ISO 5667-11:1993
(Main)Water quality — Sampling — Part 11: Guidance on sampling of groundwaters
Water quality — Sampling — Part 11: Guidance on sampling of groundwaters
Provides guidance on the design of sampling programmes, sampling techniques and the handling of water samples taken from groundwater for physical, chemical and microbiological assessment. The general purpose of sampling programmes for groundwaters is to survey the quality of groundwater supplies, to detect and assess groundwater pollution, to assist in groundwater resource management, and other more detailed objectives.
Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 11: Guide général pour l'échantillonnage des eaux souterraines
Kakovost vode - Vzorčenje - 11. del: Navodilo za vzorčenje podtalnic
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL IS0
STANDARD 5667-l 1
First edition
1993-03-I 5
Water quality - Sampling -
Part 11:
Guidance on sampling of groundwaters
- khantillonnage -
Qualit6 de I’eau
Partie 7 1: Guide g&&al pour Mchantillonnage des eaux souterraines
Reference number
IS0 5667-l 1 :I 993(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 5667=11:1993(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical 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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 5667-l 1 was prepared by Technical Committee
lSO/K 147, Water quality, Sub-Committee SC 6, Sampling (general
methods).
IS0 5667 consists of the following parts, under the general title Water
quality - Sampling:
- Part I: Guidance on the design of sampling programmes
- Part 2: Guidance on sampling techniques
- Part 3: Guidance on the preservation and handling of samples
- Part 4: Guidance on sampling from lakes, natural and man-made
- Part 5: Guidance on sampling of drinking water and water used for
food and beverage processing
- Part 6: Guidance on sampling of rivers and streams
- Part 7: Guidance on sampling of water and steam in boiler plants
- Part 8: Guidance on the sampling of wet deposition
- Part 9: Guidance on sampling from marine waters
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or
by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without per-
mlsslon in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Posraie 56 l CH-121 1 Genbve 20 l Switzerland
Pnnted I~I Switzerland
II
---------------------- Page: 2 ----------------------
IS0 5667-l 1:1993(El)
- Part 70: Guidance on sampling of waste waters
- Part ir 1: Guidance on sampling of groundwaters
- Part 12: Guidance on sampling of sediments
Annex A forms an integral part of this part of IS0 5667.
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IS0 5667-l 1:1993(E)
Introduction
This part of IS0 5667 is one of a group of standards dealing with the
sampling of specific types of water. It should be read in conjunction par-
ticularly with IS0 5667-1, IS0 5667-2 and IS0 5667-3, which deal re-
spectively, and in a general manner, with the design of sampling
programmes, sampling techniques and the preservation and handling of
samples. The general terminology used is in accordance with that pub-
lished in lSO/TC 147, Water quality, and more particularly with the ter-
minology on sampling given in IS0 6107-2.
iv
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IS0 5667-l 1:1993(E)
INTERNATIONAL STANDARD
Water quality - Sampling -
Part 11:
Guidance on sampling of groundwaters
groundwater quality and to calibrate and validate
1 Scope
suitable groundwater quality models;
d) to develop an understanding of groundwater qual-
ity variations, including those caused by deliberate
This part of IS0 5667 provides guidance on the design actions (e.g. variations in groundwater pumping
of sampling programmes, sampling techniques and
regimes, groundwater recharge by effluent, sur-
the handling of water samples taken from face clean-up activities arising from contaminated
groundwater for physical, chemical and micro- waste disposal sites), in order to achieve optimal
biological assessment. It does not cover sampling re- resource management;
lated to the day-to-day operational control of
groundwater abstractions for potable or other pur- e) to collect data for pollution-control law-
poses, but is concerned with the general surveillance enforcement.
of groundwater quality. Because of the complexity of
groundwater systems, many specific sampling appli-
cations will require specialist hydrogeological advice
which cannot be detailed in this part of IS0 5667. 2 Normative references
The following standards contain provisions which,
A definition of the purpose of groundwater sampling
is an essential prerequisite before identifying the through reference in this text, constitute provisions
principles to be applied to a particular sampling prob- of this part of IS0 5667. At the time of publication, the
lem. The general purpose of sampling programmes editions indicated were valid. All standards are subject
commonly devised for groundwaters is to survey the to revision, and parties to agreements based on this
quality of groundwater supplies, to detect and assess part of IS0 5667 are encouraged to investigate the
groundwater pollution and to assist in groundwater possibility of applying the most recent editions of the
resource management. The principles set out in this standards indicated below. Members of IEC and IS0
part of IS0 5667 also apply to the following more de- maintain registers of currently valid International
tailed objectives: Standards.
a) to determine the suitability of groundwater as a IS0 5667-l : 1980, Water quality - Sampling -
source of drinking water or industrial/agricultural Part I: Guidance on the design of sampling pro-
water, and to monitor its quality during supply; grammes.
IS0 5667-2: 1991, Water quality - Sampling -
b) to identify, at an early stage, the pollution of
Part 2: Guidance on sampling techniques.
aquifers caused by potentially hazardous surface
or sub-surface activities (e.g. the operation of
IS0 5667-3: 1985, Water quality - Sampling -
waste disposal sites, industrial developments,
Part 3: Guidance on the preservation and handling of
mineral exploitation, agricultural practices, changes
in land use); samples.
c) to monitor and understand the movement of IS0 6107.2:1989, Water quality - Vocabulary -
pollutants, in order to assess their impact on Part 2.
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IS0 5667-l 1:1993(E)
stainless steel, or other material incapable of leaching
3 Definitions
organic constituents.
For the purposes of this part of IS0 5667, the follow-
4.1 .ll Materials for borehole construction
ing definitions apply.
For monitoring borehole casings and screens, suitable
3.1 aquifer: Water-bearing formation (bed or
materials are required to avoid modifications to the
stratum) of permeable rock, sand or gravel capable of
chemistry of groundwater samples. Threaded joints
yielding significant quantities of water.
on well casings are recommended, so that glues and
cements do not introduce additional risks of sample
3.2 consolidated aquifer: An aquifer comprising
modification. A wide variety of materials are available
material which is compact due to cementation or
for use in borehole construction In view of their low
compression.
cost, widespread availability and easy handling,
polypropylene and high-density polyethylene are rec-
3.3 groundwater: Water which is being held in, and
ommended for most groundwater sampling purposes.
can usually be recovered from, or via, an underground
However, groundwater that is highly contaminated
formation.
with synthetic organic solvents will attack and cause
deterioration of PVC well casings and screens. In such
3.4 well; borehole: A hole sunk into the ground for
circumstances, stainless steel or polytetra-
abstraction of water or for observation purposes. A
fluoroethylene are the materials recommended for
well is generally of larger diameter than a borehole
borehole construction because of their resistant, inert
and dug rather than drilled. A borehole is often used
character.
for monitoring purposes only and may be lined with
suitable casing and screened at appropriate depths.
4.2 Types of apparatus
3.5 spring: Groundwater emerging naturally through
the surface of the land.
4.2.1 Pumps
3.6 pore water: Water that fills the pores or cavities
A wide variety of pumps, many of which are portable,
within a body of rock or soil.
are suitable for groundwater application. They differ
greatly in their design and pumping capacity and are
3.7 casing: A solid tube used as a temporary or
suited to different conditions of borehole construction
permanent lining for a well or borehole in order to
and sampling depth. Suction lift pumps installed at the
prevent the ingress of solid aquifer material into the
surface cannot lift water from more than 8 m and
borehole or to ensure that groundwater only enters
submersible electric pumps are therefore rec-
the borehole at specific depths via a screen.
ommended for most groundwater sampling, although
bladder-type pumps may also be useful in some ap-
3.8 screen: A type of lining tube, with apertures,
plications, particularly in situations where samples
designed to permit the flow of water into a well while
must be taken from small diameter boreholes
preventing the entry of aquifer or filter pack material.
( < 32 mm), where the use of submersible pumps is
not possible. Suction lift pumps should not be em-
ployed in situations where sampling is carried out pri-
4 Sampling equipment
marily to examine the dissolved gaseous content of
groundwaters.
4.1 Materials
4.2.2 Depth sampling equipment
General information on the choice of materials for
sampling equipment and bottles is given in
Depth sampling equipment (often known as “thief”
IS0 5667-2. Polyethylene, polypropylene, -
POlY
or “grab” samplers) are devices that can be lowered
carbonate and glass containers are recommended for
into a borehole to collect a sample at a specific depth.
most sampling situations.
Designs differ mainly in their closing mechanism.
Open tube samplers allow throughflow of water and
If the biological quality of groundwater is likely to
can be sealed at a specific depth by means of a me-
cause changes in the physico-chemical composition
chanical messenger or electrically operated catch. For
of the water, as much light as possible should be ex-
some specific purposes, such as sampling an aquifer
cluded by using opaque sample containers.
contaminated by an immiscible organic compound, a
sealed depth sampler is preferable. The design used
When sampling groundwater for organic constituents,
should be such that no water comes into contact with
contamination of the sample by other organic material
the sample container until the device is activated at
used in the construction of the borehole or present in
the required depth. Where other methods of sampling
the sampling equipment needs to be minimized. This
are impractical, such as in very deep aquifers (i.e.
is especially important where trace levels of organic
greater than 100 m), depth sampling is rec-
constituents are of interest. In this case, it is advisable
to use special equipment manufactured from glass, ommended.
2
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IS0 5667-l 1:1993(E)
Samples of water may also be collected in a bailer
5 Sampling procedures
during drilling, to provide crude data on groundwater
quality variation with depth. On other occasions,
5.1 Sampling point selection
where pumping of a borehole is not possible, a simple
bailer, such as a weighed bottle or other open con-
5.1.1 General
tainer, can be lowered into the borehole to collect a
water sample. The use of a bailer is only rec-
When using existing boreholes to obtain and gain ac-
ommended for sampling the surface layer of the
cess to ground water, it is necessary to determine
aquifer and is not recommended where other meth-
constructional details to,define from which strata the
ods are available.
sample is being obtained. When new boreholes are
being constructed specifically for sampling, the design
of the borehole (e.g. the open area and length) and
4.2.3 In-situ sampling devices the method of construction need to be chosen, not
only to meet the sampling requirement, but also to
minimize contamination or disturbance of the aquifer.
These include devices, such as porous cups and
The use of degreasants, lubricants, muds, oils and
piezometer points, that .are permanently installed at a
bentonite during drilling should be avoided if at all
specific depth in the aquifer from which discrete
possible, particularly when considering sampling for
samples can be collected. These sampling devices are
organic compounds. In addition, care is necessary to
often installed at different depths in a borehole.
ensure that boreholes completed with a gravel pack
Porous ceramic cups may be used in the unsaturated
around a solid casing and screens at specific levels
or saturated zones: to extract water that enters the
are not subject to short circuiting of aquifer water
porous cup, a vacuum is applied through a tube at-
from different depths via the gravel pack. This can be
tached to the cup. Other devices exist that allow wa-
achieved by sealing the gravel packing in the vicinity
ter to enter through a wire mesh into a sample
of the screens. Attention should also be given to the
chamber that is evacuated by pressurizing with com-
design of borehole installations at the ground surface,
pressed air. Piezometers (small diameter tubes
in order to prevent contamination of the borehole by
screened at the end and open to the surface) can
surface water.
provide groundwater samples from small diameter
pumps, or by suction if the water level is close to
ground level. Several piezometers can be sealed at 5.1.2 Surveillance of the groundwater quality for
different depths in a single borehole. (See also potable supplies
5.3.1.3.)
When monitoring the quality of groundwater supplies
for potable or any other use, all pumped boreholes,
wells and springs should be sampled in order to pro-
4.2.4 Packer systems
tect the use to which the water is put. For potable
supply purposes, any national raw water sampling re-
Packer systems provide a means of extracting water quirements should be referred to for more detailed
from specific depth intervals within a borehole. The advice.
system may consist of one or more sealing devices
When selecting sampling points for supply surveil-
which can be expanded either hydraulically or pneu-
lance, it is recommended that some boreholes re-
matically, once in position down the borehole, to pro-
mote from the abstraction be monitored, in order to
vide a seal. A water sample is obtained from the t
examine the effect of the abstraction on the dynamic
sealed section by pumping or by gas displacement.
characteristics of the aquifer (e.g. the natural
A variety of systems are available, some for perma-
groundwater flow, the variation in thickness of the
nent installation, the others portable. Packers are not
saturated zone).
suitable for use in boreholes with a gravel pack. (See
also 5.3.1 .l .)
5.1.3 Other groundwater quality purposes
For other sampling purposes, the selection of optimal
4.2.5 Pore-water sampling systems
sampling points will be more difficult and be directly
influenced by the purpose of sampling, in addition to
For detailed information about groundwater quality at the particular characteristics of the aquifer that is be-
different depths in either the unsaturated or saturated ing sampled [e.g. the nature of the groundwater flow
zone of an aquifer, pore-water samples can be ex- (whether intergranular or fissure), the hydraulic gradi-
tracted from rock samples obtained from purpose ent and the direction of flow]. In these cases, it is
drilled boreholes. The pore-water is extracted by essential to seek specialist hydrogeological advice to
centrifugation, or by squeezing in a high-pressure assist in the selection of the most appropriate sam-
press. This sampling technique is expensive and is not pling point(s). The use of existing wells or boreholes
recommended for routine monitoring because it re- should not be considered unless they can be shown
quires repeated drilling. to be suitable for the purpose of the sampling pro-
3
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IS0 56674 1:1993(E)
gramme. (In many cases, existing wells and boreholes
5.2 Frequency and time of sampling
may fully penetrate the aquifer and be open, or
screened, throughout their depth, thus making it dif-
Analytical results from a sampling programme need
ficult to examine quality at specific depths.)
to provide estimates of the required information
within the tolerable errors defined in the objectives
Nevertheless, some generalized guidance can be
of the sampling programme. If the objectives do not
given when the objective is to monitor groundwater
include a definition of the magnitude of the tolerable
for contamination from diffuse or point-source inputs.
error, a statistically based sampling programme is im-
possible. For details of the application of statistical
techniques to the definition of sampling frequency,
5.1.3.1 Diffuse contamination of groundwater
refer to IS0 5667-l.
When designing monitoring networks to identify ex-
For quality surveillance of potable supplies (or any
tensive diffuse-source pollution of aquifers, the use
other use-related monitoring activity), the temporal
of existing sampling points in the form of large ca-
variation in quality at a single point is the most im-
pacity production boreholes is recommended, as they
portant factor. For most determinands, monthly or
can provide integrated samples from a large volume
even less frequent sampling will normally be ad-
of the aquifer. However, in some cases of localized
equate when the purpose of sampling is to asses the
or low intensity pollution, the use of this type of
suitability of groundwater as a source of drinking wa-
borehole may dilute the contamination to levels below
ter. Refer to IS0 5667-l and any national statutory
the analytical detection limit: in these cases smaller
requirements for general guidance on the assessment
capacity pumped boreholes are recommended. The
of sampling frequency. More frequent sampling may
part of the aquifer which is most sensitive to pollution
be required to minimize any public health risks in
is that near the boundary between the saturated and
situations where groundwaters are used for potable
unsaturated zones. At least one of the sampling
supplies without disinfection.
boreholes should therefore have a screen near to the
surface of the saturated zone. Other purpose-drilled
For objectives other than potable supply surveillance,
boreholes should be completed and screened over
the sampling frequency should be chosen according
different depth intervals of the aquifer. Sampling
to the variation in quality of the groundwater under
boreholes should be located throughout the area of
investigation, in both a temporal and spatial sense.
interest. It is recommended that sites be chosen to
Changes in the quality of groundwater are usually
represent the different hydrogeological and land-use
much more gradual in time and space than those in
conditions and areas considered to be particularly
surface waters. In some aquifers, factors producing
vulnerable to diffuse pollution.
seasonal variations in quality exist. In other cases,
particularly where groundwater pollution occurs,
short-term variations of between several hours and
5.1.3.2 Point-source contamination of
about two days exist in the composition of samples
groundwater
obtained during a pumping cycle. These variations
have to be recognized before a long-term programme
When specifying sampling points to monitor point-
is defined.
source pollution, such as that arising from a waste
disposal landfill site, it is necessary to consider the
Continuous monitoring of pH, temperature and elec-
location of the site of the pollution in relation to the
trical conductivity can provide a useful means of
groundwater flow direction. Where practical, it is rec-
identifying the need to increase or decrease the
ommended that a sampling borehole to monitor the
sampling frequency for determinands that must be
quality of the groundwater directly beneath the pol-
characterized by sampling. If continuous monitoring
lution source be installed. In addition, at least one
indicates that the rate of quality changes is increasing,
sampling borehole should be screened over a narrow
the sampling frequency should be increased for any
depth range immediately below the water table, so
determinands of interest. Conversely, if the rate of
that any pollutants which are less dense than water
change decreases, or stops, the sampling frequency
will be more easily detected. Further sampling points
may be reduced.
should be located at progressive distances down the
hydraulic gradient from the source of contamination, In cases where there has been a considerable change
in quality of any continuously monitored determinand,
and provision should be made for sampling from a
range of depths. Consideration should also be given it is advisable to consider also extending the range of
to the location of one or two boreholes up the hy- determinands to be routinely analysed, as a pre-
draulic gradient from the source of contamination, so caution.
that the areal extent of the pollution plume can be
Continuous monitoring is also a useful means of
identified. Such boreholes may also be of assistance
identifying the most appropriate time to sample
to quality control studies, by providing information on
pumped observation boreholes which are being used
the extent of potential contamination by the sampling
to obtain representative samples of aquifer water.
procedure, particularly where the analysis of trace
Where significant variations are recorded [i.e.
materials is of interest.
4
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IS0 5667=11:1993(E)
+ 10 %, in terms of concentration (mass/unit volume) 5.3.1 .l Pumped sampling
within the pumped discharge], this probably indicates
local transient conditions within the borehole itself Pumped samples from production boreholes used for
during the early stages of pumping, and samples potable or other supplies may comprise a mixture of
should not be collected until the monitoring suggests water entering the open or screened length of the
that an equilibrium has been reached. If no significant borehole from different depths. This sampling method
quality variations occur, the time at which the sample is, therefore, only recommended where groundwater
is collected after the commencement of pumping quality is vertically uniform or where a composite
need only be sufficient for the borehole to be purged. vertical sample of approximately average composition
is all that is required, as might be the case when
sampling water abstracted from a borehole for potable
supply purposes. In these cases, depending on the
5.3 Choice of sampling method
well-head construction, the water sample should be
collected as close as possible to the exit from the
borehole, in order to avoid sample instability problems
(see 5.4).
5.3.1 Factors affecting representative sampling
Samples should not be collected from pumping
In order to achieve representative sampling within an
boreholes until the pump has been running for a suf-
aquifer, the sampling method needs to be capable of
ficient length of time to remove the standing water in
withdrawing samples whose composition reflects the
the borehole column, to ensure that new water is
actual spatial and temporal composition of the
being drawn directly from the aquifer. The pumping
groundwater under study. Since the majority of sam-
time required can be calculated approximately from
pling points in aquifers are wells or boreholes, they
the size of the borehole, the pumping rate and the
will disturb the natural groundwater system, es-
hydraulic conductivity but should be more accurately
pecially as a result of induced vertical chemical and
confirmed by monitoring any changes in dissolved
hydraulic gradients.
oxygen, pH, temperature or electrical conductivity of
the pumped water. In these cases, samples should
In some sampling situations, mineral material may
not be taken until no significant variations [< &- IO %
accumulate in sampling boreholes between sampling
in terms of quality (mass/unit volume) or + 0,2 OC in
operations. Therefore, the water within the borehole
terms of temperature] are observed. However, it
column will be unrepresentative of that in the aquifer
should be noted that, in addition to measuring surro-
under study. Sampling boreholes should therefore be
gates such as temperature or electrical conductivity,
purged before sampling, by pumping to waste a vol-
it may often be necessary to measure determinands
ume of water equivalent to at least 4 to 6 times the
of direct interest, for example complex organic ma-
internal volume of the borehole itself. In some situ-
terial in cases of groundwater contamination.
ations, it may be necessary to employ two different
pumping rates: a short period of high rate pumping
The most effective methods of taking samples from
may be necessary to clear the borehole, followed by
an aquifer in which groundwater quality varies with
a lower rate designed to achieve quality stabilization
depth are to sample specific aquifer horizons using
before sampling.
specially constructed observation boreholes or, alter-
natively, to sample from sealed sections of boreholes.
Vertical stratification in groundwater quality may be
In the former, portable pumping equipment can be
natural or a consequence of pollution. For example,
used to pump samples from a series of observation
diffuse pollution usually results in a more polluted
boreholes in relatively close proximity, each com-
layer of groundwater at the top of the saturated
pleted and screened to enable samples to be drawn
aquifer, whereas pollutants that are more dense than
from a different depth range of the aquifer. In the lat-
water tend to accumulate above a less permeable
ter, samples are pumped from a sealed section of a
layer at depth, or at the base of the aquifer. Sampling
borehole by means of a packer-pump assembly,
methods therefore need to be capable of detecting
thereby providing a means of obtaining a discrete
vertical as well as areal variations in groundwater
sample of water within a specific depth range of the
quality.
aquifer (see 4.2.4). This sampling method is only rec-
ommended for use in consolidated aquifers: it is not
The method of sampling also needs to reflect the
appropriate for use in boreholes completed with a
complexities of groundwater flow in that it must take
screen and gravel pack.
account of the aquifer flow mechanism (whether
fissure or intergranular), the direction of the flow and
5.3.1.2 Depth sampling
the hydraulic gradients in the aquifer, which can
produce strong natural flows up or down the borehole
Depth sampling consists of lowering a sampling de-
column itself. Traditionally, two common sampling
methods are employed, namely pumped sampling vice (see 4.2.2) into the borehole or well, allowing it
and depth sampling; both have their uses and limi- to fill with water at a known depth, and retrieving the
tations, which need to be carefully considered when sample for transfer to an appropriate container, where
identifying the scope for their use. necessary. This method of sampling is normally only
5
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IS0 5667-l 1:1993(E)
suitable for use in observation boreholes that are not
5.4 Transport, stabilization and storage of
being pumped, although depth samples can be col-
samples
lected from boreholes during pumping if there is clear
access past the pump such as a solid acccess tube
Groundwater samples are often taken at sites remote
installed for this purpose. Depth samples should
from laboratory facilities. The manner in which
never be collected from within the solid casing of a
groundwater samples are stored and handled before
borehole, since the water cannot have originated at
analysis is therefore extremely important, if results
the depth at which the sampling device is activated
are to be representative of conditions at the time of
and, under static conditions, may have altered in
sampling. For general guidance on these aspects, re-
quality due to chemical or microbiological activity.
fer to IS0 5667-2 and IS0 5667-3, but account should
also be taken of the following specific guidance.
Even within the open or screened section of
boreholes, depth sampling can only be of limited value
The most significant problem in groundwater sam-
because natural or induced flows within the borehole
pling is that of obtaining an accurate indication of wa-
can make the origin of the samples uncertain. Depth
ter quality in the sub-surface. Problems arise because
sampling is only suitable if the origins of the samples
of the physical and chemical changes that occur as
(in terms of the depths of water inflow into the
samples are removed from the aquifer. Most
borehole) are known. This may be achieved by deter-
groundwater sampling methods result in the sample
mining the depths of water inflow to the borehole and
undergoing temperature and pressure changes which
flows within the bor
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 5667-11:1996
01-avgust-1996
.DNRYRVWYRGH9]RUþHQMHGHO 1DYRGLOR]DY]RUþHQMHSRGWDOQLF
Water quality -- Sampling -- Part 11: Guidance on sampling of groundwaters
Qualité de l'eau -- Échantillonnage -- Partie 11: Guide général pour l'échantillonnage des
eaux souterraines
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 5667-11:1993
ICS:
13.060.10 Voda iz naravnih virov Water of natural resources
13.060.45 Preiskava vode na splošno Examination of water in
general
SIST ISO 5667-11:1996 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO 5667-11:1996
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SIST ISO 5667-11:1996
INTERNATIONAL IS0
STANDARD 5667-l 1
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Water quality - Sampling -
Part 11:
Guidance on sampling of groundwaters
- khantillonnage -
Qualit6 de I’eau
Partie 7 1: Guide g&&al pour Mchantillonnage des eaux souterraines
Reference number
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SIST ISO 5667-11:1996
IS0 5667=11:1993(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
technical committees. Each member body interested in a subject for
which a technical 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. IS0
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission
(IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 5667-l 1 was prepared by Technical Committee
lSO/K 147, Water quality, Sub-Committee SC 6, Sampling (general
methods).
IS0 5667 consists of the following parts, under the general title Water
quality - Sampling:
- Part I: Guidance on the design of sampling programmes
- Part 2: Guidance on sampling techniques
- Part 3: Guidance on the preservation and handling of samples
- Part 4: Guidance on sampling from lakes, natural and man-made
- Part 5: Guidance on sampling of drinking water and water used for
food and beverage processing
- Part 6: Guidance on sampling of rivers and streams
- Part 7: Guidance on sampling of water and steam in boiler plants
- Part 8: Guidance on the sampling of wet deposition
- Part 9: Guidance on sampling from marine waters
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or
by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without per-
mlsslon in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Posraie 56 l CH-121 1 Genbve 20 l Switzerland
Pnnted I~I Switzerland
II
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SIST ISO 5667-11:1996
IS0 5667-l 1:1993(El)
- Part 70: Guidance on sampling of waste waters
- Part ir 1: Guidance on sampling of groundwaters
- Part 12: Guidance on sampling of sediments
Annex A forms an integral part of this part of IS0 5667.
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SIST ISO 5667-11:1996
IS0 5667-l 1:1993(E)
Introduction
This part of IS0 5667 is one of a group of standards dealing with the
sampling of specific types of water. It should be read in conjunction par-
ticularly with IS0 5667-1, IS0 5667-2 and IS0 5667-3, which deal re-
spectively, and in a general manner, with the design of sampling
programmes, sampling techniques and the preservation and handling of
samples. The general terminology used is in accordance with that pub-
lished in lSO/TC 147, Water quality, and more particularly with the ter-
minology on sampling given in IS0 6107-2.
iv
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SIST ISO 5667-11:1996
IS0 5667-l 1:1993(E)
INTERNATIONAL STANDARD
Water quality - Sampling -
Part 11:
Guidance on sampling of groundwaters
groundwater quality and to calibrate and validate
1 Scope
suitable groundwater quality models;
d) to develop an understanding of groundwater qual-
ity variations, including those caused by deliberate
This part of IS0 5667 provides guidance on the design actions (e.g. variations in groundwater pumping
of sampling programmes, sampling techniques and
regimes, groundwater recharge by effluent, sur-
the handling of water samples taken from face clean-up activities arising from contaminated
groundwater for physical, chemical and micro- waste disposal sites), in order to achieve optimal
biological assessment. It does not cover sampling re- resource management;
lated to the day-to-day operational control of
groundwater abstractions for potable or other pur- e) to collect data for pollution-control law-
poses, but is concerned with the general surveillance enforcement.
of groundwater quality. Because of the complexity of
groundwater systems, many specific sampling appli-
cations will require specialist hydrogeological advice
which cannot be detailed in this part of IS0 5667. 2 Normative references
The following standards contain provisions which,
A definition of the purpose of groundwater sampling
is an essential prerequisite before identifying the through reference in this text, constitute provisions
principles to be applied to a particular sampling prob- of this part of IS0 5667. At the time of publication, the
lem. The general purpose of sampling programmes editions indicated were valid. All standards are subject
commonly devised for groundwaters is to survey the to revision, and parties to agreements based on this
quality of groundwater supplies, to detect and assess part of IS0 5667 are encouraged to investigate the
groundwater pollution and to assist in groundwater possibility of applying the most recent editions of the
resource management. The principles set out in this standards indicated below. Members of IEC and IS0
part of IS0 5667 also apply to the following more de- maintain registers of currently valid International
tailed objectives: Standards.
a) to determine the suitability of groundwater as a IS0 5667-l : 1980, Water quality - Sampling -
source of drinking water or industrial/agricultural Part I: Guidance on the design of sampling pro-
water, and to monitor its quality during supply; grammes.
IS0 5667-2: 1991, Water quality - Sampling -
b) to identify, at an early stage, the pollution of
Part 2: Guidance on sampling techniques.
aquifers caused by potentially hazardous surface
or sub-surface activities (e.g. the operation of
IS0 5667-3: 1985, Water quality - Sampling -
waste disposal sites, industrial developments,
Part 3: Guidance on the preservation and handling of
mineral exploitation, agricultural practices, changes
in land use); samples.
c) to monitor and understand the movement of IS0 6107.2:1989, Water quality - Vocabulary -
pollutants, in order to assess their impact on Part 2.
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SIST ISO 5667-11:1996
IS0 5667-l 1:1993(E)
stainless steel, or other material incapable of leaching
3 Definitions
organic constituents.
For the purposes of this part of IS0 5667, the follow-
4.1 .ll Materials for borehole construction
ing definitions apply.
For monitoring borehole casings and screens, suitable
3.1 aquifer: Water-bearing formation (bed or
materials are required to avoid modifications to the
stratum) of permeable rock, sand or gravel capable of
chemistry of groundwater samples. Threaded joints
yielding significant quantities of water.
on well casings are recommended, so that glues and
cements do not introduce additional risks of sample
3.2 consolidated aquifer: An aquifer comprising
modification. A wide variety of materials are available
material which is compact due to cementation or
for use in borehole construction In view of their low
compression.
cost, widespread availability and easy handling,
polypropylene and high-density polyethylene are rec-
3.3 groundwater: Water which is being held in, and
ommended for most groundwater sampling purposes.
can usually be recovered from, or via, an underground
However, groundwater that is highly contaminated
formation.
with synthetic organic solvents will attack and cause
deterioration of PVC well casings and screens. In such
3.4 well; borehole: A hole sunk into the ground for
circumstances, stainless steel or polytetra-
abstraction of water or for observation purposes. A
fluoroethylene are the materials recommended for
well is generally of larger diameter than a borehole
borehole construction because of their resistant, inert
and dug rather than drilled. A borehole is often used
character.
for monitoring purposes only and may be lined with
suitable casing and screened at appropriate depths.
4.2 Types of apparatus
3.5 spring: Groundwater emerging naturally through
the surface of the land.
4.2.1 Pumps
3.6 pore water: Water that fills the pores or cavities
A wide variety of pumps, many of which are portable,
within a body of rock or soil.
are suitable for groundwater application. They differ
greatly in their design and pumping capacity and are
3.7 casing: A solid tube used as a temporary or
suited to different conditions of borehole construction
permanent lining for a well or borehole in order to
and sampling depth. Suction lift pumps installed at the
prevent the ingress of solid aquifer material into the
surface cannot lift water from more than 8 m and
borehole or to ensure that groundwater only enters
submersible electric pumps are therefore rec-
the borehole at specific depths via a screen.
ommended for most groundwater sampling, although
bladder-type pumps may also be useful in some ap-
3.8 screen: A type of lining tube, with apertures,
plications, particularly in situations where samples
designed to permit the flow of water into a well while
must be taken from small diameter boreholes
preventing the entry of aquifer or filter pack material.
( < 32 mm), where the use of submersible pumps is
not possible. Suction lift pumps should not be em-
ployed in situations where sampling is carried out pri-
4 Sampling equipment
marily to examine the dissolved gaseous content of
groundwaters.
4.1 Materials
4.2.2 Depth sampling equipment
General information on the choice of materials for
sampling equipment and bottles is given in
Depth sampling equipment (often known as “thief”
IS0 5667-2. Polyethylene, polypropylene, -
POlY
or “grab” samplers) are devices that can be lowered
carbonate and glass containers are recommended for
into a borehole to collect a sample at a specific depth.
most sampling situations.
Designs differ mainly in their closing mechanism.
Open tube samplers allow throughflow of water and
If the biological quality of groundwater is likely to
can be sealed at a specific depth by means of a me-
cause changes in the physico-chemical composition
chanical messenger or electrically operated catch. For
of the water, as much light as possible should be ex-
some specific purposes, such as sampling an aquifer
cluded by using opaque sample containers.
contaminated by an immiscible organic compound, a
sealed depth sampler is preferable. The design used
When sampling groundwater for organic constituents,
should be such that no water comes into contact with
contamination of the sample by other organic material
the sample container until the device is activated at
used in the construction of the borehole or present in
the required depth. Where other methods of sampling
the sampling equipment needs to be minimized. This
are impractical, such as in very deep aquifers (i.e.
is especially important where trace levels of organic
greater than 100 m), depth sampling is rec-
constituents are of interest. In this case, it is advisable
to use special equipment manufactured from glass, ommended.
2
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SIST ISO 5667-11:1996
IS0 5667-l 1:1993(E)
Samples of water may also be collected in a bailer
5 Sampling procedures
during drilling, to provide crude data on groundwater
quality variation with depth. On other occasions,
5.1 Sampling point selection
where pumping of a borehole is not possible, a simple
bailer, such as a weighed bottle or other open con-
5.1.1 General
tainer, can be lowered into the borehole to collect a
water sample. The use of a bailer is only rec-
When using existing boreholes to obtain and gain ac-
ommended for sampling the surface layer of the
cess to ground water, it is necessary to determine
aquifer and is not recommended where other meth-
constructional details to,define from which strata the
ods are available.
sample is being obtained. When new boreholes are
being constructed specifically for sampling, the design
of the borehole (e.g. the open area and length) and
4.2.3 In-situ sampling devices the method of construction need to be chosen, not
only to meet the sampling requirement, but also to
minimize contamination or disturbance of the aquifer.
These include devices, such as porous cups and
The use of degreasants, lubricants, muds, oils and
piezometer points, that .are permanently installed at a
bentonite during drilling should be avoided if at all
specific depth in the aquifer from which discrete
possible, particularly when considering sampling for
samples can be collected. These sampling devices are
organic compounds. In addition, care is necessary to
often installed at different depths in a borehole.
ensure that boreholes completed with a gravel pack
Porous ceramic cups may be used in the unsaturated
around a solid casing and screens at specific levels
or saturated zones: to extract water that enters the
are not subject to short circuiting of aquifer water
porous cup, a vacuum is applied through a tube at-
from different depths via the gravel pack. This can be
tached to the cup. Other devices exist that allow wa-
achieved by sealing the gravel packing in the vicinity
ter to enter through a wire mesh into a sample
of the screens. Attention should also be given to the
chamber that is evacuated by pressurizing with com-
design of borehole installations at the ground surface,
pressed air. Piezometers (small diameter tubes
in order to prevent contamination of the borehole by
screened at the end and open to the surface) can
surface water.
provide groundwater samples from small diameter
pumps, or by suction if the water level is close to
ground level. Several piezometers can be sealed at 5.1.2 Surveillance of the groundwater quality for
different depths in a single borehole. (See also potable supplies
5.3.1.3.)
When monitoring the quality of groundwater supplies
for potable or any other use, all pumped boreholes,
wells and springs should be sampled in order to pro-
4.2.4 Packer systems
tect the use to which the water is put. For potable
supply purposes, any national raw water sampling re-
Packer systems provide a means of extracting water quirements should be referred to for more detailed
from specific depth intervals within a borehole. The advice.
system may consist of one or more sealing devices
When selecting sampling points for supply surveil-
which can be expanded either hydraulically or pneu-
lance, it is recommended that some boreholes re-
matically, once in position down the borehole, to pro-
mote from the abstraction be monitored, in order to
vide a seal. A water sample is obtained from the t
examine the effect of the abstraction on the dynamic
sealed section by pumping or by gas displacement.
characteristics of the aquifer (e.g. the natural
A variety of systems are available, some for perma-
groundwater flow, the variation in thickness of the
nent installation, the others portable. Packers are not
saturated zone).
suitable for use in boreholes with a gravel pack. (See
also 5.3.1 .l .)
5.1.3 Other groundwater quality purposes
For other sampling purposes, the selection of optimal
4.2.5 Pore-water sampling systems
sampling points will be more difficult and be directly
influenced by the purpose of sampling, in addition to
For detailed information about groundwater quality at the particular characteristics of the aquifer that is be-
different depths in either the unsaturated or saturated ing sampled [e.g. the nature of the groundwater flow
zone of an aquifer, pore-water samples can be ex- (whether intergranular or fissure), the hydraulic gradi-
tracted from rock samples obtained from purpose ent and the direction of flow]. In these cases, it is
drilled boreholes. The pore-water is extracted by essential to seek specialist hydrogeological advice to
centrifugation, or by squeezing in a high-pressure assist in the selection of the most appropriate sam-
press. This sampling technique is expensive and is not pling point(s). The use of existing wells or boreholes
recommended for routine monitoring because it re- should not be considered unless they can be shown
quires repeated drilling. to be suitable for the purpose of the sampling pro-
3
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SIST ISO 5667-11:1996
IS0 56674 1:1993(E)
gramme. (In many cases, existing wells and boreholes
5.2 Frequency and time of sampling
may fully penetrate the aquifer and be open, or
screened, throughout their depth, thus making it dif-
Analytical results from a sampling programme need
ficult to examine quality at specific depths.)
to provide estimates of the required information
within the tolerable errors defined in the objectives
Nevertheless, some generalized guidance can be
of the sampling programme. If the objectives do not
given when the objective is to monitor groundwater
include a definition of the magnitude of the tolerable
for contamination from diffuse or point-source inputs.
error, a statistically based sampling programme is im-
possible. For details of the application of statistical
techniques to the definition of sampling frequency,
5.1.3.1 Diffuse contamination of groundwater
refer to IS0 5667-l.
When designing monitoring networks to identify ex-
For quality surveillance of potable supplies (or any
tensive diffuse-source pollution of aquifers, the use
other use-related monitoring activity), the temporal
of existing sampling points in the form of large ca-
variation in quality at a single point is the most im-
pacity production boreholes is recommended, as they
portant factor. For most determinands, monthly or
can provide integrated samples from a large volume
even less frequent sampling will normally be ad-
of the aquifer. However, in some cases of localized
equate when the purpose of sampling is to asses the
or low intensity pollution, the use of this type of
suitability of groundwater as a source of drinking wa-
borehole may dilute the contamination to levels below
ter. Refer to IS0 5667-l and any national statutory
the analytical detection limit: in these cases smaller
requirements for general guidance on the assessment
capacity pumped boreholes are recommended. The
of sampling frequency. More frequent sampling may
part of the aquifer which is most sensitive to pollution
be required to minimize any public health risks in
is that near the boundary between the saturated and
situations where groundwaters are used for potable
unsaturated zones. At least one of the sampling
supplies without disinfection.
boreholes should therefore have a screen near to the
surface of the saturated zone. Other purpose-drilled
For objectives other than potable supply surveillance,
boreholes should be completed and screened over
the sampling frequency should be chosen according
different depth intervals of the aquifer. Sampling
to the variation in quality of the groundwater under
boreholes should be located throughout the area of
investigation, in both a temporal and spatial sense.
interest. It is recommended that sites be chosen to
Changes in the quality of groundwater are usually
represent the different hydrogeological and land-use
much more gradual in time and space than those in
conditions and areas considered to be particularly
surface waters. In some aquifers, factors producing
vulnerable to diffuse pollution.
seasonal variations in quality exist. In other cases,
particularly where groundwater pollution occurs,
short-term variations of between several hours and
5.1.3.2 Point-source contamination of
about two days exist in the composition of samples
groundwater
obtained during a pumping cycle. These variations
have to be recognized before a long-term programme
When specifying sampling points to monitor point-
is defined.
source pollution, such as that arising from a waste
disposal landfill site, it is necessary to consider the
Continuous monitoring of pH, temperature and elec-
location of the site of the pollution in relation to the
trical conductivity can provide a useful means of
groundwater flow direction. Where practical, it is rec-
identifying the need to increase or decrease the
ommended that a sampling borehole to monitor the
sampling frequency for determinands that must be
quality of the groundwater directly beneath the pol-
characterized by sampling. If continuous monitoring
lution source be installed. In addition, at least one
indicates that the rate of quality changes is increasing,
sampling borehole should be screened over a narrow
the sampling frequency should be increased for any
depth range immediately below the water table, so
determinands of interest. Conversely, if the rate of
that any pollutants which are less dense than water
change decreases, or stops, the sampling frequency
will be more easily detected. Further sampling points
may be reduced.
should be located at progressive distances down the
hydraulic gradient from the source of contamination, In cases where there has been a considerable change
in quality of any continuously monitored determinand,
and provision should be made for sampling from a
range of depths. Consideration should also be given it is advisable to consider also extending the range of
to the location of one or two boreholes up the hy- determinands to be routinely analysed, as a pre-
draulic gradient from the source of contamination, so caution.
that the areal extent of the pollution plume can be
Continuous monitoring is also a useful means of
identified. Such boreholes may also be of assistance
identifying the most appropriate time to sample
to quality control studies, by providing information on
pumped observation boreholes which are being used
the extent of potential contamination by the sampling
to obtain representative samples of aquifer water.
procedure, particularly where the analysis of trace
Where significant variations are recorded [i.e.
materials is of interest.
4
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SIST ISO 5667-11:1996
IS0 5667=11:1993(E)
+ 10 %, in terms of concentration (mass/unit volume) 5.3.1 .l Pumped sampling
within the pumped discharge], this probably indicates
local transient conditions within the borehole itself Pumped samples from production boreholes used for
during the early stages of pumping, and samples potable or other supplies may comprise a mixture of
should not be collected until the monitoring suggests water entering the open or screened length of the
that an equilibrium has been reached. If no significant borehole from different depths. This sampling method
quality variations occur, the time at which the sample is, therefore, only recommended where groundwater
is collected after the commencement of pumping quality is vertically uniform or where a composite
need only be sufficient for the borehole to be purged. vertical sample of approximately average composition
is all that is required, as might be the case when
sampling water abstracted from a borehole for potable
supply purposes. In these cases, depending on the
5.3 Choice of sampling method
well-head construction, the water sample should be
collected as close as possible to the exit from the
borehole, in order to avoid sample instability problems
(see 5.4).
5.3.1 Factors affecting representative sampling
Samples should not be collected from pumping
In order to achieve representative sampling within an
boreholes until the pump has been running for a suf-
aquifer, the sampling method needs to be capable of
ficient length of time to remove the standing water in
withdrawing samples whose composition reflects the
the borehole column, to ensure that new water is
actual spatial and temporal composition of the
being drawn directly from the aquifer. The pumping
groundwater under study. Since the majority of sam-
time required can be calculated approximately from
pling points in aquifers are wells or boreholes, they
the size of the borehole, the pumping rate and the
will disturb the natural groundwater system, es-
hydraulic conductivity but should be more accurately
pecially as a result of induced vertical chemical and
confirmed by monitoring any changes in dissolved
hydraulic gradients.
oxygen, pH, temperature or electrical conductivity of
the pumped water. In these cases, samples should
In some sampling situations, mineral material may
not be taken until no significant variations [< &- IO %
accumulate in sampling boreholes between sampling
in terms of quality (mass/unit volume) or + 0,2 OC in
operations. Therefore, the water within the borehole
terms of temperature] are observed. However, it
column will be unrepresentative of that in the aquifer
should be noted that, in addition to measuring surro-
under study. Sampling boreholes should therefore be
gates such as temperature or electrical conductivity,
purged before sampling, by pumping to waste a vol-
it may often be necessary to measure determinands
ume of water equivalent to at least 4 to 6 times the
of direct interest, for example complex organic ma-
internal volume of the borehole itself. In some situ-
terial in cases of groundwater contamination.
ations, it may be necessary to employ two different
pumping rates: a short period of high rate pumping
The most effective methods of taking samples from
may be necessary to clear the borehole, followed by
an aquifer in which groundwater quality varies with
a lower rate designed to achieve quality stabilization
depth are to sample specific aquifer horizons using
before sampling.
specially constructed observation boreholes or, alter-
natively, to sample from sealed sections of boreholes.
Vertical stratification in groundwater quality may be
In the former, portable pumping equipment can be
natural or a consequence of pollution. For example,
used to pump samples from a series of observation
diffuse pollution usually results in a more polluted
boreholes in relatively close proximity, each com-
layer of groundwater at the top of the saturated
pleted and screened to enable samples to be drawn
aquifer, whereas pollutants that are more dense than
from a different depth range of the aquifer. In the lat-
water tend to accumulate above a less permeable
ter, samples are pumped from a sealed section of a
layer at depth, or at the base of the aquifer. Sampling
borehole by means of a packer-pump assembly,
methods therefore need to be capable of detecting
thereby providing a means of obtaining a discrete
vertical as well as areal variations in groundwater
sample of water within a specific depth range of the
quality.
aquifer (see 4.2.4). This sampling method is only rec-
ommended for use in consolidated aquifers: it is not
The method of sampling also needs to reflect the
appropriate for use in boreholes completed with a
complexities of groundwater flow in that it must take
screen and gravel pack.
account of the aquifer flow mechanism (whether
fissure or intergranular), the direction of the flow and
5.3.1.2 Depth sampling
the hydraulic gradients in the aquifer, which can
produce strong natural flows up or down the borehole
Depth sampling consists of lowering a sampling de-
column itself. Traditionally, two common sampling
methods are employed, namely pumped sampling vice (see 4.2.2) into the borehole or well, allowing it
and depth sampling; both have their uses and limi- to fill with water at a known depth, and retrieving the
tations, which need to be carefully considered when sample for transfer to an appropriate container, where
identifying the scope for their use. necessary. This method of sampling is normally only
5
---------------------- Page: 11 ----------------------
SIST ISO 5667-11:1996
IS0 5667-l 1:1993(E)
suitable for use in observation boreholes that are not
5.4 Transport, stabilization and storage of
being pumped, although depth samples can be col-
samples
lected from boreholes during pumping if there is clear
access past the pump such as a solid acccess tube
Groundwater samples are often taken at sites remote
installed for this purpose. Depth samples should
from laboratory facilities. The manner in which
never be collected from within the solid casing of a
groundwater samples are stored and handled before
borehole, since the water cannot have originated at
analysis is therefore extremely important, if results
the depth at which the sampling device is activated
are to be representative of conditions at the time of
and, under static conditions, may have altered in
samp
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5667-11
Première édition
1993-03-l 5
- Échantillonnage -
Qualité de l’eau
Partie 11:
Guide général pour l’échantillonnage des eaux
souterraines
Water quality - Sampling -
Part Il: Guidance on sampling of groundwaters
Numéro de référence
ISO 5667-l 1:1993(F)
--
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 566741:1993(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une federation
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé a cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 5667-l 1 a été élaborée par le comité techni-
que lSO/TC 147, Qualité de /‘eau, sous-comité SC 6, ÉchantiIonnage
(méthodes générales).
L’ISO 5667 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Qualité de l’eau - Échantillonnage:
- Partie 1: Guide général pour I’etablissement des programmes
d’échantillonnage
- Partie 2: Guide général sur les techniques d’échantillonnage
- Partie 3: Guide général pour la conservation et la manipulation des
échantillons
- Partie 4: Guide pour l’échantillonnage des eaux des lacs naturels et
des lacs artificiels
- Partie 5: Guide pour l’échantillonnage de l’eau potable et de l’eau
utilisée dans l’industrie alimentaire et des boissons
- Partie 6: Guide pour l’échantillonnage des rivières et des cours
d’eau
- Partie 7: Guide général pour l’échantillonnage des eaux et des va-
peurs dans les chaudières
0 ISO 1993
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 5667-l 1:1993(F)
- Partie 8: Guide généra I pour Mchantillonnage des dépôts humides
- Partie 9: Guide généra I pour Mchantillonnage des eaux marines
- Partie 10: Guide pour l’échantillonnage des eaux résiduaires
- Partie II: Guide général pour l’échantillonnage des eaux souterrai-
nes
- Partie 12: Guide général pour l’échantillonnage des sédiments
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 5667.
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 5667-11:1993(F)
Introduction
La présente partie de I’ISO 5667 appartient a une série de normes rela-
tives à l’échantillonnage de types d’eau spécifiques. II convient de lire
conjointement NS0 5667-1, I’ISO 5667-2 et I’ISO 5667-3 qui traitent res-
pectivement, sous leurs aspects généraux, de l’établissement des pro-
grammes d’échantillonnage, des techniques d’échantillonnages et des
méthodes de conservation et de manipulation des échantillons. La termi-
nologie générale utilisée est conforme aux normes terminologiques pu-
bliées par I’ISO/TC 147, Qualité de l’eau, et notamment à la terminologie
relative a l’échantillonnage de NS0 6107-2.
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE
ISO 5667-l 1:1993(F)
Qualité de l’eau - Échantillonnage -
Partie 11:
Guide général pour l’échantillonnage des eaux souterraines
pement d’acitivités industrielles, exploitation
1 Domaine d’application
minière, pratiques agricoles, modification des mo-
des de mise en valeur des sols);
La présente partie de I’ISO 5667 constitue un guide surveillance et analyse du déplacement des pol-
d
relatif à l’établissement des programmes d’échan-
luants, en vue d’évaluer leur impact sur la qualité
tillonnage, les techniques d’échantillonnage et la ma-
des eaux souterraines et d’établir et valider des
nipulation des échantillons pour l’évaluation des
modèles de qualité de ces eaux;
propriétés physiques, chimiques et microbiologiques
des eaux souterraines. Elle ne traite pas des échan- analyse des variations de la qualité des eaux sou-
dl
tillonnages destinés aux contrôles au jour le jour des terraines, y compris des variations résultant d’ac-
captages d’eaux souterraines utilisées pour la boisson tions délibérées (par exemple, modification du
ou d’autres emplois, mais de la surveillance générale
régime de pompage des eaux souterraines, rejet
de la qualité des eaux souterraines. En raison de la
d’un effluent dans des eaux souterraines, net-
complexité des réseaux d’eaux souterraines, il faudra toyage en surface des sites de stockage de dé-
recourir, pour bon nombre d’applications spécifiques, chets contaminés) en vue d’optimiser la gestion
à l’avis d’experts en hydrogéologie, les problèmes des ressources;
rencontrés ne pouvant être traites de façon détaillée
dans la présente partie de I’ISO 5667. recueil de données en vue du renforcement des
e)
lois sur le contrôle de la pollution.
II est essentiel de bien définir les objectifs de
l’échantillonnage avant d’identifier les principes à ap-
pliquer à un problème d’échantillonnage particulier. La
finalité générale des programmes d’échantillonnage
2 Références normatives
des eaux souterraines est habituellement la sur-
veillance de la qualité des eaux souterraines distri-
buées, la détection et l’évaluation de pollutions Les normes suivantes contiennent des dispositions
souterraines et la gestion des ressources en eaux qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
souterraines. Les principes définis dans la présente tuent des dispositions valables pour la présente partie
partie de I’ISO 5667 s’appliquent également à des de I’ISO 5667. Au moment de la publication, les édi-
objectifs d’échantillonnage plus précis: tions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est
sujette à révision et les parties prenantes des accords
a) détermination de l’aptitude des eaux souterraines fondés sur la présente partie de I’ISO 5667 sont invi-
à l’emploi comme sources d’eau potable ou tées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
comme eaux à usage industriel ou agricole, et les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
surveillance de la qualité pendant les périodes de
des Normes internationales en vigueur à un moment
distribution;
donné.
b) identification précoce de pollutions des aquifères
ISO 5667-l : 1980, Qualit de l’eau - Échantillonnage
résultant d’activités potentiellement dangereuses
en surface ou sous la surface (par exemple, exis- - Partie 1: Guide général pour I’établissemen t des
programmes d’échantillonnage.
tence de sites de stockage des déchets, dévelop-
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ISO 5667=11:1993(F)
ISO 5667-2: 1991, Qualité de l’eau - Échantillonnage flacons d’échantillonnage. L’emploi de récipients en
- Partie 2: Guide général sur les techniques polyéthylène, polypropylène, polycarbonate et verre
d’échantillonnage. est recommande dans la plupart des situations
d’échantillonnage.
ISO 5667-3: 1985, Qualité de l’eau - Échantillonnage
Si la qualité biologique de l’eau est susceptible d’en-
- Partie 3: Guide gtinéral pour la conservation et la
traîner des alterations de sa composition physico-
manipulation des Bchan tillons.
chimique, il convient d’utiliser des récipients opaques
pour empêcher autant que possible l’exposition à la
ISO 6107.2:1989, Qualité de l’eau - Vocabulaire -
lumière.
Partie 2.
Lorsque les échantillons sont destines a l’analyse des
matieres organiques, il est nécessaire de réduire au
3 Définitions
minimum les risques de contamination par d’autres
matières organiques utilisées pour les forages ou
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 5667,
contenues dans le matériel d’échantillonnage. Ceci
les définitions suivantes s’appliquent.
est particulièrement important pour l’étude des
constituants organiques à l’état de traces. II est re-
3.1 aquifère: Formation contenant de l’eau (lit ou
commandé, dans ce cas, d’utiliser des équipements
strate), constituee de roches perméables, de sable ou
spéciaux en verre, acier inoxydable ou autre matériau
de gravier, et capable de céder des quantités impor-
non susceptible de relarguer des matières organiques.
tantes d’eau.
3.2 aquifère consolidée: Aquifère dont le materiau
4.1.1 Matériaux utilisés pour réaliser les forages
constitutif est compact, par cementation ou com-
pression.
Pour les cuvelages et les tamis des forages d’obser-
vation, il est nécessaire d’utiliser des matériaux n’in-
3.3 eau souterraine: Eau qui est retenue et qui peut
duisant pas d’alterations de la composition chimique
généralement être récupérée au sein ou au travers
des echantillons d’eau souterraine. II est recommande
d’une formation souterraine.
d’assembler les cuvelages au moyen de joints a file-
tage, afin de ne pas introduire de risque de contami-
3.4 puits; forage: Cavité ménagée dans le sol pour
nation par des colles ou des ciments. De nombreux
capter de l’eau ou effectuer des observations. Les
materiaux conviennent a la construction des forages.
puits sont généralement de diamètre plus important
Le polypropylène et le polyéthylène haute densite
que les forages, et sont creuses plutôt que fores. Les
sont recommandes pour la plupart des échantillon-
forages sont généralement destines a l’observation
nages d’eaux souterraines, car ils sont peu coûteux,
uniquement, et peuvent être doublés d’un cuvelage
aisement disponibles et d’utilisation facile. Toutefois,
et comporter des tamis aux profondeurs appropriées.
les eaux fortement contaminées par des solvants or-
ganiques de synthèse peuvent attaquer et détériorer
3.5 source: Eau souterraine émergeant natu-
les cuvelages et tamis en PVC. II est dans ce cas re-
rellement a la surface de la terre.
commande d’employer de l’acier inoxydable ou du
polytétrafluoroéthylène (PTFE), en raison de leur ré-
3.6 eau interstitielle: Eau qui remplit les pores ou
sistance et de leur inertie.
les cavites d’une formation rocheuse ou d’un sol.
4.2 Différents types d’appareillage
3.7 cuvelage: Tube rigide utilise pour doubler, de
façon temporaire ou permanente, les parois d’un puits
4.2.1 Pompes
ou d’un forage afin d’empêcher l’intrusion dans le
forage de matériaux aquifères solides ou de limiter a
certaines profondeurs, comportant des tamis, la pé- II existe de nombreux types de pompes, souvent
transportables, qui conviennent a l’extraction des
nétration des eaux souterraines dans le forage.
eaux souterraines. Ces pompes présentent des diffé-
3.8 tamis: Type spécial de cuvelage comportant des rences de conception et de cylindrée sensibles et
ouvertures, qui permet l’entrée de l’eau dans un puits, sont adaptées à des conditions de forage et des pro-
mais empêche la pénétration des matériaux de fondeurs d’échantillonnage différentes. Les pompes
l’aquifère ou des materiaux de remplissage filtrants. aspirantes elevatrices installees en surface ne pou-
vant pas puiser l’eau à plus de 8 m, il est recom-
mandé pour la plupart des échantillonnages d’eaux
4 Matériel d’échantillonnage
souterraines d’utiliser des pompes électriques
submersibles, bien que des pompes du type a vessie
puissent être également utilisées dans certaines ap-
4.1 Matériaux constitutifs
plications, notamment dans le cas où des échan-
tillonnages doivent être effectues dans des forages
L’ISO 5667-2 donne des indications générales sur le
de petits diamètres (< 32 mm) où il n’est pas possible
choix des matériaux constitutifs des équipements et
2
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ISO 5667-l 1:1993(F)
d’utiliser des pompes immergées. II est par ailleurs terraine à l’aide de pompes de faible diamètre, ou par
déconseillé d’utiliser des pompes aspirantes Aléva-
aspiration si le niveau de l’eau est proche de celui du
trices lorsque l’objectif principal de l’échantillonnage
sol. II est possible d’installer plusieurs points
est l’analyse des gaz dissous dans les eaux souterrai-
piézomètriques a des profondeurs différentes dans
nes. un même forage. (Voir également 5.3.1.3.)
4.2.4 Systèmes à garniture d’étanchéité
4.2.2 Matériel de prélèvement en profondeur .
Les systèmes à garniture d’etancheité constituent un
Les équipement de prélèvement en profondeur (sou-
moyen de capter de l’eau à intervalles de profondeur
vent appelés ((cannes de prélévement», ou «pIon-
donnes à I’interieur d’un forage. Ils se composent
geurw), sont des dispositifs qui peuvent être
d’un ou plusieurs dispositifs d’etanchéité dont on peut
descendus dans un forage pour prélever un échan-
provoquer l’expansion, par des moyens pneumatiques
à une profondeur donnée. Ils différent princi-
ou hydrauliques, une fois qu’ils ont éte descendus à
eux par leur mode de fermeture. Les
la profondeur voulue dans le forage, de façon a isoler
constitues de tubes ouverts sont li-
une partie de la colonne. Un echantillon d’eau est ob-
averses par l’eau lors de la descente, et
tenu à partir de la partie isolée, par pompage ou dé-
profondeur voulue au moyen d’un dispo-
placement de gaz. II existe divers systèmes de ce
que (messager) ou électrique. Pour certai-
type, certains conçus pour une installation perma-
ations spécifiques, par exemple les
nente, d’autres transportables. Les systèmes a garni-
ts dans des aquifères contaminées par
ture d’etancheite ne sont pas utilisables dans les
es organiques non miscibles, il est préfé-
forages à remplissage de gravier. (Voir aussi 5.3.1 A.)
er un échantillonneur de profondeur
de façon à empêcher tout contact de
4.2.5 Systemes d’échantillonnage de l’eau
l’eau avec le flacon de prélèvement jusqu’à ce que le
dispositif soit actionne, à la profondeur voulue. Lors- interstitielle
que les autres methodes de prélévement sont
inapplicables, par exemple dans les aquifères très Pour obtenir des informations d&aillées sur la qualité
profondes (plus de 100 m), il est recommande de re- de l’eau souterraine à différentes profondeurs de la
courir à l’échantillonnage en profondeur. couche saturee ou de la couche insaturee d’une
aquifére, il est possible d’extraire de l’eau intersticielle
Des échantillons d’eau sont parfois également préle-
d’echantillons de roches obtenus par carottage. L’ex-
V~S dans une cuiller de sondage au cours du forage,
traction s’effectue par centrifugation ou par compres-
en vue de l’obtention de données grossières sur les
sion dans une presse à haute pression. Cette
variations de qualité de l’eau avec la profondeur. Dans
technique d’échantillonnage est onéreuse, et dé-
d’autres cas, lorsque le pompage dans un forage est
conseillée pour la surveillance de routine car elle né-
impossible, on peut descendre une simple cuiller, par
cessite des forages répétés.
exemple un flacon leste ou tout autre récipient ouvert,
pour prélever un échantillon d’eau. L’utilisation de
5 Techniques d’échantillonnage
cuillers de sondage est déconseillée pour les couches
non superficielles de I’aquifére et lorsque d’autres
méthodes sont possibles.
5.1 Choix du point de prélèvement
4.2.3 Dispositifs installés in situ 5.1 .l Généralités
Ce type de matériel comprend des dispositifs du type Lorsque l’on utilise des forages existants pour accé-
coupelles poreuses ou points piézométriques installés der à l’eau souterraine, il est nécessaire d’étudier
de façon permanente a une profondeur donnee de
dans le détail la structure du forage afin de pouvoir
l’aquifère, et à partir desquels peuvent être prélevés identifier la strate d’où provient l’échantillon. Lorsque
des échantillons discrets. De tels dispositifs d’échan- l’on realise de nouveaux forages spécifiquement des-
tillonnage sont souvent installes à plusieurs profon- tines à l’échantillonnage, il est nécessaire de définir la
deurs dans un forage. Les coupelles en céramique structure du forage (par exemple l’aire d’ouverture et
poreuse peuvent être utilisées dans les zones satu- la longueur) et son mode de réalisation, non seu-
rées ou non saturées: la remontée de l’eau ayant pé- lement pour la conformité aux prescriptions d’échan-
netre dans la coupelle s’effectue par instauration tillonnage, mais aussi pour induire le moins de
d’une dépression dans un tube communiquant avec contamination et de perturbation possible dans
la coupelle. II existe d’autres dispositifs permettant a I’aquifére. L’utilisation d’agents dégraissants, de lu-
l’eau de pénétrer dans une chambre d’échantillonnage brifiants, de boues, d’huiles et de bentonite est autant
à travers un treillis métallique, la remontée de l’eau que possible à éviter, notamment si l’échantillonnage
s’effectuant par mise sous pression avec de l’air est destiné à l’analyse des matieres organiques. II faut
comprime. Les piézomètres (tubes de petit diametre également veiller, dans le cas de forages comportant
comportant un tamis à leur extrémite et ouverts à la un remplissage de gravier autour d’un cuvelage rigide
surface) peuvent fournir des échantillons d’eau sou- et des tamis à des profondeurs données, de ne pas
3
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ISO 5667=11:1993(F)
induire de phénoménes de ((court-circuit)) entre ni-
tère diffus et étendu, il est recommandé d’utiliser les
veaux différents, par infiltration de l’eau à travers le points d’échantillonnage existants, c’est-a-dire les
gravier. Ceci est possible en assurant l’étanchéité du forages destinés aux captages intensifs, car ils per-
remplissage au voisinage des tamis. II convient de mettent d’obtenir des échantillons intégrés représen-
veiller également à la conception des installations en tant un volume important de l’aquifère. Toutefois,
surface, pour éviter la contamination du forage par les dans le cas de pollutions localisées ou de faible in-
eaux de surface. tensité, cette méthode peut conduire à une
«dilution)) de la contamination jusqu’à des valeurs in-
férieures à la limite de détection analytique. II est re-
5.1.2 Surveillance de la qualité des eaux
commandé dans ce cas d’utiliser des forages de plus
souterraines destinées 31 la distribution d’eau
petites dimensions, avec pompage. La partie de
potqble
l’aquifère la plus sensible à la pollution est celle qui
est proche de la frontière entre la zone saturée et la
urveiller la qualité des eaux souterraines desti-
zone insaturée. Les forages d’échantillonnage doivent
la distribution d’eau potable ou à tout autre
donc de préférence comprendre au moins un tamis a
il convient d’effectuer des prélévements dans
proximité de la surface de la zone saturée. II convient
forages, puits et sources afin d’obtenir une
de réaliser également d’autres forages,, avec des ta-
appropriée à l’usage auquel les eaux sont
mis à différentes profondeurs de l’aquifère. Les for-
destinees: pour les eaux de boisson, il faut se référer
ages d’échantillonnage doivent être répartis sur
aux réglementations nationales en matière d’echan-
l’ensemble de la zone considérée. II est recommandé
tillonnage des eaux brutes pour obtenir des prescrip-
de choisir des sites représentatifs des différentes
tions plus détaillées.
conditions d’hydrogéologie et de mise en valeur des
Lors du choix des points d’échantillonnage en vue de
sols, et des différentes zones considérées comme
la surveillance de l’eau distribuée, il est recommandé
particulièrement sensibles a une pollution diffuse.
de prévoir des contrôles à distance du point de cap-
tage, pour étudier ses effets sur le comportement
5.1.3.2 Contamination des eaux souterraines par
dynamique de l’aquifère (par exemple, écoulement
des sources ponctuelles
naturel des eaux souterraines, variations d’épaisseur
de la couche saturée).
Pour choisir des points d’échantillonnage en vue de la
surveillance de pollutions dues à des sources ponc-
5.1.3 Échantillonnages répondant à d’autres
tuelles, par exemple un site de stockage des déchets,
objectifs
il est nécessaire d’étudier les relations entre empla-
cement de la source de pollution et direction de
Pour les échantillonnages realisés en vue d’autres
l’écoulement des eaux souterraines. II est recom-
objectifs, le choix des points d’échantillonnage opti-
mandé, si possible, de réaliser un forage permettant
maux sera plus difficile et dépendra directement des
d’effectuer des échantillonnages directement sous la
objectifs définis, en plus des caracteres spécifiques
source de pollution, pour la surveillance de la qualité
de l’aquifère dans laquelle sont effectués les prélève-
des eaux souterraines. II convient en outre de prévoir
ments (nature intergranulaire ou fissurale de l’écou-
au moins un forage permettant d’effectuer des prélè-
lement des eaux, gradient hydraulique et direction de
vements juste sous la nappe d’eau, grâce à des tamis
l’écoulement). Dans ce cas, il est essentiel de sollici-
couvrant un intervalle de profondeur étroit, pour pou-
ter l’avis d’experts en hydrogéologie pour choisir le(s)
voir détecter plus facilement tout polluant plus dense
point(s) d’échantillonnage les mieux appropriés. II est
que l’eau. D’autres points de prélèvement doivent
déconseillé d’utiliser des puits ou forages existants,
normalement être installés à distance croissante de la
à moins qu’il n’ait été démontré qu’ils sont adaptés a
source de contamination, en aval par rapport au
l’objectif du programme d’échantillonnage. II est en
et de façon a permettre
gradient hydraulique,
effet fréquent que les puits ou forages traversent
l’échantillonnage à différentes profondeurs. II convient
toute l’épaisseur de l’aquifère et soient ouverts (ou
également d’envisager le forage d’un ou deux points
équipés de tamis) sur toute leur hauteur, ce qui rend
d’échantillonnage en amont de la source de contami-
difficile I’etude de la qualité a des profondeurs spéci-
nation par rapport au gradient hydraulique, de façon a
fiques.
pouvoir identifier l’étendue du panache de pollution.
Ces forages peuvent également être utiles pour les
Toutefois, il est possible de définir quelques règles
contrôles de qualité, car ils fournissent des infor-
générales lorsque l’objectif de l’échantillonnage est la
mations sur l’étendue d’une éventuelle contamination
surveillance des eaux souterraines en vue de la dé-
due à l’échantillonnage, notamment lorsque l’on s’in-
tection d’une contamination éventuelle à partir de
téresse à l’analyse de traces.
sources diffuses ou ponctuelles.
. Fréquence et moment des prélèvements
5.1.3.1 Contamination diffuse des eaux 52
souterraines
Les résultats d’analyse obtenus à partir d’un pro-
Lors de la définition de réseaux de surveillance desti- gramme d’échantillonnage doivent fournir des esti-
nés à l’identification de sources de pollution à carac- mations des paramètres étudiés avec une erreur ne
4
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ISO 5667-l 1:1993(F]
dépassant pas les tolérances définies dans les objec-
au prélèvement d’échantillons dans l’eau pompée
tifs du programme. Si la valeur de l’erreur admissible
dans les forages d’observation, pour obtenir des
n’est pas spécifiée dans les objectifs, il est impossible
échantillons d’eau représentatifs de I’aquifére. L’ob-
d’appliquer un programme d’échantillonnage statisti-
servation de variations significatives [+ 10 %, ex-
que. L’application des méthodes statistiques à la dé-
primé en concentration (masse/volume unitaire) dans
finition de la fréquence de prélèvement est traitée en
l’eau débitée par la pompe], est souvent liée à l’exis-
détail dans I’ISO 5667-l.
tence dans le forage de conditions locales transitoires,
en tout début de pompage. II est conseillé dans ce
Le facteur le plus important à prendre en compte,
cas d’éviter de prélever des échantillons avant d’avoir
pour la surveillance des eaux destinées à la boisson
observé, a partir des paramétres surveillés, un retour
(ou à tout autre usage), est la variabilité temporelle de
à l’équilibre. Si les variations ne sont plus significa-
la qualité en un point donné. Pour la plupart des pa-
tives, on peut prélever l’échantillon des que s’est
ramétres, il suffit généralement d’effectuer des pré-
écoulé le temps nécessaire à la purge du forage.
lèvement mensuels, ou même moins fréquents, si ’
l’objectif de l’échantillonnage est d’évaluer l’aptitude
5.3 Choix de la méthode d’échantillonnage
des eaux souterraines à l’emploi comme eaux de
boisson. On se référera à I’ISO 5667-l ou aux régle-
5.3.1 Facteurs influant sur la représentativité des
mentations nationales pour les régles générales rela-
échantillons
tives a la définition de la fréquence d’échantillonnage.
II peut être nécessaire de procéder à des prélève-
Pour obtenir des prélèvements représentatifs d’une
ments plus fréquents pour réduire les risques sanitai-
aquifère, il faut adopter une méthode d’échantillon-
res lorsque les eaux souterraines sont distribuées
nage qui permette de prendre des échantillons dont
comme eau potable sans désinfection préalable.
la composition reflete la composition effective, en un
Pour les objectifs autres que la surveillance des ré-
point et à un instant donné, des eaux souterraines
seaux de distribution d’eau potable, il convient de
étudiées. La majorité des prélévements sont effec-
choisir la fréquence d’échantillonnage en fonction de
tués par l’intermédiaire de puits ou forages, qui ont
la variabilité temporelle et spatiale de la qualité des
un effet perturbateur sur l’écoulement naturel des
eaux souterraines étudiées. Les variations de qualité
eaux souterraines, notamment en induisant des
sont généralement beaucoup plus progressives dans
gradients chimiques et hydrauliques verticaux.
le temps et dans l’espace, pour les eaux souterraines
Dans certaines situations d’échantillonnage, il peut se
que pour les eaux de surface. Certaines aquifères se
produire dans le forage une accumulation de matières
caractérisent pas l’existence de facteurs saisonniers
minérales entre deux prélèvements. L’eau contenue
de variation de la qualité. Dans d’autres cas (notam-
dans la colonne de forage ne sera donc plus repré-
ment en présence d’une pollution des eaux souterrai-
sentative de l’aquifère étudiée. II convient alors de
nes), la composition des échantillons obtenus au
purger les forages avant de procéder à I’échantillon-
cours d’un cycle de pompage subit des variations à
nage, en pompant et rejetant un volume d’eau, au
court terme, de l’ordre de quelques heures à environ
moins équivalent à 4 a 6 fois le volume intérieur de la
deux jours. II est nécessaire d’identifier ces variations
colonne. Dans certains cas, il peut être nécessaire
avant d’établir un programme d’échantillonnage a long
d’utiliser deux régimes de pompage différents: une
terme.
courte période de pompage à vitesse élevée peut être
La surveillance en continu du pH, de la température nécessaire pour déboucher le forage, suivie d’un
et de la conductivité électrique est un bon moyen pompage a faible vitesse destiné à stabiliser la qualité
pour déceler la nécessité d’augmenter ou réduire la
avant le prélèvement.
fréquence des prélèvements destinés a la mesure de
La stratification verticale de la qualité des eaux sou-
paramètres devant être caractérisés par échantillon-
terraines peut être naturelle, ou résulter d’une pollu-
nage. Si la surveillance en continu fait apparaître une
tion. Une pollution très diffuse, par exemple, entraîne
accélération des variations de qualité, il convient
une contamination maximale dans la couche d’eau si-
d’augmenter la fréquence d’échantillonnage pour
tuée en haut de l’aquifère, au-dessus de la zone sa-
l’ensemble des paramètres à déterminer. Si, à I’in-
turée, tandis que les polluants plus denses que l’eau
verse, on observe un ralentissement ou une interrup-
tendent à s’accumuler plus bas, au-dessus d’une
tion des variations, on peut réduire la fréquence
couche moins perméable ou au bas de l’aquifère. II
d’échantillonnage.
faut donc que la méthode d’échantillonnage adoptée
Lorsque des variations de qualité importantes ont été permette la détection des gradients de qualité verti-
observées pour l’un ou l’autre des paramètres faisant caux aussi bien qu’horizontaux.
l’objet d’une surveillance en continu, il est recom-
La méthode adoptée doit également refléter la com-
mandé d’envisager, par précaution, l’extension des
plexité de l’écoulement des eaux souterraines, en te-
analyses de routine à un plus grand nombre de para-
nant compte de la nature (fissurale ou intergranulaire)
métres.
de l’écoulement dans l’aquifère, de la direction de
La surveillance en continu constitue également un
l’écoulement et des gradients hydrauliques au sein de
bon moyen pour identifier le moment le plus propice
l’aquifère, qui peuvent entraîner l’apparition dans la
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 5667-l 1:1993(F)
colonne de forage de forts courants naturels verti-
pompe-garniture d’étanchéité dans une section de
caux, ascendants ou descendants. On emploie tradi-
l’aquifère isolée des autres, ce qui permet d’obtenir
tionnellement deux méthodes, l’échantillonnage par
un échantillon discr
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5667-11
Première édition
1993-03-l 5
- Échantillonnage -
Qualité de l’eau
Partie 11:
Guide général pour l’échantillonnage des eaux
souterraines
Water quality - Sampling -
Part Il: Guidance on sampling of groundwaters
Numéro de référence
ISO 5667-l 1:1993(F)
--
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ISO 566741:1993(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une federation
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé a cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 5667-l 1 a été élaborée par le comité techni-
que lSO/TC 147, Qualité de /‘eau, sous-comité SC 6, ÉchantiIonnage
(méthodes générales).
L’ISO 5667 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Qualité de l’eau - Échantillonnage:
- Partie 1: Guide général pour I’etablissement des programmes
d’échantillonnage
- Partie 2: Guide général sur les techniques d’échantillonnage
- Partie 3: Guide général pour la conservation et la manipulation des
échantillons
- Partie 4: Guide pour l’échantillonnage des eaux des lacs naturels et
des lacs artificiels
- Partie 5: Guide pour l’échantillonnage de l’eau potable et de l’eau
utilisée dans l’industrie alimentaire et des boissons
- Partie 6: Guide pour l’échantillonnage des rivières et des cours
d’eau
- Partie 7: Guide général pour l’échantillonnage des eaux et des va-
peurs dans les chaudières
0 ISO 1993
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
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ISO 5667-l 1:1993(F)
- Partie 8: Guide généra I pour Mchantillonnage des dépôts humides
- Partie 9: Guide généra I pour Mchantillonnage des eaux marines
- Partie 10: Guide pour l’échantillonnage des eaux résiduaires
- Partie II: Guide général pour l’échantillonnage des eaux souterrai-
nes
- Partie 12: Guide général pour l’échantillonnage des sédiments
L’annexe A fait partie intégrante de la présente partie de I’ISO 5667.
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 5667-11:1993(F)
Introduction
La présente partie de I’ISO 5667 appartient a une série de normes rela-
tives à l’échantillonnage de types d’eau spécifiques. II convient de lire
conjointement NS0 5667-1, I’ISO 5667-2 et I’ISO 5667-3 qui traitent res-
pectivement, sous leurs aspects généraux, de l’établissement des pro-
grammes d’échantillonnage, des techniques d’échantillonnages et des
méthodes de conservation et de manipulation des échantillons. La termi-
nologie générale utilisée est conforme aux normes terminologiques pu-
bliées par I’ISO/TC 147, Qualité de l’eau, et notamment à la terminologie
relative a l’échantillonnage de NS0 6107-2.
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE
ISO 5667-l 1:1993(F)
Qualité de l’eau - Échantillonnage -
Partie 11:
Guide général pour l’échantillonnage des eaux souterraines
pement d’acitivités industrielles, exploitation
1 Domaine d’application
minière, pratiques agricoles, modification des mo-
des de mise en valeur des sols);
La présente partie de I’ISO 5667 constitue un guide surveillance et analyse du déplacement des pol-
d
relatif à l’établissement des programmes d’échan-
luants, en vue d’évaluer leur impact sur la qualité
tillonnage, les techniques d’échantillonnage et la ma-
des eaux souterraines et d’établir et valider des
nipulation des échantillons pour l’évaluation des
modèles de qualité de ces eaux;
propriétés physiques, chimiques et microbiologiques
des eaux souterraines. Elle ne traite pas des échan- analyse des variations de la qualité des eaux sou-
dl
tillonnages destinés aux contrôles au jour le jour des terraines, y compris des variations résultant d’ac-
captages d’eaux souterraines utilisées pour la boisson tions délibérées (par exemple, modification du
ou d’autres emplois, mais de la surveillance générale
régime de pompage des eaux souterraines, rejet
de la qualité des eaux souterraines. En raison de la
d’un effluent dans des eaux souterraines, net-
complexité des réseaux d’eaux souterraines, il faudra toyage en surface des sites de stockage de dé-
recourir, pour bon nombre d’applications spécifiques, chets contaminés) en vue d’optimiser la gestion
à l’avis d’experts en hydrogéologie, les problèmes des ressources;
rencontrés ne pouvant être traites de façon détaillée
dans la présente partie de I’ISO 5667. recueil de données en vue du renforcement des
e)
lois sur le contrôle de la pollution.
II est essentiel de bien définir les objectifs de
l’échantillonnage avant d’identifier les principes à ap-
pliquer à un problème d’échantillonnage particulier. La
finalité générale des programmes d’échantillonnage
2 Références normatives
des eaux souterraines est habituellement la sur-
veillance de la qualité des eaux souterraines distri-
buées, la détection et l’évaluation de pollutions Les normes suivantes contiennent des dispositions
souterraines et la gestion des ressources en eaux qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
souterraines. Les principes définis dans la présente tuent des dispositions valables pour la présente partie
partie de I’ISO 5667 s’appliquent également à des de I’ISO 5667. Au moment de la publication, les édi-
objectifs d’échantillonnage plus précis: tions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est
sujette à révision et les parties prenantes des accords
a) détermination de l’aptitude des eaux souterraines fondés sur la présente partie de I’ISO 5667 sont invi-
à l’emploi comme sources d’eau potable ou tées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
comme eaux à usage industriel ou agricole, et les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
surveillance de la qualité pendant les périodes de
des Normes internationales en vigueur à un moment
distribution;
donné.
b) identification précoce de pollutions des aquifères
ISO 5667-l : 1980, Qualit de l’eau - Échantillonnage
résultant d’activités potentiellement dangereuses
en surface ou sous la surface (par exemple, exis- - Partie 1: Guide général pour I’établissemen t des
programmes d’échantillonnage.
tence de sites de stockage des déchets, dévelop-
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ISO 5667=11:1993(F)
ISO 5667-2: 1991, Qualité de l’eau - Échantillonnage flacons d’échantillonnage. L’emploi de récipients en
- Partie 2: Guide général sur les techniques polyéthylène, polypropylène, polycarbonate et verre
d’échantillonnage. est recommande dans la plupart des situations
d’échantillonnage.
ISO 5667-3: 1985, Qualité de l’eau - Échantillonnage
Si la qualité biologique de l’eau est susceptible d’en-
- Partie 3: Guide gtinéral pour la conservation et la
traîner des alterations de sa composition physico-
manipulation des Bchan tillons.
chimique, il convient d’utiliser des récipients opaques
pour empêcher autant que possible l’exposition à la
ISO 6107.2:1989, Qualité de l’eau - Vocabulaire -
lumière.
Partie 2.
Lorsque les échantillons sont destines a l’analyse des
matieres organiques, il est nécessaire de réduire au
3 Définitions
minimum les risques de contamination par d’autres
matières organiques utilisées pour les forages ou
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 5667,
contenues dans le matériel d’échantillonnage. Ceci
les définitions suivantes s’appliquent.
est particulièrement important pour l’étude des
constituants organiques à l’état de traces. II est re-
3.1 aquifère: Formation contenant de l’eau (lit ou
commandé, dans ce cas, d’utiliser des équipements
strate), constituee de roches perméables, de sable ou
spéciaux en verre, acier inoxydable ou autre matériau
de gravier, et capable de céder des quantités impor-
non susceptible de relarguer des matières organiques.
tantes d’eau.
3.2 aquifère consolidée: Aquifère dont le materiau
4.1.1 Matériaux utilisés pour réaliser les forages
constitutif est compact, par cementation ou com-
pression.
Pour les cuvelages et les tamis des forages d’obser-
vation, il est nécessaire d’utiliser des matériaux n’in-
3.3 eau souterraine: Eau qui est retenue et qui peut
duisant pas d’alterations de la composition chimique
généralement être récupérée au sein ou au travers
des echantillons d’eau souterraine. II est recommande
d’une formation souterraine.
d’assembler les cuvelages au moyen de joints a file-
tage, afin de ne pas introduire de risque de contami-
3.4 puits; forage: Cavité ménagée dans le sol pour
nation par des colles ou des ciments. De nombreux
capter de l’eau ou effectuer des observations. Les
materiaux conviennent a la construction des forages.
puits sont généralement de diamètre plus important
Le polypropylène et le polyéthylène haute densite
que les forages, et sont creuses plutôt que fores. Les
sont recommandes pour la plupart des échantillon-
forages sont généralement destines a l’observation
nages d’eaux souterraines, car ils sont peu coûteux,
uniquement, et peuvent être doublés d’un cuvelage
aisement disponibles et d’utilisation facile. Toutefois,
et comporter des tamis aux profondeurs appropriées.
les eaux fortement contaminées par des solvants or-
ganiques de synthèse peuvent attaquer et détériorer
3.5 source: Eau souterraine émergeant natu-
les cuvelages et tamis en PVC. II est dans ce cas re-
rellement a la surface de la terre.
commande d’employer de l’acier inoxydable ou du
polytétrafluoroéthylène (PTFE), en raison de leur ré-
3.6 eau interstitielle: Eau qui remplit les pores ou
sistance et de leur inertie.
les cavites d’une formation rocheuse ou d’un sol.
4.2 Différents types d’appareillage
3.7 cuvelage: Tube rigide utilise pour doubler, de
façon temporaire ou permanente, les parois d’un puits
4.2.1 Pompes
ou d’un forage afin d’empêcher l’intrusion dans le
forage de matériaux aquifères solides ou de limiter a
certaines profondeurs, comportant des tamis, la pé- II existe de nombreux types de pompes, souvent
transportables, qui conviennent a l’extraction des
nétration des eaux souterraines dans le forage.
eaux souterraines. Ces pompes présentent des diffé-
3.8 tamis: Type spécial de cuvelage comportant des rences de conception et de cylindrée sensibles et
ouvertures, qui permet l’entrée de l’eau dans un puits, sont adaptées à des conditions de forage et des pro-
mais empêche la pénétration des matériaux de fondeurs d’échantillonnage différentes. Les pompes
l’aquifère ou des materiaux de remplissage filtrants. aspirantes elevatrices installees en surface ne pou-
vant pas puiser l’eau à plus de 8 m, il est recom-
mandé pour la plupart des échantillonnages d’eaux
4 Matériel d’échantillonnage
souterraines d’utiliser des pompes électriques
submersibles, bien que des pompes du type a vessie
puissent être également utilisées dans certaines ap-
4.1 Matériaux constitutifs
plications, notamment dans le cas où des échan-
tillonnages doivent être effectues dans des forages
L’ISO 5667-2 donne des indications générales sur le
de petits diamètres (< 32 mm) où il n’est pas possible
choix des matériaux constitutifs des équipements et
2
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ISO 5667-l 1:1993(F)
d’utiliser des pompes immergées. II est par ailleurs terraine à l’aide de pompes de faible diamètre, ou par
déconseillé d’utiliser des pompes aspirantes Aléva-
aspiration si le niveau de l’eau est proche de celui du
trices lorsque l’objectif principal de l’échantillonnage
sol. II est possible d’installer plusieurs points
est l’analyse des gaz dissous dans les eaux souterrai-
piézomètriques a des profondeurs différentes dans
nes. un même forage. (Voir également 5.3.1.3.)
4.2.4 Systèmes à garniture d’étanchéité
4.2.2 Matériel de prélèvement en profondeur .
Les systèmes à garniture d’etancheité constituent un
Les équipement de prélèvement en profondeur (sou-
moyen de capter de l’eau à intervalles de profondeur
vent appelés ((cannes de prélévement», ou «pIon-
donnes à I’interieur d’un forage. Ils se composent
geurw), sont des dispositifs qui peuvent être
d’un ou plusieurs dispositifs d’etanchéité dont on peut
descendus dans un forage pour prélever un échan-
provoquer l’expansion, par des moyens pneumatiques
à une profondeur donnée. Ils différent princi-
ou hydrauliques, une fois qu’ils ont éte descendus à
eux par leur mode de fermeture. Les
la profondeur voulue dans le forage, de façon a isoler
constitues de tubes ouverts sont li-
une partie de la colonne. Un echantillon d’eau est ob-
averses par l’eau lors de la descente, et
tenu à partir de la partie isolée, par pompage ou dé-
profondeur voulue au moyen d’un dispo-
placement de gaz. II existe divers systèmes de ce
que (messager) ou électrique. Pour certai-
type, certains conçus pour une installation perma-
ations spécifiques, par exemple les
nente, d’autres transportables. Les systèmes a garni-
ts dans des aquifères contaminées par
ture d’etancheite ne sont pas utilisables dans les
es organiques non miscibles, il est préfé-
forages à remplissage de gravier. (Voir aussi 5.3.1 A.)
er un échantillonneur de profondeur
de façon à empêcher tout contact de
4.2.5 Systemes d’échantillonnage de l’eau
l’eau avec le flacon de prélèvement jusqu’à ce que le
dispositif soit actionne, à la profondeur voulue. Lors- interstitielle
que les autres methodes de prélévement sont
inapplicables, par exemple dans les aquifères très Pour obtenir des informations d&aillées sur la qualité
profondes (plus de 100 m), il est recommande de re- de l’eau souterraine à différentes profondeurs de la
courir à l’échantillonnage en profondeur. couche saturee ou de la couche insaturee d’une
aquifére, il est possible d’extraire de l’eau intersticielle
Des échantillons d’eau sont parfois également préle-
d’echantillons de roches obtenus par carottage. L’ex-
V~S dans une cuiller de sondage au cours du forage,
traction s’effectue par centrifugation ou par compres-
en vue de l’obtention de données grossières sur les
sion dans une presse à haute pression. Cette
variations de qualité de l’eau avec la profondeur. Dans
technique d’échantillonnage est onéreuse, et dé-
d’autres cas, lorsque le pompage dans un forage est
conseillée pour la surveillance de routine car elle né-
impossible, on peut descendre une simple cuiller, par
cessite des forages répétés.
exemple un flacon leste ou tout autre récipient ouvert,
pour prélever un échantillon d’eau. L’utilisation de
5 Techniques d’échantillonnage
cuillers de sondage est déconseillée pour les couches
non superficielles de I’aquifére et lorsque d’autres
méthodes sont possibles.
5.1 Choix du point de prélèvement
4.2.3 Dispositifs installés in situ 5.1 .l Généralités
Ce type de matériel comprend des dispositifs du type Lorsque l’on utilise des forages existants pour accé-
coupelles poreuses ou points piézométriques installés der à l’eau souterraine, il est nécessaire d’étudier
de façon permanente a une profondeur donnee de
dans le détail la structure du forage afin de pouvoir
l’aquifère, et à partir desquels peuvent être prélevés identifier la strate d’où provient l’échantillon. Lorsque
des échantillons discrets. De tels dispositifs d’échan- l’on realise de nouveaux forages spécifiquement des-
tillonnage sont souvent installes à plusieurs profon- tines à l’échantillonnage, il est nécessaire de définir la
deurs dans un forage. Les coupelles en céramique structure du forage (par exemple l’aire d’ouverture et
poreuse peuvent être utilisées dans les zones satu- la longueur) et son mode de réalisation, non seu-
rées ou non saturées: la remontée de l’eau ayant pé- lement pour la conformité aux prescriptions d’échan-
netre dans la coupelle s’effectue par instauration tillonnage, mais aussi pour induire le moins de
d’une dépression dans un tube communiquant avec contamination et de perturbation possible dans
la coupelle. II existe d’autres dispositifs permettant a I’aquifére. L’utilisation d’agents dégraissants, de lu-
l’eau de pénétrer dans une chambre d’échantillonnage brifiants, de boues, d’huiles et de bentonite est autant
à travers un treillis métallique, la remontée de l’eau que possible à éviter, notamment si l’échantillonnage
s’effectuant par mise sous pression avec de l’air est destiné à l’analyse des matieres organiques. II faut
comprime. Les piézomètres (tubes de petit diametre également veiller, dans le cas de forages comportant
comportant un tamis à leur extrémite et ouverts à la un remplissage de gravier autour d’un cuvelage rigide
surface) peuvent fournir des échantillons d’eau sou- et des tamis à des profondeurs données, de ne pas
3
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ISO 5667=11:1993(F)
induire de phénoménes de ((court-circuit)) entre ni-
tère diffus et étendu, il est recommandé d’utiliser les
veaux différents, par infiltration de l’eau à travers le points d’échantillonnage existants, c’est-a-dire les
gravier. Ceci est possible en assurant l’étanchéité du forages destinés aux captages intensifs, car ils per-
remplissage au voisinage des tamis. II convient de mettent d’obtenir des échantillons intégrés représen-
veiller également à la conception des installations en tant un volume important de l’aquifère. Toutefois,
surface, pour éviter la contamination du forage par les dans le cas de pollutions localisées ou de faible in-
eaux de surface. tensité, cette méthode peut conduire à une
«dilution)) de la contamination jusqu’à des valeurs in-
férieures à la limite de détection analytique. II est re-
5.1.2 Surveillance de la qualité des eaux
commandé dans ce cas d’utiliser des forages de plus
souterraines destinées 31 la distribution d’eau
petites dimensions, avec pompage. La partie de
potqble
l’aquifère la plus sensible à la pollution est celle qui
est proche de la frontière entre la zone saturée et la
urveiller la qualité des eaux souterraines desti-
zone insaturée. Les forages d’échantillonnage doivent
la distribution d’eau potable ou à tout autre
donc de préférence comprendre au moins un tamis a
il convient d’effectuer des prélévements dans
proximité de la surface de la zone saturée. II convient
forages, puits et sources afin d’obtenir une
de réaliser également d’autres forages,, avec des ta-
appropriée à l’usage auquel les eaux sont
mis à différentes profondeurs de l’aquifère. Les for-
destinees: pour les eaux de boisson, il faut se référer
ages d’échantillonnage doivent être répartis sur
aux réglementations nationales en matière d’echan-
l’ensemble de la zone considérée. II est recommandé
tillonnage des eaux brutes pour obtenir des prescrip-
de choisir des sites représentatifs des différentes
tions plus détaillées.
conditions d’hydrogéologie et de mise en valeur des
Lors du choix des points d’échantillonnage en vue de
sols, et des différentes zones considérées comme
la surveillance de l’eau distribuée, il est recommandé
particulièrement sensibles a une pollution diffuse.
de prévoir des contrôles à distance du point de cap-
tage, pour étudier ses effets sur le comportement
5.1.3.2 Contamination des eaux souterraines par
dynamique de l’aquifère (par exemple, écoulement
des sources ponctuelles
naturel des eaux souterraines, variations d’épaisseur
de la couche saturée).
Pour choisir des points d’échantillonnage en vue de la
surveillance de pollutions dues à des sources ponc-
5.1.3 Échantillonnages répondant à d’autres
tuelles, par exemple un site de stockage des déchets,
objectifs
il est nécessaire d’étudier les relations entre empla-
cement de la source de pollution et direction de
Pour les échantillonnages realisés en vue d’autres
l’écoulement des eaux souterraines. II est recom-
objectifs, le choix des points d’échantillonnage opti-
mandé, si possible, de réaliser un forage permettant
maux sera plus difficile et dépendra directement des
d’effectuer des échantillonnages directement sous la
objectifs définis, en plus des caracteres spécifiques
source de pollution, pour la surveillance de la qualité
de l’aquifère dans laquelle sont effectués les prélève-
des eaux souterraines. II convient en outre de prévoir
ments (nature intergranulaire ou fissurale de l’écou-
au moins un forage permettant d’effectuer des prélè-
lement des eaux, gradient hydraulique et direction de
vements juste sous la nappe d’eau, grâce à des tamis
l’écoulement). Dans ce cas, il est essentiel de sollici-
couvrant un intervalle de profondeur étroit, pour pou-
ter l’avis d’experts en hydrogéologie pour choisir le(s)
voir détecter plus facilement tout polluant plus dense
point(s) d’échantillonnage les mieux appropriés. II est
que l’eau. D’autres points de prélèvement doivent
déconseillé d’utiliser des puits ou forages existants,
normalement être installés à distance croissante de la
à moins qu’il n’ait été démontré qu’ils sont adaptés a
source de contamination, en aval par rapport au
l’objectif du programme d’échantillonnage. II est en
et de façon a permettre
gradient hydraulique,
effet fréquent que les puits ou forages traversent
l’échantillonnage à différentes profondeurs. II convient
toute l’épaisseur de l’aquifère et soient ouverts (ou
également d’envisager le forage d’un ou deux points
équipés de tamis) sur toute leur hauteur, ce qui rend
d’échantillonnage en amont de la source de contami-
difficile I’etude de la qualité a des profondeurs spéci-
nation par rapport au gradient hydraulique, de façon a
fiques.
pouvoir identifier l’étendue du panache de pollution.
Ces forages peuvent également être utiles pour les
Toutefois, il est possible de définir quelques règles
contrôles de qualité, car ils fournissent des infor-
générales lorsque l’objectif de l’échantillonnage est la
mations sur l’étendue d’une éventuelle contamination
surveillance des eaux souterraines en vue de la dé-
due à l’échantillonnage, notamment lorsque l’on s’in-
tection d’une contamination éventuelle à partir de
téresse à l’analyse de traces.
sources diffuses ou ponctuelles.
. Fréquence et moment des prélèvements
5.1.3.1 Contamination diffuse des eaux 52
souterraines
Les résultats d’analyse obtenus à partir d’un pro-
Lors de la définition de réseaux de surveillance desti- gramme d’échantillonnage doivent fournir des esti-
nés à l’identification de sources de pollution à carac- mations des paramètres étudiés avec une erreur ne
4
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ISO 5667-l 1:1993(F]
dépassant pas les tolérances définies dans les objec-
au prélèvement d’échantillons dans l’eau pompée
tifs du programme. Si la valeur de l’erreur admissible
dans les forages d’observation, pour obtenir des
n’est pas spécifiée dans les objectifs, il est impossible
échantillons d’eau représentatifs de I’aquifére. L’ob-
d’appliquer un programme d’échantillonnage statisti-
servation de variations significatives [+ 10 %, ex-
que. L’application des méthodes statistiques à la dé-
primé en concentration (masse/volume unitaire) dans
finition de la fréquence de prélèvement est traitée en
l’eau débitée par la pompe], est souvent liée à l’exis-
détail dans I’ISO 5667-l.
tence dans le forage de conditions locales transitoires,
en tout début de pompage. II est conseillé dans ce
Le facteur le plus important à prendre en compte,
cas d’éviter de prélever des échantillons avant d’avoir
pour la surveillance des eaux destinées à la boisson
observé, a partir des paramétres surveillés, un retour
(ou à tout autre usage), est la variabilité temporelle de
à l’équilibre. Si les variations ne sont plus significa-
la qualité en un point donné. Pour la plupart des pa-
tives, on peut prélever l’échantillon des que s’est
ramétres, il suffit généralement d’effectuer des pré-
écoulé le temps nécessaire à la purge du forage.
lèvement mensuels, ou même moins fréquents, si ’
l’objectif de l’échantillonnage est d’évaluer l’aptitude
5.3 Choix de la méthode d’échantillonnage
des eaux souterraines à l’emploi comme eaux de
boisson. On se référera à I’ISO 5667-l ou aux régle-
5.3.1 Facteurs influant sur la représentativité des
mentations nationales pour les régles générales rela-
échantillons
tives a la définition de la fréquence d’échantillonnage.
II peut être nécessaire de procéder à des prélève-
Pour obtenir des prélèvements représentatifs d’une
ments plus fréquents pour réduire les risques sanitai-
aquifère, il faut adopter une méthode d’échantillon-
res lorsque les eaux souterraines sont distribuées
nage qui permette de prendre des échantillons dont
comme eau potable sans désinfection préalable.
la composition reflete la composition effective, en un
Pour les objectifs autres que la surveillance des ré-
point et à un instant donné, des eaux souterraines
seaux de distribution d’eau potable, il convient de
étudiées. La majorité des prélévements sont effec-
choisir la fréquence d’échantillonnage en fonction de
tués par l’intermédiaire de puits ou forages, qui ont
la variabilité temporelle et spatiale de la qualité des
un effet perturbateur sur l’écoulement naturel des
eaux souterraines étudiées. Les variations de qualité
eaux souterraines, notamment en induisant des
sont généralement beaucoup plus progressives dans
gradients chimiques et hydrauliques verticaux.
le temps et dans l’espace, pour les eaux souterraines
Dans certaines situations d’échantillonnage, il peut se
que pour les eaux de surface. Certaines aquifères se
produire dans le forage une accumulation de matières
caractérisent pas l’existence de facteurs saisonniers
minérales entre deux prélèvements. L’eau contenue
de variation de la qualité. Dans d’autres cas (notam-
dans la colonne de forage ne sera donc plus repré-
ment en présence d’une pollution des eaux souterrai-
sentative de l’aquifère étudiée. II convient alors de
nes), la composition des échantillons obtenus au
purger les forages avant de procéder à I’échantillon-
cours d’un cycle de pompage subit des variations à
nage, en pompant et rejetant un volume d’eau, au
court terme, de l’ordre de quelques heures à environ
moins équivalent à 4 a 6 fois le volume intérieur de la
deux jours. II est nécessaire d’identifier ces variations
colonne. Dans certains cas, il peut être nécessaire
avant d’établir un programme d’échantillonnage a long
d’utiliser deux régimes de pompage différents: une
terme.
courte période de pompage à vitesse élevée peut être
La surveillance en continu du pH, de la température nécessaire pour déboucher le forage, suivie d’un
et de la conductivité électrique est un bon moyen pompage a faible vitesse destiné à stabiliser la qualité
pour déceler la nécessité d’augmenter ou réduire la
avant le prélèvement.
fréquence des prélèvements destinés a la mesure de
La stratification verticale de la qualité des eaux sou-
paramètres devant être caractérisés par échantillon-
terraines peut être naturelle, ou résulter d’une pollu-
nage. Si la surveillance en continu fait apparaître une
tion. Une pollution très diffuse, par exemple, entraîne
accélération des variations de qualité, il convient
une contamination maximale dans la couche d’eau si-
d’augmenter la fréquence d’échantillonnage pour
tuée en haut de l’aquifère, au-dessus de la zone sa-
l’ensemble des paramètres à déterminer. Si, à I’in-
turée, tandis que les polluants plus denses que l’eau
verse, on observe un ralentissement ou une interrup-
tendent à s’accumuler plus bas, au-dessus d’une
tion des variations, on peut réduire la fréquence
couche moins perméable ou au bas de l’aquifère. II
d’échantillonnage.
faut donc que la méthode d’échantillonnage adoptée
Lorsque des variations de qualité importantes ont été permette la détection des gradients de qualité verti-
observées pour l’un ou l’autre des paramètres faisant caux aussi bien qu’horizontaux.
l’objet d’une surveillance en continu, il est recom-
La méthode adoptée doit également refléter la com-
mandé d’envisager, par précaution, l’extension des
plexité de l’écoulement des eaux souterraines, en te-
analyses de routine à un plus grand nombre de para-
nant compte de la nature (fissurale ou intergranulaire)
métres.
de l’écoulement dans l’aquifère, de la direction de
La surveillance en continu constitue également un
l’écoulement et des gradients hydrauliques au sein de
bon moyen pour identifier le moment le plus propice
l’aquifère, qui peuvent entraîner l’apparition dans la
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 5667-l 1:1993(F)
colonne de forage de forts courants naturels verti-
pompe-garniture d’étanchéité dans une section de
caux, ascendants ou descendants. On emploie tradi-
l’aquifère isolée des autres, ce qui permet d’obtenir
tionnellement deux méthodes, l’échantillonnage par
un échantillon discr
...
Questions, Comments and Discussion
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