ISO 5815-1:2019
(Main)Water quality — Determination of biochemical oxygen demand after n days (BODn) — Part 1: Dilution and seeding method with allylthiourea addition
Water quality — Determination of biochemical oxygen demand after n days (BODn) — Part 1: Dilution and seeding method with allylthiourea addition
This document specifies the determination of the biochemical oxygen demand of waters by dilution and seeding with suppression of nitrification after 5 d or 7 d incubation time. It is applicable to all waters having biochemical oxygen demands usually between 1 mg/l and 6 000 mg/l. It applies particularly to waste waters but also suits for the analysis of natural waters. For biochemical oxygen demands greater than 6 000 mg/l of oxygen, the method is still applicable, but special care is needed taking into consideration the representativeness of subsampling for preparation of the dilution steps. The results obtained are the product of a combination of biochemical and chemical reactions in presence of living matter which behaves only with occasional reproducibility. The results do not have the rigorous and unambiguous character of those resulting from, for example, a single, well‑defined, chemical process. Nevertheless, the results provide an indication from which the quality of waters can be estimated.
Qualité de l'eau — Détermination de la demande biochimique en oxygène après n jours (DBOn) — Partie 1: Méthode par dilution et ensemencement avec apport d'allylthiourée
Le présent document spécifie la méthode de détermination de la demande biochimique en oxygène dans les eaux, par dilution et ensemencement, avec suppression de la nitrification après une durée d'incubation de 5 jours ou 7 jours. Cette méthode est applicable à tous les types d'eau dont la demande biochimique en oxygène se situe généralement entre 1 mg/l et 6 000 mg/l. Elle s'applique particulièrement aux eaux usées mais convient également à l'analyse des eaux naturelles. Pour des demandes biochimiques en oxygène de plus de 6 000 mg/l d'oxygène, la méthode est encore applicable, mais une attention particulière est nécessaire concernant la représentativité du sous-échantillonnage pour la préparation des étapes de dilution. Les résultats obtenus sont le produit d'une combinaison de réactions biochimiques et chimiques en présence de matière vivante dont le comportement et les caractéristiques ne sont qu'occasionnellement reproductibles. Les résultats ne possèdent pas le caractère exact et rigoureux de résultats issus par exemple d'un processus chimique unique bien défini. Les résultats fournissent cependant une indication qui permet d'estimer la qualité des eaux.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5815-1
Second edition
2019-07
Water quality — Determination of
biochemical oxygen demand after n
days (BOD ) —
n
Part 1:
Dilution and seeding method with
allylthiourea addition
Qualité de l'eau — Détermination de la demande biochimique en
oxygène après n jours (DBO ) —
n
Partie 1: Méthode par dilution et ensemencement avec apport
d'allylthiourée
Reference number
ISO 5815-1:2019(E)
©
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ISO 5815-1:2019(E)
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
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Published in Switzerland
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ISO 5815-1:2019(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 3
5 Reagents . 3
6 Apparatus . 6
7 Sampling and preservation . 6
8 Interferences . 7
8.1 General . 7
8.2 Presence of free and/or combined chlorine . 7
8.3 Presence of algae . 7
8.4 Presence of peroxides and peroxide compounds. 8
9 Procedure. 8
9.1 General . 8
9.2 Pretreatment . 8
9.2.1 Neutralization of the sample . 8
9.2.2 Homogenization . 9
9.3 Preparation of test solutions . 9
9.4 Calculation of dilutions . 9
9.4.1 Empirical determination of the dilutions . 9
9.4.2 Determination of dilutions via the factors R of the TOC, the permanganate
index or the COD .10
9.4.3 Calculation of dilution stages via the COD .11
9.5 Blank value determination .11
9.6 Determination of dissolved oxygen .11
9.6.1 Measurement of dissolved oxygen using iodometric method (in
accordance with ISO 5813) .11
9.6.2 Measurement of dissolved oxygen using probes (in accordance with
ISO 5814 or ISO 17289) .12
9.7 Control analysis .12
10 Calculation and indication of the results .13
10.1 Examination of test solutions for valid oxygen consumption during test .13
10.2 Calculation of biochemical oxygen demand after n days (BOD ) .13
n
10.3 Validity criteria .14
11 Test report .14
Annex A (normative) Influence of incubation periods and temperatures .15
Annex B (informative) Multitesting .16
Annex C (informative) Direct seeding of the analysis batches .19
Annex D (informative) Performance data .20
Bibliography .22
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ISO 5815-1:2019(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.
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 147, Water quality, Subcommittee SC 5,
Biological methods.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 5815-1:2003), which has been technically
revised. The main changes compared to the previous edition are as follows:
— change of working range: 1 mg/l instead of 3 mg/l as lower limit;
— changes in test procedure;
— in 5.2, option to check seeding water suitability in advance with a CGA control analysis batch;
— in 5.3.2, phosphate buffer solution pH-value: requirement for preparation of a new solution if the pH
value is out of the range pH 7 and pH 8;
— in 5.5, range for oxygen consumption of seeded dilution water 0,2 mg/l to 1,5 mg/l instead of upper
limit 1,5 mg/l;
— in 5.9, allowable range BOD of the CGA control solution changed to (198 ± 40) mg/l and BOD
5 7
(206 ± 40) mg/l;
— in 6.5, electrochemical probe option to measure the dissolved oxygen concentration added;
— in 8.4, interferences: subclause on presence of peroxides and peroxide compounds added;
— in 9.4, options to determinate the dilutions elaborated;
— in 9.7, control analysis: elaborated description of procedure;
— in 10.3, "approval of results/validity criteria” added;
— Annex A: title changed and “normative” instead of “informative”
— Annex C "Direct seeding of the analysis batches" added;
iv © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 5815-1:2019(E)
— new Annex D "Performance data" included.
A list of all parts in the ISO 5815 series can be found on the ISO website.
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.
© ISO 2019 – All rights reserved v
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ISO 5815-1:2019(E)
Introduction
The incubation time specified in this document is 5 d or 7 d. The latter corresponds to the practice in
several Nordic countries. Annex A describes an incubation time of (2 + 5) d.
ISO 5815-1 specifies the determination of the biochemical oxygen demand (BOD) of waters with an
expected BOD in the range 1 mg/l to 6 000 mg/l using the dilution method. A lower limit of working
range may result from validation data in the laboratory. For samples with an expected low BOD in the
range of 0,5 mg/l to 6 mg/l ISO 5815-2 provides the option of the determination of the (BOD) of waters
using undiluted samples.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 5815-1:2019(E)
Water quality — Determination of biochemical oxygen
demand after n days (BOD ) —
n
Part 1:
Dilution and seeding method with allylthiourea addition
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
This document 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.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document
be carried out by suitably qualified staff.
1 Scope
This document specifies the determination of the biochemical oxygen demand of waters by dilution and
seeding with suppression of nitrification after 5 d or 7 d incubation time.
It is applicable to all waters having biochemical oxygen demands usually between 1 mg/l and
6 000 mg/l. It applies particularly to waste waters but also suits for the analysis of natural waters.
For biochemical oxygen demands greater than 6 000 mg/l of oxygen, the method is still applicable, but
special care is needed taking into consideration the representativeness of subsampling for preparation
of the dilution steps. The results obtained are the product of a combination of biochemical and chemical
reactions in presence of living matter which behaves only with occasional reproducibility. The results
do not have the rigorous and unambiguous character of those resulting from, for example, a single,
well-defined, chemical process. Nevertheless, the results provide an indication from which the quality
of waters can be estimated.
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 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 5667-3, Water quality — Preservation and handling of water samples
ISO 5813, Water quality — Determination of dissolved oxygen — Iodometric method
ISO 5814, Water quality — Determination of dissolved oxygen — Electrochemical probe method
ISO 6060, Water quality — Determination of the chemical oxygen demand
ISO 8245, Water quality — Guidelines for the determination of total organic carbon (TOC) and dissolved
organic carbon (DOC)
ISO 8467, Water quality — Determination of permanganate index
ISO 10523, Water quality — Determination of pH
ISO 15705, Water quality — Determination of the chemical oxygen demand index (ST-COD) — Small-scale
sealed-tube method
ISO 17289, Water quality — Determination of dissolved oxygen — Optical sensor method
© ISO 2019 – All rights reserved 1
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ISO 5815-1:2019(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
biochemical oxygen demand after n days
BOD
n
mass concentration of dissolved oxygen consumed under specified conditions by the biochemical
oxidation of organic and/or inorganic matter in water where n is the incubation time equal to 5 d or 7 d
Note 1 to entry: For the purposes of this document “biochemical oxidation” is taken to mean “biological oxidation”.
Note 2 to entry: n is either 5 or 7.
3.2
chemical oxygen demand
COD
mass concentration of oxygen equivalent to the amount of dichromate consumed by dissolved and
suspended matter when a water sample is treated with that oxidant under defined conditions
[SOURCE: ISO 6060:1989, 3]
3.3
total organic carbon
TOC
sum of organically bound carbon present in water, bonded to dissolved or suspended matter, including
cyanate, elemental carbon and thiocyanate
[SOURCE: ISO 8245:1999, 3.3]
3.4
permanganate index (of water)
mass concentration of oxygen equivalent to the amount of permanganate ion consumed when a water
sample is treated with that oxidant under defined conditions
[SOURCE: ISO 8467:1993, 3.1]
3.5
seeding water
water with adapted (aerobic) microorganisms via which the oxidation of the water contents occurs
Note 1 to entry: The seeding water is used for producing the seeded dilution water.
3.6
dilution water
water added to the test sample to prepare a series of defined dilutions
[SOURCE: ISO 20079:2005, 3.7]
3.7
seeded dilution water
dilution water to which a definite amount of seeding water is added
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ISO 5815-1:2019(E)
3.8
free chlorine
chlorine present in the form of hypochlorous acid, hypochlorite ion or dissolved elemental chlorine
[SOURCE: ISO 7393-1:1985, 2.1]
3.9
combined chlorine
fraction of total chlorine present in the form of chloramines and organic chloramines
[SOURCE: ISO 7393-1:1985, 2.2]
3.10
nitrification
oxidation of ammonium salts by bacteria where usually the intermediate product is nitrite and the end
product nitrate
[SOURCE: ISO 11733:2004, 3.9]
4 Principle
The BOD , with inhibition of nitrification is determined, using the dilution method. A batch series with
n
different dilutions of a sample is prepared and examined. The dilution water is enriched with oxygen
and seeded with adapted aerobic microorganisms.
The sample is incubated at (20 ± 1) °C for a specified period (n), 5 d or 7 d, in the dark, in a completely
filled and stoppered bottle. The dissolved oxygen concentration is determined before and after
incubation. The mass of consumed oxygen per litre sample is calculated.
5 Reagents
Use only reagents with the degree of purity "for analysis".
5.1 Water, at least grade 3 in accordance with ISO 3696.
The water shall not contain more than 0,01 mg/l of copper, nor chlorine or chloramines.
5.2 Seeding water, which can be obtained in one of the following ways:
a) municipal waste water, decanted or coarsely filtered;
b) surface water containing municipal waste water;
c) settled effluent from a waste water treatment plant;
d) water taken downstream from the discharge of the water to be analysed, or water containing
microorganisms that are adapted to the water to be analysed;
e) commercially available seeding material.
Use seeding water with a COD of about 300 mg/l or a TOC of about 100 mg/l (see 5.5). If the COD or TOC
are higher, adapt to these concentrations with dilution water (5.4) before preparing the seeded dilution
water (5.5) or use a correspondingly changed volume of the seeding waters for seeding the dilution
water (5.4).
If the sample comes from a process that has been subjected to disinfection treatment (chlorination, UV,
ozone or other), use inoculum, even when there is no residual disinfectant present.
For commercially available seeding material consider respective application recommendations.
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ISO 5815-1:2019(E)
The selected seeding material can be checked in advance by running the procedure with a control
analysis (9.7) batch only to prove its suitability for the analysis of samples.
5.3 Salt solutions
5.3.1 General
The following solutions can be kept for at least six months in glass bottles in the dark at (5 ± 3) °C.
Discard the solutions at the first signs of precipitation or opaqueness.
5.3.2 Phosphate-buffer solution
Dissolve 8,50 g of potassium dihydrogen phosphate (KH PO ), 21,75 g of dipotassium hydrogen
2 4
phosphate (K HPO ), 33,4 g of disodium hydrogen phosphate-heptahydrate (Na HPO ⋅7H O) and 1,70 g
2 4 2 4 2
of ammonium chloride (NH Cl), in about 500 ml of water (5.1). Dilute with water (5.1) to 1 000 ml and
4
mix. Measure the pH value. If the pH value is outside the range pH 7 to pH 8, prepare a new solution.
5.3.3 Magnesium sulfate heptahydrate solution, ρ = 22,5 g/l.
Dissolve 22,5 g of magnesium sulfate heptahydrate (MgSO ⋅7H O) in water (5.1). Dilute with water (5.1)
4 2
to 1 000 ml and mix.
5.3.4 Calcium chloride solution, ρ = 27,5 g/l.
Dissolve 27,5 g of anhydrous calcium chloride (CaCl ) (or an equivalent amount, if the hydrate is used
2
(for example 36,4 g CaCl ⋅2H O) in water (5.1), dilute with water (5.1) to 1 000 ml and mix.
2 2
5.3.5 Iron (III)-chloride-hexahydrate solution, ρ = 0,25 g/l.
Dissolve 0,25 g of iron (III)-chloride-hexahydrate (FeCl ⋅6H O), in water (5.1). Dilute with water (5.1) to
3 2
1 000 ml and mix.
5.4 Dilution water
Determine the total volume of dilution water required for the actual test. Pour about half the required
volume of water (5.1) into the feed vessel (6.3) for the dilution water and add 1 ml of each of the salt
solutions (5.3.2, 5.3.3, 5.3.4 and 5.3.5) for each litre of the total volume. Then fill to the required total
volume with water (5.1) and mix by stirring, aeration or shaking. Bring the dilution water obtained in
this way to a temperature of (20 ± 2) °C, keep at this temperature and aerate slightly by mixing. If, for
example, specially adapted seeding water or seeding material is necessary, the procedure according to
Annex C can be followed.
EXAMPLE If 20 l of dilution water are required, prepare 10 l of water (5.1). Stirring continuously, add 20 ml
of each of the salt solutions individually and fill up with water (5.1) to 20 l.
5.5 Seeded dilution water
The preparation of a seeded dilution water is needed when the test solutions are prepared according to
9.3 The mass concentration of oxygen consumed over 5 d (or 7 d) at (20 ± 1) °C by the seeded dilution
water with the addition of allylthiourea (ATU) solution to inhibit nitrification [blank value (see 9.5)],
shall be between 0,2 mg/l and 1,5 mg/l.
The volume increase of the dilution water by seeding water should be as low as possible.
4 © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 5815-1:2019(E)
The amount of the seeding water (5.2) needed to attain a hypothetic COD of 0,6 mg/l to 3,0 mg/l,
corresponding to the aimed oxygen consumption in the blank values (9.5), is calculated with
Formula (1):
COD ⋅V
target dilutionwater
V = (1)
seedingwater
COD
seedingwater
where
V is the volume of the seeding water (5.2) to be added to the dilution water (5.4) in
seeding water
litres, l;
COD is the hypothetic COD (0,6 mg/l O to 3 mg/l O ) in the seeded dilution water (5.5)
target 2 2
in milligrams per litre of oxygen, mg/l O ;
2
COD is the COD of the seeding water (5.2) in milligrams per litre of oxygen, mg/l O ;
seeding water 2
V is the calculated amount of the dilution water to be seeded (5.4) in litres, l.
dilution water
For direct seeding of test batches or automated systems which use a direct seeding, see instructions in
Annex C.
Add the seeding water (5.2) to the dilution water (5.4) and mix by stirring or shaking. Determine the
oxygen content as specified in ISO 5813, ISO 17289 or ISO 5814. Aerate the seeded dilution water up to
an oxygen content of preferably a minimum 8 mg/l. The water shall not be supersaturated with oxygen
by aeration: let it stand about 1 h in an unstopped container before use. Keep the seeded dilution water
at (20 ± 2) °C. The so prepared seeded dilution water can be used immediately for the preparation of
the analysis batches.
Throw away the residue of the dilution water at the end of the working day, unless the laboratory
experience reveals via the complied-with control analysis (9.7) with the control solution (5.9), and the
blank value determination (9.5) that the water is acceptable for a longer time.
5.6 Hydrochloric acid (HCl) or sulfuric acid (H SO ) solution, for example c(HCl) ≈ 0,5 mol/l or
2 4
c(H SO ) ≈ 0,25 mol/l.
2 4
5.7 Sodium hydroxide (NaOH) solution, for example c(NaOH) = 0,5 mol/l, ρ ≈ 20 g/l.
5.8 Sodium sulfite (Na SO ) solution, for example ρ(Na SO ) = 50 g/l.
2 3 2 3
5.9 Glucose-glutamic acid (GGA), control solution.
Dry about 200 mg to 300 mg of anhydrous D-glucose (C H O ) and 200 mg to 300 mg of anhydrous
6 12 6
L-glutamic acid (C H NO ) at (105 ± 5) °C for 1 h. Weigh (150 ± 1) mg of each substance, dissolve in
5 9 4
water (5.1), dilute with water to 1 000 ml, and mix. The theoretical oxygen demand of this solution is
307 mg/l of oxygen for BOD (the empirical BOD is (198 ± 40) mg/l of oxygen and the BOD (based on
5 5 7
conversion factor BOD /BOD = 1,04 from Table D.3 and previous empirical BOD ) is (206 ± 40) mg/l of
7 5 5
oxygen).
Prepare the solution immediately before use and discard any remaining solution at the end of the
working day. The solution may also be frozen in small amounts. The frozen solution can be kept for a
maximum of three months. Use the thawed solution immediately after thawing.
5.10 Allylthiourea (ATU) solution, ρ = 1,0 g/l.
Dissolve 200 mg of allylthiourea (C H N S) in water (5.1), dilute with water (5.1) to 200 ml and mix.
4 8 2
Store the solution at (5 ± 3) °C. The solution is stable for at least two weeks.
© ISO 2019 – All rights reserved 5
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ISO 5815-1:2019(E)
WARNING — The reagent is toxic and shall therefore be handled according to the safety data sheet.
The nitrification inhibition is not attained in all cases by addition of 2 ml of the ATU-solution (ρ = 1,0 g/l)
per litre of analysis batch. The addition of a significantly higher volume than 2 ml of this ATU-solution
can disturb the titration according to ISO 5813 (see 9.6.1).
6 Apparatus
Usual laboratory equipment, and in particular the following.
6.1 General
Plastic and glass vessels shall be carefully cleaned and, in particular, made free of absorbed toxic and
biodegradable compounds and shall be protected from contamination.
6.2 Incubation bottles, BOD-bottles (Karlsruhe type) with a content between 100 ml and 300 ml
or conical shoulder bottles with stoppers and a suitable funnel, or other suitable, bubble-free closing
bottles. For the use of automatic systems, it is important to use incubation bottles with a definite volume,
as the incubation bottles serve as dilution vessels.
6.3 Feed vessel for the seeded and non-seeded dilution water, made from glass or plastic.
Take measures to ensure that the vessel is kept clean and free from microorganism growths, and
protected from light.
6.4 Tempering cabinet, room or incubator, capable of being maintained at (20 ± 1) °C and darkened.
6.5 Equipment for determining dissolved oxygen concentration, as specified in ISO 5813
(iodometric method), or ISO 5814 (electrochemical probe method) using an oxygen probe or ISO 17289
(optical sensor method) using optical oxygen measurement.
6.6 Cooling and freezing device, for transport and storage of the samples.
6.7 Dilution vessel, mixing vessel preferably made from glass, for example volumetric flask or
graduated measuring cylinder, with sufficient volume capacity for the dilution batch and the possibility
of a thorough mixing.
6.8 Aeration equipment, bottle of compressed air or a compressor. The air quality shall be such that
the aeration does not lead to any contamination, especially by the addition of organic matter, oxidizing or
reducing materials, or metals. If contamination is suspected, filter and wash the air.
6.9 pH-measuring equipment, which fulfils the requirements for the determination of pH, as
specified in ISO 10523.
6.10 Stirrer, to ensure that the sample is homogeneous for the extraction of partial samples and no air
is taken in.
6.11 Glass fibre filter GF 6.
7 Sampling and preservation
Closable vessels made from glass or plastic are suitable for sampling. The volume should be large
enough to ensure that a proper dilution series can be derived. Fill the sampling vessels completely, close
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ISO 5815-1:2019(E)
them and cool to (5 ± 3) °C as soon as possible. Store the samples in the dark to prevent algal growth
and cool at (5 ± 3) °C until processing at latest the day after the date of sampling.
If samples cannot be analysed in between the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5815-1
Deuxième édition
2019-07
Qualité de l'eau — Détermination de
la demande biochimique en oxygène
après n jours (DBO ) —
n
Partie 1:
Méthode par dilution et
ensemencement avec apport
d'allylthiourée
Water quality — Determination of biochemical oxygen demand after
n days (BOD ) —
n
Part 1: Dilution and seeding method with allylthiourea addition
Numéro de référence
ISO 5815-1:2019(F)
©
ISO 2019
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ISO 5815-1:2019(F)
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ISO 5815-1:2019(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .vi
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe . 3
5 Réactifs . 3
6 Appareillage . 6
7 Échantillonnage et conservation . 7
8 Interférences . 7
8.1 Généralités . 7
8.2 Présence de chlore libre et/ou de chlore combiné . 7
8.3 Présence d'algues . 8
8.4 Présence de peroxydes et de composés de peroxyde . 8
9 Mode opératoire. 9
9.1 Généralités . 9
9.2 Prétraitement . 9
9.2.1 Neutralisation de l'échantillon . 9
9.2.2 Homogénéisation . 9
9.3 Préparation des solutions d'essai . 9
9.4 Calcul des dilutions .10
9.4.1 Détermination empirique des dilutions .10
9.4.2 Détermination des dilutions grâce aux facteurs R du COT, de l'indice
permanganate ou de la DCO .11
9.4.3 Calcul des niveaux de dilution à l'aide de la DCO .11
9.5 Détermination des valeurs de blanc .12
9.6 Détermination de l'oxygène dissous .12
9.6.1 Mesurage de l'oxygène dissous à l'aide de la méthode iodométrique
(conformément à l'ISO 5813) .12
9.6.2 Mesurage de l'oxygène dissous à l'aide de sondes (conformément à
l'ISO 5814 ou à l'ISO 17289) .13
9.7 Analyse de contrôle .13
10 Calcul et critères de validation des résultats .14
10.1 Examen des solutions d'essai pour la validation de la consommation d'oxygène
durant l'essai.14
10.2 Calcul de la demande biochimique en oxygène après n jours (DBO ) .14
n
10.3 Critères de validité .15
11 Rapport d'essai .15
Annexe A (normative) Influence des périodes d'incubation et des températures .16
Annexe B (informative) Déterminations multiples .17
Annexe C (informative) Ensemencement direct des solutions d'essai .20
Annexe D (informative) Données de performance .21
Bibliographie .24
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ISO 5815-1:2019(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 (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 le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau, sous-comité
SC 5, Méthodes biologiques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 5815-1:2003), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les principales modifications par rapport à l'édition précédente sont les suivantes:
— modification du domaine de travail: 1 mg/l au lieu de 3 mg/l comme limite inférieure;
— changements dans le mode opératoire des essais;
— en 5.2, possibilité de vérifier au préalable l'adéquation de l'eau d'ensemencement à l'aide d'une série
d'analyse de contrôle AGG;
— en 5.3.2, valeur du pH de la solution tampon de phosphate: exigence concernant la préparation d'une
nouvelle solution si la valeur du pH se situe hors de la plage comprise entre pH 7 et pH 8;
— en 5.5, plage de consommation d'oxygène de l'eau de dilution ensemencée comprise entre 0,2 mg/l
et 1,5 mg/l au lieu de limite supérieure de 1,5 mg/l;
— en 5.9, remplacement de la plage admissible dans la solution de contrôle AGG par (198 ± 40) mg/l
pour la DBO , et par (206 ± 40) mg/l pour la DBO ;
5 7
— en 6.5, ajout de la possibilité de mesurer la concentration en oxygène dissous à l'aide d'une sonde
électrochimique;
— en 8.4, interférences: ajout d'un paragraphe concernant la présence de peroxydes et de composés de
peroxyde;
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ISO 5815-1:2019(F)
— en 9.4, possibilités pour déterminer les dilutions effectuées;
— en 9.7, analyse de contrôle: description détaillée de la procédure;
— en 10.3, ajout de «critères de validité/approbation des résultats»;
— à l'Annexe A: modification du titre et «normative» au lieu de «informative»;
— à l'Annexe C: ajout de «Ensemencement direct des solutions d'essai»;
— ajout d'une nouvelle Annexe D «Données de performance».
Une liste de toutes les parties de la série ISO 5815 se trouve sur le site web de l'ISO.
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/members .html.
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ISO 5815-1:2019(F)
Introduction
La durée d'incubation spécifiée dans le présent document est de 5 jours ou 7 jours. La durée d'incubation
de 7 jours correspond à la pratique dans plusieurs pays nordiques. L'Annexe A décrit une durée
d'incubation de (2 + 5) jours.
L'ISO 5815-1 spécifie la méthode de détermination par dilution de la demande biochimique en
oxygène (DBO) dans les eaux avec une DBO attendue comprise entre 1 mg/l et 6 000 mg/l. Une
limite plus basse du domaine de travail peut résulter des données de validation du laboratoire. Pour
les échantillons présentant une DBO attendue faible, comprise entre 0,5 mg/l et 6 mg/l, l'ISO 5815-2
permet de déterminer la DBO dans l'eau à l'aide d'échantillons non dilués.
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NORME INTERNATIONALE ISO 5815-1:2019(F)
Qualité de l'eau — Détermination de la demande
biochimique en oxygène après n jours (DBO ) —
n
Partie 1:
Méthode par dilution et ensemencement avec apport
d'allylthiourée
AVERTISSEMENT — Il convient que l'utilisateur du présent document connaisse bien les
pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n'a pas pour but de traiter tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il est de la responsabilité de
l'utilisateur de mettre en place des mesures de sécurité et d'hygiène appropriées.
IMPORTANT — Il est absolument essentiel que les essais effectués conformément au présent
document soient réalisés par du personnel ayant reçu une qualification appropriée.
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie la méthode de détermination de la demande biochimique en oxygène
dans les eaux, par dilution et ensemencement, avec suppression de la nitrification après une durée
d'incubation de 5 jours ou 7 jours.
Cette méthode est applicable à tous les types d'eau dont la demande biochimique en oxygène se
situe généralement entre 1 mg/l et 6 000 mg/l. Elle s'applique particulièrement aux eaux usées mais
convient également à l'analyse des eaux naturelles. Pour des demandes biochimiques en oxygène de
plus de 6 000 mg/l d'oxygène, la méthode est encore applicable, mais une attention particulière est
nécessaire concernant la représentativité du sous-échantillonnage pour la préparation des étapes
de dilution. Les résultats obtenus sont le produit d'une combinaison de réactions biochimiques et
chimiques en présence de matière vivante dont le comportement et les caractéristiques ne sont
qu'occasionnellement reproductibles. Les résultats ne possèdent pas le caractère exact et rigoureux
de résultats issus par exemple d'un processus chimique unique bien défini. Les résultats fournissent
cependant une indication qui permet d'estimer la qualité des eaux.
2 Références normatives
Les documents suivants cités dans le texte 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 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 5667-3, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 3: Conservation et manipulation des
échantillons d'eau
ISO 5813, Qualité de l'eau — Dosage de l'oxygène dissous — Méthode iodométrique
ISO 5814, Qualité de l'eau — Dosage de l'oxygène dissous — Méthode électrochimique à la sonde
ISO 6060, Qualité de l'eau — Détermination de la demande chimique en oxygène
ISO 8245, Qualité de l'eau — Lignes directrices pour le dosage du carbone organique total (COT) et du
carbone organique dissous (COD)
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ISO 5815-1:2019(F)
ISO 8467, Qualité de l'eau — Détermination de l'indice de permanganate
ISO 10523, Qualité de l'eau — Détermination du pH
ISO 15705, Qualité de l'eau — Détermination de l'indice de demande chimique en oxygène (ST-DCO) —
Méthode à petite échelle en tube fermé
ISO 17289, Qualité de l'eau — Dosage de l'oxygène dissous — Méthode optique à la sonde
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 http: //www .electropedia .org/
3.1
demande biochimique en oxygène après n jours
DBO
n
concentration en masse d'oxygène dissous consommé dans des conditions spécifiées par l'oxydation
biochimique de matières organiques et/ou inorganiques dans l'eau. n est la durée d'incubation, égale
à 5 jours ou 7 jours
Note 1 à l'article: Pour les besoins du présent document, «oxydation biochimique» a le même sens que «oxydation
biologique».
Note 2 à l'article: n a pour valeur soit 5 soit 7.
3.2
demande chimique en oxygène
DCO
concentration en masse d'oxygène équivalente à la quantité de dichromate consommée par les matières
dissoutes et en suspension lorsqu'on traite un échantillon d'eau avec cet oxydant dans des conditions
définies
[SOURCE: ISO 6060:1989, 3]
3.3
carbone organique total
COT
somme du carbone organique présent dans l'eau, sous forme dissoute ou lié aux matières en suspension,
y compris les cyanates, le carbone élémentaire et les thiocyanates
[SOURCE: ISO 8245:1999, 3.3, modifiée]
3.4
indice permanganate (d'une eau)
concentration en masse d'oxygène équivalente à la quantité d'ions permanganate consommée quand un
échantillon d'eau est traité par cet oxydant dans des conditions définies
[SOURCE: ISO 8467:1993, 3.1, modifiée]
3.5
eau d'ensemencement
eau contenant des micro-organismes (aérobies) adaptés permettant l'oxydation des matières contenues
dans l'eau
Note 1 à l'article: L'eau d'ensemencement est utilisée pour produire l'eau de dilution ensemencée.
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ISO 5815-1:2019(F)
3.6
eau de dilution
eau ajoutée à l'échantillon soumis à essai afin de préparer une série définie de dilutions
[SOURCE: ISO 20079:2005, 3.7]
3.7
eau de dilution ensemencée
eau de dilution à laquelle une quantité définie d'eau d'ensemencement a été ajoutée
3.8
chlore libre
chlore présent sous la forme d'acide hypochloreux, d'ion hypochlorite ou de chlore élémentaire dissous
[SOURCE: ISO 7393-1:1985, 2.1]
3.9
chlore combiné
fraction du chlore total présente sous la forme de chloramines et de chloramines organiques
[SOURCE: ISO 7393-1:1985, 2.2]
3.10
nitrification
oxydation des sels d'ammonium par des bactéries, au cours de laquelle le produit intermédiaire est
généralement un nitrite et le produit final un nitrate
[SOURCE: ISO 11733:2004, 3.9]
4 Principe
La détermination de la DBO avec inhibition de la nitrification est effectuée à l'aide de la méthode par
n
dilution. Une série de préparations composée de différentes dilutions d'un échantillon est préparée et
soumise à essais. L'eau de dilution est enrichie en oxygène et ensemencée avec des micro-organismes
aérobies adaptés.
L'échantillon est incubé à (20 ± 1) °C pendant une durée spécifiée (n) de 5 jours ou 7 jours, dans l'obscurité,
dans un flacon entièrement rempli et fermé. La concentration en oxygène dissous est déterminée avant
et après incubation. La masse d'oxygène consommé par litre d'échantillon est calculée.
5 Réactifs
Utiliser uniquement des réactifs ayant un degré de pureté correspondant à la qualité «pour analyse».
5.1 Eau, au moins de qualité 3 selon l'ISO 3696.
L'eau ne doit pas contenir plus de 0,01 mg/l de cuivre et doit être exempte de chlore et de chloramines.
5.2 Eau d'ensemencement, qui peut être obtenue de l'une des manières suivantes:
a) eau résiduaire urbaine, décantée ou grossièrement filtrée;
b) eau de surface contenant de l'eau résiduaire urbaine;
c) effluent décanté provenant d'une station de traitement d'eaux usées;
d) eau prélevée en aval du déversement de l'eau à analyser, ou eau contenant des micro-organismes
adaptés à l'eau à analyser;
e) matériau d'ensemencement disponible dans le commerce.
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ISO 5815-1:2019(F)
Utiliser de l'eau d'ensemencement ayant une DCO d'environ 300 mg/l ou un COT d'environ 100 mg/l
(voir 5.5). Si la DCO ou le COT sont plus élevés, s'adapter à ces concentrations avec de l'eau de dilution (5.4)
avant de préparer l'eau de dilution ensemencée (5.5) ou utiliser un volume d'eau d'ensemencement
modifié en conséquence pour ensemencer l'eau de dilution (5.4).
Si l'échantillon est issu d'un processus incluant un traitement de désinfection (chloration, UV, ozone ou
autre), utiliser l'inoculum, même s'il n'y a pas de désinfectant résiduel présent.
Pour un matériau d'ensemencement disponible dans le commerce, prendre en considération les
recommandations d'application correspondantes.
Il est possible de contrôler au préalable le matériau d'ensemencement choisi en réalisant une analyse de
contrôle (9.7) afin de prouver qu'il convient à l'analyse des échantillons.
5.3 Solutions salines
5.3.1 Généralités
Les solutions suivantes peuvent être conservées pendant au moins six mois dans des flacons en verre,
dans l'obscurité, à (5 ± 3) °C. Jeter les solutions dès les premiers signes de précipitation ou d'opacité.
5.3.2 Solution tampon de phosphate
Dissoudre 8,50 g de dihydrogénophosphate de potassium (KH PO ), 21,75 g d'hydrogénophosphate
2 4
de dipotassium (K HPO ), 33,40 g d'hydrogénophosphate de disodium heptahydraté (Na HPO ⋅7H O)
2 4 2 4 2
et 1,70 g de chlorure d'ammonium (NH Cl) dans environ 500 ml d'eau (5.1). Diluer à 1 000 ml avec de
4
l'eau (5.1) et mélanger. Mesurer la valeur du pH. Si la valeur du pH se situe hors de la plage comprise
entre pH 7 et pH 8, préparer une nouvelle solution.
5.3.3 Solution de sulfate de magnésium heptahydraté, ρ = 22,5 g/l.
Dissoudre 22,5 g de sulfate de magnésium heptahydraté (MgSO ⋅7H O) dans de l'eau (5.1). Diluer
4 2
à 1 000 ml avec de l'eau (5.1) et mélanger.
5.3.4 Solution de chlorure de calcium, ρ = 27,5 g/l.
Dissoudre 27,5 g de chlorure de calcium anhydre (CaCl ) (ou une quantité équivalente si un sel hydraté
2
est utilisé, par exemple 36,4 g de CaCl ⋅2H O) dans de l'eau (5.1). Diluer à 1 000 ml avec de l'eau (5.1) et
2 2
mélanger.
5.3.5 Solution de chlorure de fer(III) hexahydraté, ρ = 0,25 g/l.
Dissoudre 0,25 g de chlorure de fer(III) hexahydraté (FeCl ⋅6H O) dans de l'eau (5.1). Diluer à 1 000 ml
3 2
avec de l'eau (5.1) et mélanger.
5.4 Eau de dilution
Déterminer le volume total d'eau de dilution nécessaire pour l'essai réel. Verser environ la moitié du
volume d'eau (5.1) requis dans le réservoir (6.3) pour eau de dilution et ajouter 1 ml de chaque solution
saline (5.3.2, 5.3.3, 5.3.4 et 5.3.5) pour chaque litre du volume total. Remplir d'eau (5.1) jusqu'au volume
total nécessaire et mélanger en agitant, en aérant ou en secouant. Porter l'eau de dilution ainsi obtenue
à une température de (20 ± 2) °C, la maintenir à cette température et l'aérer légèrement en mélangeant.
Si, par exemple, une eau d'ensemencement ou un matériau d'ensemencement spécialement adapté
s'avère nécessaire, il est possible de suivre la procédure décrite à l'Annexe C.
EXEMPLE Si 20 l d'eau de dilution sont nécessaires, préparer 10 l d'eau (5.1). Tout en agitant de façon
continue, ajouter 20 ml de chaque solution saline et remplir d'eau (5.1) jusqu'à 20 l.
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5.5 Eau de dilution ensemencée
La préparation d'une eau de dilution ensemencée est nécessaire lorsque les solutions d'essai sont
préparées conformément à 9.3. La concentration en masse d'oxygène consommé sur une période
de 5 jours (ou 7 jours), à une température de (20 ± 1) °C, par l'eau de dilution ensemencée, avec l'ajout
d'une solution d'allylthiourée (ATU) pour inhiber la nitrification [valeur du blanc (voir 9.5)], doit être
comprise entre 0,2 mg/l et 1,5 mg/l.
Il convient que l'augmentation du volume d'eau de dilution dû à l'apport d'eau d'ensemencement soit
aussi faible que possible.
La quantité d'eau d'ensemencement (5.2) nécessaire pour atteindre une DCO hypothétique de 0,6 mg/l
à 3,0 mg/l, correspondant à la consommation d'oxygène ciblée dans les valeurs de blanc (9.5), est
calculée à l'aide de la Formule (1):
DCO ⋅V
cible eau de dilution
V = (1)
eau d'ensemencement
DCO
eau d'enseemencement
où
V est le volume d'eau d'ensemencement (5.2) à ajouter à l'eau de dilution (5.4),
eau d'ensemencement
en litres (l);
DCO est la DCO hypothétique (comprise entre 0,6 mg/l d'O et 3 mg/l d'O ) dans l'eau
cible 2 2
de dilution ensemencée (5.5), en milligrammes par litre d'oxygène (mg/l d'O );
2
DCO est la DCO de l'eau d'ensemencement (5.2), en milligrammes par litre d'oxy-
eau d'ensemencement
gène (mg/l d'O );
2
V est la quantité calculée d'eau de dilution à ensemencer (5.4), en litres (l).
eau de dilution
Pour l'ensemencement direct des solutions d'essai ou les systèmes automatisés qui utilisent un
ensemencement direct, voir les instructions à l'Annexe C.
Ajouter l'eau d'ensemencement (5.2) à l'eau de dilution (5.4) et mélanger en agitant ou en secouant.
Déterminer la teneur en oxygène comme spécifié dans l'ISO 5813, l'ISO 17289 ou l'ISO 5814. Aérer l'eau
de dilution ensemencée jusqu'à atteindre, de préférence, une teneur en oxygène d'au moins 8 mg/l.
L'eau ne doit pas être sursaturée en oxygène lors de l'aération: la laisser reposer environ 1 h dans un
récipient ouvert avant utilisation. Maintenir l'eau de dilution ensemencée à (20 ± 2) °C. L'eau de dilution
ensemencée ainsi préparée peut être utilisée immédiatement pour la préparation des solutions d'essai.
Jeter ce qui reste d'eau de dilution à la fin de la journée de travail, sauf si l'expérience du laboratoire
montre que l'eau peut être utilisée pendant une période plus longue, à travers le respect des critères
fixés pour l'analyse de contrôle (9.7) avec la solution de contrôle (5.9) et la détermination des valeurs de
blanc (9.5).
5.6 Solution d'acide chlorhydrique (HCl) ou d'acide sulfurique (H SO ), par exemple c(HCl) ≈
2 4
0,5 mol/l ou c(H SO ) ≈ 0,25 mol/l.
2 4
5.7 Solution d'hydroxyde de sodium (NaOH), par exemple c(NaOH) = 0,5 mol/l, ρ ≈ 20 g/l.
5.8 Solution de sulfite de sodium (Na SO ), par exemple ρ(Na SO ) = 50 g/l.
2 3 2 3
5.9 Acide glutamique-glucose (AGG), solution de contrôle.
Sécher environ 200 mg à 300 mg de D-glucose anhydre (C H O ) et 200 mg à 300 mg
6 12 6
d'acide L-glutamique anhydre (C H NO ) pendant 1 h à (105 ± 5) °C. Peser (150 ± 1) mg de chacune des
5 9 4
substances et les dissoudre dans de l'eau (5.1). Diluer à 1 000 ml avec de l'eau et mélanger. La demande
théorique en oxygène de cette solution est de 307 mg/l d'oxygène pour la DBO (la DBO empirique
5 5
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ISO 5815-1:2019(F)
est de (198 ± 40) mg/l d'oxygène et la DBO , basée sur le facteur de conversion DBO /DBO = 1,04 du
7 7 5
Tableau D.3 et la DBO empirique précédente, est de (206 ± 40) mg/l d'oxygène).
5
Préparer cette solution juste avant utilisation et jeter la solution restante à la fin de la journée de travail.
La solution peut également être congelée en petites quantités. La solution congelée peut être conservée
pendant un maximum de trois mois. Utiliser la solution décongelée aussitôt après décongélation.
5.10 Solution d'allylthiourée (ATU), ρ = 1,0 g/l.
Dissoudre 200 mg d'allylthiourée (C H N S) dans de l'eau (5.1). Diluer à 200 ml avec de l'eau (5.1) et
4 8 2
mélanger. Conserver la solution à (5 ± 3) °C. La solution est stable pendant au moins deux semaines.
AVERTISSEMENT — Ce réactif est toxique et doit donc être manipulé conformément à la fiche de
données de sécurité.
L'ajout de 2 ml de solution d'ATU (ρ = 1,0 g/l) par litre de solution d'essai ne permet pas d'inhiber la
nitrification dans tous les cas. L'ajout d'un volume nettement supérieur à 2 ml de
...
Questions, Comments and Discussion
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