ISO 13877:1998
(Main)Soil quality — Determination of polynuclear aromatic hydrocarbons — Method using high -performance liquid chromatography
Soil quality — Determination of polynuclear aromatic hydrocarbons — Method using high -performance liquid chromatography
Qualité du sol — Dosage des hydrocarbures aromatiques polycycliques — Méthode par chromatographie en phase liquide à haute performance
Kakovost tal - Določevanje policikličnih aromatskih ogljikovodikov - Metoda z uporabo tekočinske kromatografije visoke ločljivosti
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 13877:1999
01-marec-1999
.DNRYRVWWDO'RORþHYDQMHSROLFLNOLþQLKDURPDWVNLKRJOMLNRYRGLNRY0HWRGD]
XSRUDERWHNRþLQVNHNURPDWRJUDILMHYLVRNHORþOMLYRVWL
Soil quality -- Determination of polynuclear aromatic hydrocarbons -- Method using high -
performance liquid chromatography
Qualité du sol -- Dosage des hydrocarbures aromatiques polycycliques -- Méthode par
chromatographie en phase liquide à haute performance
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 13877:1998
ICS:
13.080.10 .HPLMVNH]QDþLOQRVWLWDO Chemical characteristics of
soils
SIST ISO 13877:1999 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO 13877:1999
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SIST ISO 13877:1999
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13877
First edition
1998-09-01
Soil quality — Determination of polynuclear
aromatic hydrocarbons — Method using
high-performance liquid chromatography
Qualité du sol — Dosage des hydrocarbures aromatiques polycycliques —
Méthode par chromatographie en phase liquide à haute performance
A
Reference number
ISO 13877:1998(E)
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SIST ISO 13877:1999
ISO 13877:1998(E)
Contents
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Principle . 2
4 Apparatus . 2
5 Reagents. 3
6 Sampling, sample conservation and pretreatment . 5
7 Procedure . 5
8 Calculation . 10
9 Performance characteristics . 11
10 Test report . 13
Annex A (informative) Wavelengths for UV and fluorimetric detection . 14
Bibliography . 15
© ISO 1998
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Switzerland
Internet iso@iso.ch
Printed in Switzerland
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SIST ISO 13877:1999
© ISO
ISO 13877:1998(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
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 ISO 13877 was prepared by Technical Committee TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 3,
Chemical methods and soil characteristics.
Annex A of this International Standard is for information only.
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SIST ISO 13877:1999
© ISO
ISO 13877:1998(E)
Introduction
Polynuclear aromatic hydrocarbons (PAH) can be generated when organic matter is treated under pyrolytic conditions,
meaning conditions of incomplete heating or combustion under exclusion of oxygen. In addition to PAH, other
substances are formed which cover a wide range of molecular mass, some of which cannot be vaporized without
decomposition.
PAH are ubiquitous in soil in a concentration range from 1 mg/kg to 10 mg/kg per single component. In soils influenced
by human activities (industries, traffic, etc.) concentrations in the range from 1 mg/kg to 10 mg/kg per single component
may be found. In soils from (former) industrial sites, levels of hundreds of mg/kg per single component may be
detected.
PAH are neither very volatile nor very soluble in water. They will adsorb on almost any solid surface and have a very
strong affinity to organic matter. Therefore PAH can be present in different distributions, e.g. in more or less
homogeneous thin layers or in finely divided small particles as well as liquids.
The first situation is found for example in non- or lightly polluted areas. Depending on the type of soil, PAH can be
present as a monomolecular layer on the surface of particles or, with clayey types of soil, PAH can also be found within
the clay aggregates.
Frequently the second situation is found in more heavily polluted areas. PAH can be present in dust, soot or tar
particles.
These differences in occurrence and concentration make it impossible, for the time being, to prepare one single
method for all applications. Although high pressure liquid chromatography (HPLC) is used for the determination of PAH
in extracts, different approaches for extraction and/or concentration and/or clean-up are necessary.
In this International Standard, two different methods, A and B, are described.
For non- or lightly polluted soils ("mg/kg range") it is of major importance that the extractant be able to break up the soil
aggregates and allow an intensive contact between extractant and individual particles. This can be achieved by using a
polar extractant, such as acetone, in combination with mechanical shaking (method A).
For more heavily polluted soils ("mg/kg range") a less polar extractant is needed for dissolving PAH from soot or tar
particles. Although the highly toxic benzene still is the best extractant, the less toxic toluene is prescribed for this
purpose in combination with exhaustive Soxhlet extraction (method B).
Both methods can be applied to all concentration ranges. However, applying acetone extraction for highly
contaminated soils and toluene extraction for lightly contaminated soils can result in poor recoveries. Selection of the
appropriate method should be based on concentrations of PAH and the expected type of adsorption or distribution
within the soil.
In the literature a number of experiments has been reported using different solvents and/or extraction techniques.
Solvents such as hexane, cyclohexane, methylene chloride, acetonitrile or tetrahydrofuran have been used. Other
extraction techniques such as ultrasonic extraction or supercritical fluid extraction (SFE) have been applied. The results
from these experiments are often comparable to those obtained by using the methods given in this International
Standard. However, the use of procedures other than those described in this International Standard is not covered and
their users should not refer to this International Standard.
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SIST ISO 13877:1999
© ISO
ISO 13877:1998(E)
Before commencing PAH analysis in a laboratory, it would be wise to discuss the facilities with the appropriate Health
Authority. It is suggested that initial familiarization with the techniques be carried out using a non-carcinogenic PAH
such as fluoranthene. General techniques for the handling of hazardous materials have been given elsewhere [1], [2],
[3], [4]; these publications or their equivalent should be studied before handling PAH.
v
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SIST ISO 13877:1999
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SIST ISO 13877:1999
INTERNATIONAL STANDARD © ISO ISO 13877:1998(E)
Soil quality — Determination of polynuclear aromatic
hydrocarbons — Method using high-performance liquid
chromatography
WARNING: Certain polynuclear aromatic hydrocarbons (PAH) are highly carcinogenic; handle with
extreme care. Do not allow solid materials, solvent extracts and solutions of standard PAH to contact the
body. PAH can co-distil with solvent and deposit on the outside of stoppered bottles, therefore always
handle all vessels containing solutions of PAH using gloves which are solvent-resistant and preferably
disposable. Vessels containing PAH solutions should be stored standing in beakers to contain any spillage
in case of breakage. PAH contamination of vessels can be detected by irradiation with light of 366 nm
wavelength.
Solid PAH are most dangerous and give rise to a dust hazard due to their crystals becoming
electrostatically charged. Handle these materials only where the proper facilities are available (e.g.
adequate fume hoods, protective clothing, dust masks, etc.). It is strongly advised that standard solutions
be prepared centrally in suitably equipped laboratories or purchased from suppliers specialized in their
preparation.
Dispose of solvent solutions containing PAH in a manner approved for disposal of toxic wastes.
1 Scope
This International Standard describes two methods for quantitative determination of polynuclear aromatic
hydrocarbons (PAH) in soil.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 8466-1, Water quality — Calibration and evaluation of analytical methods and estimation of performance
characteristics — Part 1: Statistical evaluation of the linear calibration function.
ISO 8466-2, Water quality — Calibration and evaluation of analytical methods and estimation of performance
characteristics — Part 2: Calibration strategy for non-linear second order calibration function.
ISO 10381-5, Soil quality — Sampling — Part 5: Guidance on the procedure for investigation of soil contamination
on urban and industrial sites.
ISO 11464, Soil quality — Pretreatment of samples for physico-chemical analysis.
1
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SIST ISO 13877:1999
© ISO
ISO 13877:1998(E)
ISO 11465, Soil quality — Determination of dry matter and water content on a mass basis — Gravimetric method.
ISO 14507, Soil quality — Pretreatment of samples for the determination of organic contaminants.
3 Principle
Soil is extracted with acetone without drying (method A) or extracted with toluene after drying (method B).
NOTE 1 When applying method B, loss of naphthalene can occur while air-drying soil.
Analysis of the extract is carried out by high performance liquid chromatography (HPLC), using ultraviolet or
fluorimetric detectors with variable excitation and emission wavelengths. Quantitative evaluation is carried out by
recording detector signals (area or height) by the external standard method.
16 compounds, listed in 5.11 (the so-called EPA-priority pollutants PAH [5]), can be determined. For other PAH, the
validity of the method has yet to be proven.
NOTE 2 Acenaphthylene cannot be measured using fluorimetric detection.
4 Apparatus
4.1 General
4.1.1 Analytical balance, with an accuracy of 0,01 g.
4.1.2 Analytical balance, with an accuracy of 0,01 mg.
NOTE This balance should be used only for preparation of standards.
4.1.3 Drying cabinet in accordance with ISO 11465.
4.2 Apparatus for sample preparation (Method A)
4.2.1 Conical flask of 500 ml capacity.
4.2.2 Separating funnel of 1000 ml capacity.
4.2.3 Shaking machine, horizontal movement with up to 200 shakes per minute.
4.2.4 Concentration apparatus, for example Kuderna-Danish or rotary apparatus.
4.2.5 Water bath, with a temperature range up to 100 °C.
4.2.6 Chromatography column for clean-up, internal diameter 1 cm.
4.3 Apparatus for sample preparation (Method B)
4.3.1 Soxhlet, approx. 30 ml, with paper or glass fibre thimbles, 100 ml round-bottom flask and reflux condenser.
NOTE If blank values cannot be excluded, thimbles should be cleaned with toluene before use.
4.3.2 Measuring flasks, 50 ml and 100 ml nominal volumes.
2
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SIST ISO 13877:1999
© ISO
ISO 13877:1998(E)
4.2 Apparatus for analysis
4.4.1 High performance liquid chromatograph, equipped according to requirements with either an ultraviolet
detection system (with variable wavelength) or a fluorimetric detection system (with free choice of excitation and
emission wavelengths). If fluorimetric detection is used, degassing (removal of oxygen) of mobile phase, e.g. by
helium, is necessary.
with reversed-phase materials for PAH analysis.
4.4.2 Separation column with guard column,
NOTE In soil analysis, utilization of a guard column helps to improve the durability of the analytical column.
4.4.3 Recording device, computer integrator with printer/plotter. Measuring range according to HPLC output
signal, preferably with monitor interpretation and the possibility of subsequent baseline correction.
5 Reagents
5.1 General reagents
Chemicals fulfilling the requirements for residue analysis and which do not contain PAH are suitable for sample
preparation. Periodic blank value determinations shall be carried out to verify the purity of chemicals, generally after
introduction of new stock batches. Batches of solvents containing PAH either shall be substituted by ones free from
PAH, or shall be purified by distillation (e.g. over a Vigreux column of 1 m length).
5.2 Acetone, p.a. grade or residue analysis grade (A).
5.3 Petroleum ether (boiling range 40 °C to 60 °C), p.a. grade or residue analysis grade (A).
5.4 Toluene, p.a. grade or residue analysis grade (B).
5.5 Sodium sulfate (anhydrous), p.a. grade.
2
5.6 Aluminium oxide, basic or neutral, specific surface area 200 m /g, activity super I according to Brockmann.
5.7 Methanol or acetonitrile, HPLC purity grade.
5.8 Water.
5.8.1 For extraction (A): double-distilled or deionized.
5.8.2 For HPLC mobile phase: ultra-pure water (HPLC purity grade).
5.9 Helium, of suitable purity for degasification of solvents (see 4.4.1).
5.10 Nitrogen, of suitable purity of volume reduction.
NOTE It should be verified that no impurities are introduced, e.g. by plastics pipe installations.
3
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SIST ISO 13877:1999
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ISO 13877:1998(E)
5.11 Reference materials
1)
NOTE Reference materials and standard solutions of PAH are available from a limited number of suppliers.
No. Substance CAS No.
1 Naphthalene 91-20-3
2 Acenaphthylene 208-96-8
3 Acenaphthene 83-32-9
4 Fluorene 86-73-7
5 Phenanthrene 85-01-8
6 Anthracene 120-12-7
7 Fluoranthene 206-44-0
8 Pyrene 129-00-0
9 Benz[a]anthracene 56-55-3
10 Chrysene 218-01-9
11 Benzo[b]fluoranthene 205-99-2
12 Benzo[k]fluoranthene 207-08-9
13 Benzo[a]pyrene 50-32-8
14 Dibenz[ah]anthracene 53-70-3
15 Benzo[ghi]perylene 191-24-2
16 Indeno[1,2,3-cd]pyrene 193-39-5
5.12 Standard solutions
WARNING: Do NOT undertake the preparation of PAH standards from the solid materials unless the
correct safety equipment is available. Use proper handling techniques.
Weigh approximately 5 mg of each of the reference materials (5.11) with an accuracy of 0,01 mg and place into a
100 ml measuring flask. Fill with methanol or acetonitrile (5.7) up to the mark. From this stock solution take 1 ml by
using calibrated pipettes with an accuracy of 1 % and introduce into an ampoule which can be sealed by melting.
After cooling with liquid nitrogen, seal the ampoule by melting. Store the ampoule in a sparkproof refrigerator;
contents are stable under these conditions for at least one year.
For use as a calibration solution, transfer the contents of an ampoule into a 100 ml measuring flask and make up
with acetonitrile (method A) or toluene (method B). If very low concentrations of PAH in soil are expected, and if
using a fluorimetric detector, prepare the calibration solution with acetonitrile and dilute further at a ratio of 1 : 10.
NOTE It is advisable to use commercially available standards unless the laboratory has great experience in handling
hazardous materials.
5.13 Commercially prepared standards
Stock solutions in e.g. acetonitrile are available commercially. Their use is strongly recommended.
To prepare the calibration solution, dilute the stock solution in accordance with 5.12.
1 Certified standards are supplied by:
)
Institute for Reference Materials and Measurement (IRMM), Retiesweg, B-2440 Geel, Belgium.
National Institute for Science and Technology, Office of Standard Ref. Data, Washington D.C. 20234 USA.
Other suitable sources may be available; this information is given for the convenience of users of this International Standard
and does not constitute an endorsement by ISO of the suppliers named.
4
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SIST ISO 13877:1999
© ISO
ISO 13877:1998(E)
6 Sampling, sample conservation and pretreatment
Sampling shall be carried out in accordance with ISO 10381-5 in cooperation with the analytical laboratory. Store
soil in containers which do not influence the PAH content of the samples, e.g. glass or metal. The sample mass
shall be about 500 g to 1000 g.
NOTE 1 A detailed sampling report should be provided with the samples.
Detailed information on sample conservation and pretreatment can be taken from ISO 14507.
Stones and other material of diameter larger than 10 mm and obviously not contaminated should be separated,
weighed and the result of weighing recorded. Large particles with expected contamination shall be reduced in size
and analysed separately or together with the finer sample material. In the test report, specify the procedure followed
to ascertain the original condition of the sample and specify to what part the analytical result relates.
To minimize degradation, keep samples in the dark and preferably cool (i.e. 4 °C ± 2 °C).
NOTE 2 Samples should be analysed as quickly as possible. Microbial degradation can occur, especially when investigating
agricultural soils.
If using method B, dry the sample before analysis in air in accordance with ISO 11464. If the soils tend to
agglomerate during drying, crush them again in a mortar.
Sieve the sample to a particle size of 2 mm in accordance with ISO 11464. Determine and record the percentage
mass fraction of diameters < 2 mm and > 2 mm.
NOTE 3 Use of a sieving apparatus is advantageous.
Take a subsample from the fraction < 2 mm in accordance with ISO 11464.
If soils have a high content of technological substrate (e.g. ashes, bricks) or if these substrates have to be analysed,
crush the whole sample to < 2 mm. This procedure
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13877
First edition
1998-09-01
Soil quality — Determination of polynuclear
aromatic hydrocarbons — Method using
high-performance liquid chromatography
Qualité du sol — Dosage des hydrocarbures aromatiques polycycliques —
Méthode par chromatographie en phase liquide à haute performance
A
Reference number
ISO 13877:1998(E)
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ISO 13877:1998(E)
Contents
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Principle . 2
4 Apparatus . 2
5 Reagents. 3
6 Sampling, sample conservation and pretreatment . 5
7 Procedure . 5
8 Calculation . 10
9 Performance characteristics . 11
10 Test report . 13
Annex A (informative) Wavelengths for UV and fluorimetric detection . 14
Bibliography . 15
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All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher.
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
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 ISO 13877 was prepared by Technical Committee TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 3,
Chemical methods and soil characteristics.
Annex A of this International Standard is for information only.
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ISO 13877:1998(E)
Introduction
Polynuclear aromatic hydrocarbons (PAH) can be generated when organic matter is treated under pyrolytic conditions,
meaning conditions of incomplete heating or combustion under exclusion of oxygen. In addition to PAH, other
substances are formed which cover a wide range of molecular mass, some of which cannot be vaporized without
decomposition.
PAH are ubiquitous in soil in a concentration range from 1 mg/kg to 10 mg/kg per single component. In soils influenced
by human activities (industries, traffic, etc.) concentrations in the range from 1 mg/kg to 10 mg/kg per single component
may be found. In soils from (former) industrial sites, levels of hundreds of mg/kg per single component may be
detected.
PAH are neither very volatile nor very soluble in water. They will adsorb on almost any solid surface and have a very
strong affinity to organic matter. Therefore PAH can be present in different distributions, e.g. in more or less
homogeneous thin layers or in finely divided small particles as well as liquids.
The first situation is found for example in non- or lightly polluted areas. Depending on the type of soil, PAH can be
present as a monomolecular layer on the surface of particles or, with clayey types of soil, PAH can also be found within
the clay aggregates.
Frequently the second situation is found in more heavily polluted areas. PAH can be present in dust, soot or tar
particles.
These differences in occurrence and concentration make it impossible, for the time being, to prepare one single
method for all applications. Although high pressure liquid chromatography (HPLC) is used for the determination of PAH
in extracts, different approaches for extraction and/or concentration and/or clean-up are necessary.
In this International Standard, two different methods, A and B, are described.
For non- or lightly polluted soils ("mg/kg range") it is of major importance that the extractant be able to break up the soil
aggregates and allow an intensive contact between extractant and individual particles. This can be achieved by using a
polar extractant, such as acetone, in combination with mechanical shaking (method A).
For more heavily polluted soils ("mg/kg range") a less polar extractant is needed for dissolving PAH from soot or tar
particles. Although the highly toxic benzene still is the best extractant, the less toxic toluene is prescribed for this
purpose in combination with exhaustive Soxhlet extraction (method B).
Both methods can be applied to all concentration ranges. However, applying acetone extraction for highly
contaminated soils and toluene extraction for lightly contaminated soils can result in poor recoveries. Selection of the
appropriate method should be based on concentrations of PAH and the expected type of adsorption or distribution
within the soil.
In the literature a number of experiments has been reported using different solvents and/or extraction techniques.
Solvents such as hexane, cyclohexane, methylene chloride, acetonitrile or tetrahydrofuran have been used. Other
extraction techniques such as ultrasonic extraction or supercritical fluid extraction (SFE) have been applied. The results
from these experiments are often comparable to those obtained by using the methods given in this International
Standard. However, the use of procedures other than those described in this International Standard is not covered and
their users should not refer to this International Standard.
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Before commencing PAH analysis in a laboratory, it would be wise to discuss the facilities with the appropriate Health
Authority. It is suggested that initial familiarization with the techniques be carried out using a non-carcinogenic PAH
such as fluoranthene. General techniques for the handling of hazardous materials have been given elsewhere [1], [2],
[3], [4]; these publications or their equivalent should be studied before handling PAH.
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Soil quality — Determination of polynuclear aromatic
hydrocarbons — Method using high-performance liquid
chromatography
WARNING: Certain polynuclear aromatic hydrocarbons (PAH) are highly carcinogenic; handle with
extreme care. Do not allow solid materials, solvent extracts and solutions of standard PAH to contact the
body. PAH can co-distil with solvent and deposit on the outside of stoppered bottles, therefore always
handle all vessels containing solutions of PAH using gloves which are solvent-resistant and preferably
disposable. Vessels containing PAH solutions should be stored standing in beakers to contain any spillage
in case of breakage. PAH contamination of vessels can be detected by irradiation with light of 366 nm
wavelength.
Solid PAH are most dangerous and give rise to a dust hazard due to their crystals becoming
electrostatically charged. Handle these materials only where the proper facilities are available (e.g.
adequate fume hoods, protective clothing, dust masks, etc.). It is strongly advised that standard solutions
be prepared centrally in suitably equipped laboratories or purchased from suppliers specialized in their
preparation.
Dispose of solvent solutions containing PAH in a manner approved for disposal of toxic wastes.
1 Scope
This International Standard describes two methods for quantitative determination of polynuclear aromatic
hydrocarbons (PAH) in soil.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 8466-1, Water quality — Calibration and evaluation of analytical methods and estimation of performance
characteristics — Part 1: Statistical evaluation of the linear calibration function.
ISO 8466-2, Water quality — Calibration and evaluation of analytical methods and estimation of performance
characteristics — Part 2: Calibration strategy for non-linear second order calibration function.
ISO 10381-5, Soil quality — Sampling — Part 5: Guidance on the procedure for investigation of soil contamination
on urban and industrial sites.
ISO 11464, Soil quality — Pretreatment of samples for physico-chemical analysis.
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ISO 11465, Soil quality — Determination of dry matter and water content on a mass basis — Gravimetric method.
ISO 14507, Soil quality — Pretreatment of samples for the determination of organic contaminants.
3 Principle
Soil is extracted with acetone without drying (method A) or extracted with toluene after drying (method B).
NOTE 1 When applying method B, loss of naphthalene can occur while air-drying soil.
Analysis of the extract is carried out by high performance liquid chromatography (HPLC), using ultraviolet or
fluorimetric detectors with variable excitation and emission wavelengths. Quantitative evaluation is carried out by
recording detector signals (area or height) by the external standard method.
16 compounds, listed in 5.11 (the so-called EPA-priority pollutants PAH [5]), can be determined. For other PAH, the
validity of the method has yet to be proven.
NOTE 2 Acenaphthylene cannot be measured using fluorimetric detection.
4 Apparatus
4.1 General
4.1.1 Analytical balance, with an accuracy of 0,01 g.
4.1.2 Analytical balance, with an accuracy of 0,01 mg.
NOTE This balance should be used only for preparation of standards.
4.1.3 Drying cabinet in accordance with ISO 11465.
4.2 Apparatus for sample preparation (Method A)
4.2.1 Conical flask of 500 ml capacity.
4.2.2 Separating funnel of 1000 ml capacity.
4.2.3 Shaking machine, horizontal movement with up to 200 shakes per minute.
4.2.4 Concentration apparatus, for example Kuderna-Danish or rotary apparatus.
4.2.5 Water bath, with a temperature range up to 100 °C.
4.2.6 Chromatography column for clean-up, internal diameter 1 cm.
4.3 Apparatus for sample preparation (Method B)
4.3.1 Soxhlet, approx. 30 ml, with paper or glass fibre thimbles, 100 ml round-bottom flask and reflux condenser.
NOTE If blank values cannot be excluded, thimbles should be cleaned with toluene before use.
4.3.2 Measuring flasks, 50 ml and 100 ml nominal volumes.
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ISO 13877:1998(E)
4.2 Apparatus for analysis
4.4.1 High performance liquid chromatograph, equipped according to requirements with either an ultraviolet
detection system (with variable wavelength) or a fluorimetric detection system (with free choice of excitation and
emission wavelengths). If fluorimetric detection is used, degassing (removal of oxygen) of mobile phase, e.g. by
helium, is necessary.
with reversed-phase materials for PAH analysis.
4.4.2 Separation column with guard column,
NOTE In soil analysis, utilization of a guard column helps to improve the durability of the analytical column.
4.4.3 Recording device, computer integrator with printer/plotter. Measuring range according to HPLC output
signal, preferably with monitor interpretation and the possibility of subsequent baseline correction.
5 Reagents
5.1 General reagents
Chemicals fulfilling the requirements for residue analysis and which do not contain PAH are suitable for sample
preparation. Periodic blank value determinations shall be carried out to verify the purity of chemicals, generally after
introduction of new stock batches. Batches of solvents containing PAH either shall be substituted by ones free from
PAH, or shall be purified by distillation (e.g. over a Vigreux column of 1 m length).
5.2 Acetone, p.a. grade or residue analysis grade (A).
5.3 Petroleum ether (boiling range 40 °C to 60 °C), p.a. grade or residue analysis grade (A).
5.4 Toluene, p.a. grade or residue analysis grade (B).
5.5 Sodium sulfate (anhydrous), p.a. grade.
2
5.6 Aluminium oxide, basic or neutral, specific surface area 200 m /g, activity super I according to Brockmann.
5.7 Methanol or acetonitrile, HPLC purity grade.
5.8 Water.
5.8.1 For extraction (A): double-distilled or deionized.
5.8.2 For HPLC mobile phase: ultra-pure water (HPLC purity grade).
5.9 Helium, of suitable purity for degasification of solvents (see 4.4.1).
5.10 Nitrogen, of suitable purity of volume reduction.
NOTE It should be verified that no impurities are introduced, e.g. by plastics pipe installations.
3
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ISO 13877:1998(E)
5.11 Reference materials
1)
NOTE Reference materials and standard solutions of PAH are available from a limited number of suppliers.
No. Substance CAS No.
1 Naphthalene 91-20-3
2 Acenaphthylene 208-96-8
3 Acenaphthene 83-32-9
4 Fluorene 86-73-7
5 Phenanthrene 85-01-8
6 Anthracene 120-12-7
7 Fluoranthene 206-44-0
8 Pyrene 129-00-0
9 Benz[a]anthracene 56-55-3
10 Chrysene 218-01-9
11 Benzo[b]fluoranthene 205-99-2
12 Benzo[k]fluoranthene 207-08-9
13 Benzo[a]pyrene 50-32-8
14 Dibenz[ah]anthracene 53-70-3
15 Benzo[ghi]perylene 191-24-2
16 Indeno[1,2,3-cd]pyrene 193-39-5
5.12 Standard solutions
WARNING: Do NOT undertake the preparation of PAH standards from the solid materials unless the
correct safety equipment is available. Use proper handling techniques.
Weigh approximately 5 mg of each of the reference materials (5.11) with an accuracy of 0,01 mg and place into a
100 ml measuring flask. Fill with methanol or acetonitrile (5.7) up to the mark. From this stock solution take 1 ml by
using calibrated pipettes with an accuracy of 1 % and introduce into an ampoule which can be sealed by melting.
After cooling with liquid nitrogen, seal the ampoule by melting. Store the ampoule in a sparkproof refrigerator;
contents are stable under these conditions for at least one year.
For use as a calibration solution, transfer the contents of an ampoule into a 100 ml measuring flask and make up
with acetonitrile (method A) or toluene (method B). If very low concentrations of PAH in soil are expected, and if
using a fluorimetric detector, prepare the calibration solution with acetonitrile and dilute further at a ratio of 1 : 10.
NOTE It is advisable to use commercially available standards unless the laboratory has great experience in handling
hazardous materials.
5.13 Commercially prepared standards
Stock solutions in e.g. acetonitrile are available commercially. Their use is strongly recommended.
To prepare the calibration solution, dilute the stock solution in accordance with 5.12.
1 Certified standards are supplied by:
)
Institute for Reference Materials and Measurement (IRMM), Retiesweg, B-2440 Geel, Belgium.
National Institute for Science and Technology, Office of Standard Ref. Data, Washington D.C. 20234 USA.
Other suitable sources may be available; this information is given for the convenience of users of this International Standard
and does not constitute an endorsement by ISO of the suppliers named.
4
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6 Sampling, sample conservation and pretreatment
Sampling shall be carried out in accordance with ISO 10381-5 in cooperation with the analytical laboratory. Store
soil in containers which do not influence the PAH content of the samples, e.g. glass or metal. The sample mass
shall be about 500 g to 1000 g.
NOTE 1 A detailed sampling report should be provided with the samples.
Detailed information on sample conservation and pretreatment can be taken from ISO 14507.
Stones and other material of diameter larger than 10 mm and obviously not contaminated should be separated,
weighed and the result of weighing recorded. Large particles with expected contamination shall be reduced in size
and analysed separately or together with the finer sample material. In the test report, specify the procedure followed
to ascertain the original condition of the sample and specify to what part the analytical result relates.
To minimize degradation, keep samples in the dark and preferably cool (i.e. 4 °C ± 2 °C).
NOTE 2 Samples should be analysed as quickly as possible. Microbial degradation can occur, especially when investigating
agricultural soils.
If using method B, dry the sample before analysis in air in accordance with ISO 11464. If the soils tend to
agglomerate during drying, crush them again in a mortar.
Sieve the sample to a particle size of 2 mm in accordance with ISO 11464. Determine and record the percentage
mass fraction of diameters < 2 mm and > 2 mm.
NOTE 3 Use of a sieving apparatus is advantageous.
Take a subsample from the fraction < 2 mm in accordance with ISO 11464.
If soils have a high content of technological substrate (e.g. ashes, bricks) or if these substrates have to be analysed,
crush the whole sample to < 2 mm. This procedure is usually chosen when soils from abandoned industrial sites
have to be investigated.
7 Procedure
7.1 Extraction Method A: non- or lightly polluted soil
7.1.1 Extraction procedure
Weigh about 20 g of soil (4.2.1) to the nearest 0,1 g into a conical flask of 500 ml capacity. Add 200 ml of acetone
and close the container. Shake vigorously on a mechanical shaker (4.2.3) for 15 min.
Add 100 ml of petroleum ether to the mixture of soil and acetone and shake for another 15 min.
After settling, decant the supernatant into a separating funnel of 1000 ml capacity (4.2.2). Remove acetone and
polar compo
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13877
Première édition
1998-09-01
Qualité du sol — Dosage
des hydrocarbures aromatiques
polycycliques — Méthode
par chromatographie en phase liquide
à haute performance
Soil quality — Determination of polynuclear aromatic hydrocarbons —
Method using high-performance liquid chromatography
A
Numéro de référence
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Sommaire
1 Domaine d’application .1
2 Références normatives .1
3 Principe .2
4 Appareillage .2
5 Réactifs.3
6 Échantillonnage, conservation et prétraitement des échantillons .5
7 Mode opératoire.5
8 Calcul .11
9 Caractéristiques de performance.11
10 Rapport d’essai.14
Annexe A (informative) Longueurs d’onde pour la détection UV et la détection fluorimétrique .15
Bibliographie.16
© ISO 1998
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case postale 56 • CH-1211 Genève 20 • Suisse
Internet iso@iso.ch
Imprimé en Suisse
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 13877 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité
SC 3, Méthodes chimiques et caractéristiques du sol.
L’annexe A de la présente Norme internationale est donnée uniquement à titre d’information.
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Introduction
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) peuvent être produits lors du traitement de matières
organiques dans des conditions pyrolytiques. On entend par pyrolyse tout chauffage ou combustion incomplète de
matières organiques en milieu déficitaire en oxygène. En plus de ces HAP, d’autres substances, présentant des
masses moléculaires diverses, sont également formées, certaines d’entre elles ne pouvant pas être vaporisées
sans décomposition.
Les HAP sont présents à l’état diffus dans le sol à des concentrations situées entre 1 μg/kg et 10 μg/kg pour chacun
de leurs constituants. En ce qui concerne les sols supportant des activités humaines (industries, trafic, etc.), il est
possible d’observer des concentrations situées entre 1 mg/kg et 10 mg/kg pour chacun des constituants. Les sols
prélevés sur des sites industriels (abandonnés) peuvent présenter des concentrations de plusieurs centaines de
milligrammes par kilogramme par composant.
Les HAP ne sont ni très volatils, ni très solubles dans l’eau. Ils sont adsorbés sur la plupart des surfaces solides et
offrent une grande affinité avec les matières organiques. En conséquence, les HAP peuvent se présenter sous
divers aspects, c’est-à-dire sous forme de fine couche plus ou moins homogène ou de particules infimes, ainsi que
sous forme liquide.
La première situation possible concerne les zones peu ou non polluées. Selon le type de sol, ils peuvent se
présenter sous forme de couche monomoléculaire à la surface des particules. En cas de sols argileux, les HAP
peuvent également être intégrés à l’intérieur d’agrégats.
La seconde situation possible concerne fréquemment les zones plus fortement polluées. Dans ce cas, les HAP
peuvent être présents dans les particules de poussière, de suie ou de goudron.
Ces différences de formes et de concentrations rendent impossible, pour l’instant, la préparation d’une méthode
unique valable pour toutes les applications. Bien que la chromatographie en phase liquide à haute performance soit
utilisée pour déterminer la présence d’HAP après extraction, il est nécessaire de recourir à différentes approches
pour procéder à l’extraction et/ou la concentration et/ou la purification.
La présente Norme internationale décrit deux méthodes différentes, A et B.
En ce qui concerne les sols peu ou non pollués («domaine des mg/kg»), il s’avère primordial que le produit
d’extraction soit capable de briser les agrégats et permette un contact intensif entre le solvant et les particules. Ceci
peut être obtenu par l’utilisation d’un solvant d’extraction polaire, tel que l’acétone en combinaison avec une
agitation mécanique (méthode A).
En ce qui concerne les sols plus fortement pollués («domaine des mg/kg»), il est nécessaire d’utiliser un solvant
d’extraction présentant une polarité moins importante, afin de dissoudre les HAP des particules de suie ou de
goudron. Bien que le benzène, substance hautement toxique, demeure le produit d’extraction le plus performant, il
est prescrit, pour des raisons de moindre toxicité, d’utiliser du toluène, en combinaison avec une extraction totale de
type Soxhlet (méthode B).
Ces deux méthodes peuvent s’appliquer à toutes les plages de concentration. Cependant, l’extraction par acétone
pour les sols hautement contaminés et par toluène pour les sols peu pollués peut donner des résultats peu
satisfaisants. Il convient de choisir la méthode la plus appropriée en se basant sur les concentrations présumées
d’HAP et sur le mode prévu d’adsorption et de diffusion dans le sol.
Dans la littérature, des expériences utilisant des solvants différents et/ou des techniques d’extraction différentes
sont rapportées. Des solvants tels que l’hexane, le cyclohexane, le chlorure de méthyle, l’acétonitrile ou le
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tétrahydrofurane sont utilisés. D’autres techniques d’extraction, telles que les ultrasons ou l’extraction par fluide
supercritique (SFE) sont appliquées. Les résultats obtenus sont souvent comparables à ceux obtenus avec les
méthodes données dans la présente Norme internationale. Cependant, l’utilisation de procédures non décrites dans
la présente Norme internationale n’est pas couverte et leurs utilisateurs ne doivent pas, dans ce cas, se reférer à la
présente Norme internationale.
Il est préférable, avant de commencer l’analyse des HAP en laboratoire, d’obtenir l’approbation des autorités
responsables en matière de santé publique concernant la conformité des installations. Il est suggéré de familiariser
le personnel aux techniques à utiliser à l’aide d’un HAP non cancérigène, tel que le fluoranthène. Les généralités
relatives aux techniques de manipulation des matières dangereuses ont été présentées par ailleurs, voir les
références [1], [2], [3] et [4]; il convient d’étudier ces publications ou leur équivalent avant de manipuler les HAP.
v
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NORME INTERNATIONALE © ISO ISO 13877:1998(F)
Qualité du sol — Dosage des hydrocarbures aromatiques
polycycliques — Méthode par chromatographie en phase liquide à
haute performance
AVERTISSEMENT — Certains HAP sont extrêmement cancérigènes; les manipuler avec la plus grande
précaution. Éviter tout contact corporel avec des substances solides, des extraits de solvants et des
solutions étalon de HAP. Il peut intervenir une réaction de distillation lorsque les HAP entrent en contact
avec des solvants et ils peuvent alors se déposer à l’extérieur des flacons bouchés à l’émeri. En
conséquence, manipuler les conteneurs remplis de solutions d’HAP dans des solvants avec des gants
résistants aux solvants, de préférence jetables. Il convient de placer les récipients contenant des solutions
de HAP en position verticale dans des béchers afin d’éviter la dispersion de ces solutions en cas de bris. Il
est possible de détecter la contamination de récipients par des HAP à l’aide d’une source UV à 366 nm.
Les HAP solides sont extrêmement dangereux en raison du risque de dispersion des poudres par effet
électrostatique. Ne manipuler ces substances que si l’on dispose du matériel adéquat, tel que des hottes
aspirantes, des vêtements de protection, des masques à poussière, etc. Il est vivement recommandé de
centraliser la préparation des solutions étalons dans des laboratoires disposant d’un équipement adapté
ou de se procurer lesdites solutions auprès de fournisseurs spécialisés dans leur préparation.
Éliminer les solutions avec solvants contenant des HAP conformément aux prescriptions concernant les
déchets toxiques.
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale décrit deux méthodes permettant de déterminer de manière quantitative la
présence d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans le sol.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l’ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 8466-1, Qualité de l’eau — Étalonnage et évaluation des méthodes d’analyse et estimation des caractères de
performance — Partie 1: Évaluation statistique de la fonction linéaire d’étalonnage.
ISO 8466-2, Qualité de l’eau — Étalonnage et évaluation des méthodes d’analyse et estimation des caractères de
performance — Partie 2: Stratégie d’étalonnage pour fonctions d’étalonnage non linéaires du second degré.
ISO 10381-5, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 5: Lignes directrices concernant l’investigation relative à la
contamination du sol des sites urbains et industriels.
1
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ISO 11464, Qualité du sol — Prétraitement des échantillons pour analyses physico-chimiques.
ISO 11465, Qualité du sol — Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en eau — Méthode
gravimétrique.
ISO 14507, Qualité du sol — Prétraitement des échantillons pour la détermination des contaminants organiques.
3 Principe
Le sol est extrait avec de l’acétone sans séchage (méthode A) ou avec du toluène après séchage (méthode B).
NOTE 1 Lors de l’application de la méthode B, des pertes de naphtalène peuvent intervenir lors du séchage du sol à l’air.
L’analyse de l’extrait est réalisée par chromatographie en phase liquide à haute performance (CLHP), en utilisant
des détecteurs ultraviolets à longueurs d’onde variables ou des détecteurs fluorimétriques à longueurs d’onde
d’excitation et d’émission variables. L’évaluation quantitative est effectuée en enregistrant les signaux provenant
des détecteurs (aire ou hauteur de pic) par la méthode de l’étalonnage externe.
Seize composants, énumérés en 5.11, peuvent être déterminés (HAP appelés polluants prioritaires pour l’EPA [5]).
Pour les autres HAP, la méthode reste à être validée.
NOTE 2 L’utilisation de la détection par fluorimétrie ne permet pas le mesurage de l’acénaphtylène.
4 Appareillage
4.1 Généralités
, d’une précision de 0,01 g.
4.1.1 Balance pour analyse
4.1.2 Balance pour analyse, d’une précision de 0,01 mg.
NOTE Il convient d’utiliser cette balance uniquement pour la préparation des étalons.
4.1.3 Étuve de séchage, conforme à l’ISO 11465.
4.2 Appareillage pour la préparation des échantillons (Méthode A)
4.2.1 Fiole conique, d’une capacité de 500 ml.
4.2.2 Ampoule à décantation, d’une capacité de 1000 ml.
4.2.3 Agitateur, imprimant un mouvement horizontal pouvant aller jusqu’à 200 agitations par minute.
4.2.4 Dispositif de concentration, par exemple Kuderna-Danish ou évaporateur rotatif.
4.2.5 Bain-marie, à température réglable pouvant atteindre 100 °C.
4.2.6 Colonne de chromatographie, pour la purification, d’un diamètre interne de 1 cm.
4.3 Appareillage pour la préparation des échantillons (Méthode B)
4.3.1 Appareil de Soxhlet, d’une capacité d’environ 30 ml, avec cartouches d’extraction en cellulose ou en fibre
de verre, un ballon d’une capacité de 100 ml et un condenseur à reflux.
NOTE Si une valeur à blanc ne peut être exclue, il convient de nettoyer les cartouches avec du toluène avant utilisation.
4.3.2 Fioles jaugées, d’une capacité nominale de 50 ml et 100 ml.
2
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4.4 Appareillage pour analyse
4.4.1 Chromatographe en phase liquide à haute performance, équipé, selon les exigences, soit d’un système
de détection par spectrophotométrie ultraviolette (avec des longueurs d’onde variables), soit d’un système de
détection fluorimétrique à longueurs d’onde d’excitation et d’émission variables. Si la détection fluorimétrique est
utilisée, le dégazage de la phase mobile (élimination de l’oxygène résiduel) est nécessaire (par exemple avec de
l’hélium).
4.4.2 Colonne de séparation avec une colonne de garde, remplie de phase fonctionnant en mode inverse pour
l’analyse des HAP.
NOTE Lors d’une analyse de sol, l’utilisation d’une colonne de garde s’avère utile pour allonger la durée de vie de la colonne
d’analyse.
4.4.3 Dispositif d’enregistrement des données, intégrateur-calculateur ou micro-ordinateur, avec logiciel
permettant le traitement des données chromatographiques.
5 Réactifs
5.1 Généralités
Les réactifs et substances chimiques respectant les exigences liées à l’analyse des résidus et ne contenant pas
d’HAP conviennent pour la préparation des échantillons. Des valeurs de blanc doivent être déterminées
périodiquement, généralement après introduction de nouveaux lots, afin de vérifier la pureté des substances
chimiques. Des lots de solvants contenant des HAP doivent être remplacés par des lots exempts d’HAP ou doivent
être purifiés avant utilisation par distillation (par exemple dans une colonne de Vigreux de 1 m de longueur).
5.2 Acétone, qualité pour analyses ou qualité pour l’analyse des résidus (A).
5.3 Éther de pétrole (intervalle d’ébullition compris entre 40 °C et 60 °C), qualité pour analyses ou qualité pour
l’analyse des résidus (A).
5.4 Toluène, qualité pour analyses ou qualité pour l’analyse des résidus (A).
5.5 Sulfate de sodium (anhydre), qualité pour analyses.
2
5.6 Oxyde d’aluminium, basique ou neutre, d’une aire spécifique de 200 m /g, activité super I selon Brockmann.
5.7 Méthanol ou acétonitrile, d’une pureté adaptée à la chromatographie en phase liquide à haute performance.
5.8 Eau
5.8.1 Pour l’extraction (A): eau bidistillée ou désionisée.
5.8.2 Pour la phase mobile de la chromatographie en phase liquide à haute performance: eau ultrapure (qualité
adaptée à la chromatographie en phase liquide à haute performance).
5.9 Hélium, d’une pureté convenant au dégazage des solvants (voir 4.4.1).
5.10 Azote, d’une pureté convenant pour la réduction des volumes de solvant.
NOTE Il convient de vérifier qu’aucune impureté n’est introduite, par exemple en provenance des tuyauteries en plastique.
3
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5.11 Substances de référence
NOTE Les substances de référence et les solutions étalons d’HAP sont disponibles auprès d’un nombre limité de
1)
fournisseurs.
N° Substances N° CAS
1 Naphtalène 91-20-3
2 Acénaphtylène 208-96-8
3 Acénaphtène 83-32-9
4 Fluorène 86-73-7
5 Phénanthrène 85-01-8
6 Anthracène 120-12-7
7 Fluoranthène 206-44-0
8 Pyrène 129-00-0
9 Benzo[a]anthracène 56-55-3
10 Chrysène 218-01-9
11 Benzo[b]fluoranthène 205-99-2
12 Benzo[k]fluoranthène 207-08-9
13 Benzo[a]pyrène 50-32-8
14 Dibenzo[ah]anthracène 53-70-3
15 Benzo[ghi]pérylène 191-24-2
16 Indéno[1,2,3-cd]pyrène 193-39-5
5.12 Solutions étalons
AVERTISSEMENT — Ne pas procéder à la préparation des solutions étalons d’HAP à partir de substances
solides à moins de disposer d’un équipement respectant toutes les règles de sécurité. Utiliser les
techniques de manipulation adaptées.
Prélever approximativement 5 mg de chacune des substances de référence (5.11), avec une précision de 0,01 mg,
et disposer dans une fiole jaugée d’une capacité de 100 ml. Compléter avec du méthanol ou de l’acétonitrile (5.7)
jusqu’au repère. À partir de cette solution mère, prélever 1 ml à l’aide de pipettes étalonnées ayant une précision de
1 %, et introduire dans une ampoule pouvant être scellée par fusion. Après refroidissement de la prise d’essai avec
l’azote liquide, sceller l’ampoule par fusion. Stocker l’ampoule dans un réfrigérateur antidéflagrant; ainsi conservé,
le contenu reste stable pendant au moins 1 an.
Pour préparer une solution étalon, transférer le contenu d’une ampoule dans une fiole jaugée d’une capacité de
100 ml et compléter avec de l’acétonitrile (méthode A) ou du toluène (méthode B). Dans le cas d’un sol présentant
de très faibles concentrations d’HAP et d’utilisation d’un système de détection fluorimétrique, préparer la solution
étalon avec de l’acétonitrile et diluer encore avec un rapport de 1 à 10.
NOTE Il est recommandé d’utiliser des solutions étalons du commerce à moins que le laboratoire possède une grande
expérience de la manipulation des substances dangereuses.
1)
Des étalons certifiés peuvent être obtenus auprès de:
Institut de mesure et de matériaux de référence (IRMM), Reliesweg, B-2440 Geel, Belgique.
National Institute for Science and Technology, Office of Standard Ref. Data, Washington, D.C. 20234 USA.
D’autres sources convenables d’approvisionnement peuvent exister. Cette information est donnée à l’intention des utilisateurs
de la présente Norme internationale et ne signifie nullement que l’ISO approuve ou recommande de manière exclusive les
fournisseurs cités.
4
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5.13 Solutions étalons préparées commercialement
Les solutions mères, par exemple d’acétonitrile, sont disponibles dans le commerce. Leur utilisation est vivement
recommandée.
Pour préparer la solution d’étalonnage, diluer la solution mère selon 5.12.
6 Échantillonnage, conservation et prétraitement des échantillons
L’échantillonnage doit être réalisé conformément à l’ISO 10381-5, de concert avec le laboratoire d’analyse. Stocker
les sols prélevés dans des conteneurs qui n’influent pas sur la teneur en HAP des échantillons (par exemple verre
ou métal). La masse des échantillons doit être comprise entre 500 g et 1000 g.
NOTE 1 Il convient de fournir avec les échantillons un rapport d’échantillonnage détaillé.
Des informations plus précises sur la conservation des échantillons et leur prétraitement peuvent être obtenus dans
l’ISO 14507.
Il est recommandé de séparer et de peser les pierres et les autres matériaux d’une taille supérieure à 10 mm qui,
de toute évidence, ne sont pas contaminés et d’enregistrer les résultats de cette pesée. La taille des particules plus
grosses supposées contaminées doit être réduite, et ces particules doivent être analysées séparément ou
ensemble avec les échantillons plus fins. Dans le rapport d’essai, spécifier le mode opératoire suivi afin de
connaître avec certitude l’état initial des échantillons et de savoir à quels échantillons les résultats de l’analyse
correspondent.
Pour minimiser l’altération, les échantillons doivent être conservés dans l’obscurité et de préférence au frais (par
exemple 4 °C ± 2 °C).
NOTE 2 Il convient d’analyser les échantillons aussi rapidement que possible. Une dégradation microbienne peut intervenir,
particulièrement lors d’une analyse de sols agricoles.
Si la méthode B est utilisée, sécher les échantillons à l’air avant l’analyse, conformément à l’ISO 11464.
Si les sols ont tendance à s’agglomérer lors du séchage, ils doivent être de nouveau concassés dans un mortier.
Tamiser les échantillons jusqu’à une classe granulométrique de 2 mm, conformément à l’ISO 11464. Déterminer et
enregistrer les pourcentages en masse des fractions < 2 mm et > 2 mm.
NOTE 3 L’utilisation d’un appareillage de criblage s’avère utile.
Prélever un sous-échantillon à partir de la fraction < 2 mm, conformément à l’ISO 11464.
Si les sols présentent une teneur importante en matériaux d’origine industrielle (par exemple cendres, briques) ou si
ces matériaux doivent être analysés, concasser l’ensemble de l’échantillon pour obtenir des particules < 2 mm. Ce
mode opératoire est généralement choisi lorsque des sols provenant de friches industrielles doivent être examinés.
7 Mode opératoire
7.1 Méthode d’extraction A: Sols peu ou non pollués
7.1.1 Mode opératoire d’extraction
Prélever environ 20 g de sol (4.2.1) avec une précision de 0,1 g et placer cette prise d’essai dans une fiole conique
d’une capacité de 500 ml. Ajouter 200 ml d’acétone et fermer le conteneur. Agiter vigoureusement à l’aide d’un
agitateur mécanique (4.2.3) pendant 15 min.
Ajouter 100 ml d’éther de pétrole au mélange sol-acétone et agiter de nouveau pendant 15 min.
5
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Après décantation, transvaser le surnageant dans une ampoule à décantation d’une capacité de 1 000 ml (4.2.2).
Extraire l’acétone et les composés polaires du surnageant en agitant deux fois, avec chaque fois 800 ml d’eau.
Éliminer la phase aqueuse après chaque agitation.
Sécher l’extrait organique restant sur du sulfate de sodium anhydre, transférer l’extrait séché dans un tube à
concentration (4.2.4) et réduire le volume jusqu’à environ 10 ml. Pendant cette étape, il convient que la température
de l’eau du bain soit comprise entre 40 °C et 60 °C. Concentrer à température ambiante à l’aide d’un faible jet
d’azote jusqu’à obtention d’un volume d’environ 1 ml.
7.1.2 Purification
Selon le but de l’investigation et la limite de détection prescrite, une purification peut être nécéssaire. Dans ce cas,
suivre le mode opératoire suivant.
Sécher durant une nuit l’oxyde d’aluminium (5.6) à 150 °C. Refroidir ensuite dans un dessiccateur et ajouter 11 g
d’eau pour 89 g d’oxyde d’aluminium. Transférer dans un flacon fermé hermétiquement. Agiter jusqu’à dispersion
de tous les agrégats et laisser reposer l’oxyde d’aluminium pendant au moins 16 h avant son utilisation.
Vérifier régulièrement l’activité de l’oxyde d’aluminium préparé en purifiant une solution étalon.
Préparer une colonne d’adsorption en pesant (2,0 + 0,1) g d’oxyde d’aluminium désactivé et placer le tout dans une
colonne de chromatographie (4.2.6) dotée, en son fond, d’un petit bouchon de laine de verre. Ajouter par le haut de
la colonne approximativement 1 cm de sulfate de sodium anhydre.
NOTE 1 Des colonnes prêtes à l’emploi sont disponibles dans le commerce et peuvent être également utilisées.
Transférer le concentrat en tête de la colonne de purification à l’aide d’une pipette Pasteur. Rincer deux fois le tube
à concentration avec 1 ml d’éther de pétrole et ajouter le liquide de rinçage à la colonne. Éluer avec 8 ml d’éther de
pétrole et recueillir l’éluat dans un tube à essai étalonné effilé, tel qu’un tube de Kuderna-Danish. Ajouter 0,8 ml
d’acétonitrile et effectuer une concentration à température ambiante à l’aide d’un faible jet d’azote, jusqu’à ce que
l’éther de pétrole soit totalement éliminé, c’est-à-dire jusqu’à obtention d’un volume de 0,8 ml. Ajouter de
l’acétonitrile jusqu’au trait de 1,0 ml.
NOTE 2 Si souhaité, 20 μl d’une solution étalon interne peuvent être ajoutés à cette étape. La solution étalon interne n’est
utilisée que pour les vérifications du temps de rétention. Une solution étalon interne appropriée est préparée en dissolvant du
6-méthylchrysène dans de l’acétonitrile à une concentration de 15 μg/ml.
7.2 Méthode d’extraction B: Sols pollués
Prélever de 15 g à 30 g de sol séché à l’air à 0,1 g près et l’extraire dans un appareil de Soxhlet (4.3.1) pendant 4 h
à 8 h en utilisant 50 ml à 100 ml de toluène.
Déterminer la durée effective de l’extraction au cas par cas. En particulier, les sols présentant de grandes quantités
de matériaux à grain fin et une contamination élevée exigent des durées d’extraction supérieures.
Transférer ensuite l’extrait dans une fiole de mesure, compléter avec du toluène jusqu’à 50 ml ou 100 ml et prélever
une partie aliquote pour analyse.
7.3 Analyse CLHP
7.3.1 Généralités
Les conditions opératoires pour l’analyse CLHP peuvent varier dans des proportions importantes. À titre
d’information, deux exemples d’analyse CLHP sont présentés en 7.3.2 à 7.3.2.3. Toutefois, les conditions
opératoires appropriées doivent être choisies en accord avec le matériel et la colonne utilisés.
Les chromatogrammes des échantillons réels contiennent davantage de pics que ceux pouvant être attribués aux
seuls HAP. C’est pourquoi il convient de ne pas faire reposer l’optimisation des conditions chromatographiques
uniquement sur la solution étalon.
NOTE En général, 25 minutes au moins sont nécessaires pour parvenir à une séparation convenable des HAP et des autres
composants présents dans l’échantillon.
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© ISO
ISO 13877:1998(F)
Avant d’utiliser une nouvelle colonne, la séparation et l’ordre d’élution doivent être contrôlés sur un mélange
étalonné.
7.3.2 Exemples de conditions opératoires CLHP
7.3.2.1 Généralités
Deux exemples de conditions opératoires sont présentés: le premier exemple concerne la détection par
spectrophotométrie ultraviolette (barrette de diodes), le second la détection fluorimétrique, dans des conditions de
séparation chromatographique identiques.
Les paramètres suivants se sont révélés satisfaisants pour l’analyse des sols:
Injecteur: autoinjecteur
Volume injecté: 10 μl
Colonne:
250 mm · 4,6 mm et phase fonctionnant en mode inverse, composée
de silice greffée avec des groupements C18 pour analyse des HAP,
particules de taille 5 μm
Phase mobile: méthanol/eau
Débit: 1 ml/min
Gradient: 50 % méthanol, en 20 min à 100 %, puis 10 min isocratique
Dispositif d’enregistrement: système informatique de laboratoire
NOTE 1 L’utilisation de toluène comme solvant entraîne l’élargissement de la largeur de bande des substances à élution
rapide. En conséquence, il convient normalement que le volume injecté ne dépasse pas 10 μl.
NOTE 2 Il a été démontré que, pour certains lots de substances et dans certaines conditions, le dibenz[ah]anthracène et le
benzo[ghi]pérylène ne sont pas séparés. La séparation est améliorée par l’adjonction à la phase mobile de 10 % d’acétonitrile.
7.3.2.2 Mode opératoire avec détection UV (barrette de diodes)
Dans cet exemple, un détecteur à barrette de diodes (DAD) est utilisé. Des résultats comparables peuvent toutefois
être obtenus à l’aide d’un détecteur ultraviolet ordinaire à longueur d’onde variable.
Les détecteurs à barrette de diodes permettent de sélectionner les longueurs d’onde appropriées lors de
l’exploitation des résultats et de modifier sans difficulté la ligne de base lorsque les longueurs d’onde sont changées
mécaniquement pendant le mesurage.
Les détecteurs à barrette de diodes permettent également d’obtenir la confirmation des résultats à partir de la
même mesure, par exemple en utilisant des longueurs d’onde différentes et/ou en contrôlant la totalité du spectre.
La détection par UV présente aussi l’avantage d’une plage de linéarité de réponse étendue. Un inconvénient est la
sensibilité inférieure à celle du détecte
...
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