SIST ISO 18073:2010
Water quality - Determination of tetra- to octa-chlorinated dioxins and furans - Method using isotope dilution HRGC/HRMS
Water quality - Determination of tetra- to octa-chlorinated dioxins and furans - Method using isotope dilution HRGC/HRMS
This International Standard specifies a method for the determination of tetra- to octa-chlorinated dibenzo-pdioxins (PCDDs) and dibenzofurans (PCDFs) in waters and waste waters (containing less than 1 % by mass solids) using high-resolution gas chromatography/high-resolution mass spectrometry (HRGC/HRMS). This International Standard is applicable to the seventeen 2,3,7,8-substituted PCDDs/PCDFs specified in Table 1. The detection limits and quantitation levels in this method are usually dependent on the level of interferences rather than instrumental limitations. The minimum levels (MLs) specified in Table 2 are the levels at which the PCDDs/PCDFs can be determined with no interferences present. The method detection limit (MDL) for 2,3,7,8-TCDD has been determined as 4,4 pg/l based on this method using a sample volume of 1 l. Lower detection limits may be achieved by using a larger sample volume. This method is “performance based”. The analyst is permitted to modify the method to overcome interferences or lower the cost of measurements, provided that all performance criteria in this International Standard are met. The requirements for establishing method equivalency are given in 9.1.2.
Qualité de l'eau - Dosage des dioxines et furanes tétra- à octachlorés - Méthode par dilution d'isotopes HRGC/SMHR
L'ISO 18073:2004 spécifie une méthode pour la détermination des dibenzo-p-dioxines (PCDD) et des dibenzofuranes (PCDF) tétra- à octachlorés dans les eaux et les eaux usées (qui contiennent moins de 1 % de matières solides) par chromatographie en phase gazeuse haute résolution/spectrométrie de masse haute résolution (HRGC/HRMS). Les limites minimales (ML) auxquelles les PCDD/PCDF peuvent être déterminés en l'absence d'interférences sont spécifiées. Cette méthode repose sur les performances. L'analyste est autorisé à la modifier pour venir à bout des interférences ou réduire le coût des mesurages, à condition toutefois que les critères de performance de la présente Norme internationale soient respectés. Les exigences pour la validation d'une méthode équivalente sont données.
Kakovost vode - Določevanje tetra- do okta-kloriranih dioksinov in furanov - Metoda z izotopnim razredčenjem in plinsko kromatografijo visoke ločljivosti z masno selektivnim detektorjem visoke ločljivosti (HRGC/HRMS)
Ta mednarodni standard določa metodo določevanja tetra- do okta- kloriranih dibenzo-p-dioksinov (PCDD) in dibezofuranov (PCDF) v vodah in odpadnih vodah (ki vsebujejo manj kot 1 % mase trdnih snovi) s plinsko kromatografijo visoke ločljivosti/masno spektrometrijo visoke ločljivosti (HRGC/HRMS). Ta mednarodni standard velja za sedemnajst 2,3,7,8 substituiranih PCDD/PCDF, določenih v Preglednici 1. Meje detekcije in ravni merljivosti količine so pri tej metodi običajno odvisne od ravni interference in ne instrumentalnih omejitev. Minimalne ravni (ML), določene v Preglednici 2, so ravni, pri katerih so lahko PCDD/PCDF praviloma določeni brez prisotnih interferenc. Detekcija meje metode (MDL) za 2,3,7,8-ZCDD je bila določena pri 4.4 pg/l na podlagi te metode pri volumnu vzorca 1 l. Nižje meje detekcije se lahko dosežejo z večjim volumnom vzorca. Ta metoda je »osnovana na učinkovitosti«. Analitik lahko spremeni metodo, da premaga interference ali zniža strošek merjenj, pod pogojem, da so izpolnjena vsa merila za učinkovitost pri tem mednarodnem standardu. Zahteve za dokazovanje enakovrednosti metode so podane v točki 9.1.2.
General Information
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18073
First edition
2004-04-15
Water quality — Determination of tetra- to
octa-chlorinated dioxins and furans —
Method using isotope dilution
HRGC/HRMS
Qualité de l'eau — Dosage des dioxines et furanes tétra- à
octachlorés — Méthode par dilution d'isotopes HRGC/SMHR
Reference number
ISO 18073:2004(E)
©
ISO 2004
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Published in Switzerland
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ISO 18073:2004(E)
Contents Page
Foreword. v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms, definitions and abbreviated terms. 2
3.1 Terms and definitions. 2
3.2 Abbreviated terms. 3
4 Principle. 4
4.1 Spiking and extraction. 4
4.2 Clean-up. 4
4.3 Concentration. 4
4.4 Identification. 5
4.5 Quantification. 6
4.6 Analytical quality. 6
5 Contamination and interferences. 6
6 Reagents and standards. 8
7 Apparatus and materials. 15
7.1 Water sample containers. 15
7.2 Equipment for sample preparation . 15
7.3 Extraction apparatus. 15
7.4 Filtration apparatus. 15
7.5 Clean-up apparatus. 16
7.6 Concentration apparatus. 16
7.7 Other equipment. 17
8 Sample collection, preservation, storage and holding times. 17
9 Quality assurance/quality control . 18
9.1 General. 18
9.2 Initial precision and recovery (IPR). 20
9.3 Spiking. 20
9.4 Method blanks. 21
9.5 Quality control check sample . 21
9.6 Method precision. 21
10 Calibration. 22
10.1 Operating conditions. 22
10.2 Mass spectrometer (MS) resolution . 23
10.3 QC limits and theoretical ion abundance ratios for standards . 25
10.4 Retention time. 25
10.5 Isomer specificity. 26
10.6 Calibration by isotope dilution . 27
10.7 Calibration by internal standard. 28
10.8 Combined calibration. 29
11 Sample preparation. 29
11.1 General. 29
11.2 Determination of suspended solids . 29
11.3 Preparation of aqueous samples containing 1 % or less by mass suspended solids . 30
12 Extraction and concentration . 31
12.1 Extraction of samples with no visible particulates .31
12.2 Soxhlet extraction of filters and/or disks . 31
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ISO 18073:2004(E)
12.3 Back-extraction with acid and base .32
12.4 Macro-concentration.33
12.5 Micro-concentration and solvent exchange .34
13 Extract clean-up.35
13.1 General.35
13.2 Gel-permeation chromatography (GPC) .35
13.3 Silica clean-up.36
13.4 Alumina clean-up.37
13.5 Carbon column.37
13.6 Florisil clean-up.38
14 HRGC/HRMS analysis.38
15 System and laboratory performance.38
15.1 General.38
15.2 MS resolution.38
15.3 Calibration verification.39
15.4 GC resolution.39
15.5 Blank.39
16 Qualitative determination.40
17 Quantitative determination.40
17.1 Concentration calculations for isotope dilution .40
17.2 Internal standard recovery and concentration calculations.41
17.3 Concentration in the aqueous sample .42
17.4 Toxicity equivalents (TEQs) .42
18 Analysis of complex samples .44
18.1 General.44
18.2 Recovery of internal standards.44
19 Results and reporting.45
Annex A (informative) Application of HRGC/HRMS .46
Annex B (informative) Interlaboratory trial data .51
Annex C (informative) Pollution prevention and waste management .56
Annex D (informative) Additional extraction and clean up techniques.57
Bibliography.61
iv © ISO 2004 – All rights reserved
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ISO 18073:2004(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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 document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 18073 was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 2, Physical,
chemical and biochemical methods.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18073:2004(E)
Water quality — Determination of tetra- to octa-chlorinated
dioxins and furans — Method using isotope dilution
HRGC/HRMS
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory
practice. This standard does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with
its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
Attention is drawn to any relevant national safety regulations. The 2,3,7,8-chloro-substituted
PCDDs/PCDFs are among the most toxic of chemicals. All work with PCDDs/PCDFs requires, therefore,
the utmost care; the national safety measures which correspond to those for toxic substances shall
be strictly adhered to.
1 Scope
This International Standard specifies a method for the determination of tetra- to octa-chlorinated dibenzo-p-
dioxins (PCDDs) and dibenzofurans (PCDFs) in waters and waste waters (containing less than 1 % by mass
solids) using high-resolution gas chromatography/high-resolution mass spectrometry (HRGC/HRMS).
This International Standard is applicable to the seventeen 2,3,7,8-substituted PCDDs/PCDFs specified in
Table 1.
The detection limits and quantitation levels in this method are usually dependent on the level of interferences
rather than instrumental limitations. The minimum levels (MLs) specified in Table 2 are the levels at which the
PCDDs/PCDFs can be determined with no interferences present. The method detection limit (MDL) for
2,3,7,8-TCDD has been determined as 4,4 pg/l based on this method using a sample volume of 1 l. Lower
detection limits may be achieved by using a larger sample volume.
This method is “performance based”. The analyst is permitted to modify the method to overcome interferences
or lower the cost of measurements, provided that all performance criteria in this International Standard are
met. The requirements for establishing method equivalency are given in 9.1.2.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 5667-1, Water quality — Sampling — Part 1: Guidance on the design of sampling programmes
ISO 5667-2, Water quality — Sampling — Part 2: Guidance on sampling techniques
ISO 6879:1995, Air Quality — Performance characteristics and related concepts for air quality measuring
methods.
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ISO 18073:2004(E)
3 Terms, definitions and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 6879:1995 and the following apply.
3.1.1
analyte
PCDD or PCDF tested for by this method
Note See Table 1 for a list of compounds.
3.1.2
calibration standard
solution prepared from a secondary standard and/or stock solutions and used to calibrate the response of the
instrument with respect to analyte concentration
3.1.3
calibration verification standard
midpoint calibration standard that is used to verify calibration
3.1.4
congener
any one of the 210 individual PCDDs/ PCDFs
3.1.5
internal standard
13
C -labelled 2,3,7,8-PCDD/PCDF analogue added to samples prior to extraction against which the
12
concentrations of native PCDDs and PCDFs are calculated
3.1.6
keeper
high boiling-point solvent added to the sampling standard solution
3.1.7
method blank
aliquot of reagent water that is treated exactly as a sample through the complete analytical procedure
including extraction, clean-up, identification and quantification including all the relevant reagents and materials
3.1.8
operational performance characteristics
influence of the physical and chemical environment and maintenance problems, for example; mains voltage,
temperature, supply of certain substances, set-up time, period of unattended operation
[See ISO 6879:1995]
3.1.9
pattern
chromatographic print of any series of PCDD/PCDF isomers
3.1.10
PCDD/PCDF isomers
PCDDs or PCDFs with identical chemical compositions but different structures
3.1.11
profile
graphic representation of the sums of the isomer concentrations of the PCDDs and the PCDFs
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ISO 18073:2004(E)
3.1.12
recovery standard
13
C -labelled 2,3,7,8-chloro-substituted PCDD/PCDF, added before injection into the GC
12
3.1.13
spiking
13
addition of C -labelled PCDD/PCDF standards
12
3.1.14
statistical performance characteristics
quantification, for measured values, of the possible deviations resulting from the random part of the measuring
process, e.g. repeatability or instability
[See ISO 6879:1995]
3.2 Abbreviated terms
DCDPE decachlorodiphenyl ether
GC/MS gas chromatography/mass spectrometry
GPC gel-permeation chromatography
HpCDD heptachlorodibenzo-p-dioxin
HpCDF heptachlorodibenzofuran
HpCDPE heptachlorodiphenyl ether
HPLC high-performance liquid chromatography
HRGC high-resolution gas chromatography
HRMS high-resolution mass spectrometry
HxCDD hexachlorodibenzo-p-dioxin
HxCDF hexachlorodibenzofuran
HxCDPE hexachlorodiphenyl ether
MDL method detection limit
ML minimum level (see Table 2)
NCDPE nonachlorodiphenyl ether
OCDD octachlorodibenzo-p-dioxin
OCDF octachlorodibenzofuran
OCDPE octachlorodiphenyl ether
PCDD/PCDF polychlorinated dibenzo-p-dioxin/dibenzofuran
PeCDD pentachlorodibenzo-p-dioxin
PeCDF pentachlorodibenzofuran
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ISO 18073:2004(E)
PTFE polytetrafluoroethylene
SIM selected ion monitoring
TCDD tetrachlorodibenzo-p-dioxin
TCDF tetrachlorodibenzofuran
TEF toxic equivalent factor
TEQ toxic equivalent
4 Principle
4.1 Spiking and extraction
Internal standards, analogues of the 2,3,7,8-substituted PCDDs/PCDFs labelled with a stable isotope (see
Table 1) in a suitable solvent such as acetone, are spiked into a 1 l aqueous sample containing less than 1 %
by mass solids. A minimum of one labelled standard per homologue group is used and the sample is
extracted by one of two procedures as specified in 4.1 a) or 4.1 b).
a) Samples containing no visible particles are extracted with dichloromethane in a separatory funnel or by
solid-phase extraction. The extract is concentrated for clean-up.
b) Samples containing visible particles are vacuum filtered through a glass-fibre filter. The filter is extracted
in a Soxhlet extractor using toluene and the filtrate is extracted with dichloromethane in a separatory
funnel. The dichloromethane extract is concentrated and combined with the Soxhlet extract prior to
clean-up.
Other solvents and extraction techniques may be substituted, provided that all the performance criteria can be
met.
4.2 Clean-up
After extraction, sample extracts are cleaned up to remove interfering components. Sample clean-ups may
1)
include back-extraction with acid and/or base, and gel-permeation, alumina, silica, Florisil or activated-
carbon chromatography.
4.3 Concentration
After clean-up, the extract is concentrated to near dryness. Prior to injection, recovery standards are added to
each extract, and an aliquot of the extract is injected into the gas chromatograph. The analytes are separated
by the GC and detected by a high-resolution mass spectrometer. Two exact masses are monitored for each
analyte.
Resolution equal to or greater than or 10 000 is recommended. High-resolution gas chromatography/high-
resolution mass spectrometry at a resolution equal to or greater than 10 000 is, at present, required to achieve
13
adequate sensitivity and selectivity, and to allow the use of all C -labelled standards. Resolution in the
12
range of 6 000 to 10 000 should be acceptable if the absence of interferences has been documented. If a
determination of PCDD/PCDF homologue group totals is required, then a resolution of 10 000 is necessary. At
13
resolutions less than 10 000, some C -PCDFs interfere with native PCDDs of the same level of chlorination.
12
1) Florisil 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 2004 – All rights reserved
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ISO 18073:2004(E)
Table 1 — PCDDs and PCDFs analyzed by this method
CAS
PCDDs/PCDFs Labelled analogue CAS registry
registry
13
C -2,3,7,8-TCDD
2,3,7,8-TCDD 1746-01-6 12 76523-40-5
13
– – –
C -1,2,3,4-TCDD
12
Total TCDD 41903-57-5 – –
13
C -2,3,7,8-TCDF
2,3,7,8-TCDF 51207-31-9 89059-46-1
12
Total TCDF 55722-27-5 – –
13
C -1,2,3,7,8-PeCDD
1,2,3,7,8-PeCDD 40321-76-4 109719-79-1
12
Total PeCDD 36088-22-9 – –
13
1,2,3,7,8-PeCDF 57117-41-6 C -1,2,3,7,8-PeCDF 109719-77-9
12
13
C -2,3,4,7,8-PeCDF
2,3,4,7,8-PeCDF 57117-31-4 116843-02-8
12
Total PeCDF 30402-15-4 – –
13
C -1 2,3,4,7,8-HxCDD
1,2,3,4,7,8-HxCDD 39227-28-6 109719-80-4
12
13
C -1,2,3,6,7,8-HxCDD
1,2,3,6,7,8-HxCDD 57653-85-7 109719-81-5
12
13
1,2,3,7,8,9-HxCDD 19408-74-3 C -1,2,3,7,8,9-HxCDD 109719-82-6
12
Total HxCDD 34465-46-8 – –
13
C -1,2,3,4,7,8-HxCDF
1,2,3,4,7,8-HxCDF 70648-26-9 114423-98-2
12
13
C -1,2,3,6,7,8-HxCDF
1,2,3,6,7,8-HxCDF 57117-44-9 116843-03-9
12
13
1,2,3,7,8,9-HxCDF 72918-21-9 C -1,2,3,7,8,9-HxCDF 116843-04-0
12
13
C -2,3,4,6,7,8-HxCDF
2,3,4,6,7,8-HxCDF 60851-34-5 116843-05-1
12
Total HxCDF 55684-94-1 – –
13
C -1,2,3,4,6,7,8-HpCDD
1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 35822-46-9 109719-83-7
12
Total HpCDD 37871-00-4 – –
13
1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 67562-39-4 C -1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 109719-84-8
12
13
C -1,2,3,4,7,8,9-HpCDF
1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 55673-89-7 109719-94-0
12
Total HpCDF 38998-75-3 – –
13
C -OCDD
OCDD 3268-87-9 114423-97-1
12
13
C -OCDF
OCDF 39001-02-0 109719-78-0
12
4.4 Identification
An individual PCDD/PCDF is identified by comparing the GC retention time and the ion-abundance ratio of the
two exact masses monitored with the respective retention time of an authentic standard and the theoretical or
analytical ion-abundance ratio of the two exact masses.
The non-2,3,7,8-substituted isomers and congeners are identified by the agreement of their retention times
and ion-abundance ratios with accepted values within predefined limits.
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ISO 18073:2004(E)
4.5 Quantification
Quantitative analysis is performed using selected-ion monitoring (SIM) in one of three ways.
a) For the 2,3,7,8-substituted PCDDs/PCDFs for which labelled analogues have been added to the sample
(4.1), the isotope-dilution technique is used to calibrate the GC/MS system and to determine the
concentration of each compound.
b) For the 2,3,7,8-substituted PCDDs/PCDFs for which labelled analogues are not added to the samples
prior to extraction and for the labelled internal standards themselves, the internal-standard technique is
used to calibrate the GC/MS system and to determine the concentration of each compound.
c) For non-2,3,7,8-substituted isomers and for all isomers at a given level of chlorination (i.e. total TCDDs),
concentrations are determined using response factors from the calibration of the PCDDs/PCDFs at the
same level of chlorination.
4.6 Analytical quality
The quality of the analysis is assured through reproducible calibration and testing of the procedures for
extraction, clean-up, and GC/MS operation.
5 Contamination and interferences
5.1 Where possible, purify reagents by extraction or solvent rinse.
Solvents, reagents, glassware, and other sample processing hardware can yield artefacts and/or elevated
baselines causing misinterpretation of chromatograms. Specific selection of reagents and purification of
solvents by distillation in all-glass systems may be required.
5.2 Clean glassware such that the method blank requirements of this International Standard are met (9.4.3).
An example of a cleaning procedure is given in 5.2 a) to 5.2 c).
a) Disassemble glassware with removable parts, particularly separatory funnels with fluoropolymer
stopcocks, prior to washing with detergent. Rinse glassware with solvent and wash with a detergent
solution as soon after use as is practical. Sonication of glassware in a detergent solution for
approximately 30 s may aid in cleaning.
b) After washing with detergent, rinse glassware immediately, first with methanol, then with hot tap water.
The tap water rinse shall be followed by another methanol rinse, then acetone, and then dichloromethane.
c) Immediately prior to use, pre-extract the SoxhIet apparatus with toluene for approximately 3 h. Shake
separatory funnels with a dichloromethane/toluene mixture (80/20 by volume) for 2 min, drain, and then
shake with pure dichloromethane for 2 min.
Proper cleaning of glassware is extremely important, because glassware not only can contaminate the
samples but also can remove the analytes of interest by adsorption on the glass surface.
5.3 Demonstrate that all materials used in the analysis are free from interferences by running reference-
matrix method blanks initially and with each sample batch (samples, up to a maximum of 20, processed
through the extraction procedure on a given 12-h shift).
5.4 The reference matrix shall simulate, as closely as possible, the sample matrix under test. Ideally, the
reference matrix shall not contain the PCDDs/PCDFs in detectable amounts, but shall contain potential
interferents in the concentrations expected to be found in the samples to be analyzed.
6 © ISO 2004 – All rights reserved
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ISO 18073:2004(E)
Table 2 — Suggested quantitation relationships for individual PCDDs/PCDFs
a,b a,b
Minimum level Minimum level
Reference for retention time Relative
PCDDs/PCDFs in water in extract
a
and quantitation retention time
pg/l pg/µl
13
2,3,7,8-TCDF C-2,3,7,8-TCDF 0,999 to 1,003 10 0,5
12
13
2,3,7,8-TCDD C-2,3,7,8-TCDD 0,999 to 1,002 10 0,5
12
13
1,2,3,7,8-PeCDF
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 18073:2010
01-september-2010
.DNRYRVWYRGH'RORþHYDQMHWHWUDGRRNWDNORULUDQLKGLRNVLQRYLQIXUDQRY
0HWRGD]L]RWRSQLPUD]UHGþHQMHPLQSOLQVNRNURPDWRJUDILMRYLVRNHORþOMLYRVWL]
PDVQRVHOHNWLYQLPGHWHNWRUMHPYLVRNHORþOMLYRVWL +5*&+506
Water quality - Determination of tetra- to octa-chlorinated dioxins and furans - Method
using isotope dilution HRGC/HRMS
Qualité de l'eau - Dosage des dioxines et furanes tétra- à octachlorés - Méthode par
dilution d'isotopes HRGC/SMHR
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 18073:2004
ICS:
13.060.50 3UHLVNDYDYRGHQDNHPLþQH Examination of water for
VQRYL chemical substances
SIST ISO 18073:2010 en,fr
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO 18073:2010
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SIST ISO 18073:2010
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18073
First edition
2004-04-15
Water quality — Determination of tetra- to
octa-chlorinated dioxins and furans —
Method using isotope dilution
HRGC/HRMS
Qualité de l'eau — Dosage des dioxines et furanes tétra- à
octachlorés — Méthode par dilution d'isotopes HRGC/SMHR
Reference number
ISO 18073:2004(E)
©
ISO 2004
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ISO 18073:2004(E)
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ISO 18073:2004(E)
Contents Page
Foreword. v
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms, definitions and abbreviated terms. 2
3.1 Terms and definitions. 2
3.2 Abbreviated terms. 3
4 Principle. 4
4.1 Spiking and extraction. 4
4.2 Clean-up. 4
4.3 Concentration. 4
4.4 Identification. 5
4.5 Quantification. 6
4.6 Analytical quality. 6
5 Contamination and interferences. 6
6 Reagents and standards. 8
7 Apparatus and materials. 15
7.1 Water sample containers. 15
7.2 Equipment for sample preparation . 15
7.3 Extraction apparatus. 15
7.4 Filtration apparatus. 15
7.5 Clean-up apparatus. 16
7.6 Concentration apparatus. 16
7.7 Other equipment. 17
8 Sample collection, preservation, storage and holding times. 17
9 Quality assurance/quality control . 18
9.1 General. 18
9.2 Initial precision and recovery (IPR). 20
9.3 Spiking. 20
9.4 Method blanks. 21
9.5 Quality control check sample . 21
9.6 Method precision. 21
10 Calibration. 22
10.1 Operating conditions. 22
10.2 Mass spectrometer (MS) resolution . 23
10.3 QC limits and theoretical ion abundance ratios for standards . 25
10.4 Retention time. 25
10.5 Isomer specificity. 26
10.6 Calibration by isotope dilution . 27
10.7 Calibration by internal standard. 28
10.8 Combined calibration. 29
11 Sample preparation. 29
11.1 General. 29
11.2 Determination of suspended solids . 29
11.3 Preparation of aqueous samples containing 1 % or less by mass suspended solids . 30
12 Extraction and concentration . 31
12.1 Extraction of samples with no visible particulates .31
12.2 Soxhlet extraction of filters and/or disks . 31
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ISO 18073:2004(E)
12.3 Back-extraction with acid and base .32
12.4 Macro-concentration.33
12.5 Micro-concentration and solvent exchange .34
13 Extract clean-up.35
13.1 General.35
13.2 Gel-permeation chromatography (GPC) .35
13.3 Silica clean-up.36
13.4 Alumina clean-up.37
13.5 Carbon column.37
13.6 Florisil clean-up.38
14 HRGC/HRMS analysis.38
15 System and laboratory performance.38
15.1 General.38
15.2 MS resolution.38
15.3 Calibration verification.39
15.4 GC resolution.39
15.5 Blank.39
16 Qualitative determination.40
17 Quantitative determination.40
17.1 Concentration calculations for isotope dilution .40
17.2 Internal standard recovery and concentration calculations.41
17.3 Concentration in the aqueous sample .42
17.4 Toxicity equivalents (TEQs) .42
18 Analysis of complex samples .44
18.1 General.44
18.2 Recovery of internal standards.44
19 Results and reporting.45
Annex A (informative) Application of HRGC/HRMS .46
Annex B (informative) Interlaboratory trial data .51
Annex C (informative) Pollution prevention and waste management .56
Annex D (informative) Additional extraction and clean up techniques.57
Bibliography.61
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ISO 18073:2004(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. 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 document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 18073 was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 2, Physical,
chemical and biochemical methods.
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SIST ISO 18073:2010
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18073:2004(E)
Water quality — Determination of tetra- to octa-chlorinated
dioxins and furans — Method using isotope dilution
HRGC/HRMS
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory
practice. This standard does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with
its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
Attention is drawn to any relevant national safety regulations. The 2,3,7,8-chloro-substituted
PCDDs/PCDFs are among the most toxic of chemicals. All work with PCDDs/PCDFs requires, therefore,
the utmost care; the national safety measures which correspond to those for toxic substances shall
be strictly adhered to.
1 Scope
This International Standard specifies a method for the determination of tetra- to octa-chlorinated dibenzo-p-
dioxins (PCDDs) and dibenzofurans (PCDFs) in waters and waste waters (containing less than 1 % by mass
solids) using high-resolution gas chromatography/high-resolution mass spectrometry (HRGC/HRMS).
This International Standard is applicable to the seventeen 2,3,7,8-substituted PCDDs/PCDFs specified in
Table 1.
The detection limits and quantitation levels in this method are usually dependent on the level of interferences
rather than instrumental limitations. The minimum levels (MLs) specified in Table 2 are the levels at which the
PCDDs/PCDFs can be determined with no interferences present. The method detection limit (MDL) for
2,3,7,8-TCDD has been determined as 4,4 pg/l based on this method using a sample volume of 1 l. Lower
detection limits may be achieved by using a larger sample volume.
This method is “performance based”. The analyst is permitted to modify the method to overcome interferences
or lower the cost of measurements, provided that all performance criteria in this International Standard are
met. The requirements for establishing method equivalency are given in 9.1.2.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 5667-1, Water quality — Sampling — Part 1: Guidance on the design of sampling programmes
ISO 5667-2, Water quality — Sampling — Part 2: Guidance on sampling techniques
ISO 6879:1995, Air Quality — Performance characteristics and related concepts for air quality measuring
methods.
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SIST ISO 18073:2010
ISO 18073:2004(E)
3 Terms, definitions and abbreviated terms
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 6879:1995 and the following apply.
3.1.1
analyte
PCDD or PCDF tested for by this method
Note See Table 1 for a list of compounds.
3.1.2
calibration standard
solution prepared from a secondary standard and/or stock solutions and used to calibrate the response of the
instrument with respect to analyte concentration
3.1.3
calibration verification standard
midpoint calibration standard that is used to verify calibration
3.1.4
congener
any one of the 210 individual PCDDs/ PCDFs
3.1.5
internal standard
13
C -labelled 2,3,7,8-PCDD/PCDF analogue added to samples prior to extraction against which the
12
concentrations of native PCDDs and PCDFs are calculated
3.1.6
keeper
high boiling-point solvent added to the sampling standard solution
3.1.7
method blank
aliquot of reagent water that is treated exactly as a sample through the complete analytical procedure
including extraction, clean-up, identification and quantification including all the relevant reagents and materials
3.1.8
operational performance characteristics
influence of the physical and chemical environment and maintenance problems, for example; mains voltage,
temperature, supply of certain substances, set-up time, period of unattended operation
[See ISO 6879:1995]
3.1.9
pattern
chromatographic print of any series of PCDD/PCDF isomers
3.1.10
PCDD/PCDF isomers
PCDDs or PCDFs with identical chemical compositions but different structures
3.1.11
profile
graphic representation of the sums of the isomer concentrations of the PCDDs and the PCDFs
2 © ISO 2004 – All rights reserved
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SIST ISO 18073:2010
ISO 18073:2004(E)
3.1.12
recovery standard
13
C -labelled 2,3,7,8-chloro-substituted PCDD/PCDF, added before injection into the GC
12
3.1.13
spiking
13
addition of C -labelled PCDD/PCDF standards
12
3.1.14
statistical performance characteristics
quantification, for measured values, of the possible deviations resulting from the random part of the measuring
process, e.g. repeatability or instability
[See ISO 6879:1995]
3.2 Abbreviated terms
DCDPE decachlorodiphenyl ether
GC/MS gas chromatography/mass spectrometry
GPC gel-permeation chromatography
HpCDD heptachlorodibenzo-p-dioxin
HpCDF heptachlorodibenzofuran
HpCDPE heptachlorodiphenyl ether
HPLC high-performance liquid chromatography
HRGC high-resolution gas chromatography
HRMS high-resolution mass spectrometry
HxCDD hexachlorodibenzo-p-dioxin
HxCDF hexachlorodibenzofuran
HxCDPE hexachlorodiphenyl ether
MDL method detection limit
ML minimum level (see Table 2)
NCDPE nonachlorodiphenyl ether
OCDD octachlorodibenzo-p-dioxin
OCDF octachlorodibenzofuran
OCDPE octachlorodiphenyl ether
PCDD/PCDF polychlorinated dibenzo-p-dioxin/dibenzofuran
PeCDD pentachlorodibenzo-p-dioxin
PeCDF pentachlorodibenzofuran
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SIST ISO 18073:2010
ISO 18073:2004(E)
PTFE polytetrafluoroethylene
SIM selected ion monitoring
TCDD tetrachlorodibenzo-p-dioxin
TCDF tetrachlorodibenzofuran
TEF toxic equivalent factor
TEQ toxic equivalent
4 Principle
4.1 Spiking and extraction
Internal standards, analogues of the 2,3,7,8-substituted PCDDs/PCDFs labelled with a stable isotope (see
Table 1) in a suitable solvent such as acetone, are spiked into a 1 l aqueous sample containing less than 1 %
by mass solids. A minimum of one labelled standard per homologue group is used and the sample is
extracted by one of two procedures as specified in 4.1 a) or 4.1 b).
a) Samples containing no visible particles are extracted with dichloromethane in a separatory funnel or by
solid-phase extraction. The extract is concentrated for clean-up.
b) Samples containing visible particles are vacuum filtered through a glass-fibre filter. The filter is extracted
in a Soxhlet extractor using toluene and the filtrate is extracted with dichloromethane in a separatory
funnel. The dichloromethane extract is concentrated and combined with the Soxhlet extract prior to
clean-up.
Other solvents and extraction techniques may be substituted, provided that all the performance criteria can be
met.
4.2 Clean-up
After extraction, sample extracts are cleaned up to remove interfering components. Sample clean-ups may
1)
include back-extraction with acid and/or base, and gel-permeation, alumina, silica, Florisil or activated-
carbon chromatography.
4.3 Concentration
After clean-up, the extract is concentrated to near dryness. Prior to injection, recovery standards are added to
each extract, and an aliquot of the extract is injected into the gas chromatograph. The analytes are separated
by the GC and detected by a high-resolution mass spectrometer. Two exact masses are monitored for each
analyte.
Resolution equal to or greater than or 10 000 is recommended. High-resolution gas chromatography/high-
resolution mass spectrometry at a resolution equal to or greater than 10 000 is, at present, required to achieve
13
adequate sensitivity and selectivity, and to allow the use of all C -labelled standards. Resolution in the
12
range of 6 000 to 10 000 should be acceptable if the absence of interferences has been documented. If a
determination of PCDD/PCDF homologue group totals is required, then a resolution of 10 000 is necessary. At
13
resolutions less than 10 000, some C -PCDFs interfere with native PCDDs of the same level of chlorination.
12
1) Florisil 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 2004 – All rights reserved
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ISO 18073:2004(E)
Table 1 — PCDDs and PCDFs analyzed by this method
CAS
PCDDs/PCDFs Labelled analogue CAS registry
registry
13
C -2,3,7,8-TCDD
2,3,7,8-TCDD 1746-01-6 12 76523-40-5
13
– – –
C -1,2,3,4-TCDD
12
Total TCDD 41903-57-5 – –
13
C -2,3,7,8-TCDF
2,3,7,8-TCDF 51207-31-9 89059-46-1
12
Total TCDF 55722-27-5 – –
13
C -1,2,3,7,8-PeCDD
1,2,3,7,8-PeCDD 40321-76-4 109719-79-1
12
Total PeCDD 36088-22-9 – –
13
1,2,3,7,8-PeCDF 57117-41-6 C -1,2,3,7,8-PeCDF 109719-77-9
12
13
C -2,3,4,7,8-PeCDF
2,3,4,7,8-PeCDF 57117-31-4 116843-02-8
12
Total PeCDF 30402-15-4 – –
13
C -1 2,3,4,7,8-HxCDD
1,2,3,4,7,8-HxCDD 39227-28-6 109719-80-4
12
13
C -1,2,3,6,7,8-HxCDD
1,2,3,6,7,8-HxCDD 57653-85-7 109719-81-5
12
13
1,2,3,7,8,9-HxCDD 19408-74-3 C -1,2,3,7,8,9-HxCDD 109719-82-6
12
Total HxCDD 34465-46-8 – –
13
C -1,2,3,4,7,8-HxCDF
1,2,3,4,7,8-HxCDF 70648-26-9 114423-98-2
12
13
C -1,2,3,6,7,8-HxCDF
1,2,3,6,7,8-HxCDF 57117-44-9 116843-03-9
12
13
1,2,3,7,8,9-HxCDF 72918-21-9 C -1,2,3,7,8,9-HxCDF 116843-04-0
12
13
C -2,3,4,6,7,8-HxCDF
2,3,4,6,7,8-HxCDF 60851-34-5 116843-05-1
12
Total HxCDF 55684-94-1 – –
13
C -1,2,3,4,6,7,8-HpCDD
1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 35822-46-9 109719-83-7
12
Total HpCDD 37871-00-4 – –
13
1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 67562-39-4 C -1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 109719-84-8
12
13
C -1,2,3,4,7,8,9-HpCDF
1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 55673-89-7 109719-94-0
12
Total HpCDF 38998-75-3 – –
13
C -OCDD
OCDD 3268-87-9 114423-97-1
12
13
C -OCDF
OCDF 39001-02-0 109719-78-0
12
4.4 Identification
An individual PCDD/PCDF is identified by comparing the GC retention time and the ion-abundance ratio of the
two exact masses monitored with the respective retention time of an authentic standard and the theoretical or
analytical ion-abundance ratio of the two exact masses.
The non-2,3,7,8-substituted isomers and congeners are identified by the agreement of their retention times
and ion-abundance ratios with accepted values within predefined limits.
© ISO 2004 – All rights reserved 5
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SIST ISO 18073:2010
ISO 18073:2004(E)
4.5 Quantification
Quantitative analysis is performed using selected-ion monitoring (SIM) in one of three ways.
a) For the 2,3,7,8-substituted PCDDs/PCDFs for which labelled analogues have been added to the sample
(4.1), the isotope-dilution technique is used to calibrate the GC/MS system and to determine the
concentration of each compound.
b) For the 2,3,7,8-substituted PCDDs/PCDFs for which labelled analogues are not added to the samples
prior to extraction and for the labelled internal standards themselves, the internal-standard technique is
used to calibrate the GC/MS system and to determine the concentration of each compound.
c) For non-2,3,7,8-substituted isomers and for all isomers at a given level of chlorination (i.e. total TCDDs),
concentrations are determined using response factors from the calibration of the PCDDs/PCDFs at the
same level of chlorination.
4.6 Analytical quality
The quality of the analysis is assured through reproducible calibration and testing of the procedures for
extraction, clean-up, and GC/MS operation.
5 Contamination and interferences
5.1 Where possible, purify reagents by extraction or solvent rinse.
Solvents, reagents, glassware, and other sample processing hardware can yield artefacts and/or elevated
baselines causing misinterpretation of chromatograms. Specific selection of reagents and purification of
solvents by distillation in all-glass systems may be required.
5.2 Clean glassware such that the method blank requirements of this International Standard are met (9.4.3).
An example of a cleaning procedure is given in 5.2 a) to 5.2 c).
a) Disassemble glassware with removable parts, particularly separatory funnels with fluoropolymer
stopcocks, prior to washing with detergent. Rinse glassware with solvent and wash with a detergent
solution as soon after use as is practical. Sonication of glassware in a detergent solution for
approximately 30 s may aid in cleaning.
b) After washing with detergent, rinse glassware immediately, first with methanol, then with hot tap water.
The tap water rinse shall be followed by another methanol rinse, then acetone, and then dichloromethane.
c) Immediately prior to use, pre-extract the SoxhIet apparatus with toluene for approximately 3 h. Shake
separatory funnels with a dichloromethane/toluene mixture (80/20 by volume) for 2 min, drain, and then
shake with pure dic
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18073
Première édition
2004-04-15
Qualité de l'eau — Dosage des dioxines
et furanes tétra- à octachlorés —
Méthode par dilution d'isotopes
HRGC/SMHR
Water quality — Determination of tetra- to octa-chlorinated dioxins and
furans — Method using isotope dilution HRGC/HRMS
Numéro de référence
ISO 18073:2004(F)
©
ISO 2004
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ISO 18073:2004(F)
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Publié en Suisse
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ISO 18073:2004(F)
Sommaire Page
Avant-propos. v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes, définitions et termes abrégés . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Termes abrégés. 3
4 Principe. 4
4.1 Dopage et extraction. 4
4.2 Purification. 4
4.3 Concentration. 5
4.4 Identification. 6
4.5 Quantification. 6
4.6 Qualité de l’analyse. 6
5 Contamination et interférences . 6
6 Réactifs et étalons. 7
7 Appareillage et matériels. 16
7.1 Bouteilles d'échantillons d'eau. 16
7.2 Matériel pour la préparation des échantillons . 16
7.3 Extracteur. 16
7.4 Appareil de filtration . 16
7.5 Appareil de purification. 17
7.6 Appareil de concentration. 17
7.7 Autre matériel. 18
8 Prélèvement, préservation, stockage et durée de conservation des échantillons . 19
9 Assurance qualité/contrôle qualité . 19
9.1 Généralités. 19
9.2 Test initial de fidélité et de rendement (IPR) . 21
9.3 Dopage. 21
9.4 Blancs de méthode . 22
9.5 Échantillon témoin de contrôle de la qualité. 23
9.6 Fidélité de la méthode . 23
10 Étalonnage. 23
10.1 Conditions de fonctionnement . 23
10.2 Résolution du spectromètre de masse (MS). 24
10.3 Valeurs limites pour le contrôle qualité et rapports théoriques isotopiques des ions . 26
10.4 Temps de rétention . 27
10.5 Résolution spécifique des isomères. 28
10.6 Étalonnage par dilution isotopique. 29
10.7 Étalonnage par étalon interne . 30
10.8 Étalonnage combiné. 31
11 Préparation des échantillons. 31
11.1 Généralités. 31
11.2 Détermination des matières solides en suspension . 32
11.3 Préparation des échantillons aqueux contenant jusqu’à 1 % de matières solides en
suspension . 32
12 Extraction et concentration. 33
12.1 Extraction des échantillons aqueux exempts de particules visibles . 33
© ISO 2004 – Tous droits réservés iii
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ISO 18073:2004(F)
12.2 Extraction Soxhlet des filtres et/ou des disques .34
12.3 Extraction inverse acide et basique .35
12.4 Macroconcentration.35
12.5 Microconcentration et changement de solvant.37
13 Purification de l’extrait.38
13.1 Généralités.38
13.2 Chromatographie par perméation sur gel (GPC) .38
13.3 Purification sur silice.39
13.4 Purification sur alumine.40
13.5 Colonne de charbon.40
13.6 Purification sur Florisil .41
14 Analyse par HRGC/HRMS.41
15 Performances du système et du laboratoire .41
15.1 Généralités.41
15.2 Résolution de la spectrométrie de masse .42
15.3 Vérification de l’étalonnage.42
15.4 Résolution GC.42
15.5 Blanc.42
16 Analyse qualitative.43
17 Analyse quantitative.43
17.1 Quantification par dilution isotopique .43
17.2 Rendement des étalons internes et calculs des concentrations .44
17.3 Concentration dans l’échantillon aqueux.45
17.4 Équivalents toxiques (TEQ).45
18 Analyse des échantillons complexes.48
18.1 Généralités.48
18.2 Rendement des étalons internes.48
19 Présentation des résultats .48
Annexe A (informative) Utilisation de la chromatographie en phase gazeuse haute
résolution/spectrométrie de masse basse résolution (HRGC/SMHR) .50
Annexe B (informative) Résultats d’essai interlaboratoire.56
Annexe C (informative) Prévention de la pollution et gestion des déchets.61
Annexe D (informative) Autres techniques d’extraction et de purification.62
Bibliographie.66
iv © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 18073:2004(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. 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 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.
L'ISO 18073 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau, sous-comité SC 2,
Méthodes physiques, chimiques et biochimiques.
© ISO 2004 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 18073:2004(F)
Qualité de l'eau — Dosage des dioxines et furanes tétra- à
octachlorés — Méthode par dilution d'isotopes HRGC/SMHR
AVERTISSEMENT — Il convient que les personnes ayant recours à la présente Norme internationale
connaissent bien les pratiques habituelles de laboratoire. Elle ne prétend pas aborder tous les
problèmes de sécurité, s’il en est, associés à son utilisation. C’est à l’utilisateur d’établir les règles de
sécurité et d’hygiène appropriées et de garantir la conformité aux conditions fixées par toute
réglementation nationale.
Il est rappelé qu’il convient de tenir compte de toute réglementation nationale applicable en matière de
sécurité. Les PCDD/PCDF chlorosubstitués en positions 2,3,7,8 sont parmi les composés chimiques
les plus toxiques qui soient. Tout travail effectué sur ces composés exige donc la plus grande
attention; les mesures nationales de sécurité correspondant aux substances les plus toxiques doivent
être strictement observées.
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode pour la détermination des dibenzo-p-dioxines (PCDD)
et des dibenzofuranes (PCDF) tétra- à octachlorés dans les eaux et les eaux usées (qui contiennent moins de
1 % de matières solides) par chromatographie en phase gazeuse haute résolution/spectrométrie de masse
haute résolution (HRGC/SMHR).
La présente Norme internationale s’applique aux dix-sept PCDD/PCDF substitués en positions 2,3,7,8
spécifiés dans le Tableau 1.
Les limites de détection et les niveaux de quantification de la présente méthode dépendent généralement du
niveau des interférences plutôt que des limitations liées aux instruments. Les limites minimales (ML)
spécifiées dans le Tableau 2 sont les limites auxquelles les PCDD/PCDF peuvent être déterminés en
l'absence d’interférences. La limite de détection de la méthode (MDL) pour la 2,3,7,8-TCDD a été déterminée
à 4,4 pg/l à l’aide de la présente méthode sur la base d’un volume d’échantillon de 1 l. Il est possible d’obtenir
des niveaux inférieurs de détection en utilisant un volume d’échantillon plus important.
Cette méthode repose sur les performances. L’analyste est autorisé à la modifier pour venir à bout des
interférences ou réduire le coût des mesurages, à condition toutefois que les critères de performance de la
présente Norme internationale soient respectés. Les exigences pour la validation d'une méthode équivalente
sont données en 9.1.2.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour 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 3696:1987, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 5667-1, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 1: Guide général pour l'établissement des
programmes d'échantillonnage
ISO 5667-2, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 2: Guide général sur les techniques
d'échantillonnage
ISO 6879:1995, Qualité de l'air — Caractéristiques de fonctionnement et concepts connexes pour les
méthodes de mesurage de la qualité de l'air
© ISO 2004 – Tous droits réservés 1
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ISO 18073:2004(F)
3 Termes, définitions et termes abrégés
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 6879;1995 et les suivants
s’appliquent.
3.1.1
analyte
PCDD ou PCDF mesurés à l’aide de la présente méthode
NOTE Une liste de composés est donnée au Tableau 1.
3.1.2
solution d’étalonnage
solution préparée à partir d’un étalon secondaire et/ou de solutions mères, et utilisée pour étalonner la
réponse de l’instrument en fonction de la concentration d’analytes
3.1.3
solution de vérification de l’étalonnage
solution d’étalonnage intermédiaire utilisée pour vérifier l’étalonnage
3.1.4
congénère
chacun des 210 PCDD et PCDF individuels
3.1.5
étalon interne
13
homologue des PCDD/PCDF substitués en positions 2,3,7,8 marqué au C , qui est ajouté aux échantillons
12
avant l’extraction et par rapport auquel les concentrations des PCDD et PCDF natifs sont calculées
3.1.6
solvant de garde
solvant à haut point d’ébullition ajouté à la solution d’étalons de prélèvement
3.1.7
blanc de méthode
partie aliquote d’eau pure traitée exactement comme un échantillon selon le mode opératoire d’analyse
comprenant l’extraction, la purification, l’identification et la quantification, et impliquant tous les réactifs et
matériels de laboratoire nécessaires
3.1.8
caractéristiques de fonctionnement opérationnelles
influence de l’environnement physique et chimique et des problèmes d’entretien, par exemple tension du
secteur, température, approvisionnement de certaines substances, temps de démarrage, période de
fonctionnement sans intervention
[Voir l'ISO 6879:1995]
3.1.9
empreinte
tracé impression chromatographique de toute série d’isomères de PCDD/PCDF
3.1.10
isomères de PCDD/PCDF
PCDD ou PCDF de composition chimique identique mais de structure différente
3.1.11
profil
représentation graphique des sommes des concentrations des isomères des PCDD et PCDF
2 © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 18073:2004(F)
3.1.12
étalon interne de rendement
13
PCDD/PCDF chlorosubstitué en positions 2,3,7,8 et marqué au C , ajouté avant l’injection dans le
12
chromatographe
3.1.13
dopage
13
addition d’étalons des PCDD/PCDF marqués au C
12
3.1.14
caractéristiques de fonctionnement statistiques
quantification, pour les valeurs mesurées, des éventuels écarts aléatoires de la mesure, par exemple, la
répétabilité ou l’instabilité
[Voir l'ISO 6879:1995]
3.2 Termes abrégés
DCDPE éther de décachlorodiphényle
GC/MS chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse
GPC chromatographie par perméation sur gel ou chromatographie d'exclusion
HpCDD heptachlorodibenzo-p-dioxine
HpCDF heptachlorodibenzofurane
HpCDPE éther d’heptachlorodiphényle
HPLC chromatographie en phase liquide haute performance
HRGC chromatographie en phase gazeuse haute résolution
HxCDD hexachlorodibenzo-p-dioxine
HxCDF hexachlorodibenzofurane
HxCDPE éther d’hexachlorodiphényle
MDL limite de détection de la méthode
ML limite minimum (voir Tableau 2)
NCDPE éther de nonachlorodiphényle
OCDD octachlorodibenzo-p-dioxine
OCDF octachlorodibenzofurane
OCDPE éther d’octachlorodiphényle
PCDD/PCDF dibenzo-p-dioxine/dibenzofurane polychloré
PeCDD pentachlorodibenzo-p-dioxine
PeCDF pentachlorodibenzofurane
PTFE polytétrafluoroéthylène
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ISO 18073:2004(F)
SIM acquisition en mode scrutation d’ions spécifiques
SMHR spectrométrie de masse haute résolution
TCDD tétrachlorodibenzo-p-dioxine
TCDF tétrachlorodibenzofurane
TEF facteur de toxicité équivalent
TEQ équivalent toxique
4 Principe
4.1 Dopage et extraction
Des étalons internes, analogues à ceux qui sont marqués par des isotopes stables des PCDD/PCDF
substitués en positions 2,3,7,8 (voir Tableau 1), en solution dans un solvant approprié tel que l’acétone, sont
ajoutés à un échantillon aqueux de 1 l (un échantillon contenant moins de 1 % de matières solides). On utilise
au moins un étalon marqué par série d’homologues et l’échantillon est extrait à l’aide de l’un des deux modes
opératoires spécifiés de 4.1 a) ou 4.1 b).
a) Les échantillons ne contenant aucune particule visible sont extraits avec du dichlorométhane dans une
ampoule à décanter ou par extraction en phase solide. L’extrait est concentré pour être purifié.
b) Les échantillons contenant des particules visibles sont filtrés sous vide à l’aide d’un filtre en fibre de verre.
Le filtre est extrait dans un extracteur Soxhlet à l’aide de toluène, et le filtrat est extrait avec du
dichlorométhane dans une ampoule à décanter. L’extrait de dichlorométhane est concentré et combiné à
l’extrait Soxhlet avant purification.
Il est possible d’utiliser d’autres solvants et d’autres techniques d’extraction pourvu que tous les critères de
performance puissent être satisfaits.
4.2 Purification
Après extraction, les extraits de l’échantillon sont purifiés afin d’en supprimer les composants interférents. La
purification de l’échantillon peut prendre la forme d’une réextraction inverse acide et/ou basique et d’une
1)
chromatographie par perméation sur gel, sur alumine, sur silice, sur Florisil et sur charbon actif.
1) Le Florisil est un exemple de produit approprié disponible sur le marché. Cette information est donnée à l'intention des
utilisateurs de la présente Norme internationale et ne signifie nullement que l'ISO approuve ou recommande l'emploi
exclusif du produit ainsi désigné.
4 © ISO 2004 – Tous droits réservés
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ISO 18073:2004(F)
Tableau 1 — PCDD et PCDF déterminés par la présente méthode
PCDD/PCDF Numéro CAS Homologue marqué Numéro CAS
13
2,3,7,8-TCDD 1746-01-6 C-2,3,7,8-TCDD 76523-40-5
12
13
— — C-1,2,3,4-TCDD —
12
Somme des TCDD 41903-57-5 — —
13
2,3,7,8-TCDF 51207-31-9 C-2,3,7,8-TCDF 89059-46-1
12
Somme des TCDF 55722-27-5 — —
13
1,2,3,7,8-PeCDD 40321-76-4 C-1,2,3,7,8-PeCDD 109719-79-1
12
Somme des PeCDD 36088-22-9 — —
13
1,2,3,7,8-PeCDF 57117-41-6 C-1,2,3,7,8-PeCDF 109719-77-9
12
13
2,3,4,7,8-PeCDF 57117-31-4 C-2,3,4,7,8-PeCDF 116843-02-8
12
Somme des PeCDF 30402-15-4 — —
13
1,2,3,4,7,8-HxCDD 39227-28-6 C -1 2,3,4,7,8-HxCDD 109719-80-4
12
13
1,2,3,6,7,8-HxCDD 57653-85-7 C -1,2,3,6,7,8-HxCDD 109719-81-5
12
13
1,2,3,7,8,9-HxCDD 19408-74-3 C -1,2,3,7,8,9-HxCDD 109719-82-6
12
Somme des HxCDD 34465-46-8 — —
13
1,2,3,4,7,8-HxCDF 70648-26-9 C -1,2,3,4,7,8-HxCDF 114423-98-2
12
13
1,2,3,6,7,8-HxCDF 57117-44-9 C -1,2,3,6,7,8-HxCDF 116843-03-9
12
13
1,2,3,7,8,9-HxCDF 72918-21-9 C -1,2,3,7,8,9-HxCDF 116843-04-0
12
13
2,3,4,6,7,8-HxCDF 60851-34-5 C -2,3,4,6,7,8-HxCDF 116843-05-1
12
Somme des HxCDF 55684-94-1 — —
13
1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 35822-46-9 C -1,2,3,4,6,7,8-HpCDD 109719-83-7
12
Somme des HpCDD 37871-00-4 — —
13
1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 67562-39-4 C -1,2,3,4,6,7,8-HpCDF 109719-84-8
12
13
1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 55673-89-7 C -1,2,3,4,7,8,9-HpCDF 109719-94-0
12
Somme des HpCDF 38998-75-3 — —
13
OCDD 3268-87-9 C-OCDD 114423-97-1
12
13
OCDF 39001-02-0 C-OCDF 109719-78-0
12
4.3 Concentration
Une fois purifié, l’extrait est concentré jusqu’à une quasi-siccité. Avant l’injection, des étalons internes de
rendement sont ajoutés à chaque extrait, et une partie aliquote de l’extrait est injectée dans le
chromatographe en phase gazeuse. Les analytes sont séparés par chromatographie en phase gazeuse et
détectés par spectrométrie de masse haute résolution. Deux ions de masses exactes par analyte sont scrutés.
Il est recommandé d’utiliser une résolution supérieure ou égale à 10 000. Pour obtenir une sensibilité et une
13
sélectivité adéquates et permettre l’utilisation de tous les étalons marqués au C , il est actuellement
12
indispensable que la résolution de la chromatographie haute résolution/spectrométrie de masse haute
résolution soit supérieure ou égale à 10 000. Une résolution comprise entre 6 000 et 10 000 devrait être
acceptable si l’absence d’interférences est démontrée. Si la détermination des sommes des séries
d’homologues de PCDD/PCDF est requise, une résolution de 10 000 est nécessaire. À des résolutions
13
inférieures à 10 000, certains PCDF marqués au C interfèrent avec les PCDD natifs de même niveau de
12
chloration.
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ISO 18073:2004(F)
4.4 Identification
Chaque PCDD/PCDF individuel est identifié par comparaison du temps de rétention obtenu par
chromatographie en phase gazeuse avec celui d'un étalon et du rapport isotopique des deux ions de masses
exactes scrutés avec le rapport théorique ou celui obtenu pour l'étalon.
Les congénères et isomères substitués en positions autre que 2,3,7,8 sont identifiés lorsque les temps de
rétention et les rapports isotopiques des ions coïncident avec des limites prédéfinies.
4.5 Quantification
L’analyse quantitative est effectuée à l’aide des aires de l’acquisition en mode scrutation d’ions spécifiques
(SIM), selon l’une des trois méthodes énumérées ci-après.
a) Pour les PCDD/PCDF substitués en positions 2,3,7,8 pour lesquels des homologues marqués ont été
ajoutés à l’échantillon (4.1), le système GC/SM est étalonné et la concentration de chaque composé est
déterminée à l’aide de la technique de la dilution isotopique.
b) Pour les PCDD/PCDF substitués en positions 2,3,7,8 pour lesquels aucun homologue marqué n’est
ajouté aux échantillons avant l’extraction et pour les étalons internes marqués, le système GC/SM est
étalonné et la concentration de chaque composé est déterminée à l’aide de la méthode des étalons
internes.
c) Pour les isomères substitués en positions autre que 2,3,7,8 et pour tous les isomères d’un niveau donné
de chloration (c’est-à-dire, les TCDD totales), les concentrations sont déterminées à l’aide des facteurs
de réponse obtenus par étalonnage des PCDD/PCDF de même niveau de chloration.
4.6 Qualité de l’analyse
La qualité de l’analyse est assurée par la reproductibilité des étalonnages et par des essais de mise en œuvre
d’extraction, de purification et de fonctionnement des systèmes GC/SM.
5 Contamination et interférences
5.1 Lorsque cela est possible, nettoyer les réactifs par extraction ou les rincer avec un solvant.
Les solvants, les réactifs, la verrerie et autre matériel de traitement des échantillons peuvent produire des
artéfacts et/ou des lignes de base élevées entraînant une interprétation erronée des chromatogrammes. Il
peut être nécessaire de choisir des réactifs spécifiques et de purifier les solvants par distillation da
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.