo-évaporateur ou dispositif de concentration sous vide.
6.10 Colonnes en verre pour purification chromatographique.
6.11 Système de purification CG (avec conception modulaire).
6.11.1 Pompe, injecteur d’échantillonnage, rack d’échantillons, collecteur de fractions.
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ISO 18635:2016(F)
1)
®
6.11.2 Colonne, Shodex CLNpakPAE 800 AC 8,0 mm × 300 mm, ou équivalent.
6.12 Éprouvettes graduées, de 250 ml et 500 ml.
6.13 Fioles jaugées, de 1 ml, 2 ml, 10 ml et 25 ml.
6.14 Pipettes Pasteur, par exemple 2 ml.
6.15 Seringues, de 2 µl, 5 µl, 10 µl et 50 µl, précision de volume de ± 2 %.
6.16 Flacons pour échantillons.
Un flacon en verre brun équipé d’un bouchon à vis garni de fluoropolymère est le plus approprié.
6.17 Chromatographe en phase gazeuse, avec un injecteur sans division de débit raccordé à un
spectromètre de masse (CG-SM) équipé de l’option d’ionisation chimique (INCE) et du gaz réactif
approprié (par exemple, CH ).
4
6.18 Colonne analytique.
Colonne en silice fondue garnie d’une phase séparatrice non polaire à faible relargage (voir des exemples
à l’Annexe C), par exemple de diamètre intérieur < 0,25 mm, de longueur de 15 m et d’épaisseur de film
de 0,1 µm.
7 Échantillonnage et prétraitement des échantillons
Prélever les échantillons comme spécifié dans l’ISO 5667-12, l’ISO 5667-13 ou l’ISO 5667-17 et les
transvaser dans un flacon (6.1). Les transporter à l’abri de la lumière entre 2 °C et 8 °C. Les stocker
au laboratoire entre 1 °C et 5 °C. Prétraiter immédiatement les échantillons au laboratoire par
homogénéisation et lyophilisation. En fonction de l’opération d’analyse, broyer les échantillons en
utilisant l’appareillage indiqué en 6.4 et les tamiser à l’aide d’un appareillage de tamisage (6.6) avec la
dimension d’ouverture appropriée.
8 Mode opératoire
8.1 Extraction
Placer le filtre et le sable dans l’extracteur conformément aux instructions relatives à l’extracteur
(PLE). Transférer une masse appropriée, par exemple 5 g de matière particulaire en suspension ou
0,5 g de boue d’épuration, de l’échantillon sec prétraité, dans la cellule préparée de l’extracteur. Selon la
concentration prévue dans l’échantillon, ajouter la solution d’étalon interne (5.3). Le solvant n-heptane
permet une extraction complète avec le programme d’extraction indiqué à l’Annexe A.
Concentrer précautionneusement (à une température de 40 °C) l’extrait issu de l’extracteur (par
exemple, 20 ml) jusqu’à environ 1 ml, à l’aide d’un dispositif d’évaporation approprié (6.9).
D’autres techniques d’extraction, par exemple l’extraction Soxhlet ou l’extraction aux ultrasons,
peuvent être utilisées après avoir effectué un exercice de comparaison avec l’extraction PLE et suivant
le programme décrit.
1) Shodex CLNpakPAE 800 AC est un produit disponible dans le commerce. Cette information est donnée par souci
de commodité à l’intention des utilisateurs du présent document et ne saurait constituer un engagement de l’ISO à
l’égard de ce produit.
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ISO 18635:2016(F)
8.2 Purification de l’extrait
Il convient d’effectuer la purification en deux étapes suivante, en commençant avec environ 1 ml
d’extrait concentré dans du n-heptane (voir 8.1):
a) purification par chromatographie sur colonne avec 2 g de poudre de cuivre active (5.5.2); et 2 g
d’Al O neutre, à forte activité (5.5.4);
2 3
2)
®
b) purification par chromatographie d’exclusion stérique (6.11) avec Shodex CLNpakPAE 800 AC
8,0 mm × 300 mm et 0,5 ml/min de propanone (acétone) comme éluant.
Verser la poudre de cuivre dans une colonne en verre équipée d’un bouchon en laine de verre. Activer
le cuivre en ajoutant 10 ml d’acide chlorhydrique à 2 mol/l (5.5.3). Laisser tremper la totalité de l’acide
chlorhydrique dans la poudre de cuivre avant de rincer la colonn
...
Questions, Comments and Discussion
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