Water quality -- Preparation and treatment of poorly water-soluble organic compounds for the subsequent evaluation of their biodegradability in an aqueous medium

This document specifies techniques for preparing poorly water-soluble organic compounds (i.e. liquid and solid compounds) with a solubility in water of less than approximately 100 mg/l and introducing them into test vessels for a subsequent biodegradability test in an aqueous medium using standard methods. The subsequent tests on biodegradability are primarily methods using the analysis of the released carbon dioxide described in ISO 9439 and the determination of the oxygen described in ISO 9408 and following the usual precautions for ISO 10707. Thus, one can notice that the methods measuring the removal of dissolved organic carbon (DOC) are not appropriate. This document does not specify the biodegradation test methods. It is restricted to describing techniques for introducing the test compounds into the test medium and to keeping them in a dispersed state[4]. These techniques are implemented while observing the experimental conditions described in the standardized methods for evaluating biodegradability. ISO 9439, based on CO2 evolution, is not suitable for testing volatile compounds. Some of the preparation methods described in this document might not be accepted by regulators for making conclusions on the ready biodegradability of tested compounds. Examples of biodegradability curves are given in Annex A.

Qualité de l'eau -- Préparation et traitement des composés organiques peu solubles dans l'eau en vue de l'évaluation de leur biodégradabilité en milieu aqueux

Le présent document spécifie des méthodes de préparation de composés organiques peu solubles dans l'eau (c'est-ŕ-dire, des composés liquides et solides) ayant une solubilité dans l'eau inférieure ŕ environ 100 mg/l et leur introduction dans des récipients d'essai, en vue de réaliser un essai de biodégradabilité en milieu aqueux selon des méthodes normalisées. Les essais de biodégradabilité applicables sont des méthodes utilisant l'analyse du dioxyde de carbone dégagé décrite dans l'ISO 9439 et la détermination de la demande en oxygčne décrite dans l'ISO 9408 et respectant les précautions habituelles de l'ISO 10707. On peut ainsi noter que les méthodes de mesure de l'élimination du carbone organique dissous (COD) ne sont pas appropriées. Le présent document ne décrit pas les méthodes d'essai de biodégradation. Il se limite ŕ la description des méthodes d'introduction des composés d'essai dans le milieu d'essai et ŕ leur maintien ŕ l'état dispersé.[4] Ces méthodes sont mises en œuvre en respectant les conditions expérimentales décrites dans les méthodes normalisées pour l'évaluation de la biodégradabilité. L'ISO 9439, qui repose sur le dégagement de CO2, ne convient pas pour soumettre ŕ essai les composés volatils. Certaines des méthodes de préparation décrites dans le présent document peuvent ne pas ętre acceptées par les organismes de réglementation pour tirer des conclusions au sujet de la facilité de biodégradabilité des composés d'essai. Des exemples de courbes de biodégradabilité sont donnés en Annexe A.

General Information

Status
Published
Publication Date
24-Oct-2018
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
21-Sep-2018
Completion Date
25-Oct-2018
Ref Project

RELATIONS

Buy Standard

Standard
ISO 10634:2018 - Water quality -- Preparation and treatment of poorly water-soluble organic compounds for the subsequent evaluation of their biodegradability in an aqueous medium
English language
15 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview
Standard
ISO 10634:2018 - Qualité de l'eau -- Préparation et traitement des composés organiques peu solubles dans l'eau en vue de l'évaluation de leur biodégradabilité en milieu aqueux
French language
15 pages
sale 15% off
Preview
sale 15% off
Preview

Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10634
Second edition
2018-10
Water quality — Preparation and
treatment of poorly water-soluble
organic compounds for the subsequent
evaluation of their biodegradability in
an aqueous medium
Qualité de l'eau — Préparation et traitement des composés
organiques peu solubles dans l'eau en vue de l'évaluation de leur
biodégradabilité en milieu aqueux
Reference number
ISO 10634:2018(E)
ISO 2018
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10634:2018(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2018

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 10634:2018(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Presentation of suitable preparation and analytical methods............................................................................. 2

4.1 Preparation methods ......................................................................................................................................................................... 2

4.2 Analytical methods .............................................................................................................................................................................. 2

5 Direct addition and addition with inert support ................................................................................................................ 2

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 2

5.2 Reagents........................................................................................................................................................................................................ 3

5.3 Apparatus .................................................................................................................................................................................................... 3

5.4 Procedure .................................................................................................................................................................................................... 3

5.4.1 Direct addition ................................................................................................................................................................... 3

5.4.2 Addition on inert support ........................................................................................................................................ 4

6 Ultrasonic and physical treatment..................................................................................................................................................... 4

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 4

6.2 Apparatus .................................................................................................................................................................................................... 4

6.3 Procedure using an ultrasonic probe................................................................................................................................... 4

6.3.1 Preparation of the test compound .................................................................................................................... 4

6.3.2 Experimental protocol ................................................................................................................................................ 5

6.4 Procedure using an ultrasonic bath ...................................................................................................................................... 5

6.5 Other methods ......................................................................................................................................................................................... 5

7 Adsorption on an inert support with a volatile solvent removed from the system ........................6

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 6

7.2 Reagents........................................................................................................................................................................................................ 6

7.3 Apparatus .................................................................................................................................................................................................... 6

7.4 Procedure .................................................................................................................................................................................................... 6

8 Addition with a non-biodegradable solvent or emulsifying agent ...................................................................7

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 7

8.2 Reagents........................................................................................................................................................................................................ 7

8.3 Apparatus .................................................................................................................................................................................................... 8

9 Preliminary tests .................................................................................................................................................................................................. 9

9.1 Reagents........................................................................................................................................................................................................ 9

9.1.1 Selection of emulsifying agent concentration......................................................................................... 9

9.1.2 Selection of mineral oil concentration .......................................................................................................... 9

9.1.3 Selection of silicone oil concentration .......................................................................................................... 9

9.2 Procedure .................................................................................................................................................................................................... 9

9.2.1 Use of solvent ...................................................................................................................................................................... 9

9.2.2 Use of emulsifying agent ........................................................................................................................................10

9.2.3 Use of mineral oil ..........................................................................................................................................................10

9.2.4 Use of silicone oil ..........................................................................................................................................................10

9.3 Other additives .....................................................................................................................................................................................11

10 Combination of methods ...........................................................................................................................................................................11

11 Test report ................................................................................................................................................................................................................11

Annex A (informative) Examples of biodegradability curves ..................................................................................................13

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................15

© ISO 2018 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 10634:2018(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www .iso

.org/iso/foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 5,

Biological methods.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10634:1995), which has been technically

revised to take into account user feedback, new technologies and available reagents.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 10634:2018(E)
Introduction

The standardizing work carried out by ISO/TC 147/SC 5 has shown that the development of a single

method for evaluating the biodegradability of organic compounds with a low solubility in water

[1][2][3]

(i.e. < 100 mg/l ) cannot be envisaged in the immediate future. In fact, the selection of the most

suitable working method to obtain a satisfactory emulsion or dispersion of these compounds in the

test media depends particularly on their physicochemical properties. Consequently, the selection of the

most suitable method has to be left to the judgement of laboratories responsible for the tests based on

their experience and the product information supplied by the applicant. For this reason, this document

describes various techniques for treating poorly water-soluble organic compounds before they are

investigated for biodegradability tests. The objective is to reach a stage where, for any given technique,

the same working method is used by all laboratories, thus making it easier to compare results.

Specificities of the selected protocol should be kept in mind for the evaluation and interpretation of the

results of the biodegradation test.

The techniques described in this document will not necessarily produce the same biodegradability

results of the test compound if they are used in parallel. The use of solvents and dispersing or

emulsifying techniques can be additional sources of uncertainty and can lead to test results which

differ from those obtained without using these techniques. Furthermore, dispersions or emulsions can

be produced that would not exist as such in nature. It is recommended to perform biodegradability tests

with the direct addition of a test compound and using dispersion techniques in parallel because activity

of inoculum used should be comparable. The presence of microorganisms with potential to degrade the

test compound is assumed to be identical. The composition and activity might change when the tests

are conducted subsequently.

According to current standards for testing biodegradability, only pure or compounds containing a low

amount of impurities should be tested. Biodegradability tests are not recommended for heterogeneous

mixtures or multicomponent compounds as the results of such tests are difficult to interpret, especially

when the degradation is partial. Moreover, the use of solvents and dispersion techniques can lead

to unrepresentative heterogeneous distributions and to misleading test results in the subsequent

biodegradability tests.
© ISO 2018 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10634:2018(E)
Water quality — Preparation and treatment of poorly
water-soluble organic compounds for the subsequent
evaluation of their biodegradability in an aqueous medium

WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.

This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its

use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices.

IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document

be carried out by suitably qualified staff.
1 Scope

This document specifies techniques for preparing poorly water-soluble organic compounds (i.e. liquid

and solid compounds) with a solubility in water of less than approximately 100 mg/l and introducing

them into test vessels for a subsequent biodegradability test in an aqueous medium using standard

methods.

The subsequent tests on biodegradability are primarily methods using the analysis of the released

carbon dioxide described in ISO 9439 and the determination of the oxygen described in ISO 9408 and

following the usual precautions for ISO 10707. Thus, one can notice that the methods measuring the

removal of dissolved organic carbon (DOC) are not appropriate.

This document does not specify the biodegradation test methods. It is restricted to describing

techniques for introducing the test compounds into the test medium and to keeping them in a dispersed

[4]

state . These techniques are implemented while observing the experimental conditions described

in the standardized methods for evaluating biodegradability. ISO 9439, based on CO evolution, is not

suitable for testing volatile compounds.

Some of the preparation methods described in this document might not be accepted by regulators for

making conclusions on the ready biodegradability of tested compounds.
Examples of biodegradability curves are given in Annex A.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 9408, Water quality — Evaluation of ultimate aerobic biodegradability of organic compounds in

aqueous medium by determination of oxygen demand in a closed respirometer

ISO 9439, Water quality — Evaluation of ultimate aerobic biodegradability of organic compounds in

aqueous medium — Carbon dioxide evolution test

ISO 10707, Water quality — Evaluation in an aqueous medium of the “ultimate” aerobic biodegradability of

organic compounds — Method by analysis of biochemical oxygen demand (closed bottle test)

3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
© ISO 2018 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 10634:2018(E)

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
4 Presentation of suitable preparation and analytical methods
4.1 Preparation methods

In this document, several techniques for introducing the test compounds into the test medium are

described. The preparation methods are as follows:

— direct addition: this technique is recommended for poorly soluble compounds instead of the

preparation of a stock solution;

— ultrasonic dispersion: this technique can be applied to non-volatile liquid and solid compounds;

— adsorption or weighing on an inert support;
— dispersion or solubilization with additive;
— combination of methods listed above.

NOTE Regarding the combination of methods, the techniques are generally run individually in parallel (i.e.

simultaneously by the same method and with the same inoculum) to gain insight into whether one technique is

dominant or whether both are contributing to enhance bioavailability and biodegradation.

4.2 Analytical methods

The test compound concentration shall fulfil the requirements of ISO 9439, ISO 9408 and ISO 10707.

When the test compound is introduced directly or on an inert support in the test vessel, it is not

necessary to confirm the tested concentration.

When the preparation method uses a stock solution of the tested compound, it is necessary to confirm

the concentration tested. For this purpose:

— a specific analytical method is required if the support or additive is an organic chemical (for example,

surfactant);

— the total organic carbon (TOC) analysis is acceptable if the support or additive is an inorganic

compound (for example, silica gel) or if a homogeneous dispersion is obtained by physical treatment

(for example, ultrasonic treatment).
5 Direct addition and addition with inert support
5.1 General

Biodegradability tests should be performed in parallel, with the direct addition of a test compound

and using dispersion techniques, because the activity of the inoculum used should be comparable. The

presence of microorganisms with the potential to degrade the test compound is assumed to be identical.

The test compound is weighed and directly introduced into the test vessels or weighed onto an inert

support and introduced into the test vessels, which are subjected to continuous agitation.

2 © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 10634:2018(E)

Solid compounds can be grinded (e.g. using a mortar and a pestle) as finely as possible before weighing

them. Liquid nitrogen may be used.

NOTE Adding the tested substance adsorbed on inert support can affect the final biodegradation result. The

bioavailability of the compound can be limited by the adsorption to the inert support. Therefore, the measured

biodegradation result can decrease (e.g. if the adsorption to the surface of the inert material limits the access

of the tested substance to the inoculum). In the case of a tested compound that is toxic to microorganisms, the

limitation of the bioavailability could limit the toxic effect and increase the biodegradation result.

5.2 Reagents
5.2.1 Inert supports.

Silica gel, fibreglass filters, microscope slides or other non-biodegradable inert supports that do not

release organic or inorganic carbon into the aqueous medium can be used.

It should be validated by preliminary work that the support is inert and carbon-free. To avoid or

minimize surface area effects, the quantity of the support shall be minimal. The test compound should

be adsorbed on the surface.
For example, the following supports are suitable:
— microscopic slide;
— polyethylene slide;
— stainless steel slide;
— silica gel used for thin-layer chromatography (15 µm particle size);
— silica gel used for column chromatography (200 µm to 500 µm particle size).
5.3 Apparatus
5.3.1 Stirrers.

Sufficient stirrers are required to agitate all the test vessels used in a given biodegradability test except

for the closed bottle test (see ISO 10707).

Stirrer-rods shall be made of a material such that no ingredient of a plastic coat will contaminate the

test medium and no adsorption of test compounds will occur. Heating the test vessels by stirring and

raising the test temperature shall be avoided.
5.3.2 Vessels.

It is recommended to use laboratory glass or chemically inert labware for weighing and sample

preparations to avoid carbon contamination and adsorption of the test compound.
5.3.3 Mechanical disperser (e.g. Ultra-turrax ).
5.4 Procedure
5.4.1 Direct addition
Test compounds shall be weighed and directly added to the test vessels.

1) Ultra-turrax is an example of a suitable product available commercially. This information is given for the

convenience of users of this document and does not constitute an endorsement by ISO of this product.

© ISO 2018 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 10634:2018(E)

Non-viscous liquid compounds shall be added with a high precision volumetric syringe, taking into

account their relative density.
5.4.2 Addition on inert support
5.4.2.1 Solid test compound

Weigh onto the support (5.2.1) a quantity of the compound corresponding to the concentration of the

organic carbon required by the test method to be used.
Introduce a support into each of the test vessels.
Introduce a support without the test compound into each of the control vessels.
5.4.2.2 Liquid test compound

Weigh the liquid, including the viscous compound, without treatment. Prepare the quantity of test

compound required by the biodegradability test method to be mixed with the support.

For example, with a final test solution volume of 1 l, add 50 mg of the support (5.2.1) and the amount

of the test compound needed for the test flask by direct weighting and emulsify with the mechanical

disperser for 1 min. At the same time, carry out the same procedure using only the support in the

control vessels. After mixing the inert support with the liquid test compound, the dilution water and

inoculum are added.
6 Ultrasonic and physical treatment
6.1 General

An emulsion or dispersion of the compound to be tested is prepared using an ultrasonic probe or an

ultrasonic bath and is introduced into the test vessels, which are continuously agitated (see 5.3.1

and 5.3.2).
6.2 Apparatus

6.2.1 Ultrasonic probe, capable of producing a frequency of approximately 20 kHz to 35 kHz.

6.2.2 Ultrasonic bath, capable of producing a frequency of approximately 20 kHz to 35 kHz.

6.2.3 Stirrers, in sufficient numbers to ensure that all the test vessels can be agitated (see 5.3.2).

6.3 Procedure using an ultrasonic probe
6.3.1 Preparation of the test compound
6.3.1.1 Preparation of a stock solution

Add, for example, 1 g or 1 ml of the test compound to a 500 ml beaker containing approximately 400 ml

of deionized water.

The test compound shall be present in excess so that a saturated solution is obtained.

6.3.1.2 Preparation with the required quantity

Add the required quantity of the test compound into the test vessels containing mineral medium

without inoculum.
4 © ISO 2018 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 10634:2018(E)
6.3.2 Experimental protocol

Install the ultrasonic probe (6.2.1) in such a way that its tip is as close as possible to the interface

between the mineral medium and the test compound.

Use a stirrer (6.2.3) to agitate the test vessel so that the compound is drawn down to the bottom.

Set the probe to give a frequency of about 20 kHz to 35 kHz and maintain this for about 5 min to 30 min.

Switch off the probe and leave the emulsion or dispersion to settle for 15 min to 30 min.

Some compounds are subjected to ultrasonic decomposition, possibly due to an increase in the

temperature of the bulk solution. This problem can be avoided by measuring and controlling the

temperature, by reducing the power of the ultrasonic probe or by intermittent sonification. It is possible

to cool the test vessel to avoid overheating, e.g. by placing the test vessel in an ice bath or cold water.

In some cases, problems can be encountered because of the destruction of the compounds. If this is the

case, a different method should be used.

When using a stock solution, analyse an aliquot of the emulsion or dispersion obtained and determine

the concentration of the test compound after decantation by using an appropriate analytical method.

Introduce an appropriate volume of emulsion or dispersion into the test vessels to obtain the

concentration of the organic carbon required by the test method to be used.

It can be difficult to obtain a stable emulsion or dispersion. Special care is therefore required when

aliquots are distributed to the test vessels. If it proves impossible to obtain a sufficiently stable emulsion

or a sufficiently high concentration to carry out the test, the test compound can be introduced directly

into the test medium and can be dispersed ultrasonically in the test vessels before the inoculum is added.

6.4 Procedure using an ultrasonic bath

Prepare the test vessels with the required concentration of the test compound and the mineral medium

without inoculum. Introduce the test vessels in the ultrasonic bath (6.2.2).

Set the bath to give a frequency of about 20 kHz to 35 kHz for about 5 min to 30 min. The energy input

of ultrasonic treatment depends on many factors and the effect should be tested in pre-tests in order to

obtain a suitable combination of electric power and treatment duration.

Switch off the bath and leave the emulsions or dispersions to settle for 15 min to 30 min (see 6.3.2).

6.5 Other methods

Except sonication, other physical bioavailability improvement methods are feasible, for example

[5]
pickering emulsions, as described by Kalashnikova :

“Emulsions are stabilized by surface-active species such as surfactant molecules with an affinity for

both phases. Surfactants, the conventional stabilizers, are continuously adsorbed and desorbed at

the interface. This is at the origin of the phase separation phenomenon since competition between

adsorption and coalescence occurs. In the past few years, solid particles have been used to replace

surfactant molecules. These types of emulsions are called Pickering emulsions”.

These other methods will be carried out on the test compound suspended in the mineral medium. Its use

will be acceptable if the test medium remains unchanged and retains its properties. It is necessary to:

— use an appropriate specific analytical method, analyse an aliquot of the emulsion or dispersion

obtained and determine the concentration of the test compound after decantation;

— prepare control vessels with mineral medium and used treatment without the test compound.

In some cases, problems can be encountered because of the destruction of the compounds. If this is the

case, a different method should be used.
© ISO 2018 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 10634:2018(E)
This method has demonstrated its ability to improve the bioavailabil
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10634
Deuxième édition
2018-10
Qualité de l'eau — Préparation et
traitement des composés organiques
peu solubles dans l'eau en vue de
l'évaluation de leur biodégradabilité
en milieu aqueux
Water quality — Preparation and treatment of poorly water-
soluble organic compounds for the subsequent evaluation of their
biodegradability in an aqueous medium
Numéro de référence
ISO 10634:2018(F)
ISO 2018
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 10634:2018(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2018

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, 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, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 10634:2018(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Présentation des méthodes de préparation et d’analyse appropriées ........................................................2

4.1 Méthodes de préparation ............................................................................................................................................................... 2

4.2 Méthodes d’analyse ............................................................................................................................................................................. 2

5 Addition directe et addition avec un support inerte ....................................................................................................... 2

5.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 2

5.2 Réactifs ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.3 Appareillage............................................................................................................................................................................................... 3

5.4 Mode opératoire .................................................................................................................................................................................... 4

5.4.1 Addition directe ................................................................................................................................................................ 4

5.4.2 Addition sur un support inerte .................. .......................................................................................................... 4

6 Traitement aux ultrasons et traitement physique ............................................................................................................ 4

6.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 4

6.2 Appareillage............................................................................................................................................................................................... 4

6.3 Mode opératoire utilisant une sonde à ultrasons ..................................................................................................... 4

6.3.1 Préparation du composé d’essai ........................................................................................................................ 4

6.3.2 Protocole expérimental .............................................................................................................................................. 5

6.4 Mode opératoire utilisant un bain à ultrasons ............................................................................................................ 5

6.5 Autres méthodes ................................................................................................................................................................................... 5

7 Adsorption sur un support inerte avec un solvant volatil éliminé du système ...................................6

7.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 6

7.2 Réactifs ........................................................................................................................................................................................................... 6

7.3 Appareillage............................................................................................................................................................................................... 7

7.4 Mode opératoire .................................................................................................................................................................................... 7

8 Addition avec un solvant non biodégradable ou un agent émulsifiant ........................................................8

8.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 8

8.2 Réactifs ........................................................................................................................................................................................................... 8

8.3 Appareillage............................................................................................................................................................................................... 9

9 Essais préliminaires .......................................................................................................................................................................................... 9

9.1 Réactifs ........................................................................................................................................................................................................... 9

9.1.1 Choix de la concentration en agent émulsifiant .................................................................................... 9

9.1.2 Choix de la concentration en huile minérale ........................................................................................... 9

9.1.3 Choix de la concentration en huile de silicone ....................................................................................10

9.2 Mode opératoire .................................................................................................................................................................................10

9.2.1 Utilisation du solvant ................................................................................................................................................10

9.2.2 Utilisation de l'agent émulsifiant ....................................................................................................................10

9.2.3 Utilisation de l’huile minérale ...........................................................................................................................10

9.2.4 Utilisation de l’huile de silicone .......................................................................................................................11

9.3 Autres additifs ......................................................................................................................................................................................11

10 Combinaison des méthodes ...................................................................................................................................................................11

11 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................12

Annexe A (informative) Exemples de courbes de biodégradabilité ..................................................................................13

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................15

© ISO 2018 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 10634:2018(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir www .iso .org/avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l’eau, sous-comité

SC 5, Méthodes biologiques.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10634:1995) qui a fait l'objet

d'une révision technique pour tenir compte du retour d'information des utilisateurs, des nouvelles

technologies et des réactifs disponibles.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/fr/members .html.
iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 10634:2018(F)
Introduction

Les travaux de normalisation menés au sein de l'ISO/TC 147/SC 5 montrent qu'il n'est pas possible

de mettre au point dans l'immédiat une méthode unique pour l'évaluation de la biodégradabilité des

[1][2][3]

composés organiques peu solubles dans l'eau (c’est-à-dire < 100 mg/l ). En effet, le choix du

mode opératoire le plus approprié pour obtenir une émulsion ou une dispersion satisfaisante de ces

substances dans les milieux d’essai dépend, en particulier, de leurs propriétés physico-chimiques. Il est

donc nécessaire de laisser à l’appréciation du laboratoire chargé des essais la sélection de la méthode

la plus adaptée en fonction de son expérience propre et des informations sur les substances fournies

par le demandeur. C’est pourquoi le présent document décrit plusieurs méthodes de traitement des

composés organiques peu solubles dans l’eau avant de réaliser des essais de biodégradabilité, en ayant

pour objectif de faire en sorte que, pour une méthode donnée, le même mode opératoire soit mis en

œuvre par tous les laboratoires, rendant ainsi plus aisée la comparaison des résultats. Il convient de

mémoriser les spécificités du protocole choisi pour évaluer et interpréter les résultats de l’essai de

biodégradation.

Les méthodes décrites dans le présent document ne donneront pas nécessairement les mêmes résultats

de biodégradabilité du composé d’essai si elles sont utilisées en parallèle. L’emploi de solvants et de

méthodes de dispersion ou d'émulsion peuvent être des sources supplémentaires d’incertitude et

peuvent conduire à des résultats d'essai différents de ceux obtenus sans utiliser ces méthodes. De plus,

il est possible de produire des dispersions ou émulsions qui n’existeraient pas comme telles à l'état

naturel. Ainsi, il est recommandé de réaliser les essais de biodégradabilité par addition directe d’un

composé d’essai en parallèle des méthodes de dispersion car il convient que l’activité de l’inoculum

utilisé soit comparable. La présence de micro-organismes capables de dégrader le composé d’essai

est supposée identique. La composition et l’activité peuvent varier lorsque les essais sont effectués

ultérieurement.

Conformément aux normes actuelles applicables aux essais de biodégradabilité, il convient de

soumettre à essai uniquement les composés purs ou contenant une faible quantité d’impuretés. Il n’est

pas recommandé d’effectuer des essais de biodégradabilité pour les mélanges hétérogènes ou pour des

composés multicomposés car les résultats de ces essais sont difficiles à interpréter, notamment lorsque

la dégradation est partielle. De plus, l’utilisation de solvants et de méthodes de dispersion peuvent

conduire à des distributions hétérogènes et non représentatives ainsi qu’à des résultats trompeurs lors

des essais de biodégradabilité ultérieurs.
© ISO 2018 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 10634:2018(F)
Qualité de l'eau — Préparation et traitement des composés
organiques peu solubles dans l'eau en vue de l'évaluation
de leur biodégradabilité en milieu aqueux

AVERTISSEMENT — Il convient que l’utilisateur du présent document connaisse bien les

pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n’a pas pour but de traiter de tous les

problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur de

la présente norme d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité.

IMPORTANT — Il est indispensable que les essais menés selon le présent document soient

effectués par un personnel adéquatement qualifié.
1 Domaine d'application

Le présent document spécifie des méthodes de préparation de composés organiques peu solubles

dans l'eau (c’est-à-dire, des composés liquides et solides) ayant une solubilité dans l’eau inférieure à

environ 100 mg/l et leur introduction dans des récipients d'essai, en vue de réaliser un essai de

biodégradabilité en milieu aqueux selon des méthodes normalisées.

Les essais de biodégradabilité applicables sont des méthodes utilisant l’analyse du dioxyde de carbone

dégagé décrite dans l’ISO 9439 et la détermination de la demande en oxygène décrite dans l’ISO 9408 et

respectant les précautions habituelles de l’ISO 10707. On peut ainsi noter que les méthodes de mesure

de l’élimination du carbone organique dissous (COD) ne sont pas appropriées.

Le présent document ne décrit pas les méthodes d’essai de biodégradation. Il se limite à la description

des méthodes d’introduction des composés d’essai dans le milieu d’essai et à leur maintien à l’état

[4]

dispersé. Ces méthodes sont mises en œuvre en respectant les conditions expérimentales décrites

dans les méthodes normalisées pour l’évaluation de la biodégradabilité. L'ISO 9439, qui repose sur le

dégagement de CO , ne convient pas pour soumettre à essai les composés volatils.

Certaines des méthodes de préparation décrites dans le présent document peuvent ne pas être

acceptées par les organismes de réglementation pour tirer des conclusions au sujet de la facilité de

biodégradabilité des composés d’essai.
Des exemples de courbes de biodégradabilité sont donnés en Annexe A.
2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels

amendements).

ISO 9408, Qualité de l'eau — Évaluation, en milieu aqueux, de la biodégradabilité aérobie ultime des

composés organiques par détermination de la demande en oxygène dans un respiromètre fermé

ISO 9439, Qualité de l'eau — Évaluation de la biodégradabilité aérobie ultime en milieu aqueux des

composés organiques — Essai de dégagement de dioxyde de carbone

ISO 10707, Qualité de l'eau — Évaluation en milieu aqueux de la biodégradabilité aérobie "ultime" des

composés organiques — Méthode par analyse de la demande biochimique en oxygène (essai en fiole fermée)

© ISO 2018 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 10634:2018(F)
3 Termes et définitions
Aucun terme n’est défini dans le présent document.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
4 Présentation des méthodes de préparation et d’analyse appropriées
4.1 Méthodes de préparation

Le présent document décrit plusieurs méthodes d’introduction des composés d’essai dans le milieu

d’essai. Les méthodes de préparation sont indiquées ci-après:

— addition directe: cette méthode est recommandée pour les composés peu solubles en remplacement

de la préparation d’une solution mère;

— dispersion aux ultrasons: cette méthode peut être appliquée aux composés liquides non volatils et

aux composés solides;
— adsorption ou pesée sur un support inerte;
— dispersion ou solubilisation avec un additif;
— combinaison des méthodes énumérées ci-dessus.

NOTE Concernant la combinaison des méthodes, les techniques sont généralement appliquées également

individuellement en parallèle (c’est-à-dire avec le même inoculum) pour pouvoir établir si une méthode exerce

une action prédominante ou si les deux contribuent à favoriser la biodisponibilité et la biodégradation.

4.2 Méthodes d’analyse

La concentration en composé d’essai doit satisfaire aux exigences des ISO 9439, ISO 9408 et ISO 10707.

Lorsque le composé d’essai est introduit directement ou sur support inerte, dans le récipient d’essai, il

n’est pas nécessaire de confirmer la concentration d’essai.

Lorsque la méthode de préparation utilise une solution mère du composé d’essai, il est nécessaire de

confirmer la concentration d’essai. Pour cela:

— une méthode d’analyse spécifique est requise si le support ou l’additif est un produit chimique

organique (par exemple, tensioactif);

— l’analyse du carbone organique total (COT) est acceptable si le support ou l’additif est un composé

inorganique (par exemple, gel de silice) ou si une dispersion homogène est obtenue par traitement

physique (par exemple, traitement aux ultrasons).
5 Addition directe et addition avec un support inerte
5.1 Généralités

Il convient de réaliser en parallèle les essais de biodégradabilité du composé d’essai par addition directe

et avec les méthodes de dispersion car il convient que l’activité de l’inoculum utilisé soit comparable. La

présence de micro-organismes capables de dégrader le composé d’essai est supposée identique.

2 © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 10634:2018(F)

Le composé d’essai est pesé et introduit directement dans les récipients d’essai, ou pesé sur un support

inerte, et introduit dans les récipients d’essai qui sont soumis à une agitation continue.

Les composés solides peuvent être broyés (par exemple au moyen d’un mortier et d’un pilon) le plus

finement possible avant d'être pesés. Il est admis d'utiliser de l'azote liquide.

NOTE L'ajout de la substance d'essai adsorbée sur un support inerte peut influer sur le résultat de

biodégradation final. La biodisponibilité du composé peut se trouver limitée par l'adsorption sur le support

inerte. De ce fait, il peut s'ensuivre une diminution de la biodégradation mesurée (par exemple, si l'adsorption à

la surface du matériau inerte limite l'accès de la substance d'essai à l'inoculum). Dans le cas où le composé d'essai

est toxique pour les microorganismes, il n'est pas impossible que la limitation de la biodisponibilité restreigne

l'effet toxique et augmente le résultat de la biodégradation.
5.2 Réactifs
5.2.1 Supports inertes.

Il est possible d’utiliser du gel de silice, des filtres en fibres de verre, des lames de microscope ou tout

autre support inerte non biodégradable ne relarguant pas de carbone organique ou inorganique dans le

milieu aqueux.

Il convient de valider le choix du support par des études préliminaires établissant qu'il est inerte et

exempt de carbone. Pour éviter ou réduire au maximum les effets de surface, la quantité de support doit

être minimale. Il convient que le composé d’essai soit adsorbé sur la surface.
Par exemple, les supports suivants sont appropriés:
— lame de microscope;
— lame en polyéthylène;
— lame en acier inoxydable;
— gel de silice pour chromatographie en couche mince (granulométrie 15 µm);

— gel de silice pour chromatographie sur colonne (granulométrie 200 µm à 500 µm).

5.3 Appareillage
5.3.1 Agitateurs.

Un nombre suffisant d’agitateurs est requis pour agiter tous les récipients d’essai lors d’un essai de

biodégradabilité donné, excepté pour l’essai en fiole fermée (voir ISO 10707).

Les barreaux d’agitation doivent être constitués d'un matériau dont aucun ingrédient du revêtement en

matière plastique ne pourra contaminer le milieu d'essai, ni adsorber les composés d’essai. Il faut éviter

que le processus d'agitation n'augmente la température dans les récipients d'essai.

5.3.2 Récipients.

Il est recommandé d’utiliser du matériel de laboratoire en verre ou de la verrerie de laboratoire

chimiquement inerte pour peser et préparer l’échantillon afin d’éviter toute contamination par du

carbone et toute adsorption du composé d’essai.
5.3.3 Disperseurs mécaniques (par exemple Ultra-turrax® ).

1) Ultra-turrax® est un exemple de produit approprié disponible sur le marché. Cette information est donnée

à l'intention des utilisateurs du présent document et ne signifie nullement que l'ISO approuve ou recommande

l'emploi exclusif du produit ainsi désigné.
© ISO 2018 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 10634:2018(F)
5.4 Mode opératoire
5.4.1 Addition directe

Les composés d’essai doivent être pesés et ajoutés directement dans les récipients d'essai.

Les composés liquides non visqueux doivent être ajoutés à l’aide d’une seringue volumétrique de haute

précision en tenant compte de leur densité relative.
5.4.2 Addition sur un support inerte
5.4.2.1 Composé d’essai solide

Sur le support choisi (5.2.1), peser une quantité du composé correspondant à la concentration en

carbone organique requise par la méthode d'essai.

Introduire un support avec le composé d’essai dans chacun des récipients d’essai.

Introduire un support sans composé d’essai dans chacun des récipients témoins.
5.4.2.2 Composé d’essai liquide

Peser le composé liquide ou visqueux, sans traitement. Préparer la quantité de composé d’essai requise

par la méthode d’essai de biodégradabilité, à mélanger avec le support.

Par exemple, avec un volume final de solution d’essai de 1 l, ajouter 50 mg du support (5.2.1) et la

quantité de composé d’essai nécessaire pour le récipient d’essai par pesée directe, puis émulsifier au

moyen du disperseur mécanique pendant 1 min. Dans le même temps, répéter ce mode opératoire en

utilisant uniquement le support dans les récipients témoins. Après avoir mélangé le support inerte et le

composé d'essai liquide, on ajoute l'eau de dilution et l'inoculum.
6 Traitement aux ultrasons et traitement physique
6.1 Généralités

Une émulsion ou une dispersion du composé d’essai est préparée à l’aide d’une sonde à ultrasons ou d’un

bain à ultrasons, et introduite dans les récipients d’essai qui sont agités en continu (voir 5.3.1 et 5.3.2).

6.2 Appareillage

6.2.1 Sonde à ultrasons, capable de produire une fréquence d’environ 20 kHz à 35 kHz.

6.2.2 Bain à ultrasons, capable de produire une fréquence d’environ 20 kHz à 35 kHz.

6.2.3 Agitateurs, en nombre suffisant pour assurer l'agitation de la totalité des récipients d'essai

(voir 5.3.2).
6.3 Mode opératoire utilisant une sonde à ultrasons
6.3.1 Préparation du composé d’essai
6.3.1.1 Préparation d’une solution mère

Ajouter, par exemple, 1 g ou 1 ml du composé d’essai dans un bécher de 500 ml contenant environ 400 ml

d’eau désionisée.
4 © ISO 2018 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 10634:2018(F)

Le composé d’essai doit être présent en excès de façon à obtenir une solution saturée.

6.3.1.2 Préparation avec la quantité requise

Ajouter la quantité requise du composé d’essai dans les récipients d’essai contenant le milieu minéral

sans inoculum.
6.3.2 Protocole expérimental

Installer la sonde à ultrasons (6.2.1) de façon que sa pointe soit la plus proche possible de l’interface

entre le milieu minéral et le composé d’essai.

Utiliser un agitateur (6.2.3) pour agiter le récipient d’essai afin que le composé ne reste pas en surface.

Régler la fréquence de la sonde entre environ 20 kHz et 35 kHz et appliquer ce traitement pendant

environ 5 min à 30 min.

Arrêter la sonde et laisser décanter l’émulsion ou la dispersion pendant 15 min à 30 min.

Certains composés sont sujets à la décomposition ultrasonique due à une augmentation de la

température de la solution mère. Ce problème peut être évité en mesurant et en contrôlant la

température, en réduisant la puissance de la sonde à ultrasons ou en effectuant un traitement aux

ultrasons intermittent. Pour éviter toute surchauffe, il est possible de refroidir le récipient d’essai, par

exemple en le plaçant sur de la glace pilée ou dans de l’eau froide. Dans certains cas, le composé peut

être dégradé par le traitement. Si tel est le cas, il convient d’utiliser une autre méthode.

En cas d’utilisation d’une solution mère, analyser une partie aliquote de l’émulsion ou de la dispersion

obtenue et déterminer la concentration en composé d’essai, après décantation, en utilisant une méthode

d’analyse appropriée. Introduire un volume approprié de l'émulsion ou de la dispersion dans chacun des

récipients d'essai afin d'obtenir la concentration en carbone organique requise par la méthode d’essai

utilisée.

Il peut être difficile d'obtenir une émulsion ou une dispersion stable. Un soin particulier est donc requis

lorsque les parties aliquotes sont réparties dans les récipients d’essai. S'il se révèle impossible d'obtenir

une émulsion suffisamment stable ou une concentration suffisamment élevée pour effectuer l'essai,

il est possible d'introduire le composé d’essai directement dans le milieu d'essai et de le disperser au

moyen d'ultrasons dans les récipients utilisés pour l'essai avant d'ajouter l'inoculum.

6.4 Mode opératoire utilisant un bain à ultrasons
Préparer les récipients d’essai avec la con
...

Questions, Comments and Discussion

Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.