ISO 9391:1993
(Main)Water quality — Sampling in deep waters for macro-invertebrates — Guidance on the use of colonization, qualitative and quantitative samplers
Water quality — Sampling in deep waters for macro-invertebrates — Guidance on the use of colonization, qualitative and quantitative samplers
The colonization samplers described allow water quality to be assessed by providing a collection of macro-invertebrates indicative of the water quality at the sites of concern. They do not sample the natural invertebrate fauna, which may be restricted by physical conditions unrelated to water quality, and are to be used when studying lowland river waters of depth over 1 m. The deep water samplers described are for use in rivers deeper than 1 m on substrata ranging from mud to stones. They are unsuitable when sampling over macrophytes or stones of sizes greater than about 15 cm, or in very fast flowing water.
Qualité de l'eau — Échantillonnage de macro-invertébrés en eaux profondes — Guide d'utilisation des échantillonneurs de colonisation, qualitatifs et quantitatifs
La présente Norme internationale donne des directives générales sur l'utilisation des échantillonneurs de colonisation et sur l'échantillonnage des macro-invertébrés à l'aide d'échantillonneurs qualitatifs et quantitatifs pour les rivières profondes. Les échantillonneurs de colonisation permettent d'évaluer la qualité de l'eau en fournissant une collection de macro-invertébrés représentative de la qualité de l'eau sur les sites concernés; les échantillonneurs de colonisation n'échantillonnent pas la faune naturelle d'invertébrés, qui peut être réduite par des conditions physiques sans rapport avec la qualité de l'eau. Ils doivent être utilisés lorsqu'on étudie les eaux de rivières de plaine d'une profondeur supérieure à 1 m. Ils ne sont pas recommandés lorsqu'ils peuvent donner lieu à une accumulation de débris, subir des inondations, être exposés au-dessus du niveau de l'eau, faire l'objet d'actes de vandalisme ou de problèmes d'ancrage. Les échantillonneurs d'eaux profondes doivent être utilisés dans des rivières d'une profondeur supérieure à 1 m et sur des substrats allant de la boue aux pierres. Ils sont inutilisables pour un échantillonnage sur macrophytes ou pierres d'une taille supérieure à environ 15 cm, ou dans des eaux à courant rapide.
General Information
Relations
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INTERNATIONAL
STANDARD
First edition
1993-1 O-l 5
Water quality - Sampling in deep waters
for macro-invertebrates - Guidance on
the use of colonization, qualitative and
quantitative Samplers
Qualit6 de I’eau
- ichan tillonnage de macro-invertebks en eaux
profondes - Guide d’utilisation des khantillonneurs de colonisation,
qualita tifs et quan tita tifs
Reference number
ISO 9391: 1993(E)
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ISO 9391:1993(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. Esch 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
(1 EC) on all matters of electrotechnical standardization.
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.
International Standard ISO 9391 was prepared by Technical Committee
ISOnC 147, Water quality, Sub-Committee SC 5, Biological methods.
Annexes A and B form an integral part of this International Standard.
0 ISO 1993
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or
by any means, electronie or mechanical, including photocopying and microfilm, without per-
mission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-l 211 Geneve 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
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ISO 9391:1993(E)
Introduction
A major Problem when using benthic macro-invertebrate communities as
indicators of water quality in rivers is the inherent natura1 differentes in
community structure caused by factors other than water quality, for ex-
ample current velocity and the nature of the substratum. In upland rivers,
riffles provide suitable comparable sampling sites where differentes in
water quality tan be detected biologically. In lowland rivers, suitably lo-
cated riffles may not be available, and in larger deeper rivers riffles may
be totally absent. In addition, methods suitable in shallow waters are not
practicable for deeper, waters where alternative methods have to be used.
Therefore, although desirable for purposes of comparison, it is not poss-
ible to adopt a Standard method of sampling for the benthos of all rivers.
In lowland rivers, riffles are not always available for sampling and therefore
a corresponding Standard benthic biotope for comparison using water
quality is not always available. Although the smaller, slow-flowing lowland
rivers with a depositing substratum and rooted plants support a charac-
teristic rich macro-invertebrate fauna, such biotopes are not always avail-
able in the lower stretches of larger rivers. In such rivers, the benthic
macro-invertebrate fauna may be severely restricted by adverse physical
conditions such as a strong current flowing over a substratum of bed-rock,
or an unstable substratum of deposited silt which is subject to frequent
scouring by high river currents. lt is therefore necessary to use an alter-
native biotope for the assessment of the biological quality of lowland riv-
ers, which is independent of the natura1 substratum. This need is fulfilled
by the colonization Sampler, which provides an artificial substratum, al-
though it is accepted that this may be more selective of the flora and fauna
present in the habitat.
If the location is suitable for actual sampling, the choice of the type of
Sampler to be used is largely dictated by one of the following three broad
objectives.
a) List of taxa, for example families, with no measure of relative or ab-
solute abundante. (The minimum requirement is a Sampler that ade-
quately collects material from all types of micro-habitat on the river
bottom. A dredge would suffice.)
b) The relative abundante of species. For this purpose, the Sampler has
to be operated in a Standard manner for all the types of substrata that
are to be investigated. Although a qualitative Sampler, for example a
dredge, is adequate, quantitative Samplers are preferable because their
Performance is less affected by the Operator.
c) The number or biomass of invertebrates per unit area. Only quantitative
Samplers, for example grabs, corers, air-lift Samplers, tan be used for
this purpose and many replicate sampling units need to be taken for
each type of habitat.
. . .
Hl
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 9391:1993(E)
Water quality - Sampling in deep waters for
macro-invertebrates - Guidance on the use of
colonization, qualitative and quantitative Samplers
WARNING - SAFETY PRECAUTIONS
Working alone is not recommended, particularly with high current velocities, deep waters, unstable
beds and with boats. Boats should be equipped to meet at least the minimum national safety
requirements. Users of compressed air should ensure that appropriate pressure regulators, piping
and hoses are installed.
part of ISO 9391 are encouraged to investigate the
1 Scope
possibility of applying the most recent editions of the
Standards indicated below. Members of IEC and ISO
maintain registers of currently valid International
Standards.
This International Standard provides guidance on the
ISO 5667-3:1985, Water quality - Sampling -
use of colonization Samplers and the sampling of
Part 3: Guidance on the preservation and handling of
macro-invertebrates using qualitative and quantitative
Samplers for deep rivers. samples.
Colonization Samplers allow water quality to be as-
ISO 7828:1985, Water quality - Methods of biologi-
sessed by providing a collection of macro-
Guidance on handnet sampling of
cal sampling -
invertebrates indicative of the water quality at the
aqua tic ben thic macro-invertebrates.
sites of concern. They do not Sample the natura1
invertebrate fauna, which may be restricted by physi-
cal conditions unrelated to water quality. They are to 3 Definitions
be used when studying lowland river waters of depth
over 1 m. They are not recommended when they For the purposes of this International Standard, the
could be subjected to debris accumulation, floods,
definitions given in ISO 7828 and the following defi-
exposure above the water level, vandalism or
nition apply.
anchorage Problems.
3.1 deep water: Water from 1 m below the water
The deep water Samplers are for use in rivers deeper
surface to the limiting depth for efficient sampling.
than 1 m and on substrata ranging from mud to
stones. They are unsuitable when sampling over
macrophytes or stones of sizes greater than about
4 Colonization Samplers
15 cm, or in very fast flowing water.
4.1 Principle
2 Normative references
Standard artificial substrata are positioned in deep
rivers and left for a period of several weeks. The arti-
The following Standards contain provisions which,
ficial substrata are colonized by macro-invertebrates
through reference in this text, constitute provisions
during this period. The artificial substrata are then re-
of this part of ISO 9391. At the time of publication, the
editions indicated were valid. All Standards are subject moved from the river to allow qualitative or quantita-
to revision, and Parties to agreements based on this tive assessment of the colonization.
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4.2 Sampling equipment In depositing zones, the weight at the base of the
Sampler should penetrate into the surface mud until
the colonization Sampler rests on the surface sub-
4.2.1 Standard colonization bag
stratum. If the Penetration of the Sampler is too much,
a board of marine ply, for example, should be fixed to
Esch bag consists of approximately 40 pieces of a
the base of the Sampler before immersion.
biological filter medium as used in sewage treatment,
such as slag, placed inside a coarse mesh Polyamide
4.3.2 Period of submersion
bag. Although the size and type of slag will vary on a
regional basis, including the surface area to volume
To give a good assessment of the water quality, it is
ratio, it is recommended that slag of a nominal size
recommended that colonization Samplers are left in
of 40 mm + 5 mm be used, to reduce the Overall
place in the river being sampled for a period of four
mass of the Sampler and prevent complete submer-
weeks. If such a period of immersion is impracticable,
sion and fouling in a mud substratum.
a feasibility study is recommended to determine the
Optimum colonization time at different sites.
4.2.2 Standard colonization unit
4.3.3 Replication
Esch unit consists of about 14 pieces of a plastics
biological filter medium assembled into a cylindrical
As there is usually only a limited amount of time
shape (see figure l), wherein two layers each of a
available for routine Surveillance work, it is rec-
Single central piece surrounded by six peripheral ones
ommended that a minimum of three replicates should
are joined together, for example by using Polyamide
be taken at each sampling site, with the number of
string or Straps. To minimize the loss of animals whilst
taxa combined in the data analysis and interpretation.
retrieving the Sampler, the lower quarter, including the
base, is covered with a Polyamide gauze of ten
meshes per centimetre. 4.3.4 Retrieval
After the period of immersion, the Samplers should
4.3 Procedure
be removed from the river, care being taken to pre-
vent any loss of organisms. This is facilitated by using
a handnet and placing it immediately downstream of
4.3.1 Location
the Sampler, and by moving the net under the Sampler
as the Sampler is lifted from the bed of the river. In
lt should be ensured that the colonization Sampler
deeper waters, the mesh base of the Standard
4.2.1 or 4.2.2) is placed in the main flow of the river
colonization unit prevents any initial loss of organisms
and not in any backwater or static area, unless the
when lifting the Sampler from the river bed. In prac-
quality of these locations is specifically required. The
tice, it has been found useful to use the net to assist
Sampler should be sufficiently covered by water and
in lifting the Sampler from the river. The complete
remote from the bank to minimize any likelihood of
Sampler (excluding any weight), together with any
vandalism, becoming exposed during drought, or the
animals in the handnet, should be placed in a strong
river level dropping thus causing fouling with extra-
plastics Container in a small quantity of water and
neous matter.
sealed for transport to the laboratory.
4.3.1 .l Shallow waters
If, for any reason, there is a delay in returning to the
laboratoty, preservation of the Sampler and its con-
When sampling in relatively shallow waters, namely
tents should be carried out (see ISO 5667-3).
about 1 m deep, a Standard colonization unit (4.2.2)
should be pinned onto the bed of the river using a
4.3.5 Laboratory sorting
steel rod, with a rubber bung fixed on the rod above
the Sampler to prevent any upward movement.
The contents of the Sampler and the Container should
be placed in a sieve of aperture size 4 mm and
4.3.1.2 Deep waters
washed through into a fine retaining sieve of aperture
size 250 Pm to ensure that all animals dislodged from
In deep waters, namely greater than 1 m deep, where
the Sampler are trapped (see annex B). This tan be
it is impossible to peg a Standard colonization unit to
best achieved by placing the colonization unit upside
the river bed, it is essential that the Sampler be held
down on the sieve and washing out the contents of
against the bed of the river. This is easily achieved by
the unit with water.
using a weight, such as house bricks which are tied
to the Sampler via a synthetic-fibre cord that is passed
Macro-invertebrates which spin nets or threads
vertically through the centre of the Sampler. If a
(Hydropsyche ssp., Simulium ssp.) or build
synthetic-fibre cord is used, it should be attached curvispinum,
mucilaginous tubes (Corophium
securely to the bank, preferably in a concealed pos-
Chironomidae) are best removed by spraying the unit
ition above the high-water mark.
with a jet of water. The Substrate should be inspected
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ISO 9391:1993(E)
and attached invertebrates which were not removed remove, but placing the unit in a dilute Solution of
by spraying should be picked off with forceps. Cased formalin [about 0,4 % (WV) formaldehyde] or warm
caddis (particularly Limnephilidae, Phyganeidae and water quickly dislodges the animals without damaging
Leptoceridae), molluscs (particularly Lynmaeidae, them. Flatworms, which are easily damaged by heel-
Physidae, Viviparidae, Hydrobiidae and Ancylidae) and kick sampling (see ISO 7828), are normally found on
Odonata, which often become trapped within the unit, colonization Samplers and they should be removed
are usually removed by mechanical shaking or first in the sorting process.
trapping. Attached leeches are the most difficult to
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ISO 9391:1993(E)
Dimensions in centimetres
Figure 1 - Standard colonization unit
---------------
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
1993-l O-l 5
Qualité de l’eau - Échantillonnage de
macro-invertébrés en eaux profondes -
Guide d’utilisation des échantillonneurs de
colonisation, qualitatifs et quantitatifs
Water quality - Sampling in deep waters for macro-invertebrates -
Guidance on the use of colonization, qualitative and quantitative samplers
Numéro de référence
ISO 9391:1993(F)
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ISO 9391:1993(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9391 a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 147, Qualité de l’eau, sous-comité SC 5, Méthodes biologiques.
Les annexes A et B font partie intégrante de la présente Norme interna-
tionale.
0 60 1993
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
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Introduction
Lorsqu’on utilise des populations de macro-invertébrés benthiques comme
indicateurs de la qualité de l’eau des riviéres, les différences naturelles
inhérentes à la structure de la population, dues à des facteurs autres que
la qualité de l’eau, par exemple la vitesse du courant et la nature du sub-
strat, constituent l’un des problèmes majeurs. Dans les rivières d’altitude,
les biefs constituent des sites d’échantillonnage comparables et appro-
pries où l’on peut detecter biologiquement les différences de qualité des
eaux. Dans les rivières de plaine, il peut ne pas exister de biefs bien situés,
et dans les grandes rivières profondes, il peut ne pas y en avoir du tout.
De même, les méthodes appropriées pour les eaux peu profondes ne sont
pas applicables aux eaux profondes, et d’autres méthodes doivent être
utilisées. C’est pourquoi il n’est pas possible d’adopter une méthode type
d’échantillonnage pour les benthos de toutes les rivières, bien que cela
soit souhaitable pour effectuer des comparaisons.
Dans les rivières de plaine, on ne dispose pas toujours de biefs pour
échantillonner, ni d’un biotope benthique approprié pour comparer la qua-
lité de l’eau. Bien que les petites rivières de plaine à faible courant, où le
substrat se dépose et où les plantes prennent racine, favorisent I’exis-
tente d’une faune riche et caractéristique en macro-invertébrés, ces
biotopes ne sont pas toujours disponibles dans les parties basses des
grandes rivières. Dans celles-ci, la faune benthique de macro-invertébrés
peut être fortement réduite par des conditions physiques défavorables,
comme un fort courant passant sur un substrat de roches vives, ou un
substrat instable de vase déposée soumis à de fréquents «lavages» par
les courants forts des rivières. II est donc nécessaire d’utiliser un autre
biotope pour évaluer la qualité biologique des rivières de plaine, qui est
indépendante du substrat naturel. L’échantillonneur de colonisation qui
fournit un substrat artificiel répond à ce besoin, bien qu’il soit reconnu que
ce système peut être plus sélectif de la flore et de la faune présentes dans
l’habitat.
Si l’emplacement convient pour un échantillonnage réel, le choix du type
d’échantillonneur à utiliser est principalement dicté par l’un des trois
grands objectifs suivants:
a) Liste de taxons, par exemple familles, sans mesure de l’abondance
relative ou absolue (l’exigence minimale porte sur un échantillonneur
qui collecte de façon adéquate sur le lit de la rivière du matériau pro-
venant de tous types de micro-habitat. Une drège devrait suffire).
b) La relative abondance des espèces. À cet effet, I’échantillonneur doit
être manipulé d’une manière type pour tous les types de substrats que
l’on doit étudier. Bien que les échantillonneurs qualitatifs (par exemple
les drèges) soient appropriés, on leur préférera les échantillonneurs
quantitatifs, car leurs performances dépendent moins de l’opérateur.
c) Le nombre ou la biomasse d’invertébrés par surface unitaire. Seuls les
échantillonneurs quantitatifs, par exemple les bennes, les dénoyau-
. . .
III
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ISO 9391:1993(F)
teuses, les échantillonneurs à air comprimé, peuvent être utilisés à cet
effet et il convient de prélever de nombreux sous-échantillons pour
chaque type d’habitat.
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NORME INTERNATIONALE
ISO 9391:1993(F)
Qualité de l’eau - Échantillonnage de
macro-invertébrés en eaux profondes
- Guide
d’utilisation des échantillonneurs de colonisation,
qualitatifs et quantitatifs
AVERTISSEMENT - MESURES DE SÉCURITÉ
II n’est pas recommandé de travailler seul, surtout lorsque les vitesses des courants sont élevées,
les eaux profondes et les lits instables, et lorsqu’on utilise des bateaux. L’équipement des bateaux
doit au moins satisfaire aux exigences nationales minimales de sécurité. Les utilisateurs d’air
comprimé doivent s’assurer que les régulateurs de pression, tuyaux et flexibles appropriés ont été
installés.
1 Domaine d’application 2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la présente partie
de I’ISO 9391. Au moment de la publication, les édi-
La présente Norme internationale donne des directi-
tions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est
ves générales sur l’utilisation des échantillonneurs de
sujette à révision et les parties prenantes des accords
colonisation et sur l’échantillonnage des macro-
fondés sur la présente partie de I’ISO 9391 sont invi-
invertébrés a l’aide d’échantillonneurs qualitatifs et
tées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
quantitatifs pour les rivières profondes.
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
Les échantillonneurs de colonisation permettent
des Normes internationales en vigueur à un moment
d’évaluer la qualité de l’eau en fournissant une col-
donné.
lection de macro-invertébrés représentative de la
qualité de l’eau sur les sites concernés; les échan-
ISO 5667-3:1985, Qualité de l’eau - Échantillonnage
tillonneurs de colonisation n’échantillonnent pas la
- Partie 3: Guide général pour’ la conservation et la
faune naturelle d’invertébrés, qui peut être réduite par
manipulation des échantillons.
des conditions physiques sans rapport avec la qualité
de l’eau. Ils doivent être utilisés lorsqu’on étudie les
ISO 7828:1985, Qualité de l’eau - Méthodes
eaux de rivières de plaine d’une profondeur supé-
d’échantillonnage biologique - Guide pour le prélè-
rieure à 1 m. Ils ne sont pas recommandés lorsqu’ils
vemen t des macro-invertébrés benthiques à
peuvent donner lieu à une accumulation de débris,
l’épuisette.
subir des inondations, être exposés au-dessus du ni-
veau de l’eau, faire l’objet d’actes de vandalisme ou
de problèmes d’ancrage.
Les échantillonneurs d’eaux profondes doivent être
3 Définitions
utilisés dans des rivières d’une profondeur supérieure
à 1 m et sur des substrats allant de la boue aux pier-
res. Ils sont inutilisables pour un échantillonnage sur Pour les besoins de la présente Norme internationale,
macrophytes ou pierres d’une taille supérieure à en-
les définitions données dans I’ISO 7828 et la définition
viron 15 cm, ou dans des eaux à courant rapide.
suivante s’appliquent.
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ISO 9391:1993(F)
3.1 eaux profondes: Eaux allant de 1 m au-dessous 4.3.1.1 Eaux peu profondes
de la surface à la profondeur limite pour effectuer un
échantillonnage efficace.
Lorsqu’on échantillonne en eaux relativement peu
d’une profondeur d’environ 1 m, il
profondes,
convient de fixer une unité de colonisation type
4 Échantillonneurs de colonisation .
(4.2.2) sur le lit de la rivière à l’aide d’une tige d’acier,
avec une bande fixée sur la tige au-dessus de
4.1 Principe
I’échantillonneur pour empêcher tout mouvement
vers le haut.
Des substrats artificiels types sont disposés dans les
rivières profondes et sont laissés pendant plusieurs
semaines. Les substrats artificiels sont colonisés par
les macro-invertébrés pendant cette période. Les
4.3.1.2 Eaux profondes
substrats artificiels sont ensuite retires de la rivière
pour que l’on puisse effectuer l’évaluation qualitative
Dans les eaux profondes, c’est-à-dire à plus de 1 m
et quantitative de la colonisation.
de profondeur, où il est impossible de fixer une unité
de colonisation type sur le lit de la rivière, il est es-
4.2 Équipement d’échantillonnage
sentiel de maintenir I’échantillonneur sur le lit de la
rivière. Ceci est facilement réalisable si l’on utilise un
4.2.1 Sac de colonisation type
poids, tel que des briques de construction attachées
à I’échantillonneur par un cordon en fibres synthéti-
Chaque sac se compose d’environ 40 élements de
ques passé verticalement par le centre de l’échan-
milieu de filtre biologique comme ceux que l’on utilise
tillonneur. Si l’on utilise un cordon en fibres
pour l’épuration des eaux usées, par exemple des
synthétiques, il convient de le fixer solidement à la
scories, placés dans un sac en polyamide à mailles
rive, de préférence dans une position cachée, au-
grossières. Bien que la taille et le type de scories va-
dessus de la marque des plus hautes eaux.
rient selon la région, y compris selon le rapport
surface/voIume, il est recommandé d’utiliser des sco-
Dans les zones de dépôt, le poids à la base de
ries de 40 mm + 5 mm de taille nominale afin de ré-
I’échantillonneur doit pénétrer dans la boue de surface
duire la masse globale de I’échantillonneur, empêcher
jusqu’à ce que I’échantillonneur de colonisation re-
la submersion complète et l’incrustation dans un
pose sur le substrat de surface. Si la pénétration de
substrat de boue.
I’échantillonneur est trop importante, une planche de
contreplaqué, par exemple, peut être fixée à la base
4.2.2 Unité de colonisation type
de I’échantillonneur, avant immersion.
Chaque unité se compose d’environ 14 éléments de
milieu de filtre biologique plastique assemblés sous
une forme cylindrique, voir figure 1, dans laquelle
deux couches d’un élément central unique entouré
4.3.2 Période de submersion
de dix éléments périphériques sont fixées ensemble,
par exemple par des ficelles ou des courroies en po-
Afin de bien évaluer la qualité de l’eau, il est recom-
lyamide. Pour réduire au minimum la perte d’animaux
mandé de laisser les échantillonneurs de colonisation
lors de la récupération de I’échantillonneur, on couvre
en place dans la rivière à échantillonner pendant une
le quart inférieur comprenant la base d’une gaze po-
période de quatre semaines. S’il est impossible
lyamide de dix mailles par centimètre.
d’avoir une telle période d’immersion, il est recom-
mandé de faire une étude de faisabilité pour détermi-
4.3 Mode opératoire
ner la durée optimale de colonisation sur différents
sites.
4.3.1 Positionnement
II convient de s’assurer que I’échantillonneur de colo-
nisation (c’est-à-dire 4.2.1 ou 4.2.2) est placé dans le
courant principal de la rivière et non dans des eaux
4.3.3 Prélèvement de replicats
stagnantes ou dans une zone statique, à moins que
la qualité de ces emplacements ne soit spécifi-
quement requise. L’échantillonneur devrait être suffi- Comme on dispose généralement d’un temps limité
samment recouvert d’eau et suffisamment éloigné de pour les travaux de surveillance de routine, il est re-
la rive pour éviter le plus possible toute éventualité commandé de prendre au moins trois replicats sur
de vandalisme, d’exposition en période de taris- chaque site d’échantillonnage en combinant le nom-
sement, ou d’abaissement du niveau de la rivière bre de taxons dans l’analyse des données et I’inter-
provoquant une incrustation de corps étrangers. prétation.
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Dimensions en centimètres
10
g
Figure 1 - Unité de colonisation type
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9391:1993(F)
4.3.4 Récupération
5 Autres échantillonneurs pour eaux
profondes
Après la période d’immersion, il convient de retirer les
échantillonneurs de la rivière en veillant à éviter toute
5.1 Principe
perte d’organismes. Cette tâche sera facilitée si l’on
utilise une épuisette et si on la place juste en aval de
Echantillonnage qualitatif ou quantitatif de macro-
I’échantillonneur, en la déplaçant sous I’échantillon-
invertébrés benthiques en rivières profondes, géné-
neur lorsqu’on soulève ce dernier du lit de la rivière.
ralement à partir d’un bateau.
En eaux profondes, la maille de l’unité de colonisation
type empêche toute perte initiale d’organismes lors-
qu’on soulève I’échantillonneur du lit de la rivière.
5.2 Équipement d’échantillonnage
Dans la pratique, il s’est avéré utile d’utiliser
l’épuisette pour aider à soulever I’échantillonneur de
52.1 Type d’échantillonnage
la rivière. II convient de disposer I’échantillonneur
complet (à l’exclusion de tout poids) et tous les ani-
Les échantillonneurs suivants sont recommandés:
maux récupérés dans l’épuisette dans un récipient
drège de naturaliste (de taille moyenne ou grande),
solide en plastique avec une petite quantité d’eau, et
benne Birge-Ekman manœuvrée à l’aide d’une perche,
de sceller ce récipient pour le transporter jusqu’au la-
benne lestée Ponar et échantillonneur FBA à air com-
boratoire.
primé. Les limites de chaque échantillonneur sont in-
Les échantillonneurs sont
. diquées en annexe A.
SI
pour une raison quelconque, l’on tardait à rentrer
décrits de la façon suivante.
au laboratoire, il faudrait alors assurer la conservation
de l’échantillon et de son contenu (voir I’ISO 5667-3).
a) La drège de naturaliste (voir figure2) possède un
cadre rectangulaire robuste (dimensions types du
petit modèle: 46 cm x 19 cm; dimensions types
du grand modèle: 61 cm x 20 cm; masses res-
pectives: environ 9 kg et 15 kg) muni d’un filet de
ramassage d’environ 35 cm de long. La taille des
4.3.5 Tri en laboratoire
mailles du filet peut être modifiée en fonction de
l’objet de l’étude (voir annexe B).
II convient de placer le contenu de I’échantillonneur
et du récipient dans un tamis d’ouverture de maille La benne Birge-Ekman manoeuvrée à l’aide d’une
b)
de 4 mm, et de le laver dans un tamis fin de 250 prn perche (voir figure3) est une boîte à fond ouvert
(dimensions types: 15 cm x 15 cm x 15 cm, ce
d’ouveture de maille afin de s’assurer que tous les
qui donne une surface d’échantillonnage de
organismes délogés de I’échantillonneur ont été ré-
225 cm*) munie de deux mâchoires à ressort qui
cupérés (voir annexe B). La meilleure méthode pour
sont activées par un mécanisme de déclen-
y parvenir consiste à placer l’unité de colonisation la
tête en bas sur le tamis et à laver le contenu de l’unité chement actionné manuellement. Deux plaques
articulées sur le haut de la boîte réduisent l’onde
à l’eau. La meilleure façon de retirer les macro-
invertébrés qui tissent des filets ou des fils de choc lorsque I’échantillonneur s’approche du lit
(Hydropsyche ssp., Simulium ssp
...
NORME
INTERNATIONALE
Première édition
1993-l O-l 5
Qualité de l’eau - Échantillonnage de
macro-invertébrés en eaux profondes -
Guide d’utilisation des échantillonneurs de
colonisation, qualitatifs et quantitatifs
Water quality - Sampling in deep waters for macro-invertebrates -
Guidance on the use of colonization, qualitative and quantitative samplers
Numéro de référence
ISO 9391:1993(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 9391:1993(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 9391 a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 147, Qualité de l’eau, sous-comité SC 5, Méthodes biologiques.
Les annexes A et B font partie intégrante de la présente Norme interna-
tionale.
0 60 1993
Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite
ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
Introduction
Lorsqu’on utilise des populations de macro-invertébrés benthiques comme
indicateurs de la qualité de l’eau des riviéres, les différences naturelles
inhérentes à la structure de la population, dues à des facteurs autres que
la qualité de l’eau, par exemple la vitesse du courant et la nature du sub-
strat, constituent l’un des problèmes majeurs. Dans les rivières d’altitude,
les biefs constituent des sites d’échantillonnage comparables et appro-
pries où l’on peut detecter biologiquement les différences de qualité des
eaux. Dans les rivières de plaine, il peut ne pas exister de biefs bien situés,
et dans les grandes rivières profondes, il peut ne pas y en avoir du tout.
De même, les méthodes appropriées pour les eaux peu profondes ne sont
pas applicables aux eaux profondes, et d’autres méthodes doivent être
utilisées. C’est pourquoi il n’est pas possible d’adopter une méthode type
d’échantillonnage pour les benthos de toutes les rivières, bien que cela
soit souhaitable pour effectuer des comparaisons.
Dans les rivières de plaine, on ne dispose pas toujours de biefs pour
échantillonner, ni d’un biotope benthique approprié pour comparer la qua-
lité de l’eau. Bien que les petites rivières de plaine à faible courant, où le
substrat se dépose et où les plantes prennent racine, favorisent I’exis-
tente d’une faune riche et caractéristique en macro-invertébrés, ces
biotopes ne sont pas toujours disponibles dans les parties basses des
grandes rivières. Dans celles-ci, la faune benthique de macro-invertébrés
peut être fortement réduite par des conditions physiques défavorables,
comme un fort courant passant sur un substrat de roches vives, ou un
substrat instable de vase déposée soumis à de fréquents «lavages» par
les courants forts des rivières. II est donc nécessaire d’utiliser un autre
biotope pour évaluer la qualité biologique des rivières de plaine, qui est
indépendante du substrat naturel. L’échantillonneur de colonisation qui
fournit un substrat artificiel répond à ce besoin, bien qu’il soit reconnu que
ce système peut être plus sélectif de la flore et de la faune présentes dans
l’habitat.
Si l’emplacement convient pour un échantillonnage réel, le choix du type
d’échantillonneur à utiliser est principalement dicté par l’un des trois
grands objectifs suivants:
a) Liste de taxons, par exemple familles, sans mesure de l’abondance
relative ou absolue (l’exigence minimale porte sur un échantillonneur
qui collecte de façon adéquate sur le lit de la rivière du matériau pro-
venant de tous types de micro-habitat. Une drège devrait suffire).
b) La relative abondance des espèces. À cet effet, I’échantillonneur doit
être manipulé d’une manière type pour tous les types de substrats que
l’on doit étudier. Bien que les échantillonneurs qualitatifs (par exemple
les drèges) soient appropriés, on leur préférera les échantillonneurs
quantitatifs, car leurs performances dépendent moins de l’opérateur.
c) Le nombre ou la biomasse d’invertébrés par surface unitaire. Seuls les
échantillonneurs quantitatifs, par exemple les bennes, les dénoyau-
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 9391:1993(F)
teuses, les échantillonneurs à air comprimé, peuvent être utilisés à cet
effet et il convient de prélever de nombreux sous-échantillons pour
chaque type d’habitat.
---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE
ISO 9391:1993(F)
Qualité de l’eau - Échantillonnage de
macro-invertébrés en eaux profondes
- Guide
d’utilisation des échantillonneurs de colonisation,
qualitatifs et quantitatifs
AVERTISSEMENT - MESURES DE SÉCURITÉ
II n’est pas recommandé de travailler seul, surtout lorsque les vitesses des courants sont élevées,
les eaux profondes et les lits instables, et lorsqu’on utilise des bateaux. L’équipement des bateaux
doit au moins satisfaire aux exigences nationales minimales de sécurité. Les utilisateurs d’air
comprimé doivent s’assurer que les régulateurs de pression, tuyaux et flexibles appropriés ont été
installés.
1 Domaine d’application 2 Références normatives
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la présente partie
de I’ISO 9391. Au moment de la publication, les édi-
La présente Norme internationale donne des directi-
tions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est
ves générales sur l’utilisation des échantillonneurs de
sujette à révision et les parties prenantes des accords
colonisation et sur l’échantillonnage des macro-
fondés sur la présente partie de I’ISO 9391 sont invi-
invertébrés a l’aide d’échantillonneurs qualitatifs et
tées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
quantitatifs pour les rivières profondes.
les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
Les échantillonneurs de colonisation permettent
des Normes internationales en vigueur à un moment
d’évaluer la qualité de l’eau en fournissant une col-
donné.
lection de macro-invertébrés représentative de la
qualité de l’eau sur les sites concernés; les échan-
ISO 5667-3:1985, Qualité de l’eau - Échantillonnage
tillonneurs de colonisation n’échantillonnent pas la
- Partie 3: Guide général pour’ la conservation et la
faune naturelle d’invertébrés, qui peut être réduite par
manipulation des échantillons.
des conditions physiques sans rapport avec la qualité
de l’eau. Ils doivent être utilisés lorsqu’on étudie les
ISO 7828:1985, Qualité de l’eau - Méthodes
eaux de rivières de plaine d’une profondeur supé-
d’échantillonnage biologique - Guide pour le prélè-
rieure à 1 m. Ils ne sont pas recommandés lorsqu’ils
vemen t des macro-invertébrés benthiques à
peuvent donner lieu à une accumulation de débris,
l’épuisette.
subir des inondations, être exposés au-dessus du ni-
veau de l’eau, faire l’objet d’actes de vandalisme ou
de problèmes d’ancrage.
Les échantillonneurs d’eaux profondes doivent être
3 Définitions
utilisés dans des rivières d’une profondeur supérieure
à 1 m et sur des substrats allant de la boue aux pier-
res. Ils sont inutilisables pour un échantillonnage sur Pour les besoins de la présente Norme internationale,
macrophytes ou pierres d’une taille supérieure à en-
les définitions données dans I’ISO 7828 et la définition
viron 15 cm, ou dans des eaux à courant rapide.
suivante s’appliquent.
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 9391:1993(F)
3.1 eaux profondes: Eaux allant de 1 m au-dessous 4.3.1.1 Eaux peu profondes
de la surface à la profondeur limite pour effectuer un
échantillonnage efficace.
Lorsqu’on échantillonne en eaux relativement peu
d’une profondeur d’environ 1 m, il
profondes,
convient de fixer une unité de colonisation type
4 Échantillonneurs de colonisation .
(4.2.2) sur le lit de la rivière à l’aide d’une tige d’acier,
avec une bande fixée sur la tige au-dessus de
4.1 Principe
I’échantillonneur pour empêcher tout mouvement
vers le haut.
Des substrats artificiels types sont disposés dans les
rivières profondes et sont laissés pendant plusieurs
semaines. Les substrats artificiels sont colonisés par
les macro-invertébrés pendant cette période. Les
4.3.1.2 Eaux profondes
substrats artificiels sont ensuite retires de la rivière
pour que l’on puisse effectuer l’évaluation qualitative
Dans les eaux profondes, c’est-à-dire à plus de 1 m
et quantitative de la colonisation.
de profondeur, où il est impossible de fixer une unité
de colonisation type sur le lit de la rivière, il est es-
4.2 Équipement d’échantillonnage
sentiel de maintenir I’échantillonneur sur le lit de la
rivière. Ceci est facilement réalisable si l’on utilise un
4.2.1 Sac de colonisation type
poids, tel que des briques de construction attachées
à I’échantillonneur par un cordon en fibres synthéti-
Chaque sac se compose d’environ 40 élements de
ques passé verticalement par le centre de l’échan-
milieu de filtre biologique comme ceux que l’on utilise
tillonneur. Si l’on utilise un cordon en fibres
pour l’épuration des eaux usées, par exemple des
synthétiques, il convient de le fixer solidement à la
scories, placés dans un sac en polyamide à mailles
rive, de préférence dans une position cachée, au-
grossières. Bien que la taille et le type de scories va-
dessus de la marque des plus hautes eaux.
rient selon la région, y compris selon le rapport
surface/voIume, il est recommandé d’utiliser des sco-
Dans les zones de dépôt, le poids à la base de
ries de 40 mm + 5 mm de taille nominale afin de ré-
I’échantillonneur doit pénétrer dans la boue de surface
duire la masse globale de I’échantillonneur, empêcher
jusqu’à ce que I’échantillonneur de colonisation re-
la submersion complète et l’incrustation dans un
pose sur le substrat de surface. Si la pénétration de
substrat de boue.
I’échantillonneur est trop importante, une planche de
contreplaqué, par exemple, peut être fixée à la base
4.2.2 Unité de colonisation type
de I’échantillonneur, avant immersion.
Chaque unité se compose d’environ 14 éléments de
milieu de filtre biologique plastique assemblés sous
une forme cylindrique, voir figure 1, dans laquelle
deux couches d’un élément central unique entouré
4.3.2 Période de submersion
de dix éléments périphériques sont fixées ensemble,
par exemple par des ficelles ou des courroies en po-
Afin de bien évaluer la qualité de l’eau, il est recom-
lyamide. Pour réduire au minimum la perte d’animaux
mandé de laisser les échantillonneurs de colonisation
lors de la récupération de I’échantillonneur, on couvre
en place dans la rivière à échantillonner pendant une
le quart inférieur comprenant la base d’une gaze po-
période de quatre semaines. S’il est impossible
lyamide de dix mailles par centimètre.
d’avoir une telle période d’immersion, il est recom-
mandé de faire une étude de faisabilité pour détermi-
4.3 Mode opératoire
ner la durée optimale de colonisation sur différents
sites.
4.3.1 Positionnement
II convient de s’assurer que I’échantillonneur de colo-
nisation (c’est-à-dire 4.2.1 ou 4.2.2) est placé dans le
courant principal de la rivière et non dans des eaux
4.3.3 Prélèvement de replicats
stagnantes ou dans une zone statique, à moins que
la qualité de ces emplacements ne soit spécifi-
quement requise. L’échantillonneur devrait être suffi- Comme on dispose généralement d’un temps limité
samment recouvert d’eau et suffisamment éloigné de pour les travaux de surveillance de routine, il est re-
la rive pour éviter le plus possible toute éventualité commandé de prendre au moins trois replicats sur
de vandalisme, d’exposition en période de taris- chaque site d’échantillonnage en combinant le nom-
sement, ou d’abaissement du niveau de la rivière bre de taxons dans l’analyse des données et I’inter-
provoquant une incrustation de corps étrangers. prétation.
---------------------- Page: 6 ----------------------
Dimensions en centimètres
10
g
Figure 1 - Unité de colonisation type
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 9391:1993(F)
4.3.4 Récupération
5 Autres échantillonneurs pour eaux
profondes
Après la période d’immersion, il convient de retirer les
échantillonneurs de la rivière en veillant à éviter toute
5.1 Principe
perte d’organismes. Cette tâche sera facilitée si l’on
utilise une épuisette et si on la place juste en aval de
Echantillonnage qualitatif ou quantitatif de macro-
I’échantillonneur, en la déplaçant sous I’échantillon-
invertébrés benthiques en rivières profondes, géné-
neur lorsqu’on soulève ce dernier du lit de la rivière.
ralement à partir d’un bateau.
En eaux profondes, la maille de l’unité de colonisation
type empêche toute perte initiale d’organismes lors-
qu’on soulève I’échantillonneur du lit de la rivière.
5.2 Équipement d’échantillonnage
Dans la pratique, il s’est avéré utile d’utiliser
l’épuisette pour aider à soulever I’échantillonneur de
52.1 Type d’échantillonnage
la rivière. II convient de disposer I’échantillonneur
complet (à l’exclusion de tout poids) et tous les ani-
Les échantillonneurs suivants sont recommandés:
maux récupérés dans l’épuisette dans un récipient
drège de naturaliste (de taille moyenne ou grande),
solide en plastique avec une petite quantité d’eau, et
benne Birge-Ekman manœuvrée à l’aide d’une perche,
de sceller ce récipient pour le transporter jusqu’au la-
benne lestée Ponar et échantillonneur FBA à air com-
boratoire.
primé. Les limites de chaque échantillonneur sont in-
Les échantillonneurs sont
. diquées en annexe A.
SI
pour une raison quelconque, l’on tardait à rentrer
décrits de la façon suivante.
au laboratoire, il faudrait alors assurer la conservation
de l’échantillon et de son contenu (voir I’ISO 5667-3).
a) La drège de naturaliste (voir figure2) possède un
cadre rectangulaire robuste (dimensions types du
petit modèle: 46 cm x 19 cm; dimensions types
du grand modèle: 61 cm x 20 cm; masses res-
pectives: environ 9 kg et 15 kg) muni d’un filet de
ramassage d’environ 35 cm de long. La taille des
4.3.5 Tri en laboratoire
mailles du filet peut être modifiée en fonction de
l’objet de l’étude (voir annexe B).
II convient de placer le contenu de I’échantillonneur
et du récipient dans un tamis d’ouverture de maille La benne Birge-Ekman manoeuvrée à l’aide d’une
b)
de 4 mm, et de le laver dans un tamis fin de 250 prn perche (voir figure3) est une boîte à fond ouvert
(dimensions types: 15 cm x 15 cm x 15 cm, ce
d’ouveture de maille afin de s’assurer que tous les
qui donne une surface d’échantillonnage de
organismes délogés de I’échantillonneur ont été ré-
225 cm*) munie de deux mâchoires à ressort qui
cupérés (voir annexe B). La meilleure méthode pour
sont activées par un mécanisme de déclen-
y parvenir consiste à placer l’unité de colonisation la
tête en bas sur le tamis et à laver le contenu de l’unité chement actionné manuellement. Deux plaques
articulées sur le haut de la boîte réduisent l’onde
à l’eau. La meilleure façon de retirer les macro-
invertébrés qui tissent des filets ou des fils de choc lorsque I’échantillonneur s’approche du lit
(Hydropsyche ssp., Simulium ssp
...
Questions, Comments and Discussion
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