ISO/TS 16558-2:2015
(Main)Soil quality — Risk-based petroleum hydrocarbons — Part 2: Determination of aliphatic and aromatic fractions of semi-volatile petroleum hydrocarbons using gas chromatography with flame ionization detection (GC/FID)
Soil quality — Risk-based petroleum hydrocarbons — Part 2: Determination of aliphatic and aromatic fractions of semi-volatile petroleum hydrocarbons using gas chromatography with flame ionization detection (GC/FID)
ISO/TS 16558-2:2015 specifies a method for the quantitative determination of the total extractable semi-volatile, aliphatic, and aromatic fractions of petroleum hydrocarbon content in field moist soil samples by gas chromatography. The results of the test carried out can be used for risk assessment studies related to contaminations with petroleum hydrocarbons. ISO/TS 16558-2:2015 provides a method applicable to petroleum hydrocarbon contents from about 100 mg/kg soil expressed as dry matter for the whole aliphatic fraction C10 to C40, as well as the aromatic fraction C10 to C40. For sub-fractions, lower limits of determination can be reached. If lower detection limits are required, large volume injection can be used or concentration of the final extract can be carried out. NOTE 1 Low concentrations of aliphatic and aromatic compounds can be found in natural uncontaminated organic rich soils like peat soils.
Qualité du sol — Hydrocarbures de pétrole à risque — Partie 2: Détermination des fractions aliphatiques et aromatiques des hydrocarbures de pétrole semi-volatils par chromatographie en phase gazeuse avec détection à ionisation de flamme (CPG-FID)
ISO/TS 16558-2:2015 spécifie une méthode de dosage quantitatif des fractions aliphatiques et aromatiques semi-volatiles extractibles totales des hydrocarbures de pétrole dans des échantillons humides par chromatographie en phase gazeuse. Les résultats de l'essai effectué peuvent être utilisés pour les études d'évaluation des risques liées aux contaminations par les hydrocarbures de pétrole. ISO/TS 16558-2:2015 propose une méthode applicable à des teneurs en hydrocarbures de pétrole d'environ 100 mg/kg de sol, exprimés sous forme de matière sèche pour la fraction aliphatique C10 à C40 totale ainsi que pour la fraction aromatique C10 à C40. Pour les sous-fractions, des limites de dosage moins élevées peuvent être atteintes. Si des limites de détection moins élevées sont requises, un plus grand volume d'injection peut être utilisé ou une concentration de l'extrait final peut être effectuée. NOTE 1 De faibles concentrations en composés aliphatiques et aromatiques peuvent être présentes dans les sols naturels non contaminés riches en matière organique tels que la tourbe.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 16558-2
First edition
2015-08-15
Soil quality — Risk-based petroleum
hydrocarbons —
Part 2:
Determination of aliphatic and
aromatic fractions of semi-volatile
petroleum hydrocarbons using gas
chromatography with flame ionization
detection (GC/FID)
Qualité du sol — Hydrocarbures de pétrole à risque —
Partie 2: Détermination des fractions aliphatiques et aromatiques
des hydrocarbures de pétrole semi-volatiles par chromatographie en
phase gazeuse avec détection à ionisation de la flamme (CPG-FID)
Reference number
©
ISO 2015
© ISO 2015, Published in Switzerland
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ii © ISO 2015 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Interferences . 2
5 Principle . 2
6 Reagents . 3
7 Apparatus . 4
8 Sampling, sample conservation, and pretreatment . 5
9 Procedure. 5
9.1 Blank . 5
9.2 Extraction . 6
9.2.1 Total petroleum hydrocarbons . 6
9.2.2 Split into aliphatic and aromatic fractions . 6
9.3 Determination by gas chromatography . 7
9.3.1 Test of the performance of the gas chromatographic system . 7
9.3.2 Repeatability test . 7
9.3.3 Calibration . 7
9.3.4 Validity check of the calibration function . 7
9.3.5 Measurement . 7
9.3.6 Integration . 7
9.3.7 Calculation of the total petroleum hydrocarbons. 9
9.3.8 Calculation of the individual extractable fractions . 9
9.4 Quality control . 9
9.4.1 Suitability check of the split procedure . 9
10 Expression of results .10
11 Test report .10
Annex A (informative) Examples of gas chromatograms of total extractable petroleum
hydrocarbon and aliphatic and aromatic fractions in a standard solution and in
soil samples .11
Annex B (informative) Determination of the boiling range of mineral oil hydrocarbons from
the gas chromatogram .14
Annex C (informative) Information on split of aliphatic and aromatic fractions using silicagel .16
Bibliography .20
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 3, Chemical
methods and soil characteristics.
ISO 16558 consists of the following parts, under the general title Soil quality — Risk-based petroleum
hydrocarbons:
— Part 1: Determination of aliphatic and aromatic fractions of volatile petroleum hydrocarbons using gas
chromatography (static headspace method)
— Part 2: Determination of aliphatic and aromatic fractions of semi-volatile petroleum hydrocarbons
using gas chromatography with flame ionization detection (GC/FID) [Technical Specification]
iv © ISO 2015 – All rights reserved
Introduction
ISO 11504 establishes a basis for the choice of fractions and individual compounds when carrying out
analysis for petroleum hydrocarbons in soils and soil-like materials including sediments. It provides
guidance for the appropriate use of the analytical results in risks assessment. This part of ISO 16558
specifies methods for the quantitative determination of the appropriate fractions of aliphatic and
aromatic compounds. The methods described in this part of ISO 16558 are based on existing standards
[mineral oil (ISO 16703) and volatile hydrocarbons (ISO 22155)]. The general use and relation between
the two different parts of ISO 16558 are given in Figure 1.
Key
b
a Florisil® clean-up: Only to be applied in case the test according to ISO 16703 is carried out. If the aliphatic and
aromatic fractions have to be analysed, Florisil clean-up is not to be carried out. Florisil® is a trade name for a
prepared diatomaceous substance, mainly consisting of anhydrous magnesium silicate.
b Florisil® is an example of a suitable product available commercially. This information is given for the
convenience of users of this part of ISO 16558 and does not constitute an endorsement by ISO of this product.
Figure 1 — Use of different analytical International Standards during risk assessment of
petroleum hydrocarbons
TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 16558-2:2015(E)
Soil quality — Risk-based petroleum hydrocarbons —
Part 2:
Determination of aliphatic and aromatic fractions
of semi-volatile petroleum hydrocarbons using gas
chromatography with flame ionization detection (GC/FID)
1 Scope
This part of ISO 16558 specifies a method for the quantitative determination of the total extractable
semi-volatile, aliphatic, and aromatic fractions of petroleum hydrocarbon content in field moist soil
samples by gas chromatography.
The results of the test carried out can be used for risk assessment studies related to contaminations
with petroleum hydrocarbons.
This part of ISO 16558 provides a method applicable to petroleum hydrocarbon contents from about
100 mg/kg soil expressed as dry matter for the whole aliphatic fraction C to C as well as the
10 40,
aromatic fraction C to C . For sub-fractions, lower limits of determination can be reached.
10 40
If lower detection limits are required, large volume injection can be used or concentration of the final
extract can be carried out.
NOTE 1 Low concentrations of aliphatic and aromatic compounds can be found in natural uncontaminated
organic rich soils like peat soils.
With this method, all hydrocarbons with a boiling range of 174 °C to 525 °C, n-alkanes between C H
10 22
to C H , isoalkanes, cycloalkanes, alkyl benzenes, and alkyl naphthalenes and polycyclic aromatic
40 82
compounds are determined as total extractable semi-volatile petroleum hydrocarbons C to C ;
10 40
besides that, semi-volatile aliphatic and aromatic fractions are specified.
For the determination of volatile aliphatic and aromatic fractions of petroleum hydrocarbons in soil
samples, see ISO 16558-1.
NOTE 2 The sub-fractions proposed in this part of ISO 16558 have shown to be suitable for risk assessment
studies. However, other sub-fractions between C H to C H can also be determined in conformity with this
10 22 40 82
part of ISO 16558.
On the basis of the peak pattern of the gas chromatogram and of the boiling points of the individual
n-alkanes listed in Annex B, the approximate boiling range of the mineral oil and some qualitative
information on the composition of the contamination can be achieved.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 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 10381-1, Soil quality — Sampling — Part 1: Guidance on the design of sampling programmes
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 determination of organic contaminants
ISO 16703, Soil quality — Determination of content of hydrocarbon in the range C10 to C40 by gas
chromatography
ISO 18512, Soil quality — Guidance on long and short term storage of soil samples
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
total extractable semi-volatile petroleum hydrocarbon content by gas chromatography
sum of compounds extractable with acetone/n-heptane (2+1) that can be detected with a flame
ionization detector and chromatographed on a non-polar capillary column with retention times
between those of n-decane (C H ) and n-tetracontane (C H )
10 22 40 82
Note 1 to entry: Substances that comply with that definition are mainly long chain or branched aliphatic, alicyclic,
lower polycyclic, or alkyl substituted aromatic hydrocarbons.
3.2
semi-volatile aliphatic fraction of petroleum hydrocarbons
fraction of the total semi-volatile petroleum hydrocarbons which are eluted with pentane, hexane, or
heptane after adsorption on silicagel
Note 1 to entry: This is a method defined in this part of ISO 16558. It is unknown and unpredictable if the same
compounds will elute from the silicagel with other solvents.
3.3
semi-volatile aromatic fraction of petroleum hydrocarbons
fraction of the total semi-volatile petroleum hydrocarbons which are eluted with dichloromethane or
with a 1:1 mixture of dichloromethane and n-heptane after adsorption on silicagel
Note 1 to entry: This is a method defined in this part of ISO 16558. It is unknown and unpredictable if the same
compounds will elute from the silicagel with other solvents.
4 Interferences
Compounds not related to petroleum hydrocarbon contaminations with a boiling point between C
and C (e.g. halogenated hydrocarbons) might interfere with the determination.
5 Principle
A known amount of the homogenized soil sample is extracted by mechanical shaking or sonication
with acetone/n-heptane. The organic layer is separated and washed twice with water. An aliquot of the
extract is analysed by capillary gas chromatography with flame ionization detection. The total peak
area between the range defining standards n-decane and n-tetracontane is measured as the amount of
total extractable semi-volatile petroleum. The extract is split into two fractions containing, respectively,
the aliphatic and aromatic hydrocarbons using a column containing silicagel. The fractions are also
analysed by gas chromatography.
Instead of n-heptane, another single hydrocarbon solvent or technical mixture of hydrocarbons, boiling
range 36 °C to 99 °C, can be used.
2 © ISO 2015 – All rights reserved
6 Reagents
All reagents shall be of recognized analytical grade. Verify whether the reagents are applicable for this
specific purpose and free of interfering compounds.
1)
6.1 Acetone, (CH ) CO (CAS-RN 67-64-1).
3 2
6.2 n-Heptane, C H (CAS-RN 142-82-5).
7 16
Instead of n-heptane, another single hydrocarbon solvent or technical mixture of hydrocarbons, boiling
range 36 °C to 99 °C, may be used.
6.3 Dichloromethane, CH Cl (CAS-RN 75-09-2).
2 2
6.4 Silicagel, particle size 63 µm to 200 µm (70 mesh to 230 mesh) heated for at least 16 h at 140 °C
and stored in a desiccator over a molecular sieve.
6.5 Anhydrous sodium sulfate, Na SO , heated for at least 2 h at 550 °C.
2 4
6.6 Retention time window (RTW) standard solution, is the range defining standard solution
containing n-tetracontane and n-decane.
Weigh (30 ± 1) mg of n-tetracontane into a 1 l volumetric flask, dissolve completely in an appropriate
volume of n-heptane (6.2), add 30 µl of n-decane (about 21 mg), mix well, fill up to volume with n-heptane
and homogenize. This solution shall be used for all dilution steps of the hydrocarbon standard (6.7) and
be stored at room temperature.
NOTE n-tetracontane is only moderately soluble in n-heptane. Slight warming and/or sonication accelerates
the dissolution process.
6.7 Hydrocarbon standard solution for calibration.
Mix approximately equal masses of two different types of mineral oil. Weigh accurately this mixture
and dissolve in the RTW standard solution (6.6) to give a hydrocarbon content of about 8 g/l.
Preparation of the calibration solutions can be done by diluting an aliquot of this standard solution
(6.7) with the internal standard solution (6.6).
The first oil type should show discrete peaks (e.g. a diesel fuel) in the gas chromatogram, as can be seen
in Figure A.1 (left part of the chromatogram). The second type should have a boiling range higher than
the first one and should show a hump in the gas chromatogram, as can be seen in Figure A.1 (right part
of the chromatogram). A suitable oil of this type is, for example, a lubricating oil without any additives.
NOTE General purpose hydrocarbon standards for calibration can be obtained from many commercial
organizations. Calibration standards specific to this part of ISO 16558 can be purchased e.g. from Bundesanstalt
für Materialforschung und -prüfung, Fachgruppe I.2, Richard-Willstätter-Strasse 11 D-12489 Berlin, Germany,
or VSL BV, Thijsseweg 11, 2600 Delft, Netherlands (product RIVM-NMi-001). This information is given for the
convenience of users of this part of ISO 16558 and does not constitute an endorsement by ISO of this product.
6.8 Control solution.
Prepare an independent control solution according to 6.7 with a hydrocarbon concentration of about in
the middle of the working range System performance standard solution.
1) CAS-RN: Chemical Abstracts Service Registry Number.
6.9 Retention time standard solution.
Prepare a mixture of equal amounts, on a mass basis, of the n-alkanes with carbon numbers from C
to C , dissolved in n-heptane (6.2), to give concentrations of about 50 mg/l of each n-alkane. Store at
room temperature.
NOTE 1 This solution is also used to verify the suitability of the gas chromatographic system for the resolution
of n-alkanes, as well as for the detector response.
NOTE 2 This solution is used to give information of the retention times of the n-alkanes to characterize the
hydrocarbons in the samples.
6.10 Preparation of the silicagel column.
Push a plug of pre-washed glass wool or a PTFE frit down into the column (7.10). Add successively 3 g of
silicagel (6.4) and 2 g sodium sulfate (6.5). Prepare the column immediately before use.
NOTE Commercially available cartridges are also applicable.
6.11 Control solution silicagel column efficiency.
6.11.1 Control solution aliphatic split.
Prepare a mixture of equal amounts, on a mass basis, of the n-alkanes with carbon numbers from C
to C , dissolved in n-heptane (6.2), to give concentrations of about 50 mg/l of each n-alkane. Store at
room temperature.
6.11.2 Control solution aromatic split.
Prepare a mixture of equal amounts, on a mass basis, polycyclic aromatic hydrocarbons containing
16 PAH according to EPA in n-heptane (6.2), to give mass concentrations of about 50 mg/l of each
compound. Store at room temperature.
7 Apparatus
7.1 Usual laboratory glassware, which shall be heated 2 h in an oven at 200 °C to 300 °C and after
cooling, rinsed with acetone (6.1) and dried before use.
The cleaning procedure of the glassware can be replaced by any method if it shows (e.g. by blank
samples) that the glassware does not give a positive contribution to the concentration of the compounds
of interest in this part of ISO 16558.
7.2 Devices for extraction.
Mechanical shaker, horizontal movement, at least 120 shaking movements per minute. Alternatively, an
ultrasonic bath can be used.
7.3 Laboratory centrifu
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 16558-2
Première édition
2015-08-15
Qualité du sol — Hydrocarbures de
pétrole à risque —
Partie 2:
Détermination des fractions
aliphatiques et aromatiques des
hydrocarbures de pétrole semi-
volatiles par chromatographie en
phase gazeuse avec détection à
ionisation de la flamme (CPG-FID)
Soil quality — Risk-based petroleum hydrocarbons —
Part 2: Determination of aliphatic and aromatic fractions of semi-
volatile petroleum hydrocarbons using gas chromatography with
flame ionization detection (GC/FID)
Numéro de référence
©
ISO 2015
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées 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 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Interférences . 2
5 Principe . 2
6 Réactifs . 3
7 Appareillage . 4
8 Échantillonnage, conservation des échantillons et prétraitement .5
9 Mode opératoire. 6
9.1 Dosage à blanc . 6
9.2 Extraction . 6
9.2.1 Hydrocarbures de pétrole totaux . 6
9.2.2 Séparation en fractions aliphatiques et aromatiques . 6
9.3 Dosage par chromatographie en phase gazeuse . 7
9.3.1 Essai de la performance du système de chromatographie en phase gazeuse . 7
9.3.2 Essai de répétabilité . 7
9.3.3 Étalonnage . 7
9.3.4 Vérification de la validité de la fonction d’étalonnage . 7
9.3.5 Mesurage . 8
9.3.6 Intégration . 8
9.3.7 Calcul de la teneur en hydrocarbures de pétrole totaux . 9
9.3.8 Calcul de la teneur des différentes fractions extractibles . 9
9.4 Contrôle qualité . 9
9.4.1 Vérification de l’aptitude à l’emploi de la méthode de séparation . 9
10 Expression des résultats.10
11 Rapport d’essai .10
Annexe A (informative) Exemples de chromatogrammes en phase gazeuse pour des
fractions aliphatiques et aromatiques d’hydrocarbures de pétrole extractibles
totaux dans une solution étalon et dans des échantillons de sol .11
Annexe B (informative) Détermination du domaine d’ébullition des hydrocarbures d’huiles
minérales à partir du chromatogramme en phase gazeuse .14
Annexe C (informative) Informations sur la séparation des fractions aliphatiques et
aromatiques à l’aide de gel de silice .16
Bibliographie .21
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer
un engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 3,
Méthodes chimiques et caractéristiques du sol.
L’ISO 16558 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Qualité du sol —
Hydrocarbures de pétrole à risque:
— Partie 1: Détermination des fractions aliphatiques et aromatiques des hydrocarbures de pétrole volatils
par chromatographie en phase gazeuse (méthode par espace de tête statique)
— Partie 2: Détermination des fractions aliphatiques et aromatiques des hydrocarbures de pétrole semi-
volatils par chromatographie en phase gazeuse avec détection d’ionisation de la flamme (GC/FID)
[Spécification technique]
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
Introduction
L’ISO 11504 établit une base concernant le choix des fractions et des composés individuels lors de la
réalisation d’une analyse des hydrocarbures de pétrole dans les sols et les matériaux constitutifs du
sol, y compris les sédiments. Elle fournit des lignes directrices concernant l’utilisation appropriée des
résultats analytiques lors de l’évaluation des risques. La présente partie de l’ISO 16558 spécifie des
méthodes de dosage quantitatif des fractions appropriées de composés aliphatiques et aromatiques.
Les méthodes décrites dans la présente partie de l’ISO 16558 reposent sur des normes existantes [huile
minérale (ISO 16703) et hydrocarbures volatils (ISO 22155)]. La Figure 1 illustre l’utilisation générale
et la relation entre les deux différentes parties de l’ISO 16558.
Légende
b
a Purification au Florisil® : Uniquement applicable en cas d’essai conforme à l’ISO 16703. Si les fractions
aliphatiques et aromatiques doivent être analysées, la purification au Florisil ne doit pas être effectuée. Florisil®
est une appellation commerciale d’une substance de terre de diatomée préparée, principalement constituée de
silicate de magnésium anhydre.
b Florisil® est un exemple de produit approprié disponible sur le marché. Cette information est donnée par souci
de commodité à l’intention des utilisateurs de la présente partie de l’ISO 16558 et ne saurait constituer un
engagement de l’ISO à l’égard de ce produit.
Figure 1 — Utilisation de différentes Normes internationales analytiques lors de l’évaluation
des risques des hydrocarbures pétroliers
vi © ISO 2015 – Tous droits réservés
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 16558-2:2015(F)
Qualité du sol — Hydrocarbures de pétrole à risque —
Partie 2:
Détermination des fractions aliphatiques et aromatiques
des hydrocarbures de pétrole semi-volatiles par
chromatographie en phase gazeuse avec détection à
ionisation de la flamme (CPG-FID)
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 16558 spécifie une méthode de dosage quantitatif des fractions aliphatiques
et aromatiques semi-volatiles extractibles totales des hydrocarbures de pétrole dans des échantillons
humides par chromatographie en phase gazeuse.
Les résultats de l’essai effectué peuvent être utilisés pour les études d’évaluation des risques liées aux
contaminations par les hydrocarbures de pétrole.
La présente partie de l’ISO 16558 propose une méthode applicable à des teneurs en hydrocarbures de
pétrole d’environ 100 mg/kg de sol, exprimés sous forme de matière sèche pour la fraction aliphatique
C à C totale ainsi que pour la fraction aromatique C à C . Pour les sous-fractions, des limites de
10 40 10 40
dosage moins élevées peuvent être atteintes.
Si des limites de détection moins élevées sont requises, un plus grand volume d’injection peut être
utilisé ou une concentration de l’extrait final peut être effectuée.
NOTE 1 De faibles concentrations en composés aliphatiques et aromatiques peuvent être présentes dans les
sols naturels non contaminés riches en matière organique tels que la tourbe.
Grâce à cette méthode, tous les hydrocarbures ayant un domaine d’ébullition de 174 °C à 525 °C, les
n-alcanes entre C H et C H , les isoalcanes, les cycloalcanes, les alkylbenzènes, les alkylnaphtalènes
10 22 40 82
et les composés aromatiques polycycliques sont dosés sous forme d’hydrocarbures de pétrole semi-
volatils extractibles totaux C à C ; de plus, les fractions aliphatiques et aromatiques semi-volatiles
10 40
sont spécifiées.
Pour le dosage des fractions aliphatiques et aromatiques volatiles des hydrocarbures de pétrole dans
les échantillons de sol, voir l’ISO 16558-1.
NOTE 2 Les sous-fractions proposées dans la présente partie de l’ISO 16558 se sont révélées adaptées aux
études d’évaluation des risques. Cependant, d’autres sous-fractions entre C H et C H peuvent être
10 22 40 82
également dosées conformément à la présente partie de l’ISO 16558.
Compte tenu de la forme des pics du chromatogramme en phase gazeuse et du point d’ébullition
des différents alcanes indiqués à l’Annexe B, il est possible de déterminer le domaine d’ébullition
approximatif des huiles minérales et de recueillir quelques informations qualitatives sur la composition
des polluants.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 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 10381-1, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 1: Lignes directrices pour la conception des
programmes d’échantillonnage
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
ISO 16703, Qualité du sol — Dosage des hydrocarbures de C à C par chromatographie en phase gazeuse
10 40
ISO 18512, Qualité du sol — Lignes directrices relatives au stockage des échantillons de sol à long et à court
termes
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
teneur totale en hydrocarbures de pétrole semi-volatils extractibles par chromatographie en
phase gazeuse
ensemble des composés extractibles à l’acétone/au n-heptane (2 + 1) qui peuvent être détectés avec un
détecteur à ionisation de flamme et chromatographiés sur une colonne capillaire non polaire avec des
temps de rétention situés entre celui du n-décane (C H ) et celui du n-tétracontane (C H )
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Note 1 à l’article: Les substances répondant à cette définition sont principalement des hydrocarbures aromatiques
substitués aliphatiques, alicycliques, polycycliques inférieurs ou alkylés à longue chaîne ou ramifiés.
3.2
fraction aliphatique semi-volatile d’hydrocarbures de pétrole
fraction des hydrocarbures de pétrole semi-volatils totaux qui sont élués avec du pentane, de l’hexane
ou de l’heptane après absorption sur du gel de silice
Note 1 à l’article: Il s’agit d’une méthode définie dans la présente partie de l’ISO 16558. Il est impossible de prévoir
si, avec d’autres solvants, les mêmes composés vont éluer du gel de silice.
3.3
fraction aromatique semi-volatile d’hydrocarbures de pétrole
fraction des hydrocarbures de pétrole semi-volatils totaux qui sont élués avec du dichlorométhane ou
avec un mélange 1:1 de dichlorométhane et de n-heptane après absorption sur du gel de silice
Note 1 à l’article: Il s’agit d’une méthode définie dans la présente partie de l’ISO 16558. Il est impossible de prévoir
si, avec d’autres solvants, les mêmes composés vont éluer du gel de silice.
4 Interférences
Les composés non associés aux contaminations par les hydrocarbures de pétrole ayant un point
d’ébullition compris entre C et C (par exemple, les hydrocarbures halogénés) peuvent interférer
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avec le dosage.
5 Principe
Une quantité connue de l’échantillon de sol homogénéisé est extraite par agitation mécanique ou
traitement aux ultrasons à l’aide d’acétone/de n-heptane. La phase organique est séparée et lavée
deux fois à l’eau. Une aliquote de l’extrait est analysée par chromatographie en phase gazeuse sur
colonne capillaire puis détection à ionisation de flamme. L’aire de pic totale entre les étalons n-décane
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et n-tétracontane définissant la plage est mesurée sous forme de quantité de pétrole semi-volatil
extractible total. À l’aide d’une colonne contenant du gel de silice, l’extrait est séparé en deux fractions
contenant respectivement les hydrocarbures aliphatiques et aromatiques. Les fractions sont également
analysées par chromatographie en phase gazeuse.
Au lieu du n-heptane, un autre solvant hydrocarboné ou un autre mélange technique d’hydrocarbures
ayant un domaine d’ébullition compris entre 36 °C et 99 °C peut être utilisé.
6 Réactifs
Tous les réactifs doivent être de qualité analytique reconnue. Vérifier que les réactifs sont applicables à
cet objectif spécifique et qu’ils sont exempts de composés interférents.
1)
6.1 Acétone, (CH ) CO (CAS-RN 67-64-1).
3 2
6.2 n-Heptane, C H (CAS-RN 142-82-5).
7 16
Au lieu du n-heptane, un autre solvant hydrocarboné ou un autre mélange technique d’hydrocarbures
ayant un domaine d’ébullition compris entre 36 °C et 99 °C peut être utilisé.
6.3 Dichlorométhane, CH Cl (CAS-RN 75-09-2).
2 2
6.4 Gel de silice, de granulométrie comprise entre 63 µm et 200 µm (70 mesh à 230 mesh), chauffé
pendant au moins 16 h à 140 °C et conservé dans un dessiccateur sur un tamis moléculaire.
6.5 Sulfate de sodium anhydre (Na SO ), chauffé pendant au moins 2 h à 550 °C.
2 4
6.6 Solution étalon correspondant à la fenêtre de temps de rétention (RTW), (la solution étalon
définissant la plage) contenant du n-tétracontane et du n-décane.
Peser (30 ± 1) mg de n-tétracontane dans une fiole jaugée de 1 l, dissoudre complètement dans un volume
approprié de n-heptane (6.2), ajouter 30 µl de n-décane (environ 21 mg), bien mélanger, compléter au
volume avec du n-heptane et homogénéiser. Cette solution doit être utilisée à tous les stades de dilution
de l’étalon d’hydrocarbures (6.7) et être conservée à température ambiante.
NOTE Le n-tétracontane n’est que modérément soluble dans le n-heptane. Un léger chauffage et/ou un
traitement aux ultrasons accélère la dissolution.
6.7 Solution étalon d’hydrocarbures pour l’étalonnage
Mélanger, en quantités approximativement égales en masse, deux types différents d’huile minérale.
Peser ce mélange avec précision et le dissoudre dans la solution étalon RTW (6.6) pour obtenir une
teneur en hydrocarbures d’environ 8 g/l.
Les solutions d’étalonnage peuvent être préparées par dilution d’une aliquote de cette solution étalon
(6.7) avec la solution étalon interne (6.6).
Il convient que le premier type d’huile (par exemple un carburant diesel) donne des pics discrets sur le
chromatogramme en phase gazeuse comme le montre la Figure A.1 (partie gauche du chromatogramme).
Il convient que le second type ait un domaine d’ébullition supérieur à celui du premier type et présente
1) CAS-RN: Chemical Abstract System Registry Number (Numéro d’enregistrement du Chemicals Abstracts
Service).
une bosse sur le chromatogramme comme le montre la Figure A.1 (partie droite du chromatogramme).
Un type d’huile approprié est par exemple une huile lubrifiante sans additif.
NOTE Des étalons d’hydrocarbures d’usage général pour l’étalonnage sont disponibles auprès de nombreux
fournisseurs. Des étalons spécifiques à la présente partie de ISO 16558 peuvent être achetés auprès de
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Fachgruppe I.2, Richard-Willstätter-Strasse 11 D-12489
Berlin, Allemagne, ou auprès de VSL BV, Thijsseweg 11, 2600 Delft, Pays-Bas (référence RIVM-NMi-001). Cette
information est donnée à l’intention des utilisateurs de la présente partie de l’ISO 16558 et ne saurait constituer
un engagement de l’ISO à l’égard de ce produit.
6.8 Solution de contrôle
Préparer une solution de contrôle séparée conformément au paragraphe 6.7 en utilisant une
concentration d’hydrocarbures s’élevant à environ la moitié de la plage de travail de la solution étalon
de mesure de la performance du système.
6.9 Solution étalon d’évaluation du temps de rétention
Préparer un mélange, en quantités égales en masse, de n-alcanes ayant un nombre de carbones compris
entre C et C dissous dans du n-heptane (6.2), chacun des n-alcanes étant présent à une concentration
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de 50 mg/l environ. Conserver à température ambiante.
NOTE 1 Cette solution sert également à vérifier l’aptitude à l’emploi du système de chromatographie en phase
gazeuse pour la résolution des n-alcanes ainsi que pour la réponse du détecteur.
NOTE 2 Cette solution est utilisée pour donner des informations sur les temps de rétention des n-alcanes afin
de caractériser les hydrocarbures dans les échantillons.
6.10 Préparation de la colonne de gel de silice
Introduire un bouchon en laine de verre prélavée ou un fritté en PTFE dans la colonne (7.10).
Ajouter successivement 3 g de gel de silice (6.4) et 2 g de sulfate de sodium (6.5). Préparer la colonne
immédiatement avant utilisation.
NOTE Les cartouches disponibles dans le commerce sont également utilisables.
6.11 Efficacité de la colonne de gel de silice sur la solution de contrôle
6.11.1 Séparation des fractions aliphatiques de la solution de contrôle
Préparer un mélange, en quantités égales en masse, de n-alcanes ayant un nombre de carbones compris
entre C et C dissous dans du n-heptane (6.2), chacun des n-alcanes étant présent à une concentration
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de 50 mg/l environ. Conserver à température ambiante.
6.11.2 Séparation des fractions aromatiques de la solution de contrôle
Préparer un mélange, en quantités égales en masse, d’hydrocarbures aromatiques polycycliques
contenant 16 HAP selon l’EPA dans du n-heptane (6.2), pour obtenir des concentrations massiques de
chaque composé de 50 mg/l environ. Conserver à température ambiante.
7 Appareillage
7.1 Verrerie courante de laboratoire, qui doit être chauffée pendant 2 h dans un four entre 200 °C et
300 °C et, une fois refroidie, rincée avec de l’acétone (6.1) et séchée avant utilisation.
Le mode opératoire de nettoyage de la verrerie peut être remplacé par une autre méthode s’il
est démontré (par exemple, à l’aide de blancs) que la verrerie ne contribue pas positivement à la
concentration des composés concernés dans la présente partie de l’ISO 16558.
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7.2 Dispositifs d’extraction
Agitateur mécanique effectuant au moins 120 mouvements d’agitation horizontaux par minute. Un bain
à ultrasons peut aussi être utilisé.
7.3 Centrifugeuse de laboratoire, capable de produire une accélération d’au moins 1 500 g.
7.4 Chromatographe en phase gazeuse équipé d’un système à injection non discriminatoire (de
préférence sur colonne ou à injection par vaporisation thermoprogrammable (PTV)), d’une colonne
capillaire et d’un détecte
...
Questions, Comments and Discussion
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