ISO/DIS 15192

Characterization of soil and waste -- Determination of Chromium(VI) in solid material by alkaline digestion and ion chromatography with spectrophotometric detection

Caractérisation des déchets et des sols -- Dosage du chrome(VI) dans les matériaux solides par digestion alcaline et chromatographie ionique avec détection spectrophotométrique

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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 15192
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Characterization of soil and waste — Determination of
Chromium(VI) in solid material by alkaline digestion and
ion chromatography with spectrophotometric detection
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Contents Page

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

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

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

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

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

4 Safety remarks ........................................................................................................................................................................................................ 2

5 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5.1 Digestion....................................................................................................................................................................................................... 2

5.2 Determination ......................................................................................................................................................................................... 2

5.3 Interferences and sources of error ........................................................................................................................................ 2

6 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 3

6.1 Digestion equipment .......................................................................................................................................................................... 3

6.2 Filtration equipment .......................................................................................................................................................................... 3

6.3 Membrane filters ................................................................................................................................................................................... 3

6.4 Ion chromatographic system ...................................................................................................................................................... 3

6.5 Ion chromatographic column ..................................................................................................................................................... 3

6.6 Detection system ................................................................................................................................................................................... 3

7 Reagents ........................................................................................................................................................................................................................ 3

8 Sample pretreatment ....................................................................................................................................................................................... 5

9 Alkaline digestion procedure .................................................................................................................................................................. 6

10 Analytical procedure ........................................................................................................................................................................................ 6

10.1 General information ........................................................................................................................................................................... 6

10.2 Instrumental set-up ............................................................................................................................................................................ 7

10.3 Calibration .................................................................................................................................................................................................. 7

10.4 Test solution measurement .......................................................................................................................................................... 7

10.5 Quality Control ........................................................................................................................................................................................ 7

10.5.1 General...................................................................................................................................................................................... 7

10.5.2 Blank test solution .......................................................................................................................................................... 8

10.5.3 Verification of method ........................................................................................................................................... ...... 8

10.5.4 Duplicate samples ........................................................................................................................................................... 8

10.5.5 Cr(VI) spiked samples ................................................................................................................................................. 8

10.5.6 Cr(III) spiked samples ................................................................................................................................................. 8

10.5.7 Interpretation of quality control data............................................................................................................ 9

11 Calculation .................................................................................................................................................................................................................. 9

12 Expression of results ........................................................................................................................................................................................ 9

13 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 9

Annex A (informative) Alternative methods for direct determination of Cr(VI) in the

alkaline digestion solution .....................................................................................................................................................................11

Annex B (informative) Ion chromatographic system........................................................................................................................12

Annex C (informative) Requirements for test portion preparation ..................................................................................13

Annex D (informative) Validation .........................................................................................................................................................................14

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................18

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ISO/DIS 15192:2020(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 190, Soil quality, Subcommittee SC 3,

Chemical and physical characterization.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 15192:2010), which has been technically

revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— The text has been editorially revised, including updating of references;
— Annex D has been deleted.

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.
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ISO/DIS 15192:2020(E)
Introduction

Under environmental conditions chromium in compounds exists in the trivalent, Cr(III), or the

hexavalent, Cr(VI) state. Cr(III) is an essential trace element for mammals, including man, whereas it is

presumed that Cr(VI) compounds are genotoxic and potentially carcinogenic in humans. Interconversion

of trivalent and hexavalent chromium species can occur during sample preparation and analysis, but

these processes are minimised, to the extent possible, by the sample preparation methods prescribed

by this standard.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 15192:2020(E)
Characterization of soil and waste — Determination of
Chromium(VI) in solid material by alkaline digestion and
ion chromatography with spectrophotometric detection
1 Scope

This document describes the determination of Cr(VI) in solid waste material and soil by alkaline

digestion and ion chromatography with spectrophotometric detection. This method can be used to

determine Cr(VI)-mass fractions in solids higher than 0,1 mg/kg.

NOTE In case of reducing or oxidising waste matrix no valid Cr(VI) content can be reported.

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 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 11464, Soil quality — Pretreatment of samples for physico-chemical analysis

ISO 11465, Soil quality — Determination of dry matter and water content on a mass basis —

Gravimetric method

ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories

EN 15002, Characterization of waste — Preparation of test portions from the laboratory sample

EN 15934, Sludge, treated biowaste, soil and waste — Calculation of dry matter fraction after determination

of dry residue or water content
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

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

— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
3.1
alkaline digestion

process of obtaining a solution containing the analyte of interest from a sample under alkaline

conditions. Alkaline digestion may or may not involve complete dissolution of the sample

3.2
speciation analysis

activities of measuring the quantity of one or more individual chemical species in a sample, e. g. Cr(VI)

in a particular sample or matrix
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ISO/DIS 15192:2020(E)
4 Safety remarks

Anyone dealing with waste and soil analysis has to be aware of the typical risks of the material

irrespective of the parameters determined. Waste and soil samples may contain hazardous (e. g. toxic,

reactive, flammable, infectious) substances, which can be liable to biological and/or chemical reaction.

Consequently, it is recommended that these samples should be handled with special care. The gases

which may be produced by microbiological or chemical activity are potentially flammable and can

pressurise sealed bottles. Bursting bottles are likely to result in hazardous shrapnel, dust and/or aerosol.

National regulations should be followed with respect to all hazards associated with this method.

Avoid any contact with the skin, ingestion or inhalation of Cr(VI) compounds. Cr(VI) compounds are

genotoxic and potentially carcinogenic to humans.
5 Principle
5.1 Digestion

This document describes an alkaline digestion procedure for extracting Cr(VI) from soluble, adsorbed

and precipitated forms of chromium compounds in solid waste materials and soil. To quantify the

content of Cr(VI) in a solid matrix, three criteria shall be satisfied:
1) digestion solution shall solubilize all species of Cr(VI);

2) conditions of the digestion shall not induce reduction of native Cr(VI) to Cr(III);

3) method shall not cause oxidation of native Cr(III) contained in the sample to Cr(VI).

The alkaline digestion described in this document meets these criteria for a wide spectrum of solid

matrices. Under the alkaline conditions of the digestion, neglectable reduction of Cr(VI) or oxidation of

native Cr(III) is expected. The additon of Mg in a phosphate buffer to the alkaline solution prevents

air oxidation of trivalent chromium [1], [5], [8].

NOTE Background on methods for the determination of Cr(VI) in solid samples is given in [3], [4], [5].

5.2 Determination

Quantification of Cr(VI) in the alkaline digestion solution should be performed using a suitable

technique with appropriate accuracy. For this purpose ion chromatography is used to separate

Cr(VI) from interferences. Following this ion chromatographic separation, Cr(VI) is measured

spectrophotometrically either at 365 nm (direct UV detection) or after post-column derivatisation

with 1,5-diphenylcarbazide in acid solution at 540 nm. Post-column derivatisation involves reaction

of 1,5-diphenylcarbazide with Cr(VI) to produce trivalent chromium and diphenylcarbazone. These

then combine to form a trivalent chromium-diphenylcarbazone complex containing the characteristic

magenta chromagen (λ = 540 nm).
max

NOTE The choice of detection method is based upon the required sensitivity. Direct UV detection is less

sensitive than detection after post-column derivatisation with 1,5-diphenylcarbazide.

Hyphenated methods with ion chromatographic separation and detection techniques, such as

inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) or inductively coupled plasma atomic

emission spectroscopy (ICP-AES), may be used once validation of the chosen analytical method has

been performed.
5.3 Interferences and sources of error

— Use of ion chromatography is necessary for the separation of Cr(VI) from possible interferences in

the alkaline digestion solution from solid material [6].
2 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO/DIS 15192:2020(E)

— For waste materials or soils, where the Cr(III)/Cr(VI) ratio is expected to be high, Cr(VI) results

may be biased due to method induced oxidation. This can be particularly expected in soils high in

Mn content and amended with soluble Cr(III) salts or freshly precipitated Cr(OH) [3].

— Cr(VI) can be reduced to Cr(III) during digestion from the sample due to reaction with reducing

agents such as e.g. divalent iron. This problem is minimised in the described procedure using

alkaline digestion solution [5].

— Cr(III) can be oxidised to Cr(VI) in hot alkaline solutions. This problem is minimised in the described

procedure by adding magnesium to the alkaline digestion solution [2], [3], [5], [8].

— Overloading the analytical column capacity with high concentrations of anionic species (e. g.

chloride) may cause underestimation of Cr(VI) [9].
6 Apparatus
6.1 Digestion equipment

— hotplate with a magnetic stirrer, thermostatically controlled with a digestion vessel of 250 ml

covered with a watch glass; or

— heating block with a magnetic stirrer, thermostatically controlled with a digestion vessel of 250 ml

covered with a watch glass

NOTE Other thermostatically controlled digestion equipment with a magnetic stirrer can be used once

validation has been performed.
6.2 Filtration equipment
suitable for using 0,45-µm membrane filters.
6.3 Membrane filters
0,45-µm pore size, chemically inert.
6.4 Ion chromatographic system

All components which come into contact with the sample or eluent stream shall be comprised of inert

materials, e. g. polyetherether ketone (PEEK), as shall all connecting tubing (see Annex B).

6.5 Ion chromatographic column
suitable for chromate separation with a sufficient ion exchange capacity.
6.6 Detection system
— UV-VIS spectrophotometer at 365 nm; or
— VIS spectrophotometer at 540 nm after post column derivatisation.
7 Reagents

During the analysis, only use reagents of recognised analytical grade, and water as specified in 7.1.

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ISO/DIS 15192:2020(E)
7.1 Water

Water complying with the requirements for ISO 3696 grade 2 water (electrical conductivity less than

0,1 mS m equivalent to resistivity greater than 0,01 MΩ m at 25 °C). It is recommended that the water

used is obtained from a purification system that delivers ultrapure water having a resistivity greater

than 0,18 MΩ m (usually expressed by manufacturers of water purification systems as 18 MΩ cm).

7.2 Sulphuric acid (H SO ),
2 4
concentrated, ρ(H SO ) ~ 1,84 g/ml, w(H SO ) ~ 98 %
2 4 2 4
7.3 Sodium carbonate (Na CO ),
2 3
anhydrous, w(Na CO ) > 99,9 %
2 3
7.4 1,5-Diphenylcarbazide ((C H .NH.NH) CO),
6 5 2
w((C H .NH.NH) CO) > 98 %
6 5 2
7.5 Propanone (acetone) (C H O)
3 6
7.6 Methanol (CH O)
7.7 Potassium dichromate (K Cr O ), w(K Cr O ) > 99,9 %
2 2 7 2 2 7
Dry to constant weight at 110 °C, cool and store in a dessiccator.
7.8 Sodium hydroxide (NaOH), w(NaOH) > 99 %
7.9 Magnesium chloride hexahydrate (MgCl .6H O), w(MgCl .6H O) > 99 %
2 2 2 2
7.10 Dipotassium hydrogenphosphate (K HPO ), w(K HPO ) > 99 %
2 4 2 4
7.11 Potassium dihydrogenphosphate (KH PO ), w(KH PO ) > 99 %
2 4 2 4
7.12 Lead chromate (PbCrO ), w(PbCrO ) > 99 %
4 4
7.13 Diphenylcarbazide reagent solution

Dissolve 0,125 g of 1,5-diphenylcarbazide (7.4) in 25 ml of propanone (7.5) or methanol (7.6) in a

250 ml volumetric flask. Fill 125 ml of water into a separate container, slowly add 7 ml of concentrated

sulphuric acid (7.2), swirl to mix and allow to cool. Degass with e. g. helium or argon for 5 min to 10 min

prior to adding to the 1,5-diphenylcarbazide solution. After combining the solutions, fill up to the mark

with water and degass additionally for 5 min to 10 min. The reagent solution is stable for 5 days.

7.14 Eluent solution

Use an eluent solution appropriate to separate chromate over the ion chromatographic column (6.5).

7.15 Alkaline digestion solution, 0,5 mol/l sodium hydroxide (NaOH) / 0,28 mol/l sodium carbonate

(Na CO )
2 3

Dissolve 20,0 g of sodium hydroxide (7.8) in approximately 500 ml of water (7.1). Add 30,0 g of sodium

carbonate (7.3) and swirl to mix. Quantitatively transfer the solution into a 1 l volumetric flask. Dilute

to the mark with water. The pH of the digestion solution must be checked before use. The pH shall be

11,5 or higher. Store in a polyethylene bottle at room temperature and prepare fresh monthly.

4 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO/DIS 15192:2020(E)
7.16 Calibration solutions of Cr(VI)
7.16.1 Cr(VI) standard stock solution, 1 000 mg/l Cr(VI)

Dissolve 0,282 9 g of potassium dichromate (7.7) in 75 ml of water (7.1) in a 100 ml volumetric flask.

Dilute to the mark with water (7.1), close and mix thoroughly. Store the solution in a polypropylene

bottle for a maximum period of 1 year.

Alternatively a commercial standard solution with a certified Cr(VI) concentration traceable to national

standards can be used. Observe the manufacturer's expiration date or recommended shelf life.

7.16.2 Cr(VI) working standard solution, 10 mg/l Cr(VI)

Accurately pipette 10,0 ml of the Cr(VI) standard stock solution (7.16.1) into a 1 l volumetric flask,

dilute to the mark with water (7.1), close and mix thoroughly. Prepare this solution fresh monthly.

7.16.3 Cr(VI) calibration solutions

Prepare a set of at least 5 calibration solutions by diluting the Cr(VI) working standard solution with a

1 + 1 diluted alkaline digestion solution (7.15). Add 25 ml of the alkaline digestion solution (7.15) into a

50 ml volumetric flask, pipette accurately the appropriate volume of Cr(VI) working standard solution

(7.16.2) into the volumetric flask and dilute to the mark with water (7.1), close and mix thoroughly.

Prepare these calibration solutions fresh daily.
7.16.4 Cr(VI) spiking solutions
The Cr(VI) working standard solution (7.16.2) can be used to spike samples.
7.17 Phosphate buffer solution,

0,5 mol/l dipotassiumhydrogenphosphate (K HPO )/0,5 mol/l potassiumdihydrogenphosphate

2 4
(KH PO ), pH 7.
2 4

Dissolve 87,09 g K HPO (7.10) and 68,04 g of KH PO (7.11) in approximately 700 ml of water and swirl

2 4 2 4

to mix. Transfer the solution into a 1 l volumetric flask. Dilute to the mark with water.

7.18 Magnesium chloride solution

Dissolve 85,4 g MgCl .6H O (7.9) in a 100 ml volumetric flask, dilute to the mark with water (7.1), close

2 2
and mix thoroughly.
7.19 Chromium chloride hexahydrate (CrCl .6H O), w(CrCl .6H O) > 96 %
3 2 3 2
7.20 Cr(III) spiking solution

Use a commercial standard solution with a certified Cr(III) concentration, e. g 1 000 mg/l Cr(III)

traceable to national standards. Observe the manufacturer's expiration date or recommended shelf life.

Alternatively dissolve an appropriate known amount of chromium chloride hexahydrate (7.19) in water

(7.1) in a 100 ml volumetric flask, dilute to the mark with water (7.1), close and mix thoroughly. Store

the solution in a polypropylene bottle for a maximum period of 1 year. Before using, determine the Cr

concentration of the spiking solution.
8 Sample pretreatment

Samples shall be collected using appropriate devices and placed in containers that do not contain

stainless steel (e. g. plastic, glass).
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ISO/DIS 15192:2020(E)

Samples shall be stored field moist at (4 ± 2) °C until analysis. Waste samples shall be homogenised

according to EN 15002, soil samples according to ISO 11464. Soil samples shall preferably be air-dried

before digestion.

Particle size reduction below 250 µm is necessary for solid waste and soil especially when Cr(VI) is

suspected to be included in the matrix, whereby heating and contact with stainless steel have to be

avoided.
After digestion the sample shall be analysed as soon as possible.

NOTE Cr(VI) has been shown to be quantitatively stable in field moist soil samples for 30 d from the time

of sample collection. In addition, Cr(VI) has also been shown to be stable in the alkaline digest for up to 7 d after

digestion from soil [2].
9 Alkaline digestion procedure
9.1 General

Use either the hotplate or heating block method prescribed in 9.2 to prepare test solutions for

determination of Cr(VI) in solid waste materials and soil.
9.2 Preparation of test solutions using a hotplate or heating block

9.2.1 Adjust the temperature setting by preparing and monitoring a temperature blank (a 250 ml

vessel filled with 50 ml digestion solution). Maintain a digestion solution temperature of (92,5 ± 2,5) °C.

Do not allow the solution to boil or evaporate to dryness.

9.2.2 Transfer (2,5 ± 0,1) g of the test portion weighed to the nearest 0,1 mg into a clean 250 ml

digestion vessel.

NOTE For very high expected concentrations of Cr(VI) a smaller representative test portion can be used.

9.2.3 Add (50 ± 1) ml of the alkaline digestion solution (7.15) to each sample using a graduated

cylinder, and also add 1 ml of magnesium chloride solution (7.18) containing approximately 400 mg of

MgCl and 0,5 ml of phosphate buffer solution (7.17). Cover all digestion vessels. If using a heating block,

reflux condensers can be used.

9.2.4 Heat the samples to (92,5 ± 2,5) °C with continuous stirring, then maintain the samples at

(92,5 ± 2,5) °C for at least 60 min with stirring continuously.

9.2.5 Cool each solution to room temperature. Transfer the contents quantitatively to the filtration

equipment (6.2), rinsing the digestion vessel three times with small portions of water (7.1). Filter through

a 0,45 µm membrane filter (6.3). Rinse the filtration equipment (6.2) with water (7.1) and transfer the

filtrate to a 100 ml volumetric flask and fill up to the mark with water (7.1).
NOTE Alternatively the sample may be centrifuged or allowed to settle.
10 Analytical procedure
10.1 General information

The standard method for the determination of Cr(VI) in the alkaline digestion solution is the ion

chromatographic method with spectrophotometric detection as described in this clause.

NOTE In certain cases direct determination of Cr(VI) in the alkaline digestion solution may be possible (see

Annex A).
6 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO/DIS 15192:2020(E)
10.2 Instrumental set-up
10.2.1 Set up the ion chromatograph in accor
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 15192
ISO/TC 190/SC 3 Secrétariat: DIN
Début de vote: Vote clos le:
2020-04-17 2020-07-10
Caractérisation des déchets et des sols — Dosage du
chrome(VI) dans les matériaux solides par digestion
alcaline et chromatographie ionique avec détection
spectrophotométrique

Characterization of soil and waste — Determination of Chromium(VI) in solid material by alkaline

digestion and ion chromatography with spectrophotometric detection
ICS: 13.080.10
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT

Le présent document est distribué tel qu’il est parvenu du secrétariat du comité.

ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 15192:2020(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2020
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ISO/DIS 15192:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................... v

Introduction.................................................................................................................................................................... vi

1 Domaine d’application .................................................................................................................................. 7

2 Références normatives .................................................................................................................................. 7

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 7

4 Consignes de sécurité..................................................................................................................................... 8

5 Principe ............................................................................................................................................................... 8

5.1 Digestion ............................................................................................................................................................. 8

5.2 Dosage ................................................................................................................................................................. 9

5.3 Interférences et sources d’erreur.............................................................................................................. 9

6 Appareillage ...................................................................................................................................................... 9

6.1 Équipement de digestion .............................................................................................................................. 9

6.2 Équipement de filtration ........................................................................................................................... 10

6.3 Membranes filtrantes ................................................................................................................................. 10

6.4 Système de chromatographie ionique .................................................................................................. 10

6.5 Colonne de chromatographie ionique .................................................................................................. 10

6.6 Système de détection .................................................................................................................................. 10

7 Réactifs ............................................................................................................................................................. 10

8 Prétraitement des échantillons ............................................................................................................... 12

9 Mode opératoire de digestion alcaline ................................................................................................. 13

10 Mode opératoire analytique ..................................................................................................................... 13

10.1 Informations générales .............................................................................................................................. 13

10.2 Paramétrage des instruments ................................................................................................................. 14

10.3 Étalonnage ...................................................................................................................................................... 14

10.4 Mesurage des solutions d’essai ............................................................................................................... 14

10.5 Contrôle de la qualité .................................................................................................................................. 15

10.5.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 15

10.5.2 Solution d’essai à blanc .............................................................................................................................. 15

10.5.3 Vérification de la méthode ........................................................................................................................ 15

10.5.4 Échantillons en double ............................................................................................................................... 15

10.5.5 Échantillons dopés au Cr(VI) .................................................................................................................... 15

10.5.6 Échantillons dopés au Cr(III) ................................................................................................................... 16

10.5.7 Interprétation des données de contrôle de la qualité ..................................................................... 16

11 Calcul ................................................................................................................................................................. 17

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

12 Expression des résultats ............................................................................................................................ 17

© ISO 2020

13 Rapport d’essai .............................................................................................................................................. 17

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en oeuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

Annexe A (informative) Autres méthodes pour le dosage direct du Cr(VI) dans la solution de

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

digestion alcaline.......................................................................................................................................... 18

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

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Annexe B (informative) Système de chromatographie ionique ................................................................. 20

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ISO/DIS 15192:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................... v

Introduction.................................................................................................................................................................... vi

1 Domaine d’application .................................................................................................................................. 7

2 Références normatives .................................................................................................................................. 7

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 7

4 Consignes de sécurité..................................................................................................................................... 8

5 Principe ............................................................................................................................................................... 8

5.1 Digestion ............................................................................................................................................................. 8

5.2 Dosage ................................................................................................................................................................. 9

5.3 Interférences et sources d’erreur.............................................................................................................. 9

6 Appareillage ...................................................................................................................................................... 9

6.1 Équipement de digestion .............................................................................................................................. 9

6.2 Équipement de filtration ........................................................................................................................... 10

6.3 Membranes filtrantes ................................................................................................................................. 10

6.4 Système de chromatographie ionique .................................................................................................. 10

6.5 Colonne de chromatographie ionique .................................................................................................. 10

6.6 Système de détection .................................................................................................................................. 10

7 Réactifs ............................................................................................................................................................. 10

8 Prétraitement des échantillons ............................................................................................................... 12

9 Mode opératoire de digestion alcaline ................................................................................................. 13

10 Mode opératoire analytique ..................................................................................................................... 13

10.1 Informations générales .............................................................................................................................. 13

10.2 Paramétrage des instruments ................................................................................................................. 14

10.3 Étalonnage ...................................................................................................................................................... 14

10.4 Mesurage des solutions d’essai ............................................................................................................... 14

10.5 Contrôle de la qualité .................................................................................................................................. 15

10.5.1 Généralités ...................................................................................................................................................... 15

10.5.2 Solution d’essai à blanc .............................................................................................................................. 15

10.5.3 Vérification de la méthode ........................................................................................................................ 15

10.5.4 Échantillons en double ............................................................................................................................... 15

10.5.5 Échantillons dopés au Cr(VI) .................................................................................................................... 15

10.5.6 Échantillons dopés au Cr(III) ................................................................................................................... 16

10.5.7 Interprétation des données de contrôle de la qualité ..................................................................... 16

11 Calcul ................................................................................................................................................................. 17

12 Expression des résultats ............................................................................................................................ 17

13 Rapport d’essai .............................................................................................................................................. 17

Annexe A (informative) Autres méthodes pour le dosage direct du Cr(VI) dans la solution de

digestion alcaline.......................................................................................................................................... 18

Annexe B (informative) Système de chromatographie ionique ................................................................. 20

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ISO/DIS 15192:2020(F)

Annexe C (informative) Exigences pour la préparation de la prise d’essai ............................................ 21

Annexe D (informative) Validation ....................................................................................................................... 22

Bibliographie ................................................................................................................................................................ 26

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ISO/DIS 15192:2020(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 le lien suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 3,

Caractérisation chimique et physique.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 15192:2010), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes :

— révision éditoriale du texte, notamment mise à jour des références ;
— suppression de l’Annexe D.

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.
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ISO/DIS 15192:2020(F)
Introduction

Dans les conditions environnementales, le chrome présent dans des composés existe à l’état trivalent,

Cr(III), ou hexavalent, Cr(VI). Le Cr(III) est un élément trace indispensable aux mammifères, y compris à

l’Homme, tandis que les composés du Cr(VI) sont présumés génotoxiques et potentiellement

cancérogènes pour l’être humain. La conversion des espèces de chrome trivalent et hexavalent peut se

produire pendant la préparation des échantillons et l’analyse des échantillons, mais ces processus sont

réduits au minimum, dans la mesure du possible, par les méthodes de préparation des échantillons

spécifiées dans la présente norme.
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 15192:2020(F)
Caractérisation des déchets et des sols — Dosage du
chrome(VI) dans les matériaux solides par digestion alcaline
et chromatographie ionique avec détection
spectrophotométrique
1 Domaine d’application

Le présent document décrit le dosage du Cr(VI) dans les déchets solides et les sols par digestion alcaline

et chromatographie ionique avec détection spectrophotométrique. Cette méthode peut être utilisée

pour déterminer les fractions massiques de Cr(VI) dans les solides supérieures à 0,1 mg/kg.

NOTE Il n’est pas possible de consigner une teneur en Cr(VI) valable dans un rapport lorsque la matrice de

déchets est réductrice ou oxydante.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils 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 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d’essai.

ISO 11464, Qualité du sol — Prétraitement des échantillons pour analyses physico-chimiques.

ISO 11465, Qualité du sol — Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en eau — Méthode

gravimétrique.

ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais.

EN 15002, Caractérisation des déchets — Préparation de prises d’essai à partir de l’échantillon pour

laboratoire.

EN 15934, Boues, bio-déchets traités, sols et déchets — Calcul de la teneur en matière sèche par

détermination du résidu sec ou de la teneur en eau.
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

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

normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/ ;
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse http://www.iso.org/obp.
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ISO/DIS 15192:2020(F)
3.1
digestion alcaline

procédé consistant à obtenir une solution contenant l’analyte recherché, à partir d’un échantillon placé

dans des conditions alcalines. La digestion alcaline peut, ou non, impliquer la dissolution totale de

l’échantillon
3.2
analyse de spéciation

activités consistant à mesurer la quantité d’une ou de plusieurs espèces chimiques individuelles dans

un échantillon, par exemple le Cr(VI) dans un échantillon particulier ou une matrice particulière

4 Consignes de sécurité

Toute personne intervenant dans le cadre de l’analyse des sols et des déchets doit connaître les risques

types liés à ce matériau, quels que soient les paramètres déterminés. Les échantillons de sols et de

déchets peuvent contenir des substances dangereuses (par exemple toxiques, réactives, inflammables,

infectieuses), qui peuvent donner lieu à une réaction biologique et/ou chimique. Il est, par conséquent,

recommandé de manipuler ces échantillons avec un soin particulier. Les gaz qui peuvent être produits

par une activité microbiologique ou chimique sont potentiellement inflammables et peuvent mettre

sous pression les flacons fermés. L’éclatement des flacons peut produire des éclats, de la poussière

et/ou des aérosols dangereux. Il convient de respecter la réglementation nationale en ce qui concerne

l’ensemble des risques associés à la présente méthode.

Éviter tout contact avec la peau et toute ingestion ou inhalation de composés du Cr(VI). Les composés

du Cr(VI) sont génotoxiques et potentiellement cancérogènes pour l’Homme.
5 Principe
5.1 Digestion

Le présent document décrit un mode opératoire de digestion alcaline pour l’extraction du Cr(VI) à

partir des formes solubles, adsorbées et précipitées des composés du chrome présents dans les déchets

solides et les sols. Pour quantifier la teneur en Cr(VI) dans une matrice solide, trois critères doivent être

remplis :

1) la solution de digestion doit solubiliser tous les composés contenant du Cr(VI) ;

2) les conditions de la digestion ne doivent induire aucune réduction du Cr(VI) natif en Cr(III) ;

3) la méthode ne doit pas provoquer l’oxydation en Cr(VI) du Cr(III) natif contenu dans l’échantillon.

La digestion alcaline décrite dans le présent document remplit ces critères pour un large éventail de

matrices solides. Dans les conditions alcalines de la digestion, la réduction du Cr(VI) ou l’oxydation du

Cr(III) natif sont attendues dans des proportions négligeables. L’ajout, à la solution alcaline, de Mg en

solution tampon de phosphate empêche l’oxydation à l’air du chrome trivalent [1], [5], [8].

NOTE Des informations théoriques relatives aux méthodes de dosage du Cr(VI) dans les échantillons solides

sont données en [3], [4], [5].
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ISO/DIS 15192:2020(F)
5.2 Dosage

Il convient de réaliser la quantification du Cr(VI) dans la solution de digestion alcaline en utilisant une

méthode adéquate, d’une exactitude appropriée. La chromatographie ionique est utilisée dans ce but

pour séparer le Cr(VI) des interférences. À la suite de cette séparation par chromatographie ionique, le

Cr(VI) est mesuré par spectrophotométrie à 365 nm (détection UV directe) ou bien à 540 nm après

dérivation post-colonne par la 1,5-diphénylcarbazide en solution acide. La dérivation post-colonne

entraîne une réaction de la 1,5-diphénylcarbazide avec le Cr(VI), qui produit du chrome trivalent et de

la diphénylcarbazone. Tous deux se combinent ensuite pour former un complexe chrome

trivalent-diphénylcarbazone contenant le chromophore magenta caractéristique (λ = 540 nm).

max

NOTE Le choix de la méthode de détection s’effectue en fonction de la sensibilité requise. La détection UV

directe est moins sensible que la détection après dérivation post-colonne par la 1,5-diphénylcarbazide.

Des méthodes combinées associant une séparation par chromatographie ionique avec des techniques

de détection telles que la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP/MS) ou la

spectroscopie d’émission atomique avec plasma à couplage inductif (ICP/AES) peuvent être utilisées

une fois que la méthode analytique choisie a été validée.
5.3 Interférences et sources d’erreur

— L’utilisation de la chromatographie ionique est nécessaire pour séparer le Cr(VI) d’interférences

possibles dans la solution de digestion alcaline du matériau solide [6].

— Pour les déchets ou les sols dans lesquels on attend un rapport Cr(III)/Cr(VI) élevé, les résultats

relatifs à Cr(VI) peuvent être faussés en raison d’une oxydation induite par la méthode. Ceci est

particulièrement le cas dans les sols ayant une teneur élevée en Mn et amendés avec des sels

solubles de Cr(III) ou du Cr(OH) fraîchement précipité [3].

— Le Cr(VI) peut être réduit en Cr(III) pendant la digestion de l’échantillon, en raison d’une réaction

avec des agents réducteurs, le fer divalent par exemple. Ce problème est réduit au minimum dans le

mode opératoire décrit du fait de l’utilisation d’une solution de digestion alcaline [5].

— Le Cr(III) peut être oxydé en Cr(VI) dans les solutions alcalines chaudes. Le problème est réduit au

minimum dans le mode opératoire décrit du fait de l’ajout de magnésium à la solution de digestion

alcaline [2], [3], [5], [8].

— Une surcharge de la capacité de la colonne analytique avec des concentrations élevées d’espèces

anioniques (chlorure par exemple) peut causer une sous-estimation du Cr(VI) [9].
6 Appareillage
6.1 Équipement de digestion

— Plaque chauffante avec agitateur magnétique, contrôlée par thermostat, avec un récipient de

digestion de 250 ml recouvert d’un verre de montre ; ou

— Bloc chauffant avec agitateur magnétique, contrôlé par thermostat, avec un récipient de digestion

de 250 ml recouvert d’un verre de montre.

NOTE D’autres équipements de digestion contrôlés par thermostat et à agitateur magnétique peuvent être

utilisés après validation.
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6.2 Équipement de filtration
Compatible avec les membranes filtrantes de porosité 0,45 µm.
6.3 Membranes filtrantes
Porosité 0,45 µm, inertes chimiquement.
6.4 Système de chromatographie ionique

Toutes les tubulures de raccordement et tous les éléments amenés à être en contact avec l’échantillon

ou le flux d’élution doivent être composés de matériaux inertes, par exemple le polyétheréthercétone

(PEEK) (voir l’Annexe B).
6.5 Colonne de chromatographie ionique

Prévue pour la séparation des chromates et possédant une capacité d’échange ionique suffisante.

6.6 Système de détection
— Spectrophotomètre UV-VIS à 365 nm ; ou

— Spectrophotomètre pour rayonnement visible à 540 nm après dérivation post-colonne.

7 Réactifs

Au cours de l’analyse, utiliser uniquement des réactifs de qualité analytique reconnue et de l’eau comme

spécifié en 7.1.
7.1 Eau

Eau satisfaisant aux exigences de l’ISO 3696 pour l’eau de qualité 2 (conductivité électrique inférieure à

0,1 mS m , équivalente à une résistivité supérieure à 0,01 MΩ m à 25 °C). Il est recommandé que l’eau

utilisée provienne d’un système de purification qui délivre de l’eau ultra-pure ayant une résistivité

supérieure à 0,18 MΩ m (soit 18 MΩ cm selon la désignation habituelle des fabricants de systèmes de

purification d’eau).
7.2 Acide sulfurique concentré (H SO )
2 4
Concentré, ρ(H SO ) ~ 1,84 g/ml, w(H SO ) ~ 98 %
2 4 2 4
7.3 Carbonate de sodium (Na CO )
2 3
Anhydre, w(Na CO ) > 99,9 %
2 3
7.4 1,5-Diphénylcarbazide ((C H .NH.NH) CO)
6 5 2
w((C H .NH.NH) CO) > 98 %
6 5 2
7.5 Propanone (acétone) (C H O)
3 6
7.6 Méthanol (CH O)
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ISO/DIS 15192:2020(F)
7.7 Dichromate de potassium (K2Cr2O7), w(K2Cr2O7) > 99,9 %

Déshydrater jusqu’à masse constante à 110 °C, refroidir et conserver dans un dessiccateur.

7.8 Hydroxyde de sodium (NaOH), w(NaOH) > 99 %
7.9 Chlorure de magnésium hexahydraté (MgCl .6H O), w(MgCl .6H O) > 99 %
2 2 2 2
7.10 Hydrogénophosphate de dipotassium (K HPO ), w(K HPO ) > 99 %
2 4 2 4
7.11 Dihydrogénophosphate de potassium (KH PO ), w(KH PO ) > 99 %
2 4 2 4
7.12 Chromate de plomb (PbCrO ), w(PbCrO ) > 99 %
4 4
7.13 Solution de réactif
...