ISO 23646:2022
(Main)Soil quality — Determination of organochlorine pesticides by gas chromatography with mass selective detection (GC-MS) and gas chromatography with electron-capture detection (GC-ECD)
Soil quality — Determination of organochlorine pesticides by gas chromatography with mass selective detection (GC-MS) and gas chromatography with electron-capture detection (GC-ECD)
This document specifies a method for quantitative determination of organochlorine pesticides (OCPs) and semi-volatile chlorobenzenes in soil and sediment, using GC-MS and GC-ECD. The limit of detection and the limit of application depends on the determinants, the sample intake, the equipment used, the quality of chemicals used for the extraction of the sample and the clean-up of the extract. Under the conditions specified in this document, lower limits of application from 1 μg/kg (expressed as dry matter) for soils to 10 μg/kg (expressed as dry matter) for sediments can be achieved. The necessity to achieve these lower limits of application depends on the analyses order and the current limit values. Soils and sediments can differ in properties as well as in the expected contamination levels of OCPs and the presence of interfering substances. These differences make it impossible to describe one general procedure. Based on the properties of the samples, this document contains decision tables regarding drying-, extraction- and clean-up procedures. This method is performance based. The method can be modified if all performance criteria given in this method are met. The method can be applied to the analysis of other chlorinated compounds not specified in the scope in cases where suitability has been proven by proper in-house validation experiments. NOTE The validation data are shown in Annex A. This document is validated only for α-HCH, β-HCH, γ-HCH, δ-HCH, o,p′-DDE, p,p′-DDE, o,p′-DDD, p,p′-DDD, o,p′-DDT and p,p′-DDT. For sediments, data are displayed measured using an ECD detection. The comparability of ECD and MS data in terms of the approach of this document was demonstrated on additional matrices.
Qualité du sol — Détermination des pesticides organochlorés par chromatographie en phase gazeuse avec détection sélective de masse (CG-SM) et chromatographie en phase gazeuse avec détection par capture d’électrons (GC-ECD)
Le présent document spécifie une méthode de détermination quantitative des pesticides organochlorés (POC) et des chlorobenzènes semi-volatils dans les sols et les sédiments, par GC-MS et GC-ECD. La limite de détection et la limite d’application dépendent des analytes, de la prise d’essai, de l’équipement utilisé ainsi que de la qualité des produits chimiques utilisés pour l’extraction de l’échantillon et pour la purification de l’extrait. Dans les conditions spécifiées dans le présent document, des limites d’application inférieures allant de 1 μg/kg (de matière sèche) pour les sols à 10 μg/kg (de matière sèche) pour les sédiments peuvent être atteintes. La nécessité d’atteindre ces limites d’application inférieures dépend de l’ordre des analyses et des valeurs limites actuelles. Les propriétés, les niveaux de pollution attendus de POC et la présence de substances interférentes peuvent varier entre les sols et les sédiments. En raison de ces différences, il est impossible de décrire un seul mode opératoire générique. Selon les propriétés des échantillons, le présent document contient des tables de décision concernant les modes opératoires de séchage, d’extraction et de purification. Cette méthode est fondée sur les performances. Elle peut être modifiée si tous les critères de performance donnés sont respectés. La méthode peut être appliquée à l’analyse d’autres composés chlorés qui ne sont pas spécifiés dans le domaine d’application, dès lors que l’adéquation de la méthode a été prouvée par des expériences de validations internes appropriées. NOTE Les données de validation sont présentées à l’Annexe A. Le présent document est validé uniquement pour le α-HCH, le β-HCH, le γ-HCH, le δ-HCH, l’o,p′-DDE, le p,p′-DDE, l’o,p′-DDD, le p,p′-DDD, l’o,p′-DDT et le p,p′-DDT. Les données indiquées pour les sédiments sont mesurées au moyen de la détection par ECD. La comparabilité des données ECD et MS concernant l’approche du présent document a été démontrée sur des matrices supplémentaires.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23646
First edition
2022-01
Soil quality — Determination
of organochlorine pesticides by
gas chromatography with mass
selective detection (GC-MS) and
gas chromatography with electron-
capture detection (GC-ECD)
Qualité du sol — Détermination des pesticides organochlorés par
chromatographie en phase gazeuse avec détection sélective de masse
(CG-SM) et chromatographie en phase gazeuse avec détection par
capture d’électrons (GC-ECD)
Reference number
© ISO 2022
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 2
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 3
5 Interferences . 4
5.1 Interference with sampling and extraction . 4
5.2 Interference with GC . 4
6 Safety remarks . 4
7 Reagents . 4
7.1 General . 4
7.2 Reagents for extraction . 4
7.3 Reagents for clean-up . 5
7.3.1 Clean-up A using aluminium oxide. 5
7.3.2 Clean-up B using silica gel 60 for column chromatography . 5
7.3.3 Clean-up C using gel permeation chromatography (GPC) . 5
7.3.4 Clean-up D using Florisil® . 6
7.4 Reagents for gas chromatographic analysis . 6
7.5 Standards . 6
7.5.1 General . 6
7.5.2 Calibration standards . 6
7.5.3 Internal, extraction and injection standards . 7
7.6 Preparation of standard solutions . 9
7.6.1 Preparation of calibration standard solutions of OCPs . 9
7.6.2 Preparation of internal standard solution . 9
7.6.3 Preparation of injection standard solution . 10
7.6.4 Preparation of solution for liner checking . 10
8 Apparatus .10
8.1 Extraction and clean-up procedure . 10
8.2 Gas chromatograph . 11
8.2.1 General . 11
8.2.2 Capillary columns . 11
9 Sample storage and pre-treatment .11
9.1 Sample storage . 11
9.2 Sample pretreatment . 11
10 Procedure .12
10.1 Blank test .12
10.2 Extraction .12
10.2.1 General .12
10.2.2 Extraction procedure 1 — Agitation or sonication .13
10.2.3 Extraction procedure 2 — Pressurized liquid extraction (PLE) .13
10.2.4 Extraction procedure 3 — Soxhlet . . 14
10.3 Concentration . 14
10.4 Clean-up of the extract . 14
10.4.1 General . 14
10.4.2 Clean-up A — Aluminium oxide . 15
10.4.3 Clean-up B — Silica gel . . .15
10.4.4 Clean-up C — Gel permeation chromatography . . 15
2)
10.4.5 Clean-up D — Florisil® . 16
iii
10.5 Addition of the injection standard . 16
10.6 Gas chromatographic analysis (GC) . 16
10.6.1 General . 16
10.6.2 Setting the gas chromatograph . 16
10.7 Mass spectrometry (MS) . 16
10.7.1 Mass spectrometric conditions . 16
10.7.2 Calibration of the method using an internal standard . 17
10.7.3 Measurement . 19
10.7.4 Identification . 19
10.7.5 Check on method performance . 19
10.7.6 Calculation . 20
10.8 Electron capture detection (ECD) . 21
10.8.1 General . 21
10.8.2 ECD conditions . 21
10.8.3 Calibration of the method using an internal standard . 21
10.8.4 Measurement . 21
10.8.5 Identification . 21
10.8.6 Check on ECD method performance . 21
10.8.7 Calculation . 22
11 Performance characteristics .22
12 Precision .22
13 Test reports .23
Annex A (informative) Repeatability and reproducibility data .24
Annex B (informative) Calibration strategy .27
Annex C (informative) Example of GC-MS/MS measurement conditions for OCPs .28
Bibliography .30
iv
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 3,
Chemical and physical characterization.
This first edition cancels and replaces ISO 10382:2002, which has been technically revised.
The main changes are as follows:
— polychlorinated biphenyls have been deleted from the Scope;
— modern extraction techniques and commonly used methods with optimized extraction time, proven
clean-up methods and state of the art quantification methods have been added.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
Introduction
Organochlorine pesticides (OCPs) are organic synthetic substances which are globally used. The vast
majority of OCPs have been released directly in the environment as agricultural insecticides but
they have been also used as by-products for different applications, e.g. as a wood preserver. OCPs are
persistent, bioaccumulating and prone to long-range atmospheric transport and deposition. They
are ubiquitous in the environment (water, soil, sediment and waste) and their presence is regularly
monitored and controlled.
This document describes the determination of OCPs in soil and sediments. At present, determination of
OCPs is carried out in these matrices in most of the routine laboratories following the preceding steps
for sampling, pretreatment, extraction and clean-up by measurement of a specific OCP by means of gas
chromatography in combination with mass spectrometric detection (GC-MS) or gas chromatography
with electron capture detector (GC-ECD). GC-MS/MS is also applicable (see Annex C for an example of
GC-MS/MS measurement conditions for OCPs). The described analytical steps are also applicable for the
determination of polychlorinated biphenyls (PCBs). However, for the determination of PCBs, a specific
European Standard, EN 17322, is available. Both standards are very similar; differences exist especially
in a broader variety of clean-up steps for PCBs.
Considering the different matrices and possible interfering compounds, this document does not contain
one single possible way of working. Several choices are possible, in particular relating to clean-up.
Detection with both mass spectrometry and electron capture is possible. Three different extraction
procedures and four clean-up procedures are described. The use of internal and injection standards
is described in order to have an internal check on the choice of the extraction and clean-up procedure.
This document is applicable and validated for several types of matrices as indicated in Table 1 (see also
Annex A for the results of the validation).
Table 1 — Matrices for which this document is applicable and validated
Matrix Materials used for validation
Soil Sandy soil, contaminated with OCPs
Soil from the vicinity of Berlin
Humic rich soil Humic rich soil
Mix of soil from the vicinity of Berlin, Germany and PCB-free
German reference soil
Sediment Validation results from ISO 10382 (WC 102 and WC 106)
vi
INTERNATIONAL STANDARD ISO 23646:2022(E)
Soil quality — Determination of organochlorine pesticides
by gas chromatography with mass selective detection
(GC-MS) and gas chromatography with electron-capture
detection (GC-ECD)
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document
are carried out by suitably trained staff.
1 Scope
This document specifies a method for quantitative determination of organochlorine pesticides (OCPs)
and semi-volatile chlorobenzenes in soil and sediment, using GC-MS and GC-ECD (see Table 2).
Table 2 — Target analytes of this document
Target analyte CAS-RN Formula
Aldrin 309-00-2 C H Cl
12 8 6
Dieldrin 60-57-1 C H Cl O
12 8 6
Endrin 72-20-8 C H Cl O
12 8 6
Isodrin 465-73-6 C H Cl
12 8 6
Telodrin 297-78-9 C H Cl O
9 4 8
Heptachlor 76-44-8 C H5Cl
10 7
Heptachloro epoxide (exo-, cis-isomer) 1024-57-3 C H Cl O
10 5 7
Heptachloro epoxide (endo-, trans-isomer) 28044-83-9 C H Cl O
10 5 7
α-Endosulfan 959-98-8 C H Cl O S
9 6 6 3
β-Endosulfan 33213-65-9 C H Cl O S
9 6 6 3
Endosulfan sulfate 1031-07-8 C H Cl O S
9 6 6 3
p,p′-DDE (1,1-bis-(4-chlorophenyl)-2,2-dichloroethen) 72-55-9 C H Cl
14 8 4
o,p′-DDD (1-(2-Chlorophenyl)-1-(4-chlorophenyl)-2,2-dichloroethan) 53-19-0 C H Cl
14 10 4
o,p′-DDT (1,1,1-Trichloro-2-(2-chlorophenyl)-2-(4-chlorophenyl)ethan) 789-02-6 C H Cl
14 9 4
p,p′-DDD (1,1-Dichloro-2,2-bis(4-chlorophenyl)ethan) 72-54-8 C H Cl
14 10 4
o,p′-DDE (2-(2-Chlorophenyl)-2-(4-chlorophenyl)-1,1-dichloroethen) 3424-82-6 C H Cl
14 8 4
p,p′-DDT (1,1,1-Trichlor-2,2-bis-(4-chlorophenyl)ethan) 50-29-3 C H Cl
14 9 4
Methoxychlor 72-43-5 C H Cl O
16 15 3 2
HCB Hexachlorobenzene 118-74-1 C Cl
6 6
α-HCH (α-Hexachlorocyclohexane) 319-84-6 C H Cl
6 6 6
β-HCH (β-Hexachlorocyclohexane) 319-85-7 C H Cl
6 6 6
γ-HCH (γ-Hexachlorocyclohexane) 58-89-9 C H Cl
6 6 6
δ-HCH (δ-Hexachlorocyclohexane) 319-86-8 C H Cl
6 6 6
Hexachloro-1,3-butadiene 87-68-3 C Cl
4 6
α-Chlordane 5103-71-9 C H Cl
10 6 8
γ-Chlordane 5103-74-2 C H Cl
10 6 8
1,2,4-Trichlorobenzene 120-82-1 C H Cl
6 3 3
1,2,3-Trichlorobenzene 87-61-6 C H Cl
6 3 3
1,3,5-Trichlorobenzene 108-70-3 C H Cl
6 3 3
Table 2 (continued)
Target analyte CAS-RN Formula
1,2,3,4-Tetrachlorobenzene 634-66-2 C H Cl
6 2 4
1,2,3,5-Tetrachlorobenzene 634-90-2 C H Cl
6 2 4
1,2,4,5-Tetrachlorobenzene 95-94-3 C H Cl
6 2 4
Pentachlorobenzene 608-93-5 C HCl
6 5
The limit of detection and the limit of application depends on the determinants, the sample intake, the
equipment used, the quality of chemicals used for the extraction of the sample and the clean-up of the
extract.
Under the conditions specified in this document, lower limits of application from 1 μg/kg (expressed as
dry matter) for soils to 10 μg/kg (expressed as dry matter) for sediments can be achieved. The necessity
to achieve these lower limits of application depends on the analyses order and the current limit values.
Soils and sediments can differ in properties as well as in the expected contamination levels of OCPs and
the presence of interfering substances. These differences make it impossible to describe one general
procedure. Based on the properties of the samples, this document contains decision tables regarding
drying-, extraction- and clean-up procedures. This method is performance based. The method can be
modified if all performance criteria given in this method are met.
The method can be applied to the analysis of other chlorinated compounds not specified in the scope in
cases where suitability has been proven by proper in-house validation experiments.
NOTE The validation data are shown in Annex A. This document is validated only for α-HCH, β-HCH, γ-HCH,
δ-HCH, o,p′-DDE, p,p′-DDE, o,p′-DDD, p,p′-DDD, o,p′-DDT and p,p′-DDT. For sediments, data are displayed measured
using an ECD detection. The comparability of ECD and MS data in terms of the approach of this document was
demonstrated on additional matrices.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 5667-15, Water quality — Sampling — Part 15: Guidance on the preservation and handling of sludge
and sediment samples
ISO 8466-1, Water quality — Calibration and evaluation of analytical methods — Part 1: Linear calibration
function
ISO 11465, Soil quality — Determination of dry matter and water content on a mass basis — Gravimetric
method
ISO 14507, Soil quality — Pretreatment of samples for determination of organic contaminants
ISO 18512, Soil quality — Guidance on long and short term storage of soil samples
ISO 22892, Soil quality — Guidelines for the identification of target compounds by gas chromatography and
mass spectrometry
EN 16179, Sludge, treated biowaste and soil — Guidance for sample pretreatment
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
calibration standard
solution of organochlorine pesticides (OCPs) prepared from a secondary standard and/or stock
solutions of native OCPs and used to calibrate the response of the instrument with respect to analyte
concentration
3.2
internal standard
labelled organochlorine pesticide (OCP) or other OCP that is unlikely to be present in the sample, added
to the sample prior to extraction and used for quantification of OCP content
3.3
extraction standard
chemical substance which is only used for checking the extraction efficiency and not used for
quantification purposes
3.4
injection standard
labelled organochlorine pesticide (OCP) or other OCP that is unlikely to be present in the sample,
added to the extract before injection into the gas chromatograph, and used to monitor variability of
instrument response and the recovery of the internal standards (3.2)
3.5
performance standard
one calibration solution used for the determination of performance criteria (3.6), which contains the
same amount of internal, extraction and injection standards (3.4) used in the samples
3.6
performance criterion
value for the recovery of standards which describes the capacity of the analytical method or parts of
the analytical method
4 Principle
Due to the multi-matrix character of this document, different procedures for different steps (modules)
are allowed. Which modules should be used depends on the sample. A recommendation is given in this
document. Performance criteria are described and it is the responsibility of the laboratories applying
this document to show that these criteria are met. Use of spiking standards (internal standards) allows
an overall check on the efficiency of a specific combination of modules for a specific sample. But it does
not necessarily give the information regarding the extensive extraction efficiency of the native OCPs
bonded to the matrix.
After pre-treatment, the test sample is extracted with a suitable solvent or solvent-mixture.
The extract is concentrated by evaporation. If necessary, interfering compounds are removed by a
clean-up method suitable for the specific matrix, before this concentration step.
The extract is analysed by gas chromatography. The compounds are separated using a capillary column
with a stationary phase of low polarity. Detection takes place with mass spectrometry (MS) or with an
electron capture detector (ECD). GC-MS/MS is also applicable if the described performance criteria (see
10.7.5) and performance characteristics (see Clause 11) are met.
OCPs are identified and quantified by comparison of relative retention times and relative peak heights
(or peak areas) with respect to internal standards added. The efficiency of the procedure depends on
the composition of the matrix that is investigated.
5 Interferences
5.1 Interference with sampling and extraction
Use sampling containers of materials (preferably of steel, aluminium or glass) that do not affect the
sample during the contact time. Avoid plastics and organic materials during sampling, sample storage
or extraction. Keep the samples away from direct sunlight and prolonged exposure to light.
During storage of the samples, losses of OCPs can occur due to adsorption on the walls of the containers.
The extent of the losses depends on the storage time.
5.2 Interference with GC
Substances that coelute with the target OCPs can interfere the determination. These interferences
can lead to incompletely resolved signals and can, depending on their magnitude, affect accuracy
and precision of the analytical results. Peak overlap does not allow an interpretation of the result.
Asymmetric peaks and peaks being broader than the corresponding peaks of the reference substance
suggest interferences.
Depending on the utilized stationary phase, some isomers (e.g. 1,2,4,5- and 1,2,3,5-Tetrachlorobenzene)
can coelute or be not fully separated. In this case, a positive result should be reported as the sum of
both isomers or a different stationary phase should be applied to ensure a separation, which allows to
give results for both single isomers.
6 Safety remarks
Some OCPs are toxic and shall be handled with extreme care. Avoid contact with solid materials, solvent
extracts and solutions of standard OCPs. It is strongly advised that standard solutions are prepared
centrally in suitably equipped laboratories or are purchased from suppliers specialized in their
preparation.
Solvent solutions and samples containing OCPs shall be disposed of in a manner approved for disposal
of toxic wastes.
For the handling of hexane, precautions shall be taken because of its neurotoxic properties.
Precautions shall be taken with respect to all hazards associated with this method.
7 Reagents
7.1 General
All reagents shall be of recognized analytical grade. The purity of the reagents used shall be checked
by running a blank determination as described in 10.1. The blank shall be less than 50 % of the lowest
reporting limit.
7.2 Reagents for extraction
7.2.1 Acetone (2-propanone), (CH ) CO.
3 2
7.2.2 n-heptane, C H .
7 16
7.2.3 Petroleum ether, boiling range 40 °C to 60 °C.
7.2.4 Hexane-like solvents, boiling range between 30 °C and 89 °C.
7.2.5 Anhydrous sodium sulfate, Na SO . The anhydrous sodium sulfate shall be kept carefully
2 4
sealed.
7.2.6 Distilled water or water of equivalent quality, H O.
7.2.7 Sodium chloride, NaCl, anhydrous.
7.2.8 Keeper substance. Non-polar organic solvent with high boiling point, i.e. octane, nonane.
7.3 Reagents for clean-up
7.3.1 Clean-up A using aluminium oxide
7.3.1.1 Aluminium oxide, Al O
2 3.
Basic or neutral, specific surface 200 m /g, activity Super I in accordance with Reference [6].
7.3.1.2 Deactivated aluminium oxide.
Deactivated with approximately 10 % water.
Add approximately 10 g of water (7.2.6) to 90 g of aluminium oxide (7.3.1.1). Shake until all lumps have
disappeared. Allow the aluminium oxide to condition before use for about 16 h, sealed from the air. Use
it for a maximum of two weeks.
NOTE The activity depends on the water content. It can be necessary to adjust the water content.
7.3.2 Clean-up B using silica gel 60 for column chromatography
7.3.2.1 Silica gel 60, particle size 63 µm to 200 µm.
7.3.2.2 Silica gel 60, water content: mass fraction w(H O) = 10 %.
Silica gel 60 (7.3.2.1), heated for at least 3 h at 450 °C, cooled down and stored in a desiccator containing
magnesium perchlorate or a suitable drying agent. Before use, heat at least for 5 h at 130 °C in a drying
oven. Then allow cooling in a desiccator and add 10 % water (mass fraction) in a flask. Shake for 5 min
intensively by hand until all lumps have disappeared and then for 2 h in a shaking device. Store the
deactivated silica gel in the absence of air. Use it for a maximum of two weeks.
7.3.3 Clean-up C using gel permeation chromatography (GPC)
1)
7.3.3.1 Bio-Beads® S-X3.
7.3.3.2 Ethyl acetate, C H O .
4 8 2
1) Bio-Beads® is an example of a suitable product available commercially. This information is given for the
convenience of users of this document and does not constitute an endorsement by ISO of this product. Equivalent
products can be used if they can be shown to lead to the same results.
7.3.3.3 Cyclohexane, C H .
6 12
Preparation of GPC, for example:
1)
— put 50 g Bio-Beads® S-X3 (7.3.3.1) into a 500 ml Erlenmeyer flask and add 300 ml elution mixture
made up of cyclohexane (7.3.3.3) and ethyl acetate (7.3.3.2) 1:1 (volume) in order to allow the beads
to swell;
— after swirling for a short time until no lumps are left, maintain the flask closed for 24 h;
— drain the slurry into the chromatography tube for GPC;
— after approximately three days, push in the plungers of the column so that a filling level of
approximately 35 cm is obtained;
— to further compress the gel, pump approximately 2 l of elution mixture through the column at a flow
−1
rate of 5 ml min and push in the plungers to obtain a filling level of approximately 33 cm.
2)
7.3.4 Clean-up D using Florisil®
2)
7.3.4.1 Florisil® , baked for 2 h at 600 °C. Particle size 150 µm to 750 µm.
7.3.4.2 Iso-octane, C H
8 18.
7.3.4.3 Toluene, C H
7 8.
7.3.4.4 Iso-octane/Toluene 95/5 (volume fraction).
7.3.4.5 Diethylether, C H O.
4 10
7.4 Reagents for gas chromatographic analysis
Operating gases for gas chromatography ECD or MS, of high purity and in accordance with the
manufacturer’s specifications.
7.5 Standards
7.5.1 General
Solvents for preparing standard solutions shall be free of OCPs. Hexane, cyclo-hexane, iso-hexane or
other hexane-like solvents can be used. Verify the stability of the standards regularly.
7.5.2 Calibration standards
The calibration standards should contain the target compounds selected from Table 2.
2) Florisil® is a trade name for a prepared diatomaceous substance, mainly consisting of anhydrous magnesium
silicate. This information is given for the convenience of users of this document and does not constitute an
endorsement by ISO of this product. Equivalent products can be used if they can be shown to lead to the same
results.
7.5.3 Internal, extraction and injection standards
7.5.3.1 General
For internal, extraction and injection standards, choose substances whose physical and chemical
properties (e.g. extraction behaviour, retention time) are similar to those of the compounds to be
analysed.
The number of internal and extraction standards depends on the calibration strategy of the analyses.
Three different possibilities can occur (see Annex B):
a) OCP analysis without any information about the sample:
1) The internal standard is added to the sample prior to extraction and is used for quantification.
2) At least three OCPs, covering the chromatogram, shall be used as internal standard.
3) If required, an injection standard is added to the extract prior to injection.
b) High expected OCP concentrations:
1) When highly contaminated samples are analysed, an aliquot of the extract is often used for
further clean-up. This makes the costs of analyses caused by use of labelled standards very
high. In these cases, add the extraction and internal standards in two steps:
i) Step 1: An extraction standard is added to the sample prior to extraction. The extraction
efficiency is checked by comparison with the performance standard.
ii) Step 2: After extraction, add the internal standards to an aliquot of the extract. These
internal standards are used for quantification.
2) If required, an injection standard is added to the measuring solution prior to injection.
c) Proof of absence:
1) An extraction standard is added to the sample prior to extraction. The extraction efficiency is
checked by comparison with the performance standard.
2) If required, an injection standard is added to the extract prior to injection.
3) At least one OCP with a comparable sensitivity to the extraction procedure shall be used as
extraction standard.
The substances to be considered as internal, extraction and injection standards are listed below.
For MS-detection, labelled OCPs are advised.
Other OCPs or similar substances, e.g. PCBs not present in the sample or C -labelled OCPs not used as
internal standard, can be used as an injection standard.
7.5.3.2 Labelled analytes
From most of the target analytes listed in Table 2, C-labelled standards are commercially available.
Also, some deuterated standards are applicable.
α-Endosulfan-d4 (CAS-RN-203645-57-2)
β-Endosulfan-d4 (CAS-RN-203716-99-8)
p,p′-DDE-d4 or -d8 (CAS-RN-93952-19-3)
o,p′-DDT-d4 or -d8 (CAS-RN-221899-88-3)
p,p′-DDD-d4 or -d8 (CAS-RN-93952-20-6)
o,p′-DDE-d8 (CAS-RN-1402834-57-4)
p,p′-DDT-d4 or -d8 (CAS-RN-93952-18-2)
Methoxychlor-d6 (CAS-RN-106031-79-2)
α-HCH-d6 (CAS-RN-86194-41-4)
γ-HCH-d6 (CAS-RN-60556-82-3)
1,2,4-Trichlorobenzene-d3 (CAS-RN-2199-72-6)
1,2,3-Trichlorobenzene-d3 (CAS-RN-3907-98-3)
1,3,5-Trichlorobenzene-d3 (CAS-RN-1198-60-3)
1,2,3,4-Tetrachlorobenzene-d2 (CAS-RN-2199-73-7)
1,2,3,5-Tetrachlorobenzene-d2 (CAS-RN-2199-74-8)
1,2,4,5-Tetrachlorobenzene-d2 (CAS-RN-1198-57-8)
PCB28-d4
PCB52-d3
PCB101-d3
Phenanthrene-d10 (CAS-RN-1517-22-2)
7.5.3.3 Non-labelled analytes
PCB29 2,4,5-trichlorobiphenyl (CAS-RN 15862-07-4)
PCB30 2,4,6-trichlorobiphenyl (CAS-RN 35693-92-6)
PCB143 2,2′,3,4,5,6′-hexachlorobiphenyl (CAS-RN 68194-15-0)
PCB155 2,2′,4,4′,6,6′-hexachlorobiphenyl (CAS-RN 33979-03-2)
PCB198 2,2′,3,3′,4,5,5′,6,-octachlorobiphenyl (CAS-RN 68194-17-2)
PCB207 2,2′,3,3′,4,4′,5,6,6′-nonachlorobiphenyl (CAS-RN 52663-79-3)
PCB209 2,2′,3,3′,4,4′,5,5′,6,6′-decachlorobiphenyl (CAS-RN 2051-24-3)
7.5.3.4 Analytes for resolution check
If a resolution check of the GC-column is necessary, the following PCBs are recommended.
PCB28 2,4,4′-trichlorobiphenyl (CAS-RN 7012-37-5)
PCB31 2,4′,5-trichlorobiphenyl (CAS-RN 16606-02-3)
7.5.3.5 Analytes for liner check
Some OCPs (dieldrin, endrin, p,p′-DDT, o,p′-DDT, p,p′-DDD, Methoxychlor) tend to degrade or be adsorbed
in the GC liner. To monitor the liner condition, a regular check is highly recommended. Therefore, inject
a standard solution containing the following OCPs:
p,p′-DDT (CAS-RN 50-29-3)
Endrin (CAS-RN 72-20-8)
This test is recommended to be performed to assess GC column performance and injection port
inertness. During the test, the degradation of DDT to DDE and DDD should not exceed 20 %. Endrin
degrades to form endrin aldehyde and endrin ketone. The degradation should also in this case not
exceed 20 %. The degradation is calculated using Formula (1).
sum of peak area of degradation products
% degradation= ×100 (1)
sum oof peak area of substance and degradation products
Alternatively, C -labelled OCPs should be used as internal or injection standards.
7.6 Preparation of standard solutions
7.6.1 Preparation of calibration standard solutions of OCPs
Prepare individual concentrated primary standard solutions of about 0,4 mg/ml in n-heptane (7.2.2) by
weighing approximately 10 mg of each of the calibration standards (see 7.5.2) to the nearest 0,1 mg and
dissolving them in 25 ml of n-heptane.
Combine small quantities (2 ml to 10 ml) of these individual primary standard solutions into a mixed
standard solution of OCP.
WARNING — Because of the dangerous nature of the substances to be used, commercially
available (preferably certified) standard solutions or mixed standard solutions should be used.
Avoid skin contact.
The working standard solutions shall be in the same solvent as the extract.
The primary and diluted standard solutions have to be stored in a dark place at (5 ± 3) °C. The solutions
are stable for at least one year, provided that evaporation of solvent is negligible.
Components present in mixed standard solutions shall be separated by the gas chromatographic
columns and conditions used.
7.6.2 Preparation of internal standard solution
Prepare a concentrated primary internal standard solution, containing at least three different
components (see 7.5.3.2 or 7.5.3.3) of about 0,4 mg/ml in n-heptane (7.2.2) by weighing approximately
10 mg of each of the chosen internal standards to the nearest 0,1 mg and dissolving them in 25 ml of
n-heptane. Prepare from this a secondary internal standard solution with such a concentration that the
added amount gives a peak with measurable peak area or peak height in the chromatogram (at least 10
times the detection limit).
If the two-step procedure for GC-MS is used, make two different internal standard solutions, one
containing the non-labelled compounds. At least two unlabelled congeners shall be used in the first
internal standard solution and at least three labelled congeners in the second solution.
Internal standard solutions have to be stored at (5 ± 3) °C.
7.6.3 Preparation of injection standard solution
Prepare a concentrated primary injection standard solution, containing at least two different
components (see 7.5.3.2 or 7.5.3.3) of about 0,4 mg/ml in an appropriate solvent by weighing
approximately 10 mg of each of the chosen injection standards to the nearest 0,1 mg and dissolving
them in 25 ml. Prepare from this a secondary injection standard solution with such a concentration
that the added amount gives a peak with measurable peak area or peak height in the chromatogram (at
least 10 times the detection limit).
Injection standard solutions have to be stored at (5 ± 3) °C.
7.6.4 Preparation of solution for liner checking
For liner checking, prepare a concentrated solution containing p,p′-DDT and endrin (see 7.5.3.5), of
about 1 mg/ml in an appropriate solvent by weighing approximately 10 mg of each to the nearest 0,1 mg
and dissolving them in 10 ml.
The solution for liner checking has to be stored at (5 ± 3) °C.
8 Apparatus
8.1 Extraction and clean-up procedure
Use customary laboratory glassware.
All glassware to be used shall be thoroughly cleaned, preferably in a dishwasher using a customary
cleaning procedure, followed by rinsing with acetone and a subsequent rinsing with a hexane-like
solvent.
8.1.1 Sample bottles, made of glass, stainless steel or aluminium, with glass stopper or screw top
and polytetrafluoroethylene (PTFE) seal of appropriate volume.
8.1.2 Shaking device, with horizontal movement (200 strokes to 300 strokes per min).
8.1.3 Water bath, adjustable up to 100 °C.
8.1.4 Separating funnels of appropriate volume.
8.1.5 Conical flasks of appropriate volume.
8.1.6 Soxhlet extraction apparatus, consisting of round bottom flask, e.g. 100 ml, Soxhlet extractors
and Soxhlet thimbles, e.g. 27 mm × 100 mm, vertical condensers, e.g. 300 mm, heating device.
8.1.7 Pressurized liquid extraction apparatus, including extraction cells and vials.
8.1.8 Ultrasonic bath, with adjustable temperature unit.
8.1.9 Concentrator, Kuderna Danish type.
Other evaporators, e.g. a rotary evaporator, can be used if found to be equally suitable.
8.1.10 Bo
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 23646
Première édition
2022-01
Qualité du sol — Détermination
des pesticides organochlorés par
chromatographie en phase gazeuse
avec détection sélective de masse
(CG-SM) et chromatographie en
phase gazeuse avec détection par
capture d’électrons (GC-ECD)
Soil quality — Determination of organochlorine pesticides by gas
chromatography with mass selective detection (GC-MS) and gas
chromatography with electron-capture detection (GC-ECD)
Numéro de référence
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CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .2
3 Termes et définitions . 3
4 Principe. 3
5 Interférences . 4
5.1 Interférence avec l’échantillonnage et l’extraction . 4
5.2 Interférence avec la GC . 4
6 Remarques relatives à la sécurité .4
7 Réactifs . 5
7.1 Généralités . 5
7.2 Réactifs pour l’extraction . 5
7.3 Réactifs pour la purification . 5
7.3.1 Purification A à l’aide d’oxyde d’aluminium . 5
7.3.2 Purification B à l’aide de gel de silice 60 pour la chromatographie sur
colonne . 5
7.3.3 Purification C par chromatographie par perméation de gel (CPG) . 6
7.3.4 Purification D à l’aide de Florisil® . 6
7.4 Réactifs pour l’analyse par chromatographie en phase gazeuse . 6
7.5 Étalons . 7
7.5.1 Généralités . 7
7.5.2 Solutions d’étalonnage . 7
7.5.3 Étalons internes, étalons d’extraction et étalons d’injection. 7
7.6 Préparation des solutions étalons . 9
7.6.1 Préparation de solutions d’étalonnage de POC. 9
7.6.2 Préparation de la solution d’étalon interne . 10
7.6.3 Préparation de la solution d’étalon d’injection . 10
7.6.4 Préparation de la solution destinée au contrôle de l’insert . 10
8 Appareillage .10
8.1 Mode opératoire d’extraction et de purification . 10
8.2 Chromatographe en phase gazeuse . 11
8.2.1 Généralités . 11
8.2.2 Colonnes capillaires . 11
9 Stockage et prétraitement des échantillons .11
9.1 Stockage des échantillons . 11
9.2 Prétraitement des échantillons .12
10 Mode opératoire .12
10.1 Essai à blanc .12
10.2 Extraction .12
10.2.1 Généralités .12
10.2.2 Mode opératoire d’extraction 1 — Agitation ou sonication .13
10.2.3 Mode opératoire d’extraction 2 — Extraction par fluide pressurisé (PLE) . 14
10.2.4 Mode opératoire d’extraction 3 — Soxhlet . 14
10.3 Concentration . 14
10.4 Purification de l’extrait . 14
10.4.1 Généralités . 14
10.4.2 Purification A — Oxyde d’aluminium . 15
10.4.3 Purification B — Gel de silice . 15
10.4.4 Purification C — Chromatographie par perméation de gel .15
iii
2)
10.4.5 Purification D — Florisil® . 16
10.5 Ajout de l’étalon d’injection . 16
10.6 Analyse par chromatographie en phase gazeuse (GC) . 16
10.6.1 Généralités . 16
10.6.2 Réglage du chromatographe en phase gazeuse . 17
10.7 Spectrométrie de masse (MS) . 17
10.7.1 Réglages du spectromètre de masse . 17
10.7.2 Étalonnage de la méthode à l’aide d’un étalon interne . 18
10.7.3 Mesurage . 19
10.7.4 Identification . 19
10.7.5 Vérification des performances de la méthode. 20
10.7.6 Calcul . 21
10.8 Détection par capture d’électrons (ECD) . 21
10.8.1 Généralités . 21
10.8.2 Conditions de l’ECD . 21
10.8.3 Étalonnage de la méthode à l’aide d’un étalon interne .22
10.8.4 Mesurage . 22
10.8.5 Identification . 22
10.8.6 Vérification des performances de la méthode par ECD .22
10.8.7 Calcul . 23
11 Caractéristiques de performance .23
12 Répétabilité .23
13 Rapport d’essai .23
Annexe A (informative) Données de répétabilité et de reproductibilité .24
Annexe B (informative) Stratégie d’étalonnage .27
Annexe C (informative) Exemple de conditions de mesurage par GC-MS/MS pour les POC .28
Bibliographie .30
iv
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 3,
Méthodes chimiques et caractéristiques physiques.
Cette première édition annule et remplace l'ISO 10382:2002, qui a fait l’objet d’une révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— les biphényles polychlorés a été supprimés du domaine d'application;
— des techniques d'extraction modernes et des méthodes couramment utilisées avec un temps
d'extraction optimisé, des méthodes de purification éprouvées et des méthodes de quantification
de pointe ont été ajoutées.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Les pesticides organochlorés (POC) sont des substances organiques de synthèse utilisées partout
dans le monde. La grande majorité des POC sont libérés directement dans l’environnement sous
forme d’insecticides agricoles, mais sont également utilisés comme sous-produits pour différentes
applications, comme conservateur du bois par exemple. Les POC sont rémanents, bioaccumulables
et sujets au transport et au dépôt atmosphériques à longue distance. Ils se retrouvent partout dans
l’environnement (l’eau, le sol, les sédiments et les déchets) et leur présence fait l’objet d’une surveillance
et de contrôles réguliers.
Le présent document décrit la détermination des POC dans le sol et les sédiments. À l’heure actuelle,
la plupart des laboratoires de routine procèdent à la détermination des POC dans ces matrices, après
avoir effectué des étapes préalables d’échantillonnage, de prétraitement, d’extraction et de purification,
en mesurant les POC spécifiques par chromatographie en phase gazeuse couplée à la détection par
spectrométrie de masse (GC-MS) ou par chromatographie en phase gazeuse avec détecteur à capture
d’électrons (GC-ECD). La GC-MS/MS est aussi applicable (voir l’Annexe C pour obtenir un exemple de
conditions de mesurage des POC par GC-MS/MS). Les étapes analytiques décrites sont également
applicables à la détermination des biphényles polychlorés (PCB). Cependant, une Norme européenne
spécifique, l’EN 17322, est consacrée à la détermination des PCB. Bien qu’elles se ressemblent beaucoup,
les deux normes se distinguent notamment au niveau des étapes de purification, d’une plus grande
diversité pour les PCB.
Au vu des différentes matrices et des composés interférents possibles, le présent document ne décrit
pas une seule manière possible de travailler. Plusieurs choix sont proposés, notamment en matière
de purification. Il est possible de recourir à la détection par spectrométrie de masse et par capture
d’électrons. Trois modes opératoires d’extraction et quatre modes opératoires de purification différents
sont décrits. L’utilisation des étalons internes et des étalons d’injection est décrite pour permettre
d’avoir un contrôle interne sur le choix de la procédure d’extraction et de purification.
Le présent document est applicable et validé pour plusieurs types de matrices comme indiqué dans le
Tableau 1 (voir aussi l’Annexe A pour les résultats de la validation).
Tableau 1 — Matrices pour lesquelles le présent document est applicable et validé
Matrice Matériaux utilisés pour la validation
Sol Sol sableux, pollué par des POC
Sol prélevé à proximité de Berlin
Sol riche en humus Sol riche en humus
Mélange de sols prélevé à proximité de Berlin, en Allemagne, et de sol de référence
allemand sans PCB
Sédiments Résultats de la validation tirés de l’ISO 10382 (WC 102 et WC 106)
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 23646:2022(F)
Qualité du sol — Détermination des pesticides
organochlorés par chromatographie en phase gazeuse avec
détection sélective de masse (CG-SM) et chromatographie
en phase gazeuse avec détection par capture d’électrons
(GC-ECD)
IMPORTANT — Il est absolument essentiel que les essais menés conformément au présent
document soient confiés à du personnel qualifié.
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode de détermination quantitative des pesticides organochlorés
(POC) et des chlorobenzènes semi-volatils dans les sols et les sédiments, par GC-MS et GC-ECD (voir le
Tableau 2).
Tableau 2 — Analytes cibles du présent document
Analyte cible N° CAS Formule
Aldrine 309-00-2 C H Cl
12 8 6
Dieldrine 60-57-1 C H Cl O
12 8 6
Endrine 72-20-8 C H Cl O
12 8 6
Isodrine 465-73-6 C H Cl
12 8 6
Télodrine 297-78-9 C H Cl O
9 4 8
Heptachlore 76-44-8 C H5Cl
10 7
Heptachlore époxyde (isomère exo, cis) 1024-57-3 C H Cl O
10 5 7
Heptachlore époxyde (isomère endo, trans) 28044-83-9 C H Cl O
10 5 7
α-Endosulfan 959-98-8 C H Cl O S
9 6 6 3
β-Endosulfan 33213-65-9 C H Cl O S
9 6 6 3
Endosulfan sulfate 1031-07-8 C H Cl O S
9 6 6 3
p,p′-DDE (1,1-dichloro-2,2-bis(4-chlorophényl)éthène) 72-55-9 C H Cl
14 8 4
o,p′-DDD (1-(2-chlorophényl)-1-(4-chlorophényl)-2,2-dichloroéthane) 53-19-0 C H Cl
14 10 4
o,p′-DDT (1,1,1-trichloro-2-(2-chlorophényl)-2-(4-chlorophényl)éthane) 789-02-6 C H Cl
14 9 4
p,p′-DDD (1,1-dichloro-2,2-bis(4-chlorophényl)éthane) 72-54-8 C H Cl
14 10 4
o,p′-DDE (2-(2-chlorophényl)-2-(4-chlorophényl)-1,1-dichloroéthène) 3424-82-6 C H Cl
14 8 4
p,p′-DDT (1,1,1-trichlor-2,2-bis-(4-chlorophényl)éthane) 50-29-3 C H Cl
14 9 4
Méthoxychlore 72-43-5 C H Cl O
16 15 3 2
HCB Hexachlorobenzène 118-74-1 C Cl
6 6
α-HCH (α-Hexachlorocyclohexane) 319-84-6 C H Cl
6 6 6
β-HCH (β-Hexachlorocyclohexane) 319-85-7 C H Cl
6 6 6
γ-HCH (γ-Hexachlorocyclohexane) 58-89-9 C H Cl
6 6 6
δ-HCH (δ-Hexachlorocyclohexane) 319-86-8 C H Cl
6 6 6
Hexachloro-1,3-butadiène 87-68-3 C Cl
4 6
α-Chlordane 5103-71-9 C H Cl
10 6 8
γ-Chlordane 5103-74-2 C H Cl
10 6 8
1,2,4-Trichlorobenzène 120-82-1 C H Cl
6 3 3
Tableau 2 (suite)
Analyte cible N° CAS Formule
1,2,3-Trichlorobenzène 87-61-6 C H Cl
6 3 3
1,3,5-Trichlorobenzène 108-70-3 C H Cl
6 3 3
1,2,3,4-Tétrachlorobenzène 634-66-2 C H Cl
6 2 4
1,2,3,5-Tétrachlorobenzène 634-90-2 C H Cl
6 2 4
1,2,4,5-Tétrachlorobenzène 95-94-3 C H Cl
6 2 4
Pentachlorobenzène 608-93-5 C HCl
6 5
La limite de détection et la limite d’application dépendent des analytes, de la prise d’essai, de l’équipement
utilisé ainsi que de la qualité des produits chimiques utilisés pour l’extraction de l’échantillon et pour la
purification de l’extrait.
Dans les conditions spécifiées dans le présent document, des limites d’application inférieures allant de
1 μg/kg (de matière sèche) pour les sols à 10 μg/kg (de matière sèche) pour les sédiments peuvent être
atteintes. La nécessité d’atteindre ces limites d’application inférieures dépend de l’ordre des analyses et
des valeurs limites actuelles.
Les propriétés, les niveaux de pollution attendus de POC et la présence de substances interférentes
peuvent varier entre les sols et les sédiments. En raison de ces différences, il est impossible de décrire un
seul mode opératoire générique. Selon les propriétés des échantillons, le présent document contient des
tables de décision concernant les modes opératoires de séchage, d’extraction et de purification. Cette
méthode est fondée sur les performances. Elle peut être modifiée si tous les critères de performance
donnés sont respectés.
La méthode peut être appliquée à l’analyse d’autres composés chlorés qui ne sont pas spécifiés dans le
domaine d’application, dès lors que l’adéquation de la méthode a été prouvée par des expériences de
validations internes appropriées.
NOTE Les données de validation sont présentées à l’Annexe A. Le présent document est validé uniquement
pour le α-HCH, le β-HCH, le γ-HCH, le δ-HCH, l’o,p′-DDE, le p,p′-DDE, l’o,p′-DDD, le p,p′-DDD, l’o,p′-DDT et le p,p′-DDT.
Les données indiquées pour les sédiments sont mesurées au moyen de la détection par ECD. La comparabilité
des données ECD et MS concernant l’approche du présent document a été démontrée sur des matrices
supplémentaires.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 5667-15, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 15: Lignes directrices pour la conservation et le
traitement des échantillons de boues et de sédiments
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
ISO 11465, Qualité du sol — Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en eau — Méthode
gravimétrique
ISO 14507, Qualité du sol — Prétraitement des échantillons pour la détermination des contaminants
organiques
ISO 18512, Qualité du sol — Lignes directrices relatives au stockage des échantillons de sol à long et à court
termes
ISO 22892, Qualité du sol — Lignes directrices pour l'identification de composés cibles par chromatographie
en phase gazeuse et spectrométrie de masse
EN 16179, Boues, bio-déchets traités et sols — Lignes directrices pour le prétraitement des échantillons
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
solution d’étalonnage
solution de pesticides organochlorés (POC) préparée à partir d’un étalon secondaire et/ou de solutions
mères de POC natifs et utilisée pour étalonner la réponse de l’instrument en fonction de la concentration
en analyte
3.2
étalon interne
pesticide organochlorés (POC) marqué ou autre POC peu susceptible d’être présent dans l’échantillon,
ajouté à l’échantillon avant l’extraction et utilisé pour la quantification de la teneur en POC
3.3
étalon d’extraction
substance chimique utilisée uniquement pour vérifier l’efficacité de l’extraction, et non à des fins de
quantification
3.4
étalon d’injection
pesticide organochloré (POC) marqué ou autre POC peu susceptible d’être présent dans l’échantillon
ajouté à l’extrait avant l’injection dans le chromatographe en phase gazeuse, et utilisé pour surveiller la
variabilité de la réponse de l’instrument et le taux de récupération des étalons internes (3.2)
3.5
étalon de performance
solution d’étalonnage utilisée pour la détermination des critères de performance (3.6), qui contient la
même quantité d’étalons internes, d’étalon d’extraction et d’étalon d’injection (3.4) que celle utilisée
dans les échantillons
3.6
critère de performance
valeur pour le taux de récupération des étalons qui décrit la capacité de la méthode analytique ou de
parties de la méthode analytique
4 Principe
En raison de la multiplicité des matrices abordées dans le présent document, il est autorisé d’utiliser
différents modes opératoires pour différentes étapes (modules). Le choix des modules qu’il convient
d’utiliser dépend de l’échantillon. Le présent document fournit une recommandation. Les critères de
performance sont décrits et il incombe aux laboratoires qui appliquent le présent document de montrer
que ces critères sont respectés. L’utilisation d’étalons de dopage (étalons internes) permet de vérifier
l’efficacité globale d’une combinaison donnée de modules pour un échantillon donné. Mais elle ne
fournit pas nécessairement d’informations concernant l’efficacité de l’extraction des POC natifs liés à la
matrice.
À l’issue du prétraitement, l’échantillon pour essai est extrait au moyen d’un solvant ou d’un mélange de
solvants adapté.
L’extrait est concentré par évaporation. Si nécessaire, les composés interférents sont éliminés à l’aide
d’une méthode de purification adaptée à la spécificité de la matrice avant de procéder à cette étape de
concentration.
L’extrait est analysé par chromatographie en phase gazeuse. Les composés sont séparés à l’aide
d’une colonne capillaire avec une phase stationnaire de faible polarité. La détection est réalisée
par spectrométrie de masse (MS) ou à l’aide d’un détecteur à capture d’électrons (ECD). La GC-MS/
MS est aussi applicable si les critères de performance décrits (voir 10.7.5) et les caractéristiques de
performance (voir l’Article 11) sont respectés.
Les POC sont identifiés et quantifiés en comparant les temps de rétention relatifs et les hauteurs de pic
(ou aires de pic) relatives à ceux des étalons internes ajoutés. L’efficacité du mode opératoire dépend de
la composition de la matrice étudiée.
5 Interférences
5.1 Interférence avec l’échantillonnage et l’extraction
Utiliser des récipients d’échantillonnage constitués de matériaux (de préférence acier, aluminium ou
verre) qui n’altèrent pas l’échantillon pendant la période de contact. Éviter d’utiliser des matériaux
plastiques ou organiques au cours de l’échantillonnage, du stockage ou de l’extraction de l’échantillon.
Conserver les échantillons à l’abri de la lumière directe du soleil et éviter toute exposition prolongée à
la lumière.
Au cours du stockage des échantillons, des pertes de POC peuvent survenir sous l’effet de l’adsorption
sur les parois des récipients. L’ampleur des pertes dépend de la durée de conservation.
5.2 Interférence avec la GC
Les substances qui co-éluent avec les POC cibles peuvent affecter la détermination. Ces interférences
peuvent provoquer une résolution incomplète des signaux et peuvent, selon leur amplitude, affecter
l’exactitude et à la fidélité des résultats d’analyse. Le chevauchement des pics empêche l’interprétation
du résultat. Des pics asymétriques et des pics d’une largeur supérieure à celle des pics correspondants
de la substance de référence suggèrent des interférences.
Selon la phase stationnaire utilisée, certains isomères (par exemple, 1,2,4,5- et
1,2,3,5-Tétrachlorobenzène) peuvent co-éluer ou ne pas se séparer complètement. Dans ce cas, il
convient de consigner un résultat positif comme la somme des deux isomères ou d’appliquer une
autre phase stationnaire afin de garantir leur séparation et ainsi d’obtenir des résultats pour les deux
isomères individuels.
6 Remarques relatives à la sécurité
Certains POC sont toxiques et doivent être manipulés avec le plus grand soin. Éviter tout contact avec les
matériaux solides, les extraits en solvant et les solutions de POC étalons. Il est vivement recommandé de
centraliser la préparation des solutions étalons au sein de laboratoires dotés d’un équipement adapté
ou de les acheter auprès de fournisseurs spécialisés dans leur préparation.
Les solutions de solvant et les échantillons contenant des POC doivent être éliminés conformément aux
prescriptions d’élimination des déchets toxiques.
Des précautions doivent être prises pour manipuler l’hexane en raison de ses propriétés neurotoxiques.
Des précautions doivent être prises eu égard à tous les dangers associés à cette méthode.
7 Réactifs
7.1 Généralités
Tous les réactifs doivent être de qualité analytique reconnue. La pureté des réactifs utilisés doit être
vérifiée en procédant à une détermination à blanc telle que décrite en 10.1. Le blanc doit être inférieur à
50 % de la limite de rapportage la plus basse.
7.2 Réactifs pour l’extraction
7.2.1 Acétone (2-propanone), (CH ) CO.
3 2
7.2.2 n-Heptane, C H .
7 16
7.2.3 Éther de pétrole, domaine d’ébullition de 40 °C à 60 °C.
7.2.4 Solvants de type hexane, domaine d’ébullition de 30 °C à 89 °C.
7.2.5 Sulfate de sodium anhydre, Na SO . Le sulfate de sodium anhydre doit être conservé dans un
2 4
récipient parfaitement hermétique.
7.2.6 Eau distillée ou eau de qualité équivalente, H O.
7.2.7 Chlorure de sodium, NaCl, anhydre.
7.2.8 Substance de garde. Solvant organique non polaire présentant un point d’ébullition élevé, tel
que l’octane, le nonane, etc.
7.3 Réactifs pour la purification
7.3.1 Purification A à l’aide d’oxyde d’aluminium
7.3.1.1 Oxyde d’aluminium, Al O .
2 3
Alcalin ou neutre, surface spécifique de 200 m /g, activité Super I conformément à la Référence [6].
7.3.1.2 Oxyde d’aluminium désactivé.
Désactivé avec 10 % d’eau environ.
Ajouter environ 10 g d’eau (7.2.6) à 90 g d’oxyde d’aluminium (7.3.1.1). Agiter jusqu’à ce que tous les
agrégats aient disparu. Laisser reposer l’oxyde d’aluminium avant utilisation pendant 16 h environ, à
l’abri de l’air. L’utiliser dans les deux semaines maximum.
NOTE L’activité dépend de la teneur en eau. Il peut être nécessaire d’ajuster la quantité d’eau.
7.3.2 Purification B à l’aide de gel de silice 60 pour la chromatographie sur colonne
7.3.2.1 Gel de silice 60, tailles des particules de 63 µm à 200 µm.
7.3.2.2 Gel de silice 60, teneur en eau: fraction massique w(H O) = 10 %.
Chauffer le gel de silice 60 (7.3.2.1) pendant au moins 3 h à 450 °C, le laisser refroidir et le conserver
dans un dessiccateur contenant du perchlorate de magnésium ou un agent desséchant approprié. Avant
utilisation, chauffer pendant au moins 5 h à 130 °C dans une étuve de séchage. Le laisser ensuite refroidir
dans un dessiccateur et ajouter 10 % d’eau (fraction massique) dans un flacon. Agiter vigoureusement à
la main pendant 5 min jusqu’à disparition de tous les agrégats, puis pendant 2 h à l’aide d’un agitateur.
Conserver le gel de silice désactivé en l’absence d’air. L’utiliser dans les deux semaines maximum.
7.3.3 Purification C par chromatographie par perméation de gel (CPG)
1)
7.3.3.1 Bio-Beads® S-X3.
7.3.3.2 Acétate d’éthyle, C H O.
4 8 2
7.3.3.3 Cyclohexane, C H .
6 12
Préparation de la CPG, par exemple:
1)
— placer 50 g de Bio-Beads® S-X3 (7.3.3.1) dans une fiole Erlenmeyer de 500 ml et ajouter 300 ml de
mélange d’élution composé de cyclohexane (7.3.3.3) et d’acétate d’éthyle (7.3.3.2) 1:1 (volume) pour
permettre aux billes de gonfler;
— après une brève agitation jusqu’à disparition complète des agrégats, maintenir la fiole fermée
pendant 24 h;
— vider la boue dans le tube de chromatographie en vue de la CPG;
— après trois jours environ, enfoncer les pistons de la colonne de manière à obtenir un niveau de
remplissage d’environ 35 cm;
— afin de comprimer encore le gel, pomper environ 2 l du mélange d’élution à travers la colonne à un
−1
débit de 5 ml min et enfoncer les pistons pour obtenir un niveau de remplissage d’environ 33 cm.
2)
7.3.4 Purification D à l’aide de Florisil®
2)
7.3.4.1 Florisil® , chauffé pendant 2 h à 600 °C. Tailles des particules de 150 µm à 750 µm.
7.3.4.2 Iso-octane, C H .
8 18
7.3.4.3 Toluène, C H.
7 8
7.3.4.4 Iso-octane/Toluène 95/5 (fraction volumique).
7.3.4.5 Éther diéthylique, C H O.
4 10
7.4 Réactifs pour l’analyse par chromatographie en phase gazeuse
Gaz vecteurs pour la chromatographie en phase gazeuse ECD ou MS, d’une pureté élevée, utilisés
conformément aux spécifications du fabricant.
1) Bio-Beads® est un exemple de produit adapté disponible dans le commerce. Cette information est fournie aux
utilisateurs du présent document à titre purement indicatif et ne signifie en aucune manière que l’ISO approuve ce
produit. Des produits équivalents peuvent être utilisés s’il peut être prouvé qu’ils conduisent aux mêmes résultats.
2) Florisil® est une appellation commerciale d’une substance préparée à base de terre de diatomée, principalement
constituée de silicate de magnésium anhydre. Cette information est fournie aux utilisateurs du présent document
à titre purement indicatif et ne signifie en aucune manière que l’ISO approuve ce produit. Des produits équivalents
peuvent être utilisés s’il peut être prouvé qu’ils conduisent aux mêmes résultats.
7.5 Étalons
7.5.1 Généralités
Les solvants destinés à la préparation de solutions étalons doivent être exempts de POC. L’hexane,
le cyclohexane, l’isohexane ou d’autres solvants analogues à l’hexane peuvent être utilisés. Vérifier
régulièrement la stabilité des étalons.
7.5.2 Solutions d’étalonnage
Il convient que les solutions d’étalonnage contiennent les composés cibles sélectionnés à partir du
Tableau 2.
7.5.3 Étalons internes, étalons d’extraction et étalons d’injection
7.5.3.1 Généralités
Pour préparer les étalons internes ainsi que les étalons d’extraction et les étalons d’injection, choisir
des substances dont les propriétés physiques et chimiques (par exemple, le comportement à l’extraction
ou le temps de rétention) sont semblables à celles des composés à analyser.
Le nombre d’étalons internes et d’étalons d’extraction dépend de la stratégie d’étalonnage adoptée pour
les analyses. Trois scénarios différents peuvent se présenter (voir l’Annexe B):
a) analyse des POC sans aucune information sur l’échantillon:
1) l’étalon interne est ajouté à l’échantillon avant l’extraction et est utilisé pour la quantification;
2) au moins trois POC couvrant le chromatogramme doivent être utilisés comme étalon interne;
3) si nécessaire, un étalon d’injection est ajouté à l’extrait avant l’injection;
b) fortes concentrations en POC attendues:
1) lorsque des échantillons très pollués sont analysés, une aliquote de l’extrait est souvent utilisée
en vue d’une purification supplémentaire. L’utilisation d’étalons marqués entraîne, de ce fait,
une hausse importante du coût des analyses. Dans ce cas, ajouter l’étalon d’extraction et l’étalon
interne en deux étapes:
i) étape 1: un étalon d’extraction est ajouté à l’échantillon avant l’extraction. L’efficacité de
l’extraction est vérifiée par comparaison avec l’étalon de performance;
ii) étape 2: à l’issue de l’extraction, ajouter les étalons internes à une aliquote de l’extrait.
Ces étalons internes sont utilisés pour la quantification;
2) si nécessaire, un étalon d’injection est ajouté à l’extrait avant l’injection.
c) preuve d’absence:
1) un étalon d’extraction est ajouté à l’échantillon avant l’extraction. L’efficacité de l’extraction est
vérifiée par comparaison avec l’étalon de performance;
2) si nécessaire, un étalon d’injection est ajouté à l’extrait avant l’injection;
3) au moins un POC d’une sensibilité au mode opératoire d’extraction comparable doit être utilisé
comme étalon d’extraction.
Les substances à considérer pour les étalons internes, d’extraction et d’injection sont répertoriées ci-
dessous.
Il est conseillé d’utiliser des POC marqués pour la détection par MS.
D’autres POC ou substances analogues, telles que des PCB absents de l’échantillon ou des POC marqués
au C non utilisés comme étalon interne, peuvent être utilisés comme étalon d’injection.
7.5.3.2 Analytes marqués
Des étalons marqués au C sont disponibles dans le commerce pour la plupart des analytes cibles
répertoriés dans le Tableau 2. Certains étalons deutérés sont également utilisables.
α-Endosulfan-d4 (N° CAS 203645-57-2)
β-Endosulfan-d4 (N° CAS 203716-99-8)
p,p′-DDE-d4 ou -d8 (N° CAS 93952-19-3)
o,p′-DDT-d4 ou -d8 (N° CAS 221899-88-3)
p,p′-DDD-d4 ou -d8 (N° CAS 93952-20-6)
o,p′-DDE-d8 (N° CAS 1402834-57-4)
p,p′-DDT-d4 ou -d8 (N° CAS 93952-18-2)
Méthoxychlore-d6 (N° CAS 106031-79-2)
α-HCH-d6 (N° CAS 86194-41-4)
γ-HCH-d6 (N° CAS 60556-82-3)
1,2,4-Trichlorobenzène-d3 (N° CAS 2199-72-6)
1,2,3-Trichlorobenzène-d3 (N° CAS 3907-98-3)
1,3,5-Trichlorobenzène-d3 (N° CAS 1198-60-3)
1,2,3,4-Tétrachlorobenzène-d2 (N° CAS 2199-73-7)
1,2,3,5-Tétrachlorobenzène-d2 (N° CAS 2199-74-8)
1,2,4,5-Tétrachlorobenzène-d2 (N° CAS 1198-57-8)
PCB28-d4
PCB52-d3
PCB101-d3
Phénanthrène-d10 (N° CAS 1517-22-2)
7.5.3.3 Analytes non marqués
PCB29 2,4,5-trichlorobiphényle (N° CAS 15862-07-4)
PCB30 2,4,6-trichlorobiphényle (N° CAS 35693-92-6)
PCB143 2,2′,3,4,5,6′-hexachlorobiphényle (N° CAS 68194-15-0)
PCB155 2,2′,4,4′,6,6′-hexachlorobiphényle (N° CAS 33979-03-2)
PCB198 2,2′,3,3′,4,5,5′,6,-octachlorobiphényle (N° CAS 68194-17-2)
PCB207 2,2′,3,3′,4,4′,5,6,6′-nonachlorobiphényle (N° CAS 52663-79-3)
PCB209 2,2′,3,3′,4,4′,5,5′,6,6′-décachlorobiphényle (N° CAS 2051-24-3)
7.5.3.4 Analytes pour le contrôle de la résolution
Si un contrôle de la résolution de la colonne GC est nécessaire, il est recommandé d’utiliser
les PCB suivants:
PCB28 2,4,4′-trichlorobiphényle (N° CAS 7012-37-5)
PCB31 2,4′,5-trichlorobiphényle (N° CAS 16606-02-3)
7.5.3.5 Analytes pour le contrôle de l’insert
Certains POC (dieldrine, endrine, p,p′-DDT, o,p′-DDT, p,p′-DDD, méthoxychlore) tendent à se dégrader ou
à être adsorbés dans l’insert du GC. Il est vivement recommandé de procéder à un contrôle régulier afin
de surveiller l’état de l’insert. Pour ce faire, injecter une solution étalon contenant les POC suivants:
p,p′-DDT (N° CAS 50-29-3)
Endrine (N° CAS 72-20-8)
Il est recommandé d’effectuer cet essai afin d’évaluer la performance de la colonne de GC et l’inertie du
port d’injection. Au cours de l’essai, il convient que la dégradation du DDT en DDE et en DDD ne dépasse
pas 20 %. L’endrine se dégrade pour former de l’endrine aldéhyde et de l’endrine cétone. Il convient
que la dégradation ne dépasse pas non plus 20 % dans ce cas. La dégradation est calculée à l’aide de la
Formule (1):
sommedesairesdepicdesproduitsdedégradation
%dégradation= ×1000 (1)
sommmedesairesdepicdelasubstanceetdesproduitsdedégradation
Sinon, il convient d’utiliser des POC marqués au C comme étalons internes ou étalons d’injection.
7.6 Préparation des solutions étalons
7.6.1 Préparation de solutions d’étalonnage de POC
Préparer des solutions étalons primaires concentrées individuelles d’environ 0,4 mg/ml dans du
n-heptane (7.2.2) en pesant environ 10 mg de chacun des étalons (voir 7.5.2) à 0,1 mg près et en les
dissolvant dans 25 ml de n-heptane.
Combiner de faibles quantités (2 ml à 10 ml) de ces solutions étalons primaires individuelles en une
solution étalon du mélange des POC.
AVERTISSEMENT — En raison de la dangerosité des substances à utiliser, il convient de recourir
à des solutions étalons ou à des solutions étalons mixtes (certifiées de préférence) disponibles
dans le commerce. Éviter tout contact avec la peau.
Les solutions étalons de travail doivent contenir le même solvant que l’extrait.
Les solutions étalons primaires et diluées doivent être conservées
...
Questions, Comments and Discussion
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