ISO 8689-1:2000

Water quality - Biological classification of rivers - Part 1: Guidance on the interpretation of biological quality data from surveys of benthic macroinvertebrates

Qualité de l'eau — Classification biologique des rivières — Partie 1: Lignes directrices pour l'interprétation des données relatives à la qualité biologique à partir d'études des macro-invertébrés benthiques

La présente partie de l'ISO 8689 fixe les lignes directrices pour l'interprétation des données de qualité biologique relatives aux eaux courantes, à partir d'études des macro-invertébrés benthiques. Il est reconnu que pour une évaluation complète de l'état écologique, il convient d'évaluer d'autres éléments de la qualité biologique.NOTE En outre, lorsqu'il existe déjà des classifications de qualité biologique des eaux courantes utilisant les macroinvertébrés benthiques, des lignes directrices sur la façon de comparer les divers systèmes de classification sont données dans l'annexe A.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 15-Mar-2000
• ICS: 13.060.10 - Water of natural resources
• Technical Committee: ISO/TC 147/SC 5 - Biological methods
• Drafting Committee: ISO/TC 147/SC 5 - Biological methods
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 13-Apr-2023
• Completion Date: 13-Dec-2025

Relations

• Consolidates: ISO 5023:1977 - Phlogopite mica splittings - Thermal classification
• Effective Date: 06-Jun-2022

Overview

ISO 8689-1:2000, titled Water quality - Biological classification of rivers - Part 1: Guidance on the interpretation of biological quality data from surveys of benthic macroinvertebrates, is an international standard published by ISO. It provides guidelines for interpreting biological quality data obtained from surveys of benthic macroinvertebrates in running waters such as rivers. The standard supports environmental monitoring and assessment by establishing methods to classify river water quality based on biological indicators.

This guidance forms part of a broader framework for biological classification of rivers, focusing specifically on benthic macroinvertebrates-organisms living on river beds that serve as sensitive indicators of ecological conditions and water pollution stress.

Key Topics

• Biological Quality Data Interpretation
  The standard outlines how to analyze data from benthic macroinvertebrate surveys to assess river health. It stresses comparison between observed biological communities and reference data representing expected natural, unstressed conditions.

• Reference Data and Natural Variability
  Reference communities, derived from either historical site records or similar unstressed watercourses, serve as baselines. The standard recommends accounting for natural variability when classifying biological quality.

• Classification System
  A five-band classification system is recommended to categorize river condition from High (undisturbed) to Bad (severely impaired). This classification correlates differences between observed and reference macroinvertebrate communities to the level of man-made stress.

• Indices and Scores
  Biological indices or scores are employed to quantitatively measure stress effects, especially organic pollution. The standard encourages use of established national indices or development of custom indices based on taxa tolerance values for specific stresses.

• Sampling and Data Quality
  ISO 8689-1 refers to other ISO standards (ISO 7828, ISO 8265, ISO 9391) for standardized sampling of benthic macroinvertebrates, which is crucial for data consistency and reliability.

• Comparison of Classification Systems
  The document provides guidance on comparing and converting data between different biological quality classification schemes, facilitating harmonization across regions and countries.

Applications

• River Water Quality Monitoring
  Environmental agencies and researchers use this standard to interpret biological survey data, enabling consistent and scientifically grounded classification of river health.

• Ecological Impact Assessment
  The methodology supports evaluation of anthropogenic pressures, such as organic pollution, habitat alteration, and eutrophication, informing river management and restoration efforts.

• Cross-Border Water Management
  Since many rivers cross national boundaries, ISO 8689-1 helps harmonize classification schemes to support international cooperation in water resource management.

• Development of National Indices
  Countries lacking a biological index for river quality can apply the guidance to devise indices based on local macroinvertebrate taxa and stressors.

• Research and Environmental Policy
  Provides a standardized basis for biomonitoring projects and supports regulatory frameworks relying on biological criteria for water quality assessment.

Related Standards

• ISO 7828: Water quality - Methods of biological sampling - Guidance on handnet sampling of aquatic benthic macro-invertebrates
  Details field sampling techniques critical for obtaining reliable macroinvertebrate samples.

• ISO 8265: Water quality - Design and use of quantitative samplers for benthic macro-invertebrates on stony substrata in shallow freshwaters
  Provides specifications for sampling devices used in shallow water environments.

• ISO 9391: Water quality - Sampling in deep waters for macro-invertebrates - Guidance on the use of colonization, qualitative and quantitative samplers
  Focuses on sampling methodologies for macroinvertebrates in deeper water bodies.

• ISO 5667-3: Water quality - Sampling - Part 3: Guidance on the preservation and handling of samples
  Covers best practices for preserving biological samples post-collection, ensuring data integrity.

Keywords

• Water quality standard
• Biological classification of rivers
• Benthic macroinvertebrates
• River biomonitoring
• Ecological assessment
• Biological quality data
• Environmental monitoring
• Organic pollution index
• Macroinvertebrate sampling
• Biological indices for water quality

ISO 8689-1:2000 is an essential tool for environmental scientists, water resource managers, and policy makers aiming to assess and protect freshwater ecosystems using standardized biological criteria. It enables objective interpretation of complex biological data to support sustainable river management worldwide.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8689-1
First edition
2000-03-15
Water quality — Biological classification of
rivers —
Part 1:
Guidance on the interpretation of biological
quality data from surveys of benthic
macroinvertebrates
Qualité de l'eau — Classification biologique des rivières —
Partie 1: Lignes directrices pour l'interprétation des données relatives à
la qualité biologique à partir d'études des macro-invertébrés benthiques
Reference number
©
ISO 2000
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 8689 may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 8689-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality,
Subcommittee SC 5, Biological methods.
ISO 8689 consists of the following parts, under the general title Water quality — Biological classification of rivers:
� Part 1: Guidance on the interpretation of biological quality data from surveys of benthic macroinvertebrates
� Part 2: Guidance on the presentation of biological quality data from surveys of benthic macroinvertebrates
Annex A of this part of ISO 8689 is for information only.
Introduction
Many countries use benthic macroinvertebrates in surveillance and monitoring programmes to produce biological
[1,2,3,4,5,6,7]
classifications of running waters that evaluate a variety of man-made stresses . The list of benthic
macroinvertebrate taxa found during a survey is normally used to calculate a biological index or score which is related
[2,3,4,5,6,7]
to a particular stress . A classification can be produced by comparison between a reference community,
[6,8]
which represents unstressed conditions, and the observed community . This type of classification takes into account
the natural variability of biological communities.
[1,2,3,5]
As yet there is no single classification or index scheme that covers all geographical regions . For rivers which
cross national boundaries there is especially a need to have classifications which are the same or are at least
[9,10]
comparable . A comparison exercise allows conversion to be made between the differing classification
schemes, without the need to sample and analyse data using the different methods each time a comparison is
required.
According to the precise use to which this part of ISO 8689 is to be put, it is essential for specifiers and users
mutually to agree any necessary variation or optional procedural details prior to use.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8689-1:2000(E)
Water quality — Biological classification of rivers —
Part 1:
Guidance on the interpretation of biological quality data from
surveys of benthic macroinvertebrates
1 Scope
This part of ISO 8689 gives guidance on the interpretation of biological quality data relating to running waters from
surveys of benthic macroinvertebrates. It is recognized that for a complete assessment of ecological status, other
elements of biological quality should be assessed.
NOTE Annex A gives guidance on how the comparison of the various classification systems can be made where
classifications of the biological quality of running waters using benthic macroinvertebrates already exist.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 8689. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 8689 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated
references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain
registers of currently valid International Standards.
ISO 5667-3, Water quality — Sampling — Part 3: Guidance on the preservation and handling of samples.
ISO 7828, Water quality — Methods of biological sampling — Guidance on handnet sampling of aquatic benthic
macro-invertebrates.
ISO 8265, Water quality — Design and use of quantitative samplers for benthic macro-invertebrates on stony
substrata in shallow freshwaters.
ISO 9391, Water quality — Sampling in deep waters for macro-invertebrates — Guidance on the use of
colonization, qualitative and quantitative samplers.
3 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 8689, the terms and definitions given in ISO 5667, ISO 7828, ISO 8265 and
ISO 9391 and the following apply.
3.1
watercourse
body of surface water that has running water perennially or at some time during the annual hydrologic cycle
3.2
expected natural community
community present at a site when only natural stress (e.g. flooding) occurs and man-made stress is absent or not
sufficient to alter the natural community significantly
4 Classification
4.1 Introduction
To evaluate stress using data from surveys of benthic macroinvertebrate communities in running waters, the data
from the site (the observed data) should be compared with a set of reference data. The reference data represent
the expected natural community that would be found at the site, when only natural stresses are present and man-
made stresses are absent or considered to be insignificant. A classification of sites is based on the disparity
between observed data and reference data.
4.2 Observed data
The observed data set should be based on collections of macroinvertebrates using standard sampling methods as
described in ISO 7828, ISO 8265 and ISO 9391.
4.3 Reference data
It is recommended that reference data be collated in one or a combination of the following ways.
[11]
a) Where historical records exist for the site in its natural condition these should be used (e.g. AMOEBA
system).
b) Where similar unstressed sites have been surveyed, the data from these should be used to predict the
community for the sites under investigation. The prediction system can be a simple direct comparison with
unstressed sites in the same catchment or a comparable region. More complex predictions can be based on
national databases of sites where man-made stress is absent or considered to be insignificant and associated
[12,13]
computer programmes (e.g. River Invertebrate Prediction and Classification System ).
c) Where a procedure has been devised and validated that calculates an index value relevant to the level of
stress and this already takes into account a reference data set or the concept of reference conditions this
[14] [15] [6] [16]
should be used (e.g. Indice biologique global normalisé , Saprobien , Leitbild , Peeters et al. ).
Reference conditions may not be suitable as a management objective, in which case they are to be used in the
classification for comparison purposes only.
4.4 Indices/scores
To measure the level of a particular stress, a biological index or score specifically designed to evaluate the stress
[17]
should be used . The most widely evaluated stress, using the benthic macroinvertebrate community, has been
[2,3,5,18]
organic pollution and many scores and indices have been devised to evaluate this stress . In many countries
there is increasing use of macroinvertebrate based indices to evaluate other stresses e.g. current velocity, substratum
[16]
alterations and eutrophication .
When a national index or score for a particular stress does not already exist, it is recommended that one be devised
using the following method: a group of national experts gives each taxon a value reflecting its tolerance to the
[12,13] [6,15]
stress ; the value may also take into account the abundance of the taxon and its suitability as an indicator
(see Notes below). The site index is then derived using the tolerance for the taxa found at the site and can be
[6,11,12,13,14,15]
expressed as a total score or as an average score per taxon . It is recommended that in the first
instance family level identification be used; if more discrimination is required, higher resolution at genus or species level
is necessary.
2 © ISO 2000 – All rights reserved

NOTE 1 It is possible to directly compare the taxonomic lists of the observed data and the reference data, using Community
[19]
Comparison Indices . If there is no significant difference in the two sets of data, no man-made stress is indicated. Disparities
in the two sets of data can indicate that stress is occurring. The types of stress can be investigated using specific indices (e.g.
organic pollution index, acidity index etc.). Knowledge of the ecological requirements of the taxa missing may also indicate
possible stressors. The number of taxa missing can indicate the sev
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 8689-1
Première édition
2000-03-15
Qualité de l'eau — Classification biologique
des rivières —
Partie 1:
Lignes directrices pour l'interprétation
des données relatives à la qualité
biologique à partir d'études des macro-
invertébrés benthiques
Water quality — Biological classification of rivers —
Part 1: Guidance on the interpretation of biological quality data from
surveys of benthic macroinvertebrates
Numéro de référence
©
ISO 2000
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l’ISO 8689 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.
La Norme internationale ISO 8689-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau,
sous-comité SC 5, Méthodes biologiques.
L'ISO 8689 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Qualité de l'eau — Classification
biologique des rivières:
� Partie 1: Lignes directrices pour l'interprétation des données relatives à la qualité biologique à partir d'études
des macro-invertébrés benthiques
� Partie 2: Lignes directrices pour la présentation des données relatives à la qualité biologique à partir d'études
des macro-invertébrés benthiques
L’annexe A de la présente partie de l’ISO 8689 est donnée uniquement à titre d’information.
Introduction
De nombreux pays utilisent des macro-invertébrés benthiques dans leurs programmes de surveillance et de
contrôle pour établir des classifications biologiques des eaux courantes, classifications qui évaluent un certain
[1,2,3,4,5,6,7]
nombre de contraintes d’origine anthropique . La liste des taxons de macro-invertébrés benthiques
recensés au cours d’une étude est normalement utilisée pour calculer un indice ou une «valeur» biologique lié à
[2,3,4,5,6,7]
une contrainte particulière . Il est possible d’établir une classification en comparant une communauté de
[6,8]
référence, représentant des conditions sans contraintes, avec la communauté observée .Cetype de
classification tient compte de la variabilité naturelle des communautés biologiques.
A ce jour, il n’existe aucun système unique de classification ou d’indice couvrant toutes les régions
[1,2,3,5]
géographiques . Notamment dans le cas de rivières qui traversent des frontières nationales, il est nécessaire
[9,10]
de disposer de classifications identiques ou tout au moins comparables . Un travail de comparaison permet
d’effectuer une conversion entre les différents systèmes de classification, sans avoir à échantillonner et analyser
des données en utilisant les différentes méthodes chaque fois qu’une comparaison est nécessaire.
Selon l’utilisation précise qui doit être faite de la présente partie de l'ISO 8689, il est indispensable que les
prescripteurs et les utilisateurs conviennent de tout changement ou détail facultatif de mode opératoire avant son
utilisation.
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NORME INTERNATIONALE ISO 8689-1:2000(F)
Qualité de l'eau — Classification biologique des rivières —
Partie 1:
Lignes directrices pour l'interprétation des données relatives à
la qualité biologique à partir d'études des macro-invertébrés
benthiques
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 8689 fixe les lignes directrices pour l'interprétation des données de qualité biologique
relatives aux eaux courantes, à partir d'études des macro-invertébrés benthiques. Il est reconnu que pour une
évaluation complète de l’état écologique, il convient d’évaluer d’autres éléments de la qualité biologique.
NOTE En outre, lorsqu’il existe déjà des classifications de qualité biologique des eaux courantes utilisant les macro-
invertébrés benthiques, des lignes directrices sur la façon de comparer les divers systèmes de classification sont données dans
l'annexe A.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l’ISO 8689. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l’ISO 8689 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 5667-3, Qualité de l’eau — Échantillonnage — Partie 3: Guide général pour la conservation et la manipulation
des échantillons.
ISO 7828, Qualité de l’eau — Méthodes d’échantillonnage biologique — Guide pour le prélèvement des
macro-invertébrés benthiques à l’épuisette.
ISO 8265, Qualité de l’eau — Conception et utilisation des échantillonneurs de macro-invertébrés benthiques sur
substrat rocailleux dans les eaux douces peu profondes.
ISO 9391, Qualité de l’eau — Échantillonnage de macro-invertébrés en eaux profondes — Guide d’utilisation des
échantillonneurs de colonisation, qualitatifs et quantitatifs.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 8689, les termes et définitions donnés dans l’ISO 5667, l’ISO 7828,
l’ISO 8265 et l’ISO 9391, ainsi que les suivants, s’appliquent.
3.1
cours d’eau
masse d’eau de surface présentant des eaux courantes en permanence ou à un certain moment du cycle
hydrologique annuel
3.2
communauté naturelle attendue
communauté présente sur un site lorsque se manifeste uniquement une contrainte naturelle (par exemple une
crue) et que la contrainte d’origine anthropique est absente ou n’est pas suffisante pour altérer la communauté
naturelle de manière significative
4 Classification
4.1 Introduction
Afin d’évaluer les contraintes à partir des données obtenues lors d’études de communautés de macro-inverterbrés
benthiques dans les eaux courantes, Il convient de comparer les données provenant du site (données observées)
avec un jeu de données de référence. Les données de référence représentent la communauté naturelle attendue
que l’on trouverait sur le site en présence des seuls contraintes naturelles et de contraintes d’origine anthropique
jugées non significatives. Une classification des sites repose sur la disparité entre les données observées et les
données de référence.
4.2 Données observées
Il convient de baser l’ensemble des données observées sur des collections de macro-invertébrés en utilisant les
méthodes d’échantillonnage normalisées décrites dans l’ISO 7828, l’ISO 8265 et l’ISO 9391.
4.3 Données de référence
Il est recommandé de compiler les données de référence en utilisant un ou plusieurs des moyens suivants:
a) lorsqu’il existe des enregistrements historiques portant sur le site à l’état naturel, il convient de les utiliser (par
[11])
exemple le système AMOEBA ;
b) lorsque des études ont porté sur des sites similaires non soumis à une contrainte, il convient d’en utiliser les
données afin de prévoir la communauté pour les sites examinés. Le système de prévision peut être une simple
comparaison directe avec des sites non pollués dans le même bassin hydrologique ou une région comparable.
Des prévisions plus complexes peuvent reposer sur des bases de données nationales de sites où les
contraintes d’origine anthropique sont absentes ou considérées comme non significatives et des programmes
[12,13]
informatiques associés (par exemple le «River Invertebrate Prediction and Classification System» );
c) lorsque une méthode calculant une valeur d’indice correspondant au niveau de contrainte et tenant déjà
compte d’un jeu de données de référence ou du concept de conditions de référence a été développée et
[14] [15] [6]
validée, il convient de l’utiliser (par exemple l’indice biologique global normalisé , Saprobien ,Leitbild ,
[16]
Peeters et al. ).
Les conditions de référence peuvent ne pas convenir comme objectif de gestion, auquel cas elles sont uniquement
utilisées dans la classification pour les besoins de la comparaison.
4.4 Indices/valeurs
Pour mesurer le niveau d’une contrainte particulière, il convient d’utiliser une valeur ou un indice biologique
[17]
spécialement conçu pour évaluer les contraintes . La pollution organique est la contrainte la plus fréquemment
évaluée en utilisant la communauté des macro-invertébrés benthiques, et de nombreux indices et valeurs ont été
[2,3,5,18]
développés pour évaluer cette contrainte . Dans de nombreux pays, des indices basés sur les macro-
invertébrés sont de plus en plus utilisés pour évaluer d’autres contraintes, par exemple la vitesse du courant, les
[16]
altérations du substrat et l’eutrophisation .
S’il n’existe pas encore de valeur ou d’indice national pour une contrainte particulière, il est recommandé d’en
établir un selon la méthode suivante: un groupe d’experts nationaux donne à chaque taxon une valeur reflétant sa
[12,13]
tolérancedelacontrainte ; cette valeur peut également tenir compte de l’abondance du taxon et de son
[6,15]
aptitude à servir d’indicateur (voir notes ci-dessous). L’indice du site est ensuite dérivé en utilisant la tolérance
2 © ISO 2000 – Tous droits réservés

[6,11,12,13,14,15]
des taxons trouvés sur le site, et peut être exprimé comme une valeur totale ou moyenne par taxon .
Il est recommandé d’utiliser en premier lieu l’identification du niveau de la famille; s’il est besoin d'une distinction
plus précise, une résolution plus élevée, au niveau du genre ou de l’espèce, est nécessaire.
NOTE 1 Il est possible de comparer directement les listes taxonomiques des données observées et les données de
[19]
référence, en utilisant les indices de comparaison des communautés . Aucune contrainte d’origine anthropique n’est indiquée
s’il n’y a pas de différence importante entre les deux jeux de données. Des disparités dans les deux jeux de données peuvent
indiquer la présence d’une contrainte. Il est possible d’étudier les types de contraintes en utilisant des indices spécifiques (par
...