ISO 15681-1:2003

NORME ISO
INTERNATIONALE 15681-1
Première édition
2003-12-15
Qualité de l'eau — Dosage des
orthophosphates et du phosphore total
par analyse en flux (FIA et CFA) —
Partie 1:
Méthode par analyse avec injection
en flux (FIA)
Water quality — Determination of orthophosphate and total phosphorus
contents by flow analysis (FIA and CFA) —
Part 1: Method by flow injection analysis (FIA)

Numéro de référence
©
ISO 2003
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Interférences. 2
3.1 Interférences générales. 2
3.2 Interférences sur le dosage du phosphore total . 2
4 Principe. 2
4.1 Dosage des orthophosphates . 2
4.2 Phosphore total avec digestion manuelle. 3
5 Réactifs. 3
6 Appareillage. 6
6.1 Analyse avec injection en flux (FIA). 6
6.2 Appareillage supplémentaire. 7
6.3 Appareillage supplémentaire pour le dosage du phosphore total . 7
7 Échantillonnage et préparation de l'échantillon . 7
8 Mode opératoire. 7
8.1 Préparation pour l'analyse . 7
8.2 Contrôles des performances de l'instrument . 8
8.3 Contrôle du réactif à blanc. 8
8.4 Étalonnage. 8
8.5 Vérification de l’efficacité de la digestion pour le dosage du phosphore total. 9
8.6 Mesurage. 9
8.7 Arrêt du dispositif . 9
9 Calcul des résultats . 9
10 Expression des résultats. 10
11 Rapport d'essai. 10
Annexe A (informative) Exemple de dispositif FIA . 11
Annexe B (informative) Fidélité et exactitude. 12
Annexe C (informative) Dosage des orthophosphates-P et du phosphore total par FIA,
avec réduction par l'acide ascorbique. 14
Annexe D (informative) Remplacement du sulfate d’hydrazine par le DEHA
(N,N-diéthylhydroxylamine) . 20
Bibliographie . 21

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 15681-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau, sous-comité SC 2,
Méthodes physiques, chimiques et biochimiques.
L'ISO 15681 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Qualité de l'eau — Dosage des
orthophosphates et du phosphore total par analyse en flux (FIA et CFA):
 Partie 1: Méthode par analyse avec injection en flux (FIA)
 Partie 2: Méthode par analyse en flux continu (CFA)
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Introduction
Les méthodes de détermination de la qualité de l’eau par analyse en flux permettent l’automatisation des
modes opératoires en chimie humide, et conviennent tout particulièrement au traitement de nombreux
analytes dans l’eau en grandes séries d’échantillons à une fréquence d’analyse élevée.
[1], [2]
L'analyse peut être effectuée par analyse avec injection en flux (FIA) ou par analyse en flux continu
[3]
(CFA) . Ces deux méthodes ont en commun le dosage automatique de l'échantillon dans un dispositif en
flux («manifold») dans lequel l’analyte de l'échantillon réagit avec les solutions de réactifs au cours de sa
circulation dans le manifold. La préparation de l'échantillon peut être intégrée dans le manifold. La quantité de
produit de réaction est mesurée dans un détecteur à flux (par exemple un photomètre à flux). La présente
partie de l’ISO 15681 traite de la méthode par FIA.
Il convient que l’utilisateur de la présente partie de l’ISO 15681 étudie s’il sera nécessaire, pour des
problèmes particuliers, de spécifier des conditions particulières supplémentaires, et dans quelle mesure.

NORME INTERNATIONALE ISO 15681-1:2003(F)

Qualité de l'eau — Dosage des orthophosphates et du
phosphore total par analyse en flux (FIA et CFA) —
Partie 1:
Méthode par analyse avec injection en flux (FIA)
AVERTISSEMENT — Il convient que les personnes utilisant la présente partie de l’ISO 15681 soient
familières avec les pratiques courantes de laboratoire. La présente partie de l’ISO 15681 ne prétend
pas aborder tous les éventuels problèmes de sécurité liés à son utilisation. Il est de la responsabilité
de l’utilisateur d’établir des pratiques de santé et de sécurité appropriées et de s’assurer de la
conformité aux exigences réglementaires nationales. Il convient d’éliminer de manière appropriée les
solutions de rejet de molybdate et d'antimoine. Il est absolument essentiel que les essais réalisés
conformément à la présente partie de l’ISO 15681 soient effectués par un personnel convenablement
qualifié.
1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 15681 spécifie des méthodes par analyse avec injection en flux (FIA) pour le
dosage des orthophosphates dans le domaine de concentrations en masse allant de 0,01 mg/l à 1,0 mg/l (P),
[5], [6]
et pour le dosage du phosphore total par digestion manuelle conformément à l'ISO 6878 pour le
domaine de concentrations en masse allant de 0,1 mg/l à 10 mg/l (P). Il est possible de modifier le domaine
d'application en faisant varier les conditions opératoires.
La présente partie de l’ISO 15681 est applicable à différents types d'eau (tels que eau souterraine, eau
potable, eau de surface, lixiviats et eaux usées).
La présente méthode est également applicable à l'analyse de l'eau de mer moyennant une modification de la
sensibilité et une adaptation des solutions vecteurs et des solutions d'étalonnage à la salinité des
échantillons.
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, 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 5667-3, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 3: Lignes directrices pour la conservation et la
manipulation des échantillons d’eau
1)
ISO 6878:— , Qualité de l'eau — Dosage du phosphore — Méthode spectrométrique au molybdate
d'ammonium
ISO 8466-1, Qualité de l'eau — Étalonnage et évaluation des méthodes d'analyse et estimation des
caractères de performance — Partie 1: Évaluation statistique de la fonction linéaire d'étalonnage
3 Interférences
3.1 Interférences générales
L'ISO 6878:—, Annexe B donne une liste des interférences générales. En outre, ou contrairement à la norme
citée, les recommandations suivantes s'appliquent.
a) L’arséniate provoque d’importantes interférences. 100 µg/l de As, sous forme d’arséniate, donne une
réponse comparable à environ 30 µg/l (P).
b) Si la concentration en silicates dans les échantillons est inférieure ou égale à 60 fois la concentration en
phosphore, les interférences par le silicate sont négligeables.
c) L'interférence des fluorures est significative au-delà de 50 mg/l.
d) L'interférence des nitrites est significative au-delà de 5 mg/l. L’interférence peut être éliminée en acidifiant
les échantillons après leur prélèvement.
e) Pour les échantillons contenant de fortes concentrations en agents oxydants, la quantité de réactif de
réduction ajoutée peut être insuffisante. Dans ce cas, il est conseillé d’éliminer le matériau oxydant avant
la digestion.
f) L’auto-absorption de l’échantillon peut être compensée par mesurage, en plus du signal de l’échantillon
(8.6), du signal de l’échantillon sans l’ajout du mélange de réactifs. Dans ce cas, la différence entre les
deux réponses est utilisée pour l’évaluation (voir l’Article 9).
3.2 Interférences sur le dosage du phosphore total
Les interférences des silicates, nitrites, fluorures et du fer décrites pour le dosage des orthophosphates ne
sont généralement pas observées en raison de la pré-digestion et de la gamme d'analyse plus élevée.
L’efficacité de la digestion peut être affectée par des échantillons d'eau ayant une valeur de demande
chimique en oxygène (DCO) égale à plus de 10 fois la concentration la plus élevée des solutions d'étalonnage
(5.16). Dans ce cas, il convient de diluer l’échantillon.
4 Principe
4.1 Dosage des orthophosphates
L'échantillon est injecté dans un flux vecteur, qui est mélangé avec une solution acide de molybdate
d’ammonium.
L’acide molybdophosphorique qui en résulte est ensuite réduit par le chlorure d’étain(II) en bleu de
[4], [5]
molybdène .
1) À publier.
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4.2 Phosphore total avec digestion manuelle
Les composés phosphorés de l'échantillon sont oxydés manuellement avec une solution de peroxodisulfate
de potassium, conformément à l'ISO 6878. Les orthophosphates obtenus sont déterminés par réaction au
[5], [6]
bleu de molybdène, comme indiqué en 4.1 .
5 Réactifs
Utiliser des produits chimiques de qualité analytique, sauf spécification contraire. La valeur à blanc en
phosphate doit être vérifiée (voir 8.3).
Dégazer soigneusement toutes les solutions vecteurs et les solutions de réactifs pour les dosages FIA avant
utilisation, par exemple par filtration sous vide ou en purgeant avec de l’hélium (pendant au moins 10 min).
5.1 Eau, conforme à la qualité 1 de l'ISO 3696.
5.2 Acide sulfurique, H SO .
2 4
5.2.1 Acide sulfurique (I), ρ = 1,84 g/ml, 98 % (fraction massique).
5.2.2 Acide sulfurique (II), c(H SO ) = 2,45 mol/l.
2 4
Dans environ 800 ml d'eau (5.1), ajouter doucement, tout en agitant, 136 ml d'acide sulfurique (I) (5.2.1).
Laisser refroidir et compléter à 1 000 ml avec de l'eau (5.1).
5.3 Heptamolybdate d'ammonium tétrahydraté, (NH ) Mo O ,4H O.
4 6 7 24 2
5.4 Sulfate d’hydrazine, N H SO .
2 6 4
5.5 Chlorure d’étain(II) dihydraté, SnCl ,2H O.
2 2
5.6 Peroxodisulfate de potassium, K S O .
2 2 8
5.7 Dihydrogénophosphate de potassium, KH PO , séché à (105 ± 5) °C jusqu’à masse constante.
2 4
5.8 Pyrophosphate de potassium, K P O .
4 2 7
5.9 Composés organophosphorés, pour contrôler la digestion.
5.9.1 Pyridoxal-5-phosphate monohydraté, C H NO P,H O ou bien
8 10 6 2
5.9.2 Phénylphosphate disodique, C H Na PO .
6 5 2 4
5.10 Solution de molybdate (R1 à la Figure A.1).
Dissoudre 35 ml d’acide sulfurique (I) (5.2.1) et 10 g d’heptamolybdate d'ammonium tétrahydraté (5.3) dans
environ 800 ml d’eau (5.1), laisser refroidir et compléter à 1 000 ml.
La solution est stable pendant 3 mois lorsqu’elle est conservée à température ambiante.
5.11 Réactif au chlorure d’étain(II) (R2 à la Figure A.1).
Dissoudre 28 ml d’acide sulfurique (I) (5.2.1), 200 mg de chlorure d’étain(II) (5.5) et 2 g de sulfate d’hydrazine
(5.4) dans environ 800 ml d’eau (5.1), laisser refroidir et compléter à 1 000 ml. Conserver à (4 ± 2) °C.
La solution est stable pendant une semaine lorsqu‘elle est conservée à (4 ± 2) °C.
NOTE Il est possible d’utiliser la N,N-diéthylhydroxylamine, DEHA (voir l’Annexe D), au lieu de sulfate d’hydrazine
(5.4). Cette modification n’a pas été validée lors de l’essai interlaboratoire cité en Annexe B.
5.12 Solutions vecteurs
5.12.1 Solution vecteur I, pour le dosage des orthophosphates (C1 à la Figure A.1).
La solution vecteur I est l’eau (5.1).
5.12.2 Solution vecteur II, pour le dosage du phosphore total après digestion manuelle (C1 à la Figure A.1).
Ajouter 5 ml d'acide sulfurique (I) (5.2.1) à 1 000 ml d'eau (5.1), puis mélanger.
5.13 Solution mère I d'orthophosphate, ρ = 50,0 mg/l (P).
Dissoudre (220 ± 1) mg de dihydrogénophosphate de potassium (5.7) dans de l'eau (5.1), puis compléter à
1 000 ml. Conserver dans une bouteille en verre hermétique.
La solution est stable pendant deux mois si elle est conservée à (4 ± 2) °C.
5.14 Solution mère II d'orthophosphate, ρ = 10,0 mg/l (P).
Diluer 20 ml de solution mère I d'orthophosphate (5.13) à 100 ml avec de l'eau (5.1).
Préparer une nouvelle solution chaque jour avant utilisation.
5.15 Solution mère III d'orthophosphate, ρ = 1,00 mg/l (P).
Diluer 2 ml de solution mère I d'orthophosphate (5.13) à 100 ml avec de l'eau (5.1).
Préparer une nouvelle solution chaque jour avant utilisation.
5.16 Solutions d'étalonnage
Préparer au moins cinq solutions d'étalonnage, de concentrations uniformément réparties sur tout le domaine
de travail, en diluant les solutions 5.13 à 5.15 en fonction du domaine de travail requis.
Domaines:
Pour les orthophosphates: Domaine II: 0,01 mg/l à 0,10 mg/l (P)
Domaine I: 0,10 mg/l à 1,00 mg/l (P)
Pour le phosphore total: Domaine II: 0,10 mg/l à 1,00 mg/l (P)
Domaine I: 1,00 mg/l à 10,0 mg/l (P)

Les Tableaux 1 à 3 donnent des exemples pour la préparation de 10 solutions d'étalonnage pour les
domaines mentionnés ci-avant.
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Tableau 1 — Exemple pour la préparation de 10 solutions d'étalonnage pour le domaine II
des orthophosphates [0,01 mg/l à 0,10 mg/l (P)]
Millilitres de solution mère III d'orthophosphate
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(5.15) diluée à 100 ml
Concentration des solutions d'étalonnage, en
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10
mg/l (P)
Tableau 2 — Exemple pour la préparation de 10 solutions d'étalonnage pour le domaine I
des orthophosphates et le domaine II du phosphore total [0,10 mg/l à 1,00 mg/l (P)]
Millilitres de solution mère II d’orthophosphate
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
(5.14) diluée à 100 ml
Concentration des solutions d'étalonnage, en
0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00
mg/l (P)
Tableau 3 — Exemple pour la préparation de 10 solutions d'étalonnage pour le domaine I
du phosphore total [1,00 mg/l à 10 mg/l (P)]
Millilitres de solution mère I d'orthophosphate 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
(5.13) diluée à 100 ml
Concentration des solutions d'étalonnage, en 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,0
mg/l (P)
Préparer les solutions d'étalonnage immédiatement avant leur utilisation.
5.17 Étalons pour vérifier l’efficacité de l'hydrolyse et de la digestion
5.17.1 Solution mère de pyrophosphate de potassium, ρ = 100 mg/l (P).
Dissoudre (533 ± 3) mg de pyrophosphate de potassium (5.8) dans environ 800 ml d'eau (5.1), puis compléter
à 1 000 ml. Conserver dans un récipient en verre hermétique à (4 ± 2) °C.
La solution est stable pendant 6 mois.
5.17.2 Solution I de pyrophosphate de potassium, pour vérifier l’efficacité de l'hydrolyse, ρ = 0,50 mg/l
(P), pour le domaine de travail II du phosphore total [0,10 mg/l à 1,00 mg/l (P)].
Diluer 0,5 ml de solution mère de pyrophosphate de potassium (5.17.1) et 100 µl d'acide sulfurique (II) (5.2.2)
à 100 ml avec de l’eau (5.1).
La solution est stable pendant 1 mois si elle est conservée à (4 ± 2) °C.
5.17.3 Solution II de pyrophosphate de potassium, pour vérifier l’efficacité de l'hydrolyse, ρ = 5,00 mg/l
(P), pour le domaine de travail I du phosphore total [1,00 mg/l à 10,0 mg/l (P)].
Diluer 5 ml de solution mère de pyrophosphate de potassium (5.17.1) et 100 µl d'acide sulfurique (II) (5.2.2) à
100 ml avec de l’eau (5.1).
La solution est stable pendant 1 mois si elle est conservée à (4 ± 2) °C.
5.17.4 Solution mère d’organophosphorés, ρ = 100 mg/l (P).
Dissoudre (856 ± 4) mg de pyridoxal-5-phosphate monohydraté (5.9.1) dans environ 800 ml d'eau (5.1), puis
compléter à 1 000 ml.
La solution est stable pendant 6 mois si elle est conservée dans un récipient en verre hermétique à (4 ± 2) °C.
Ou bien:
Dissoudre (704 ± 3) mg de phénylphosphate disodique (5.9.2) dans environ 800 ml d'eau (5.1), acidifier avec
de l'acide sulfurique II (5.2.2) à pH ª 2, puis compléter à 1 000 ml avec de l'eau (5.1).
La solution est stable pendant 3 mois si elle est conservée à l'abri de la lumière à (4 ± 2) °C.
5.17.5 Solution I d’organophosphorés, pour vérifier l’efficacité de la digestion, ρ = 0,50 mg/l (P), pour le
domaine de travail II du phosphore total [0,10 mg/l à 1,00 mg/l (P)].
Diluer 0,5 ml de solution mère d’organophosphorés (5.17.4) et 100 µl d'acide sulfurique (II) (5.2.2) à 100 ml
avec de l'eau (5.1).
La solution est stable pendant 1 mois si elle est conservée à (4 ± 2) °C.
5.17.6 Solution II d’organophosphorés, pour vérifier l’efficacité de la digestion, ρ = 5,00 mg/l (P), pour le
domaine de travail I du phosphore total [1,00 mg/l à 10,0 mg/l (P)].
Diluer 5 ml de solution mère d’organophosphorés (5.17.4) et 100 µl d'acide sulfurique (II) (5.2.2) à 100 ml
avec de l'eau (5.1).
Cette solution est stable pendant un mois si elle est conservée à (4 ± 2) °C.
5.18 Solution de rinçage
Dissoudre 65 g d'hydroxyde de sodium, NaOH, et 6 g d’acide éthylène diamine tétraacétique tétrasodique,
Na -EDTA, C H O N Na , dans 1 000 ml d'eau (5.1).
4 10 12 8 2 4
La solution est stable pendant 1 mois si elle est conservée à (4 ± 2) °C.
6 Appareillage
6.1 Analyse avec injection en flux (FIA)
Le dispositif est généralement constitué des éléments suivants (voir la Figure A.1).
6.1.1 Réservoirs à réactifs.
6.1.2 Pompe à faible pulsation.
6.1.3 Tubes pour pompe appropriés, si nécessaire.
6.1.4 Injecteur, avec les volumes d’injection appropriés, par exemple 40 µl à 640 µl.
6.1.5 Manifold avec tube de transmission de 0,5 mm à 0,8 mm de diamètre intérieur, raccords et pièces en
T en matériaux chimiquement inertes.
6.1.6 Si nécessaire, dialyseur à membrane en cellulose pour diluer l'échantillon et éliminer les substances
interférentes (uniquement pour les orthophosphates).
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6.1.7 Détecteur photométrique à flux, de longueur d'onde (700 ± 20) nm.
6.1.8 Système d'affichage des données, tel qu'un enregistreur, une imprimante ou un traceur.
6.1.9 Passeur d’échantillons, le cas échéant.
6.2 Appareillage supplémentaire
6.2.1 Fioles jaugées, de capacité
...