ISO 15009:2016
(Main)Soil quality — Gas chromatographic determination of the content of volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene and volatile halogenated hydrocarbons — Purge-and-trap method with thermal desorption
Soil quality — Gas chromatographic determination of the content of volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene and volatile halogenated hydrocarbons — Purge-and-trap method with thermal desorption
ISO 15009:2016 specifies a method for quantitative gas-chromatographic determination of volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene and volatile halogenated hydrocarbons in soil. This International Standard is applicable to all types of soil. NOTE In the case of unsaturated peaty soils, absorption of the extraction solution may occur. The lower limit of quantification is dependent on the equipment used and the quality of the methanol grade used for the extraction of the soil sample. Under the conditions specified in this International Standard the following limits of quantification apply (expressed on basis of dry matter): Typical limit of quantification when using GC-FID: - Volatile aromatic hydrocarbons: 0,1 mg/kg Typical limit of quantification when using GC-ECD: - Volatile halogenated hydrocarbons: 0,01 mg/kg Lower limits of quantification for some compounds can be achieved by using mass spectrometry (MS) with selected ion detection.
Qualité du sol — Détermination par chromatographie en phase gazeuse des teneurs en hydrocarbures aromatiques volatils, en naphtalène et en hydrocarbures halogénés volatils — Méthode par purge et piégeage avec désorption thermique
ISO 15009:2016 spécifie une méthode pour la détermination quantitative par chromatographie en phase gazeuse des hydrocarbures aromatiques volatils, du naphtalène et des hydrocarbures halogénés volatils contenus dans les sols. La présente Norme internationale est applicable à tous les types de sols. NOTE En cas de sols tourbeux insaturés, une absorption de la solution d'extraction peut avoir lieu. La limite inférieure de détermination quantitative dépend du matériel utilisé et de la qualité du méthanol utilisé pour l'extraction de l'échantillon de sol. Dans les conditions spécifiées dans la présente Norme internationale, les limites de détermination quantitative suivantes (exprimées par rapport à la matière sèche) s'appliquent: Limite de détermination quantitative type lorsque le couplage CG-FID est utilisé: - Hydrocarbures aromatiques volatils: 0,1 mg/kg Limite de détermination quantitative type lorsque le couplage CG-ECD est utilisé: - Hydrocarbures halogénés volatils: 0,01 mg/kg Des limites de détermination quantitative plus faibles peuvent être atteintes pour certains composés si l'on utilise la spectrométrie de masse (SM) avec détection sélective des ions.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 15009
Third edition
2016-02-15
Soil quality — Gas chromatographic
determination of the content of
volatile aromatic hydrocarbons,
naphthalene and volatile halogenated
hydrocarbons — Purge-and-trap
method with thermal desorption
Qualité du sol — Détermination par chromatographie en phase
gazeuse des teneurs en hydrocarbures aromatiques volatils, en
naphtalène et en hydrocarbures halogénés volatils — Méthode par
purge et piégeage avec désorption thermique
Reference number
ISO 15009:2016(E)
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ISO 2016
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ISO 15009:2016(E)
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ISO 15009:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Principle . 2
4 Reagents . 2
4.1 Water, free of volatile aromatic and volatile halogenated hydrocarbons . 2
4.2 Internal standards . 2
4.3 Standard compounds . . 3
4.3.1 Volatile aromatic hydrocarbons . 3
4.3.2 Volatile halogenated hydrocarbons . 3
4.4 Methanol . 4
4.5 Adsorbing agent . 4
4.6 Cooling water for purge and trap . 4
4.7 Inert gas for the gas chromatograph . 5
4.8 Nitrogen or helium as inert gas for the purge equipment . 5
4.9 Standard solutions . 5
4.9.1 Standard stock solutions for volatile aromatic and halogenated
compounds in methanol, 4 g/l . 5
4.9.2 Internal standard solutions in methanol, 4 g/l . 5
4.9.3 Calibration solutions . 5
4.10 Methanol containing internal standards . 6
5 Apparatus . 6
6 Sampling, preservation and sample pretreatment . 7
6.1 General . 7
6.2 Sampling using vials pre-filled with methanol . 8
6.3 Sampling using coring tube method . 8
7 Procedure. 8
7.1 Blank determination . 8
7.2 Extraction . 9
7.3 Purge and trap . 9
7.4 Gas chromatographic analysis . 9
7.4.1 Gas chromatographic conditions . 9
7.4.2 Calibration .10
7.4.3 Measurement .11
8 Calculation .12
8.1 Calculation of the concentration of a volatile compound in the water sample .12
8.2 Calculation of the concentration of a volatile compound in the soil sample .12
9 Expression of results .13
10 Precision .13
11 Test report .13
Annex A (informative) Relative retention time with respect to ethylbenzene-D10 of volatile
aromatic hydrocarbons and volatile halogenated hydrocarbons on following
columns: CP-Sil 5 CB and CP-Sil 13 CB .14
Annex B (normative) Check on internal standards .16
Annex C (informative) Validation .17
Annex D (informative) Information on purge and trap instruments.20
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ISO 15009:2016(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 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.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 15009:2012), which has been technically
revised.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 15009:2016(E)
Soil quality — Gas chromatographic determination of the
content of volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene
and volatile halogenated hydrocarbons — Purge-and-trap
method with thermal desorption
1 Scope
This International Standard specifies a method for quantitative gas-chromatographic determination of
volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene and volatile halogenated hydrocarbons in soil.
This International Standard is applicable to all types of soil.
NOTE In the case of unsaturated peaty soils, absorption of the extraction solution may occur.
The lower limit of quantification is dependent on the equipment used and the quality of the methanol
grade used for the extraction of the soil sample.
Under the conditions specified in this International Standard the following limits of quantification
apply (expressed on basis of dry matter):
Typical limit of quantification when using GC-FID:
— Volatile aromatic hydrocarbons: 0,1 mg/kg
Typical limit of quantification when using GC-ECD:
— Volatile halogenated hydrocarbons: 0,01 mg/kg
Lower limits of quantification for some compounds can be achieved by using mass spectrometry (MS)
with selected ion detection.
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 4799, Laboratory glassware — Condensers
ISO 10381-1, Soil quality — Sampling — Part 1: Guidance on the design of sampling programmes
ISO 10381-2, Soil quality — Sampling — Part 2: Guidance on sampling techniques
ISO 10381-5, Soil quality — Sampling — Part 5: Guidance on the procedure for the investigation of urban
and industrial sites with regard to soil contamination
ISO 11465, Soil quality — Determination of dry matter and water content on a mass basis —
Gravimetric method
ISO 15680, Water quality — Gas-chromatographic determination of a number of monocyclic aromatic
hydrocarbons, naphthalene and several chlorinated compounds using purge-and-trap and thermal
desorption
ISO 18512, Soil quality — Guidance on long and short term storage of soil samples
© ISO 2016 – All rights reserved 1
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ISO 15009:2016(E)
ISO 22892, Soil quality — Guidelines for the identification of target compounds by gas chromatography and
mass spectrometry
3 Principle
Test samples are taken from an untreated field moist soil sample. To prevent losses of the volatiles,
samples are taken as undisturbed as possible in the field with a tube corer or by adding methanol
immediately in the field.
The test sample is extracted with methanol. After centrifugation, if necessary, part of the methanol
extract is brought into a purge vessel filled with water. The volatile compounds are purged with
nitrogen or helium and adsorbed on a suitable adsorbing agent. The adsorbed compounds are
desorbed thermally and by means of a carrier gas flow, whether or not via a cold trap, brought into
a gas chromatograph. The various compounds are separated by using a capillary column with an
immobile phase of low polarity. Volatile organic compounds are detected with appropriate detectors
such as: mass spectrometric detector (MS), flame ionization detector (FID), electron capture detector
(ECD), photo ionization detector (PID) or electrolytic conductivity detector (ELCD). Identification and
quantification takes place by comparison of retention times and peak heights (or peak areas) towards
internal standard added with the corresponding variables of an external standard solution. The
efficiency of the procedure depends on the composition of the soil that is investigated. The described
procedure does not take into account incomplete extraction caused by structure and composition of the
soil sample.
When using non-specific detectors such as FID and ECD, the confirmation of the identity of the detected
compounds and their concentrations should be done by repeating the gas chromatographic analysis
using a column of different polarity. When using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), the
identity confirmation and the quantification can be done in a single run.
NOTE This International Standard follows the description of an ‘off-line purge and trap’ method. The use
of commercially available online instruments is allowed provided that equivalent results are obtained during
validation of this equipment. With such an instrument purge and trap occurs on line with gas chromatography
and detection. Follow the manual of the manufacturer especially regarding the items 5.2.1 to 5.2.9.
4 Reagents
All reagents shall be of recognized analytical grade. Verify whether the reagents are applicable for this
specific purpose and free of interfering compounds.
4.1 Water, free of volatile aromatic and volatile halogenated hydrocarbons
Usually boiler water with a temperature of at least 80 °C and 1 day old can be applied. Purging with
an inert gas, e.g. a flow of 10 ml/min of nitrogen for 30 min, is another means of removing interfering
compounds from water. A sufficient amount of water from the same batch should be available to
complete each batch of analyses, including all preparations.
4.2 Internal standards
4.2.1 For the determination of volatile aromatic hydrocarbons preferably two internal standards shall
be selected from Table 1. They shall not interfere with compounds present in the sample extract.
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ISO 15009:2016(E)
Table 1 — Examples of suitable internal standards for the determination of volatile aromatic
hydrocarbons
a b
Compound name CAS-RN EC-N
Toluene-D8 2037–26–5 218–009–5
Ethylbenzene-D10 25837–05–2 247–292–8
2-Bromofluorobenzene 1072–85–1 214–018–3
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
EC-Number
4.2.2 For the determination of volatile halogenated hydrocarbons preferably two internal standards
shall be selected from Table 2. They shall not interfere with compounds present in the sample extract.
Table 2 — Examples of suitable internal standards for the determination of volatile
halogenated hydrocarbons
a b
Compound name CAS-RN EC-N
1,4-Dichlorobutane 110–56–5 203–778–1
α,α,α-Trifluorotoluene 98–08–8 202–635–0
2-Bromofluorobenzene 1072–85–1 214–018–3
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
EC-Number
4.3 Standard compounds
4.3.1 Volatile aromatic hydrocarbons
Table 3 contains volatile aromatic hydrocarbons for use as standard compounds.
Table 3 — Examples of volatile aromatic hydrocarbons suitable as standard compounds
a b
Compound name CAS-RN EC-N
Benzene 71–43–2 202–753–7
Toluene 108–88–3 203–625–9
Ethylbenzene 100–41–4 202–849–4
o-Xylene 95–47–6 202–422–2
m-Xylene 108–38–3 203–576–3
p-Xylene 106–42–3 203–396–5
Styrene 100–42–5 202–851–5
Naphthalene 91–20–3 202–049–5
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
EC-Number
4.3.2 Volatile halogenated hydrocarbons
Table 4 contains volatile halogenated hydrocarbons for use as standard compounds.
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ISO 15009:2016(E)
Table 4 — Examples of volatile halogenated hydrocarbons suitable as standard compounds
a b
Compound name CAS-RN EC-N
Dichloromethane 75–09–2 200–838–9
Trichloromethane 67–66–3 200–663–8
Tetrachloromethane 56–23–5 200–262–8
1,1-Dichloroethane 75–34–3 200–863–5
1,2-Dichloroethane 107–06–2 203–458–1
1,1,1-Trichloroethane 71–55–6 200–756–3
1,1,2-Trichloroethane 79–00–5 201–166–9
1,2-Dichloropropane 78–87–5 201–152–2
1,2,3-Trichloropropane 98–18–4 202–486–1
cis-1,3-Dichloropropene 10061–01–5 233–195–8
trans-1,3-Dichloropropene 10061–02–6 208–826–5
cis-1,2-Dichloroethene 156–59–2 205–859–7
trans-1,2-Dichloroethene 156–60–5 205–860–2
3-Chloropropene 107–05–1 203–457–6
Trichloroethene 79–01–6 201–61–04
Tetrachloroethene 127–18–4 204–825–9
Monochlorobenzene 108–90–7 203–628–5
1,2-Dichlorobenzene 95–50–1 202–425–9
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
EC-Number
4.4 Methanol
Methanol (see Table 5) is used as solvent for the extraction of soil samples and for the preparation of
standard solutions.
Table 5 — Registration data
a b
Compound name CAS-RN EC-N
Methanol 67–56–1 200–659–6
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
EC-Number
4.5 Adsorbing agent
Polymer of 2,6-diphenyl-p-phenoxide (40 mesh to 60 mesh) of a grade suitable for thermal desorption.
1)
NOTE 1 2,6-diphenyl-p-phenylene oxide (CAS-RN 24938–68–9) is commercially available as Tenax TA .
NOTE 2 Other adsorbing agents may be used provided that their suitability has been tested.
4.6 Cooling water for purge and trap
The temperature of the cooling water depends on the dimensions of the purge and trap equipment (5.2).
A temperature of about 10 °C is recommended. A cryostat shall be used if the temperature of the cooling
water is too high.
1) Tenax TA is an example of a suitable product available commercially. This information is given for the
convenience of users of this International Standard and does not constitute an endorsement by ISO of this product.
4 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 15009:2016(E)
4.7 Inert gas for the gas chromatograph
Helium, nitrogen or argon-methane mixture ultra-pure. Other gases for gas chromatography shall be
used in accordance with the instrument manufacturer’s instructions.
4.8 Nitrogen or helium as inert gas for the purge equipment
4.9 Standard solutions
4.9.1 Standard stock solutions for volatile aromatic and halogenated compounds in
methanol, 4 g/l
Weigh about 100 mg of the individual standard compounds (4.3) with an accuracy of 0,1 mg into a
closed septum flask containing 25 ml methanol. Transfer the standard compounds into the flask by
using a syringe.
NOTE The stock solution is stable for about 6 months when stored at −18°C.
4.9.2 Internal standard solutions in methanol, 4 g/l
The containers containing the solutions shall be marked or weighed so that any evaporation losses of
the solvent may be recognized. The solutions shall be stored at a temperature of (4 ± 2) °C in the dark.
Prior to use, they shall be brought to ambient temperature.
Weigh about 100 mg of the individual internal standards (4.2.1 and 4.2.2) accurate to 0,1 mg into a
closed septum flask containing 25 ml of methanol. Using a syringe, transfer the standard compounds
into the flask.
4.9.3 Calibration solutions
Calibration solutions containing 0 mg/l to 200 mg/l of each standard (4.3) and the selected internal
standards (4.2), 200 mg/l. The calibration solutions are prepared in methanol.
Dilute the amounts indicated in Table 6 of the solutions obtained according to 4.9.2 and 4.9.1 with
methanol (4.4) to 100 ml.
Other volumes of methanol may be used, as long as suitability is proven.
Table 6 — Example for preparation of calibration solutions
Calibration Internal standard Standard stock Concentration in the Quantity in µg/5 µl
solution solution (4.9.2) solution (4.9.1) calibration solution calibration solution in
ml ml mg/l 100 ml (sample) water
1 5 0 0 0
2 5 1 40 0,2
3 5 2 80 0,4
4 5 3 120 0,6
5 5 4 160 0,8
6 5 5 200 1,0
The total volume of the methanol used for calibration shall be the same as that which will be taken for
the methanol extract of the soil sample (see 7.3).
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ISO 15009:2016(E)
4.10 Methanol containing internal standards
Prepare methanol containing a suitable concentration of the internal standards (e.g. 0,4 µg/ml). The
concentration shall be such that the end concentration in the water extract in the purge vessel is of the
same level as in the calibration solutions.
5 Apparatus
5.1 General
Usual laboratory glassware, free of interfering compounds.
All glassware shall be cleaned according to the usual procedures for this type of analysis.
5.2 Purge and trap apparatus
The instrument described here is for an off-line purge and trap method. As mentioned in NOTE in
Clause 3 it is allowed to use commercially available automated systems provided that requirements
of this International Standard are met. Annex D gives some considerations for the use of such systems.
5.2.1 Round bottom flask with three angled side necks; volume 100 ml.
5.2.2 Gas inlet tube with a tip of sintered glass.
5.2.3 Ball and cup stopcock with polytetrafluoroethylene (PTFE) ring.
5.2.4 Flow adjustment with a nitrogen flow set to (40 ± 2) ml/min.
5.2.5 Inlet tube for the thermocouple.
5.2.6 Allihn or Graham type condenser (see ISO 4799).
5.2.7 Screw cap with cut-off ring made of silicone rubber with PTFE inlay.
5.2.8 Adsorption tubes made of glass or stainless steel, filled with at least 240 mg of adsorbing
agent (4.5).
The adsorbent is kept in place by using inert material, e.g. silanized glass fibre. The tubes shall be
suitable for direct use in connection with the apparatus for thermal desorption. The tubes shall be
marked on one side. The tubes shall be provided with caps of inert material, e.g. polyethylene or metal,
with screw caps and PTFE ring, allow tight closing after purging.
Before use, the adsorbent shall be activated and purified by slowly heating the tubes to 250 °C and
keeping them at that temperature for 3 h while a nitrogen flow of 10 ml/min is maintained. The
adsorbent shall be cooled under nitrogen and the tubes analysed. The result of a blank determination
shall not exceed the equivalent of 1 ng of a compound to be analysed. When the result is higher than
this, the adsorbent shall be desorbed once more.
The use of commercially available tubes is recommended.
Tubes that are used should not be used again unless the blank determination meets the above mentioned
requirements.
Care should be taken to avoid cross-contamination. A heavily loaded tube can contaminate a lightly
loaded tube in the sample change platform.
6 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 15009:2016(E)
5.2.9 Heating block, with thermocouple, suitable for heating 100 ml flasks.
5.3 Centrifuge, suitable for centrifuging tubes of 200 ml with such a rotation frequency that the radial
acceleration is 2 000g to 3 000g.
5.4 Centrifuge tubes with a volume of 200 ml.
5.5 Capillary columns
Fused silica capillary columns with a non-polar or semipolar stationary phase allowing sufficient
separation of the compounds of interest. A thick film of stationary phase increases the efficiency of the
more volatile compounds.
Examples are given in 7.4.1 and Annex A.
5.6 Gas chromatograph, equipped with one or two appropriate detectors. Detectors like flame
ionization detector (FID), electron capture detector (ECD), photo ionization detector (PID) or electrolytic
conductivity detector (ELCD) and mass spectrometer (MS) can be used, depending on the substances to
be analysed and their target level of contamination. The mass spectrometer should be able of operating
over the total mass range of interest and being equipped with a data system capable of quantifying ions
using selected m/z values.
5.7 Apparatus for thermal desorption.
The apparatus used shall meet the following requirements:
— a primary desorption oven with adjustable desorption temperature up to 250 °C and adjustable
desorption time;
— a cold trap/ secondary desorption oven;
— a connecting tube to the gas chromatograph, with adjustable heating up to 150 °C;
— adjustable carrier gas flow rate up to 40 ml/min.
NOTE Instruments for thermal desorption are commercially available.
5.8 Electronic integrator or automatic recorder or computer with chromatographic software.
5.9 Syringe, volume 5 µl, readable to 0,1 µl and volume 50 µl, readable to 1 µl.
5.10 Horizontal shaking machine.
A shaking machine with horizontal movement (200 to 300 movements per minute).
6 Sampling, preservation and sample pretreatment
6.1 General
Sampling shall be carried out in accordance with ISO 10381-1 and ISO 10381-5 as appropriate, using
equipment according to ISO 10381-2 after coordination with the analytical laboratory.
Samples shall be analysed as soon as possible on their receipt in the laboratory. If it is necessary to store
samples, they shall be stored cool in accordance with ISO 18512. Samples are not pretreated. Exposure
of samples to air, even during sampling, shall be avoided.
© ISO 2016 – All rights reserved 7
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ISO 15009:2016(E)
Samples for the determination of volatile compounds can be obtained using several techniques. It is
strongly recommended to use one of the procedures described in 6.2 and 6.3.
Determine the dry matter content of the field-moist sample in accordance with ISO 11465. In case
the sampling method in 6.2 is used, a separate sample should be delivered to the laboratory for
determination of the dry matter.
6.2 Sampling using vials pre-filled with methanol
Transfer a defined volume of soil using an appropriate device into a preweighed vial which is filled
with a defined volume of methanol already containing internal standards (4.10). Prevent leakages by
cleaning the top of the vessel before sealing.
The soil samples should be taken from undisturbed material using an appropriate sample cutter of
known volume, e.g. a modified 20 ml disposable plastic syringe with the tip cut off. The soil sample
should be collected immediately after exposing a fresh soil surface of the drilling core, e.g. of an open
window sampler or the trial pit wall. The incorporation of material like roots or stones should be
avoided as far as possible.
Make sure that the sample is completely covered with methanol containing internal standards (4.10).
Then close the cap of the PTFE-coated septum. At least one blank sa
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 15009
ISO/TC 190/SC 3
Soil quality — Gas chromatographic
Secretariat: DIN
determination of the content of
Voting begins on:
20151022 volatile aromatic hydrocarbons,
naphthalene and volatile halogenated
Voting terminates on:
20151222
hydrocarbons — Purge-and-trap
method with thermal desorption
Qualité du sol — Détermination par chromatographie en phase
gazeuse des teneurs en hydrocarbures aromatiques volatils, en
naphtalène et en hydrocarbures halogénés volatils — Méthode par
purge et piégeage avec désorption thermique
Please see the administrative notes on page iii
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO
ISO/FDIS 15009:2015(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
©
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 15009:2015(E)
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
This final draft has been developed within the International Organization for Standardization (ISO), and pro
cessed under the ISO-lead mode of collaboration as defined in the Vienna Agreement. The final draft was
established on the basis of comments received during a parallel enquiry on the draft.
This final draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member bodies for a parallel
two-month approval vote in ISO and formal vote in CEN.
Positive votes shall not be accompanied by comments.
Negative votes shall be accompanied by the relevant technical reasons.
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ISO/FDIS 15009:2015(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Principle . 2
4 Reagents . 2
4.1 Water, free of volatile aromatic and volatile halogenated hydrocarbons . 2
4.2 Internal standards . 2
4.3 Standard compounds . . 3
4.3.1 Volatile aromatic hydrocarbons . 3
4.3.2 Volatile halogenated hydrocarbons . 3
4.4 Methanol . 4
4.5 Adsorbing agent . 4
4.6 Cooling water for purge and trap . 4
4.7 Inert gas for the gas chromatograph . 4
4.8 Nitrogen or helium as inert gas for the purge equipment . 4
4.9 Standard solutions . 5
4.9.1 Standard stock solutions for volatile aromatic and halogenated
compounds in methanol, 4 g/l . 5
4.9.2 Internal standard solutions in methanol, 4 g/l . 5
4.9.3 Calibration solutions . 5
4.10 Methanol containing internal standards . 5
5 Apparatus . 6
6 Sampling, preservation and sample pretreatment . 7
6.1 General . 7
6.2 Sampling using vials pre-filled with methanol . 8
6.3 Sampling using coring tube method . 8
7 Procedure. 8
7.1 Blank determination . 8
7.2 Extraction . 8
7.3 Purge and trap . 9
7.4 Gas chromatographic analysis . 9
7.4.1 Gas chromatographic conditions . 9
7.4.2 Calibration .10
7.4.3 Measurement .11
8 Calculation .12
8.1 Calculation of the concentration of a volatile compound in the water sample .12
8.2 Calculation of the concentration of a volatile compound in the soil sample .12
9 Expression of results .13
10 Precision .13
11 Test report .13
Annex A (informative) Relative retention time with respect to ethylbenzene-D10 of volatile
aromatic hydrocarbons and volatile halogenated hydrocarbons on following
columns: CP-Sil 5 CB and CP-Sil 13 CB .14
Annex B (normative) Check on internal standards .16
Annex C (informative) Validation .17
Annex D (informative) Information on purge and trap instruments.20
© ISO 2015 – All rights reserved iii
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ISO/FDIS 15009:2015(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 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 Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality,
Subcommittee SC 3, Chemical methods and soil characteristics.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 15009:2012) which has been
technically revised.
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 15009:2015(E)
Soil quality — Gas chromatographic determination of the
content of volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene
and volatile halogenated hydrocarbons — Purge-and-trap
method with thermal desorption
1 Scope
This International Standard specifies a method for quantitative gas-chromatographic determination of
volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene and volatile halogenated hydrocarbons in soil.
This International standard is applicable to all types of soil.
NOTE In the case of unsaturated peaty soils, absorption of the extraction solution may occur.
The lower limit of quantification is dependent on the equipment used and the quality of the methanol
grade used for the extraction of the soil sample.
Under the conditions specified in this International Standard the following limits of quantification
apply (expressed on basis of dry matter):
Typical limit of quantification when using GC-FID:
Volatile aromatic hydrocarbons: 0,1 mg/kg
Typical limit of quantification when using GC-ECD:
Volatile halogenated hydrocarbons: 0,01 mg/kg
Lower limits of quantification for some compounds can be achieved by using mass spectrometry (MS)
with selected ion detection.
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 4799, Laboratory glassware — Condensers
ISO 10381-1, Soil quality — Sampling — Part 1: Guidance on the design of sampling programmes
ISO 10381-2, Soil quality — Sampling — Part 2: Guidance on sampling techniques
ISO 10381-5, Soil quality — Sampling — Part 5: Guidance on the procedure for the investigation of urban
and industrial sites with regard to soil contamination
ISO 11465, Soil quality — Determination of dry matter and water content on a mass basis —
Gravimetric method
ISO 15680, Water quality — Gas-chromatographic determination of a number of monocyclic aromatic
hydrocarbons, naphthalene and several chlorinated compounds using purge-and-trap and thermal desorption
ISO 18512, Soil quality — Guidance on long and short term storage of soil samples
ISO 22892, Soil quality — Guidelines for the identification of target compounds by gas chromatography and
mass spectrometry
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO/FDIS 15009:2015(E)
3 Principle
Test samples are taken from an untreated field moist soil sample. To prevent losses of the volatiles,
samples are taken as undisturbed as possible in the field with a tube corer or by adding methanol
immediately in the field.
The test sample is extracted with methanol. After centrifugation, if necessary, part of the methanol
extract is brought into a purge vessel filled with water. The volatile compounds are purged with nitrogen
or helium and adsorbed on a suitable adsorbing agent. The adsorbed compounds are desorbed thermally
and by means of a carrier gas flow, whether or not via a cold trap, brought into a gas chromatograph. The
various compounds are separated by using a capillary column with an immobile phase of low polarity.
Volatile organic compounds are detected with appropriate detectors such as: mass spectrometric
detector (MS), flame ionization detector (FID), electron capture detector (ECD), photo ionization
detector (PID) or electrolytic conductivity detector (ELCD). Identification and quantification takes place
by comparison of retention times and peak heights (or peak areas) towards internal standard added
with the corresponding variables of an external standard solution. The efficiency of the procedure
depends on the composition of the soil that is investigated. The described procedure does not take into
account incomplete extraction caused by structure and composition of the soil sample.
When using non-specific detectors such as FID and ECD, the confirmation of the identity of the detected
compounds and their concentrations should be done by repeating the gas chromatographic analysis
using a column of different polarity. When using gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), the
identity confirmation and the quantification can be done in a single run.
NOTE This International Standard follows the description of an ‘off-line purge and trap’ method. The use
of commercially available online instruments is allowed provided that equivalent results are obtained during
validation of this equipment. With such an instrument purge and trap occurs on line with gas chromatography
and detection. Follow the manual of the manufacturer especially regarding the items 5.2.1 to 5.2.9.
4 Reagents
All reagents shall be of recognized analytical grade. Verify whether the reagents are applicable for this
specific purpose and free of interfering compounds.
4.1 Water, free of volatile aromatic and volatile halogenated hydrocarbons
Usually boiler water with a temperature of at least 80 °C and 1 day old can be applied. Purging with
an inert gas, e.g. a flow of 10 ml/min of nitrogen for 30 min, is another means of removing interfering
compounds from water. A sufficient amount of water from the same batch should be available to
complete each batch of analyses, including all preparations.
4.2 Internal standards
4.2.1 For the determination of volatile aromatic hydrocarbons preferably two internal standards shall
be selected from Table 1. They shall not interfere with compounds present in the sample extract.
Table 1 — Examples of suitable internal standards for the determination of volatile
aromatic hydrocarbons
a b
Compound name CAS-RN EC-N
Toluene-D8 2037–26–5 218–009–5
Ethylbenzene-D10 25837–05–2 247–292–8
2-Bromofluorobenzene 1072–85–1 214–018–3
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
ECNumber
2 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/FDIS 15009:2015(E)
4.2.2 For the determination of volatile halogenated hydrocarbons preferably two internal standards
shall be selected from Table 2. They shall not interfere with compounds present in the sample extract.
Table 2 — Examples of suitable internal standards for the determination of volatile
halogenated hydrocarbons
a b
Compound name CAS-RN EC-N
1,4-Dichlorobutane 110–56–5 203–778–1
α,α,α-Trifluorotoluene 98–08–8 202–635–0
2-Bromofluorobenzene 1072–85–1 214–018–3
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
ECNumber
4.3 Standard compounds
4.3.1 Volatile aromatic hydrocarbons
Table 3 contains volatile aromatic hydrocarbons for use as standard compounds.
Table 3 — Examples of volatile aromatic hydrocarbons suitable as standard compounds
a b
Compound name CAS-RN EC-N
Benzene 71–43–2 202–753–7
Toluene 108–88–3 203–625–9
Ethylbenzene 100–41–4 202–849–4
o-Xylene 95–47–6 202–422–2
m-Xylene 108–38–3 203–576–3
p-Xylene 106–42–3 203–396–5
Styrene 100–42–5 202–851–5
Naphthalene 91–20–3 202–049–5
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
ECNumber
4.3.2 Volatile halogenated hydrocarbons
Table 4 contains volatile halogenated hydrocarbons for use as standard compounds.
Table 4 — Examples of volatile halogenated hydrocarbons suitable as standard compounds
a b
Compound name CAS-RN EC-N
Dichloromethane 75–09–2 200–838–9
Trichloromethane 67–66–3 200–663–8
Tetrachloromethane 56–23–5 200–262–8
1,1-Dichloroethane 75–34–3 200–863–5
1,2-Dichloroethane 107–06–2 203–458–1
1,1,1-Trichloroethane 71–55–6 200–756–3
1,1,2-Trichloroethane 79–00–5 201–166–9
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
ECNumber
© ISO 2015 – All rights reserved 3
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ISO/FDIS 15009:2015(E)
Table 4 (continued)
a b
Compound name CAS-RN EC-N
1,2-Dichloropropane 78–87–5 201–152–2
1,2,3-Trichloropropane 98–18–4 202–486–1
cis-1,3-Dichloropropene 10061–01–5 233–195–8
trans-1,3-Dichloropropene 10061–02–6 208–826–5
cis-1,2-Dichloroethene 156–59–2 205–859–7
trans-1,2-Dichloroethene 156–60–5 205–860–2
3-Chloropropene 107–05–1 203–457–6
Trichloroethene 79–01–6 201–61–04
Tetrachloroethene 127–18–4 204–825–9
Monochlorobenzene 108–90–7 203–628–5
1,2-Dichlorobenzene 95–50–1 202–425–9
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
ECNumber
4.4 Methanol
Methanol (see Table 5) is used as solvent for the extraction of soil samples and for the preparation of
standard solutions.
Table 5 — Registration data
a b
Compound name CAS-RN EC-N
Methanol 67–56–1 200–659–6
a
Chemical Abstracts Service Registry Number
b
ECNumber
4.5 Adsorbing agent
Polymer of 2,6-diphenyl-p-phenoxide (40 mesh to 60 mesh) of a grade suitable for thermal desorption.
1)
NOTE 1 2,6-diphenyl-p-phenylene oxide (CAS-RN 24938–68–9) is commercially available as Tenax TA .
NOTE 2 Other adsorbing agents may be used provided that their suitability has been tested.
4.6 Cooling water for purge and trap
The temperature of the cooling water depends on the dimensions of the purge and trap equipment (5.2).
A temperature of about 10 °C is recommended. A cryostat shall be used if the temperature of the cooling
water is too high.
4.7 Inert gas for the gas chromatograph
Helium, nitrogen or argon-methane mixture ultra-pure. Other gases for gas chromatography shall be
used in accordance with the instrument manufacturer’s instructions.
4.8 Nitrogen or helium as inert gas for the purge equipment
1) Tenax TA is an example of a suitable product available commercially. This information is given for the
convenience of users of this International Standard and does not constitute an endorsement by ISO of this product.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/FDIS 15009:2015(E)
4.9 Standard solutions
4.9.1 Standard stock solutions for volatile aromatic and halogenated compounds in
methanol, 4 g/l
Weigh about 100 mg of the individual standard compounds (4.3) with an accuracy of 0,1 mg into a
closed septum flask containing 25 ml methanol. Transfer the standard compounds into the flask by
using a syringe.
NOTE The stock solution is stable for about 6 months when stored at −18°C.
4.9.2 Internal standard solutions in methanol, 4 g/l
The containers containing the solutions shall be marked or weighed so that any evaporation losses of
the solvent may be recognized. The solutions shall be stored at a temperature of (4 ± 2) °C in the dark.
Prior to use, they shall be brought to ambient temperature.
Weigh about 100 mg of the individual internal standards (4.2.1 and 4.2.2) accurate to 0,1 mg into a
closed septum flask containing 25 ml of methanol. Using a syringe, transfer the standard compounds
into the flask.
4.9.3 Calibration solutions
Calibration solutions containing 0 mg/l to 200 mg/l of each standard (4.3) and the selected internal
standards (4.2), 200 mg/l. The calibration solutions are prepared in methanol.
Dilute the amounts indicated in Table 6 of the solutions obtained according to 4.9.2 and 4.9.1 with
methanol (4.4) to 100 ml.
Other volumes of methanol may be used, as long as suitability is proven.
Table 6 — Example for preparation of calibration solutions
Calibration Internal standard Standard stock Concentration in the Quantity in µg/ 5 µl
solution solution (4.9.2) in solution (4.9.1) in calibration solution calibration solution in
ml ml 100 ml (sample) water
mg/l
1 5 0 0 0
2 5 1 40 0,2
3 5 2 80 0,4
4 5 3 120 0,6
5 5 4 160 0,8
6 5 5 200 1,0
The total volume of the methanol used for calibration shall be the same as that which will be taken for
the methanol extract of the soil sample (see 7.3).
4.10 Methanol containing internal standards
Prepare methanol containing a suitable concentration of the internal standards (e.g. 0,4 µg/ml). The
concentration shall be such that the end concentration in the water extract in the purge vessel is of the
same level as in the calibration solutions.
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ISO/FDIS 15009:2015(E)
5 Apparatus
5.1 General
Usual laboratory glassware, free of interfering compounds.
All glassware shall be cleaned according to the usual procedures for this type of analysis.
5.2 Purge and trap apparatus
The instrument described here is for an off-line purge and trap method. As mentioned in NOTE in
Clause 3 it is allowed to use commercially available automated systems provided that requirements
of this International Standard are met. Annex D gives some considerations for the use of such systems.
5.2.1 Round bottom flask with three angled side necks; volume 100 ml.
5.2.2 Gas inlet tube with a tip of sintered glass.
5.2.3 Ball and cup stopcock with polytetrafluoroethylene (PTFE) ring.
5.2.4 Flow adjustment with a nitrogen flow set to (40 ± 2) ml/min.
5.2.5 Inlet tube for the thermocouple.
5.2.6 Allihn or Graham type condenser (see ISO 4799).
5.2.7 Screw cap with cut-off ring made of silicone rubber with PTFE inlay.
5.2.8 Adsorption tubes made of glass or stainless steel, filled with at least 240 mg of adsorbing agent
(4.5).
The adsorbent is kept in place by using inert material, e.g. silanized glass fibre. The tubes shall be
suitable for direct use in connection with the apparatus for thermal desorption. The tubes shall be
marked on one side. The tubes shall be provided with caps of inert material, e.g. polyethylene or metal,
with screw caps and PTFE ring, allow tight closing after purging.
Before use, the adsorbent shall be activated and purified by slowly heating the tubes to 250 °C and
keeping them at that temperature for 3 h while a nitrogen flow of 10 ml/min is maintained. The
adsorbent shall be cooled under nitrogen and the tubes analysed. The result of a blank determination
shall not exceed the equivalent of 1 ng of a compound to be analysed. When the result is higher than
this, the adsorbent shall be desorbed once more.
The use of commercially available tubes is recommended.
Tubes that are used should not be used again unless the blank determination meets the above mentioned
requirements.
Care should be taken to avoid cross-contamination. A heavily loaded tube can contaminate a lightly
loaded tube in the sample change platform.
5.2.9 Heating block with thermocouple, suitable for heating 100 ml flasks.
5.3 Centrifuge, suitable for centrifuging tubes of 200 ml with such a rotation frequency that the radial
acceleration is 2 000g to 3 000g.
5.4 Centrifuge tubes with a volume of 200 ml.
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ISO/FDIS 15009:2015(E)
5.5 Capillary columns
Fused silica capillary columns with a non-polar or semipolar stationary phase allowing sufficient
separation of the compounds of interest. A thick film of stationary phase increases the efficiency of the
more volatile compounds.
Examples are given in 7.4.1 and Annex A.
5.6 Gas chromatograph, equipped with one or two appropriate detectors. Detectors like flame
ionization detector (FID), electron capture detector (ECD), photo ionization detector (PID) or electrolytic
conductivity detector (ELCD) and mass spectrometer (MS) can be used, depending on the substances to
be analysed and their target level of contamination. The mass spectrometer should be able of operating
over the total mass range of interest and being equipped with a data system capable of quantifying ions
using selected m/z values.
5.7 Apparatus for thermal desorption.
The apparatus used shall meet the following requirements:
— a primary desorption oven with adjustable desorption temperature up to 250 °C and adjustable
desorption time;
— a cold trap/ secondary desorption oven;
— a connecting tube to the gas chromatograph, with adjustable heating up to 150 °C;
— adjustable carrier gas flow rate up to 40 ml/min.
NOTE Instruments for thermal desorption are commercially available.
5.8 Electronic integrator or automatic recorder or computer with chromatographic software.
5.9 Syringe, volume 5 µl, readable to 0,1 µl and volume 50 µl, readable to 1 µl.
5.10 Horizontal shaking machine.
A shaking machine with horizontal movement (200 to 300 movements per minute).
6 Sampling, preservation and sample pretreatment
6.1 General
Sampling shall be carried out in accordance with ISO 10381-1 and ISO 10381-5 as appropriate, using
equipment according to ISO 10381-2 after coordination with the analytical laboratory.
Samples shall be analysed as soon as possible on their receipt in the laboratory. If it is necessary to store
samples, they shall be stored cool in accordance with ISO 18512. Samples are not pretreated. Exposure
of samples to air, even during sampling, shall be avoid
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 15009
Troisième édition
2016-02-15
Qualité du sol — Détermination par
chromatographie en phase gazeuse
des teneurs en hydrocarbures
aromatiques volatils, en naphtalène et
en hydrocarbures halogénés volatils
— Méthode par purge et piégeage avec
désorption thermique
Soil quality — Gas chromatographic determination of the content
of volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene and volatile
halogenated hydrocarbons — Purge-and-trap method with thermal
desorption
Numéro de référence
ISO 15009:2016(F)
©
ISO 2016
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ISO 15009:2016(F)
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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www.iso.org
ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 15009:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Principe . 2
4 Réactifs . 2
4.1 Eau, exempte d’hydrocarbures aromatiques volatils et d’hydrocarbures
halogénés volatils . 2
4.2 Étalons internes . 3
4.3 Composés étalons . 3
4.3.1 Hydrocarbures aromatiques volatils . 3
4.3.2 Hydrocarbures halogénés volatils . 4
4.4 Méthanol . 4
4.5 Agent d’adsorption . 4
4.6 Eau de refroidissement, pour la purge et le piégeage . 5
4.7 Gaz inerte, pour le chromatographe en phase gazeuse . 5
4.8 Azote ou hélium, utilisé comme gaz inerte pour le dispositif de purge . 5
4.9 Solutions étalons . 5
4.9.1 Solutions étalons mères, pour composés aromatiques et halogénés
volatils dans du méthanol, 4 g/l . 5
4.9.2 Solutions étalons internes dans du méthanol, 4 g/l . 5
4.9.3 Solutions d’étalonnage . 5
4.10 Méthanol contenant des étalons internes . 6
5 Appareillage . 6
6 Échantillonnage, conservation et traitement préliminaire des échantillons .8
6.1 Généralités . 8
6.2 Échantillonnage par la méthode de flacons préremplis de méthanol . 8
6.3 Échantillonnage par la méthode du tube de carottage. 8
7 Mode opératoire. 9
7.1 Détermination à blanc . 9
7.2 Extraction . 9
7.3 Purge et piégeage . 9
7.4 Analyse par chromatographie en phase gazeuse .10
7.4.1 Conditions d’analyse par chromatographie en phase gazeuse .10
7.4.2 Étalonnage .11
7.4.3 Mesurage .12
8 Calcul .12
8.1 Calcul de la concentration d’un composé volatil dans un échantillon d’eau .12
8.2 Calcul de la concentration d’un composé volatil dans l’échantillon de sol .13
9 Expression des résultats.13
10 Fidélité .14
11 Rapport d’essai .14
Annexe A (informative) Temps de rétention relatifs par rapport à l’éthylbenzène-D10 des
hydrocarbures aromatiques volatils et des hydrocarbures halogénés volatils sur les
colonnes suivantes: CP-Sil 5 CB et CP-Sil 13 CB .15
Annexe B (normative) Vérification des étalons internes .17
Annexe C (informative) Validation .18
Annexe D (informative) Informations sur les instruments de purge et de piégeage .21
© ISO 2016 – Tous droits réservés iii
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ISO 15009:2016(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 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.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 15009:2012), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 15009:2016(F)
Qualité du sol — Détermination par chromatographie en
phase gazeuse des teneurs en hydrocarbures aromatiques
volatils, en naphtalène et en hydrocarbures halogénés
volatils — Méthode par purge et piégeage avec désorption
thermique
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour la détermination quantitative par
chromatographie en phase gazeuse des hydrocarbures aromatiques volatils, du naphtalène et des
hydrocarbures halogénés volatils contenus dans les sols.
La présente Norme internationale est applicable à tous les types de sols.
NOTE En cas de sols tourbeux insaturés, une absorption de la solution d’extraction peut avoir lieu.
La limite inférieure de détermination quantitative dépend du matériel utilisé et de la qualité du
méthanol utilisé pour l’extraction de l’échantillon de sol.
Dans les conditions spécifiées dans la présente Norme internationale, les limites de détermination
quantitative suivantes (exprimées par rapport à la matière sèche) s’appliquent:
Limite de détermination quantitative type lorsque le couplage CG-FID est utilisé:
— Hydrocarbures aromatiques volatils: 0,1 mg/kg
Limite de détermination quantitative type lorsque le couplage CG-ECD est utilisé:
— Hydrocarbures halogénés volatils: 0,01 mg/kg
Des limites de détermination quantitative plus faibles peuvent être atteintes pour certains composés si
l’on utilise la spectrométrie de masse (SM) avec détection sélective des ions.
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 4799, Verrerie de laboratoire — Réfrigérants
ISO 10381-1, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 1: Lignes directrices pour l’établissement des
programmes d’échantillonnage
ISO 10381-2, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 2: Lignes directrices pour les techniques
d’échantillonnage
ISO 10381-5, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 5: Lignes directrices pour la procédure
d’investigation des sols pollués en sites urbains et industriels
ISO 11465, Qualité du sol — Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en eau — Méthode
gravimétrique
© ISO 2016 – Tous droits réservés 1
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ISO 15009:2016(F)
ISO 15680, Qualité de l’eau — Dosage par chromatographie en phase gazeuse d’un certain nombre
d’hydrocarbures aromatiques monocycliques, du naphtalène et de divers composés chlorés par dégazage,
piégeage et désorption thermique
ISO 18512, Qualité du sol — Lignes directrices relatives au stockage des échantillons de sol à long et à
court termes
ISO 22892, Qualité du sol — Lignes directrices pour l’identification de composés cibles par chromatographie
en phase gazeuse et spectrométrie de masse
3 Principe
Les échantillons pour essai sont prélevés dans un échantillon de sol brut non traité. Pour éviter les
pertes de matières volatiles, les échantillons sont prélevés à l’aide d’un tube de carottage en perturbant
le moins possible les conditions du sol ou en ajoutant immédiatement du méthanol sur le terrain.
L’échantillon pour essai est extrait à l’aide de méthanol. Après centrifugation, si nécessaire, une partie
de l’extrait de méthanol est placée dans un récipient de purge rempli d’eau. Les composés volatils sont
entraînés avec de l’azote ou de l’hélium et adsorbés par un agent d’adsorption approprié. Une désorption
thermique des composés adsorbés est effectuée, puis ils sont dirigés vers un chromatographe en
phase gazeuse au moyen d’un courant de gaz vecteur, directement ou par l’intermédiaire d’un piège
cryogénique. Les différents composés sont ensuite séparés à l’aide d’une colonne capillaire avec
une phase stationnaire de faible polarité. Les composés organiques volatils sont détectés avec des
détecteurs appropriés, comme le spectromètre de masse (SM), le détecteur à ionisation de flamme
(FID), le détecteur à capture d’électrons (ECD), le détecteur à photo-ionisation (PID) ou le détecteur à
conductivité électrolytique (ELCD). L’identification et la quantification des composés sont réalisées par
comparaison des temps de rétention et des hauteurs de pics (ou des aires de pics) avec ceux d’un étalon
interne et ceux d’une solution étalon externe. L’efficacité du mode opératoire dépend de la composition
du sol examiné. Le mode opératoire décrit ne prend pas en considération l’extraction incomplète causée
par la structure et la composition de l’échantillon de sol.
Si l’on utilise des détecteurs non spécifiques, tels que FID et ECD, il convient de confirmer l’identité des
composés détectés et leur concentration en répétant l’analyse chromatographique en phase gazeuse
sur une colonne de polarité différente. Si l’on utilise le couplage chromatographie en phase gazeuse-
spectrométrie de masse (CG-SM), la confirmation d’identité et la quantification peuvent se faire en une
seule opération.
NOTE La présente Norme internationale suit la description d’une « méthode de purge et de piégeage hors
ligne ». Les instruments en ligne vendus dans le commerce peuvent être utilisés si des résultats équivalents sont
obtenus au cours de leur validation. Avec un tel instrument, la purge et le piégeage s’effectuent en ligne avec
la chromatographie en phase gazeuse et la détection. Suivre le manuel du fabricant particulièrement en ce qui
concerne les éléments listés en 5.2.1 à 5.2.9.
4 Réactifs
Tous les réactifs doivent être de qualité analytique reconnue. Vérifier que les réactifs sont utilisables
pour l’objectif visé et exempts de composés interférents.
4.1 Eau, exempte d’hydrocarbures aromatiques volatils et d’hydrocarbures halogénés
volatils
On utilise généralement de l’eau ayant été chauffée à au moins 80 °C et préparée la veille. Pour éliminer
les composés interférents de l’eau, il est également possible de purger à l’aide d’un gaz inerte, par
exemple à un débit d’azote de 10 ml/min pendant 30 min. Il convient de disposer d’une quantité d’eau
suffisante du même lot pour compléter chaque lot d’analyses, y compris toutes les préparations.
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 15009:2016(F)
4.2 Étalons internes
4.2.1 Pour la détermination des hydrocarbures aromatiques volatils, sélectionner de préférence deux
étalons internes qui doivent être choisis parmi ceux du Tableau 1. Ils ne doivent pas interférer avec les
composés présents dans l’extrait d’échantillon.
Tableau 1 — Exemples d’étalons internes appropriés pour la détermination des hydrocarbures
aromatiques volatils
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
Toluène-D8 2037–26–5 218–009–5
Éthylbenzène-D10 25837–05–2 247–292–8
2-bromofluorobenzène 1072–85–1 214–018–3
a
«Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts Service)
b
«EC-Number» (Numéro CE)
4.2.2 Pour la détermination des hydrocarbures halogénés volatils, sélectionner de préférence deux
composés étalons internes qui doivent être choisis parmi ceux du Tableau 2. Ils ne doivent pas interférer
avec les composés présents dans l’extrait d’échantillon.
Tableau 2 — Exemples d’étalons internes appropriés pour la détermination des hydrocarbures
halogénés volatils
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
1,4-dichlorobutane 110–56–5 203–778–1
α,α,α-trifluorotoluène 98–08–8 202–635–0
2-bromofluorobenzène 1072–85–1 214–018–3
a
«Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts Service)
b
«EC-Number» (Numéro CE)
4.3 Composés étalons
4.3.1 Hydrocarbures aromatiques volatils
Le Tableau 3 contient des hydrocarbures aromatiques volatils pouvant être utilisés comme composés
étalons.
Tableau 3 — Exemples d’hydrocarbures aromatiques volatils pouvant être utilisés comme
composés étalons
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
Benzène 71–43–2 202–753–7
Toluène 108–88–3 203–625–9
Éthylbenzène 100–41–4 202–849–4
o-xylène 95–47–6 202–422–2
m-xylène 108–38–3 203–576–3
p-xylène 106–42–3 203–396–5
Styrène 100–42–5 202–851–5
Naphtalène 91–20–3 202–049–5
a
«Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts Service)
b
«EC-Number» (Numéro CE)
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4.3.2 Hydrocarbures halogénés volatils
Le Tableau 4 contient des hydrocarbures halogénés volatils pouvant être utilisés comme composés
étalons.
Tableau 4 — Exemples d’hydrocarbures halogénés volatils pouvant être utilisés comme
composés étalons
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
Dichlorométhane 75–09–2 200–838–9
Trichlorométhane 67–66–3 200–663–8
Tétrachlorométhane 56–23–5 200–262–8
1,1-dichloroéthane 75–34–3 200–863–5
1,2-dichloroéthane 107–06–2 203–458–1
1,1,1-trichloroéthane 71–55–6 200–756–3
1,1,2-trichloroéthane 79–00–5 201–166–9
1,2-dichloropropane 78–87–5 201–152–2
1,2,3-trichloropropane 98–18–4 202–486–1
cis-1,3-dichloropropène 10061–01–5 233–195–8
trans-1,3-dichloropropène 10061–02–6 208–826–5
cis-1,2-dichloroéthène 156–59–2 205–859–7
trans-1,2-dichloroéthène 156–60–5 205–860–2
3-chloropropène 107–05–1 203–457–6
Trichloroéthène 79–01–6 201–61–04
Tétrachloroéthène 127–18–4 204–825–9
Monochlorobenzène 108–90–7 203–628–5
1,2-dichlorobenzène 95–50–1 202–425–9
a
«Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts Service)
b
«EC-Number» (Numéro CE)
4.4 Méthanol
Le méthanol (voir Tableau 5) est utilisé comme solvant d’extraction des échantillons de sol et pour la
préparation des solutions étalons.
Tableau 5 — Données d’enregistrement
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
Méthanol 67–56–1 200–659–6
a
«Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts Service)
b
«EC-Number» (Numéro CE)
4.5 Agent d’adsorption
Polymère de 2,6-diphényl-p-phénoxyde (40 mesh à 60 mesh) d’une qualité appropriée pour la désorption
thermique.
NOTE 1 L’oxyde de 2,6-diphényl-p-phénylène (Numéro CAS-RN 24938–68–9) est disponible sur le marché
1)
sous le nom de Tenax TA .
1) Tenax TA est un exemple de produit approprié disponible sur le marché. Cette information est donnée à
l’intention des utilisateurs de la présente Norme internationale, par souci de commodité, et ne signifie nullement
que l’ISO approuve ou recommande l’emploi exclusif du produit ainsi désigné.
4 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 15009:2016(F)
NOTE 2 D’autres agents d’adsorption peuvent être utilisés, à condition que des essais aient permis de vérifier
leur aptitude à l’emploi.
4.6 Eau de refroidissement, pour la purge et le piégeage
La température de l’eau de refroidissement dépend des dimensions de l’équipement de purge et de
piégeage (5.2). Il est recommandé d’utiliser une température de 10 °C environ. Un cryostat doit être
utilisé si la température de l’eau utilisée pour le refroidissement est trop élevée.
4.7 Gaz inerte, pour le chromatographe en phase gazeuse
Hélium, azote ou mélange d’argon et de méthane ultra-pur. Les autres gaz pour chromatographie en
phase gazeuse doivent être utilisés conformément aux instructions du fabricant des instruments.
4.8 Azote ou hélium, utilisé comme gaz inerte pour le dispositif de purge
4.9 Solutions étalons
4.9.1 Solutions étalons mères, pour composés aromatiques et halogénés volatils dans du
méthanol, 4 g/l
Peser environ 100 mg de composés étalons individuels (4.3) avec une précision de 0,1 mg dans un flacon
à septum fermé contenant 25 ml de méthanol. Transférer les composés étalons dans le flacon à l’aide
d’une seringue.
NOTE La solution mère est stable pendant environ 6 mois si elle est conservée à - 18 °C.
4.9.2 Solutions étalons internes dans du méthanol, 4 g/l
Les récipients contenant les solutions doivent être marqués ou pesés de façon à permettre de détecter
toute perte du solvant par évaporation. Les solutions doivent être conservées à une température de
(4 ± 2) °C à l’abri de la lumière. Elles doivent être ramenées à température ambiante avant utilisation.
Peser environ 100 mg de composés étalons internes individuels (4.2.1 et 4.2.2) avec une précision de
0,1 mg dans un flacon à septum fermé contenant 25 ml de méthanol. Transférer les composés étalons
dans le flacon à l’aide d’une seringue.
4.9.3 Solutions d’étalonnage
Solutions d’étalonnage, contenant de 0 mg/l à 200 mg/l de chaque étalon (4.3) et les composés étalons
internes choisis (4.2), 200 mg/l. Les solutions d’étalonnage sont préparées dans du méthanol.
Diluer les quantités indiquées dans le Tableau 6 des solutions obtenues conformément à 4.9.2 et 4.9.1
avec du méthanol (4.4) jusqu’à 100 ml.
On peut utiliser d’autres volumes de méthanol, à condition d’avoir démontré leur pertinence.
Tableau 6 — Exemple pour la préparation des solutions d’étalonnage
Solution d’éta- Solution étalon Solution étalon Concentration de la Quantité, en µg/5 µl
lonnage interne (4.9.2) mère (4.9.1) solution d’étalon- de solution d’étalon-
nage nage dans 100 ml d’eau
ml ml mg/l (échantillon)
1 5 0 0 0
2 5 1 40 0,2
3 5 2 80 0,4
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Tableau 6 (suite)
Solution d’éta- Solution étalon Solution étalon Concentration de la Quantité, en µg/5 µl
lonnage interne (4.9.2) mère (4.9.1) solution d’étalon- de solution d’étalon-
nage nage dans 100 ml d’eau
ml ml mg/l (échantillon)
4 5 3 120 0,6
5 5 4 160 0,8
6 5 5 200 1,0
Le volume total de méthanol utilisé pour l’étalonnage doit être le même que celui qui sera utilisé pour
l’extraction au méthanol de l’échantillon de sol (voir 7.3).
4.10 Méthanol contenant des étalons internes
Préparer du méthanol contenant une concentration appropriée en étalons internes (0,4 µg/ml par
exemple). La concentration doit être telle que la concentration finale dans l’extrait aqueux du récipient
de purge est égale à celle des solutions d’étalonnage.
5 Appareillage
5.1 Généralités
Verrerie courante de laboratoire, exempte de composés interférents.
La verrerie doit être nettoyée conformément aux pratiques habituelles pour ce type d’analyse.
5.2 Dispositif de purge et de piégeage
L’instrument décrit ici convient pour une méthode de purge et de piégeage hors ligne. Comme mentionné
dans la NOTE de l’Article 3, il est permis d’utiliser des systèmes automatiques disponibles sur le marché,
à condition que les exigences de la présente Norme internationale soient satisfaites. L’Annexe D donne
quelques recommandations pour l’utilisation de tels systèmes.
5.2.1 Flacon à base arrondie, avec trois cols latéraux inclinés, d’une capacité de 100 ml.
5.2.2 Tube d’alimentation en gaz, avec embout en verre fritté.
5.2.3 Robinet d’arrêt à bille et coupelle, muni d’un joint en polytétrafluoréthylène (PTFE).
5.2.4 Dispositif de réglage du débit, avec débit d’azote réglé à (40 ± 2) ml/min.
5.2.5 Tube d’insertion pour le thermocouple.
5.2.6 Réfrigérant de type Allihn ou Graham (voir l’ISO 4799).
5.2.7 Bouchon à vis, avec bague d’étanchéité, en caoutchouc de silicone avec garniture en PTFE.
5.2.8 Tubes d’adsorption, en verre ou en acier inoxydable, remplis avec au moins 240 mg
d’adsorbant (4.5).
L’adsorbant est maintenu en place à l’aide d’un matériau inerte, par exemple de la fibre de verre silanisée.
Les tubes doivent être adaptés à une utilisation directe avec l’appareillage de désorption thermique. Les
tubes doivent être marqués sur un côté. Les tubes doivent être munis de bouchons en matériau inerte,
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ISO 15009:2016(F)
par exemple du polyéthylène ou du métal, avec filetages et anneaux en PTFE pour assurer la fermeture
hermétique après la purge.
Avant utilisation, activer et purifier l’adsorbant en chauffant doucement les tubes à 250 °C et en les
maintenant à cette température pendant 3 h, avec un débit d’azote de 10 ml/min. Refroidir l’adsorbant
dans l’azote avant de procéder à l’analyse des tubes. Le résultat d’une détermination à blanc ne doit pas
dépasser l’équivalent de 1 ng d’un composé à analyser. Lorsque le résultat est supérieur à cette valeur,
l’adsorbant doit subir une nouvelle désorption.
Il est recommandé d’utiliser des tubes vendus dans le commerce.
Il convient de ne pas réutiliser les tubes, sauf si la détermination à blanc satisfait aux exigences
mentionnées ci-dessus.
Il convient de prendre des précautions afin d’éviter une contamination croisée entre échantillons. Un
tube très chargé en composés peut contaminer un autre tube peu chargé sur le passeur d’échantillons.
5.2.9 Bloc de chauffage, avec thermocouple, permettant de chauffer des flacons de 100 ml.
5.3 Centrifugeuse, permettant de centrifuger des tubes de 200 ml à une fréquence de rotation telle
que l’accélération radiale soit comprise entre 2 000g et 3 000g.
5.4 Tubes de centrifugation, d’une capacité de 200 ml.
5.5 Colonnes capillaires
Colonnes capillaires en silice fondue avec phase stationnaire non polaire ou semi-polaire permettant
une séparation suffisante des composés d’intérêt. Un film épais de la phase stationnaire augmente
l’efficacité de séparation des composés plus volatils.
Des exemples sont donnés en 7.4.1 et à l’Annexe A.
5.6 Chromatographe en phase gazeuse, équipé d’un ou de deux détecteu
...
PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 15009
ISO/TC 190/SC 3
Qualité du sol — Détermination par
Secrétariat: DIN
chromatographie en phase gazeuse
Début de vote:
2015-10-22 des teneurs en hydrocarbures
aromatiques volatils, en naphtalène et
Vote clos le:
2015-12-22
en hydrocarbures halogénés volatils
— Méthode par purge et piégeage avec
désorption thermique
Soil quality — Gas chromatographic determination of the content of
volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene and volatile halogenated
hydrocarbons — Purge-and-trap method with thermal desorption
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
Veuillez consulter les notes administratives en page iii
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 15009:2015(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
©
TION NATIONALE. ISO 2015
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ISO/FDIS 15009:2015(F)
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
Le présent projet final a été élaboré dans le cadre de l’Organisation internationale de normalisation (ISO) et
soumis selon le mode de collaboration sous la direction de l’ISO, tel que défini dans l’Accord de Vienne. Le
projet final a été établi sur la base des observations reçues lors de l’enquête parallèle sur le projet.
Le projet final est par conséquent soumis aux comités membres de l’ISO et aux comités membres du CEN en
parallèle à un vote d’approbation de deux mois au sein de l’ISO et à un vote formel au sein du CEN.
Les votes positifs ne doivent pas être accompagnés d’observations.
Les votes négatifs doivent être accompagnés des arguments techniques pertinents.
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l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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www.iso.org
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ISO/FDIS 15009:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Principe . 2
4 Réactifs . 2
4.1 Eau, exempte d’hydrocarbures aromatiques volatils et d’hydrocarbures
halogénés volatils . 2
4.2 Étalons internes . 3
4.3 Composés étalons . 3
4.3.1 Hydrocarbures aromatiques volatils . 3
4.3.2 Hydrocarbures halogénés volatils . 4
4.4 Méthanol . 4
4.5 Agent d’adsorption . 5
4.6 Eau de refroidissement, pour la purge et le piégeage . 5
4.7 Gaz inerte, pour le chromatographe en phase gazeuse . 5
4.8 Azote ou hélium, utilisé comme gaz inerte pour le dispositif de purge . 5
4.9 Solutions étalons . 5
4.9.1 Solutions étalons mères, pour composés aromatiques et halogénés
volatils dans du méthanol, 4 g/l . 5
4.9.2 Solutions étalons internes dans du méthanol, 4 g/l . 5
4.9.3 Solutions d’étalonnage . 6
4.10 Méthanol contenant des étalons internes . 6
5 Appareillage . 6
6 Échantillonnage, conservation et traitement préliminaire des échantillons .8
6.1 Généralités . 8
6.2 Échantillonnage par la méthode de flacons préremplis de méthanol . 8
6.3 Échantillonnage par la méthode du tube de carottage. 9
7 Mode opératoire. 9
7.1 Détermination à blanc . 9
7.2 Extraction . 9
7.3 Purge et piégeage .10
7.4 Analyse par chromatographie en phase gazeuse .10
7.4.1 Conditions d’analyse par chromatographie en phase gazeuse .10
7.4.2 Étalonnage .11
7.4.3 Mesurage .12
8 Calcul .12
8.1 Calcul de la concentration d’un composé volatil dans un échantillon d’eau .12
8.2 Calcul de la concentration d’un composé volatil dans l’échantillon de sol .13
9 Expression des résultats.13
10 Fidélité .14
11 Rapport d’essai .14
Annexe A (informative) Temps de rétention relatifs par rapport à l’éthylbenzène-D10 des
hydrocarbures aromatiques volatils et des hydrocarbures halogénés volatils sur les
colonnes suivantes: CP-Sil 5 CB et CP-Sil 13 CB .15
Annexe B (normative) Vérification des étalons internes .17
Annexe C (informative) Validation .18
Annexe D (informative) Informations sur les instruments de purge et de piégeage .21
© ISO 2015 – Tous droits réservés iii
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ISO/FDIS 15009:2015(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 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.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 15009:2012) qui a fait l’objet d’une
révision technique.
iv © ISO 2015 – Tous droits réservés
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 15009:2015(F)
Qualité du sol — Détermination par chromatographie
en phase gazeuse des teneurs en hydrocarbures
aromatiques volatils, en naphtalène et en hydrocarbures
halogénés volatils — Méthode par purge et piégeage avec
désorption thermique
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour la détermination quantitative par
chromatographie en phase gazeuse des hydrocarbures aromatiques volatils, du naphtalène et des
hydrocarbures halogénés volatils contenus dans les sols.
La présente Norme internationale est applicable à tous les types de sols.
NOTE En cas de sols tourbeux insaturés, une absorption de la solution d’extraction peut avoir lieu.
La limite inférieure de détermination quantitative dépend du matériel utilisé et de la qualité du
méthanol utilisé pour l’extraction de l’échantillon de sol.
Dans les conditions spécifiées dans la présente Norme internationale, les limites de détermination
quantitative suivantes (exprimées par rapport à la matière sèche) s’appliquent:
Limite de détermination quantitative type lorsque le couplage CG-FID est utilisé:
Hydrocarbures aromatiques volatils: 0,1 mg/kg
Limite de détermination quantitative type lorsque le couplage CG-ECD est utilisé:
Hydrocarbures halogénés volatils: 0,01 mg/kg
Des limites de détermination quantitative plus faibles peuvent être atteintes pour certains composés si
l’on utilise la spectrométrie de masse (SM) avec détection sélective des ions.
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 4799, Verrerie de laboratoire — Réfrigérants
ISO 10381-1, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 1: Lignes directrices pour l’établissement des
programmes d’échantillonnage
ISO 10381-2, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 2: Lignes directrices pour les techniques
d’échantillonnage
ISO 10381-5, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 5: Lignes directrices pour la procédure
d’investigation des sols pollués en sites urbains et industriels
ISO 11465, Qualité du sol — Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en eau — Méthode
gravimétrique
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ISO/FDIS 15009:2015(F)
ISO 15680, Qualité de l’eau — Dosage par chromatographie en phase gazeuse d’un certain nombre
d’hydrocarbures aromatiques monocycliques, du naphtalène et de divers composés chlorés par dégazage,
piégeage et désorption thermique
ISO 18512, Qualité du sol — Lignes directrices relatives au stockage des échantillons de sol à long et à court
termes
ISO 22892, Qualité du sol — Lignes directrices pour l’identification de composés cibles par chromatographie
en phase gazeuse et spectrométrie de masse
3 Principe
Les échantillons pour essai sont prélevés dans un échantillon de sol brut non traité. Pour éviter les
pertes de matières volatiles, les échantillons sont prélevés à l’aide d’un tube de carottage en perturbant
le moins possible les conditions du sol ou en ajoutant immédiatement du méthanol sur le terrain.
L’échantillon pour essai est extrait à l’aide de méthanol. Après centrifugation, si nécessaire, une partie
de l’extrait de méthanol est placée dans un récipient de purge rempli d’eau. Les composés volatils sont
entraînés avec de l’azote ou de l’hélium et adsorbés par un agent d’adsorption approprié. Une désorption
thermique des composés adsorbés est effectuée, puis ils sont dirigés vers un chromatographe en
phase gazeuse au moyen d’un courant de gaz vecteur, directement ou par l’intermédiaire d’un piège
cryogénique. Les différents composés sont ensuite séparés à l’aide d’une colonne capillaire avec
une phase stationnaire de faible polarité. Les composés organiques volatils sont détectés avec des
détecteurs appropriés, comme le spectromètre de masse (SM), le détecteur à ionisation de flamme
(FID), le détecteur à capture d’électrons (ECD), le détecteur à photo-ionisation (PID) ou le détecteur à
conductivité électrolytique (ELCD). L’identification et la quantification des composés sont réalisées par
comparaison des temps de rétention et des hauteurs de pics (ou des aires de pics) avec ceux d’un étalon
interne et ceux d’une solution étalon externe. L’efficacité du mode opératoire dépend de la composition
du sol examiné. Le mode opératoire décrit ne prend pas en considération l’extraction incomplète causée
par la structure et la composition de l’échantillon de sol.
Si l’on utilise des détecteurs non spécifiques, tels que FID et ECD, il convient de confirmer l’identité des
composés détectés et leur concentration en répétant l’analyse chromatographique en phase gazeuse
sur une colonne de polarité différente. Si l’on utilise le couplage chromatographie en phase gazeuse-
spectrométrie de masse (CG-SM), la confirmation d’identité et la quantification peuvent se faire en une
seule opération.
NOTE La présente Norme internationale suit la description d’une « méthode de purge et de piégeage hors
ligne ». Les instruments en ligne vendus dans le commerce peuvent être utilisés si des résultats équivalents sont
obtenus au cours de leur validation. Avec un tel instrument, la purge et le piégeage s’effectuent en ligne avec
la chromatographie en phase gazeuse et la détection. Suivre le manuel du fabricant particulièrement en ce qui
concerne les éléments listés en 5.2.1 à 5.2.9.
4 Réactifs
Tous les réactifs doivent être de qualité analytique reconnue. Vérifier que les réactifs sont utilisables
pour l’objectif visé et exempts de composés interférents.
4.1 Eau, exempte d’hydrocarbures aromatiques volatils et d’hydrocarbures
halogénés volatils
On utilise généralement de l’eau ayant été chauffée à au moins 80 °C et préparée la veille. Pour éliminer
les composés interférents de l’eau, il est également possible de purger à l’aide d’un gaz inerte, par
exemple à un débit d’azote de 10 ml/min pendant 30 min. Il convient de disposer d’une quantité d’eau
suffisante du même lot pour compléter chaque lot d’analyses, y compris toutes les préparations.
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4.2 Étalons internes
4.2.1 Pour la détermination des hydrocarbures aromatiques volatils, sélectionner de préférence deux
étalons internes qui doivent être choisis parmi ceux du Tableau 1. Ils ne doivent pas interférer avec les
composés présents dans l’extrait d’échantillon.
Tableau 1 — Exemples d’étalons internes appropriés pour la détermination des hydrocarbures
aromatiques volatils
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
Toluène-D8 2037–26–5 218–009–5
Éthylbenzène-D10 25837–05–2 247–292–8
2-bromofluorobenzène 1072–85–1 214–018–3
a
Pour «Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts
Service)
b
Pour «EC-Number» (Numéro CE)
4.2.2 Pour la détermination des hydrocarbures halogénés volatils, sélectionner de préférence deux
composés étalons internes qui doivent être choisis parmi ceux du Tableau 2. Ils ne doivent pas interférer
avec les composés présents dans l’extrait d’échantillon.
Tableau 2 — Exemples d’étalons internes appropriés pour la détermination des hydrocarbures
halogénés volatils
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
1,4-dichlorobutane 110–56–5 203–778–1
α,α,α-trifluorotoluène 98–08–8 202–635–0
2-bromofluorobenzène 1072–85–1 214–018–3
a
Pour «Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts
Service)
b
Pour «EC-Number» (Numéro CE)
4.3 Composés étalons
4.3.1 Hydrocarbures aromatiques volatils
Le Tableau 3 contient des hydrocarbures aromatiques volatils pouvant être utilisés comme
composés étalons.
Tableau 3 — Exemples d’hydrocarbures aromatiques volatils pouvant être utilisés comme
composés étalons
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
Benzène 71–43–2 202–753–7
Toluène 108–88–3 203–625–9
Éthylbenzène 100–41–4 202–849–4
o-xylène 95–47–6 202–422–2
m-xylène 108–38–3 203–576–3
a
Pour «Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts
Service)
b
Pour «EC-Number» (Numéro CE)
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Tableau 3 (suite)
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
p-xylène 106–42–3 203–396–5
Styrène 100–42–5 202–851–5
Naphtalène 91–20–3 202–049–5
a
Pour «Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts
Service)
b
Pour «EC-Number» (Numéro CE)
4.3.2 Hydrocarbures halogénés volatils
Le Tableau 4 contient des hydrocarbures halogénés volatils pouvant être utilisés comme composés
étalons.
Tableau 4 — Exemples d’hydrocarbures halogénés volatils pouvant être utilisés comme
composés étalons
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
Dichlorométhane 75–09–2 200–838–9
Trichlorométhane 67–66–3 200–663–8
Tétrachlorométhane 56–23–5 200–262–8
1,1-dichloroéthane 75–34–3 200–863–5
1,2-dichloroéthane 107–06–2 203–458–1
1,1,1-trichloroéthane 71–55–6 200–756–3
1,1,2-trichloroéthane 79–00–5 201–166–9
1,2-dichloropropane 78–87–5 201–152–2
1,2,3-trichloropropane 98–18–4 202–486–1
cis-1,3-dichloropropène 10061–01–5 233–195–8
trans-1,3-dichloropropène 10061–02–6 208–826–5
cis-1,2-dichloroéthène 156–59–2 205–859–7
trans-1,2-dichloroéthène 156–60–5 205–860–2
3-chloropropène 107–05–1 203–457–6
Trichloroéthène 79–01–6 201–61–04
Tétrachloroéthène 127–18–4 204–825–9
Monochlorobenzène 108–90–7 203–628–5
1,2-dichlorobenzène 95–50–1 202–425–9
a
Pour «Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts
Service)
b
Pour «EC-Number» (Numéro CE)
4.4 Méthanol
Le méthanol (voir Tableau 5) est utilisé comme solvant d’extraction des échantillons de sol et pour la
préparation des solutions étalons.
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Tableau 5 — Données d’enregistrement
a b
Nom du composé Numéro CAS-RN Numéro EC-N
Méthanol 67–56–1 200–659–6
a
Pour «Chemical Abstracts Service Registry Number» (numéro d’enregistrement attribué par le Chemical Abstracts
Service)
b
Pour «EC-Number» (Numéro CE)
4.5 Agent d’adsorption
Polymère de 2,6-diphényl-p-phénoxyde (40 mesh à 60 mesh) d’une qualité appropriée pour la
désorption thermique.
NOTE 1 L’oxyde de 2,6-diphényl-p-phénylène (Numéro CAS-RN 24938–68–9) est disponible sur le marché
1)
sous le nom de Tenax TA .
NOTE 2 D’autres agents d’adsorption peuvent être utilisés, à condition que des essais aient permis de vérifier
leur aptitude à l’emploi.
4.6 Eau de refroidissement, pour la purge et le piégeage
La température de l’eau de refroidissement dépend des dimensions de l’équipement de purge et de
piégeage (5.2). Il est recommandé d’utiliser une température de 10 °C environ. Un cryostat doit être
utilisé si la température de l’eau utilisée pour le refroidissement est trop élevée.
4.7 Gaz inerte, pour le chromatographe en phase gazeuse
Hélium, azote ou mélange d’argon et de méthane ultra-pur. Les autres gaz pour chromatographie en
phase gazeuse doivent être utilisés conformément aux instructions du fabricant des instruments.
4.8 Azote ou hélium, utilisé comme gaz inerte pour le dispositif de purge
4.9 Solutions étalons
4.9.1 Solutions étalons mères, pour composés aromatiques et halogénés volatils dans du
méthanol, 4 g/l
Peser environ 100 mg de composés étalons individuels (4.3) avec une précision de 0,1 mg dans un flacon
à septum fermé contenant 25 ml de méthanol. Transférer les composés étalons dans le flacon à l’aide
d’une seringue.
NOTE La solution mère est stable pendant environ 6 mois si elle est conservée à - 18 °C.
4.9.2 Solutions étalons internes dans du méthanol, 4 g/l
Les récipients contenant les solutions doivent être marqués ou pesés de façon à permettre de détecter
toute perte du solvant par évaporation. Les solutions doivent être conservées à une température de
(4 ± 2) °C à l’abri de la lumière. Elles doivent être ramenées à température ambiante avant utilisation.
Peser environ 100 mg de composés étalons internes individuels (4.2.1 et 4.2.2) avec une précision de
0,1 mg dans un flacon à septum fermé contenant 25 ml de méthanol. Transférer les composés étalons
dans le flacon à l’aide d’une seringue.
1) Tenax TA est un exemple de produit approprié disponible sur le marché. Cette information est donnée à
l’intention des utilisateurs de la présente Norme internationale, par souci de commodité, et ne signifie nullement
que l’ISO approuve ou recommande l’emploi exclusif du produit ainsi désigné.
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4.9.3 Solutions d’étalonnage
Solutions d’étalonnage, contenant de 0 mg/l à 200 mg/l de chaque étalon (4.3) et les composés étalons
internes choisis (4.2), 200 mg/l. Les solutions d’étalonnage sont préparées dans du méthanol.
Diluer les quantités indiquées dans le Tableau 6 des solutions obtenues conformément à 4.9.2 et 4.9.1
avec du méthanol (4.4) jusqu’à 100 ml.
On peut utiliser d’autres volumes de méthanol, à condition d’avoir démontré leur pertinence.
Tableau 6 — Exemple pour la préparation des solutions d’étalonnage
Solution d’éta- Solution étalon Solution étalon Concentration de la Quantité, en µg/ 5 µl
lonnage interne (4.9.2) en mère (4.9.1) en ml solution d’étalon- de solution d’étalon-
ml nage nage dans 100 ml d’eau
(échantillon)
mg/l
1 5 0 0 0
2 5 1 40 0,2
3 5 2 80 0,4
4 5 3 120 0,6
5 5 4 160 0,8
6 5 5 200 1,0
Le volume total de méthanol utilisé pour l’étalonnage doit être le même que celui qui sera utilisé pour
l’extraction au méthanol de l’échantillon de sol (voir 7.3).
4.10 Méthanol contenant des étalons internes
Préparer du méthanol contenant une concentration appropriée en étalons internes (0,4 µg/ml par
exemple). La concentration doit être telle que la concentration finale dans l’extrait aqueux du récipient
de purge est égale à celle des solutions d’étalonnage.
5 Appareillage
5.1 Généralités
Verrerie courante de laboratoire, exempte de composés interférents.
La verrerie doit être nettoyée conformément aux pratiques habituelles pour ce type d’analyse.
5.2 Dispositif de purge et de piégeage
L’instrument décrit ici convient pour une méthode de purge et de piégeage hors ligne. Comme mentionné
dans la NOTE de l’Article 3, il est permis d’utiliser des systèmes automatiques disponibles sur le marché,
à condition que les exigences de la présente Norme internationale soient satisfaites. L’Annexe D donne
quelques recommandations pour l’utilisation de tels systèmes.
5.2.1 Flacon à base arrondie, avec trois cols latéraux inclinés, d’une capacité de 100 ml.
5.2.2 Tube d’alimentation en gaz, avec embout en verre fritté.
5.2.3 Robinet d’arrêt à bille et coupelle, muni d’un joint en polytétrafluoréthylène (PTFE).
5.2.4 Dispositif de réglage du débit, avec débit d’azote réglé à (40 ± 2) ml/min.
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5.2.5 Tube d’insertion pour le thermocouple.
5.2.6 Réfrigérant de type Allihn ou Graham (voir l’ISO 4799).
5.2.7 Bouchon à vis, avec bague d’étanchéité, en caoutchouc de silicone avec garniture en PTFE.
5.2.8 Tubes d’adsorption, en verre ou en acier inoxydable, remplis avec au moins 240 mg
d’adsorbant (4.5).
L’adsorbant est maintenu en place à l’aide d’un matériau inerte, par exemple de la fibre de verre silanisée.
Les tubes doivent être adaptés à une utilisation directe avec l’appareillage de désorption thermique. Les
tubes doivent être marqués sur un côté. Les tubes doivent être munis de bouchons en matériau inerte,
par exemple du polyéthylène ou du métal, avec filetages et anneaux en PTFE pour assurer la fermeture
hermétique après la purge.
Avant utilisation, activer et purifie
...
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