ISO 10634:2018
(Main)Water quality — Preparation and treatment of poorly water-soluble organic compounds for the subsequent evaluation of their biodegradability in an aqueous medium
Water quality — Preparation and treatment of poorly water-soluble organic compounds for the subsequent evaluation of their biodegradability in an aqueous medium
This document specifies techniques for preparing poorly water-soluble organic compounds (i.e. liquid and solid compounds) with a solubility in water of less than approximately 100 mg/l and introducing them into test vessels for a subsequent biodegradability test in an aqueous medium using standard methods. The subsequent tests on biodegradability are primarily methods using the analysis of the released carbon dioxide described in ISO 9439 and the determination of the oxygen described in ISO 9408 and following the usual precautions for ISO 10707. Thus, one can notice that the methods measuring the removal of dissolved organic carbon (DOC) are not appropriate. This document does not specify the biodegradation test methods. It is restricted to describing techniques for introducing the test compounds into the test medium and to keeping them in a dispersed state[4]. These techniques are implemented while observing the experimental conditions described in the standardized methods for evaluating biodegradability. ISO 9439, based on CO2 evolution, is not suitable for testing volatile compounds. Some of the preparation methods described in this document might not be accepted by regulators for making conclusions on the ready biodegradability of tested compounds. Examples of biodegradability curves are given in Annex A.
Qualité de l'eau — Préparation et traitement des composés organiques peu solubles dans l'eau en vue de l'évaluation de leur biodégradabilité en milieu aqueux
Le présent document spécifie des méthodes de préparation de composés organiques peu solubles dans l'eau (c'est-à-dire, des composés liquides et solides) ayant une solubilité dans l'eau inférieure à environ 100 mg/l et leur introduction dans des récipients d'essai, en vue de réaliser un essai de biodégradabilité en milieu aqueux selon des méthodes normalisées. Les essais de biodégradabilité applicables sont des méthodes utilisant l'analyse du dioxyde de carbone dégagé décrite dans l'ISO 9439 et la détermination de la demande en oxygène décrite dans l'ISO 9408 et respectant les précautions habituelles de l'ISO 10707. On peut ainsi noter que les méthodes de mesure de l'élimination du carbone organique dissous (COD) ne sont pas appropriées. Le présent document ne décrit pas les méthodes d'essai de biodégradation. Il se limite à la description des méthodes d'introduction des composés d'essai dans le milieu d'essai et à leur maintien à l'état dispersé.[4] Ces méthodes sont mises en œuvre en respectant les conditions expérimentales décrites dans les méthodes normalisées pour l'évaluation de la biodégradabilité. L'ISO 9439, qui repose sur le dégagement de CO2, ne convient pas pour soumettre à essai les composés volatils. Certaines des méthodes de préparation décrites dans le présent document peuvent ne pas être acceptées par les organismes de réglementation pour tirer des conclusions au sujet de la facilité de biodégradabilité des composés d'essai. Des exemples de courbes de biodégradabilité sont donnés en Annexe A.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10634
Second edition
2018-10
Water quality — Preparation and
treatment of poorly water-soluble
organic compounds for the subsequent
evaluation of their biodegradability in
an aqueous medium
Qualité de l'eau — Préparation et traitement des composés
organiques peu solubles dans l'eau en vue de l'évaluation de leur
biodégradabilité en milieu aqueux
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018
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Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Presentation of suitable preparation and analytical methods. 2
4.1 Preparation methods . 2
4.2 Analytical methods . 2
5 Direct addition and addition with inert support . 2
5.1 General . 2
5.2 Reagents. 3
5.3 Apparatus . 3
5.4 Procedure . 3
5.4.1 Direct addition . 3
5.4.2 Addition on inert support . 4
6 Ultrasonic and physical treatment. 4
6.1 General . 4
6.2 Apparatus . 4
6.3 Procedure using an ultrasonic probe. 4
6.3.1 Preparation of the test compound . 4
6.3.2 Experimental protocol . 5
6.4 Procedure using an ultrasonic bath . 5
6.5 Other methods . 5
7 Adsorption on an inert support with a volatile solvent removed from the system .6
7.1 General . 6
7.2 Reagents. 6
7.3 Apparatus . 6
7.4 Procedure . 6
8 Addition with a non-biodegradable solvent or emulsifying agent .7
8.1 General . 7
8.2 Reagents. 7
8.3 Apparatus . 8
9 Preliminary tests . 9
9.1 Reagents. 9
9.1.1 Selection of emulsifying agent concentration. 9
9.1.2 Selection of mineral oil concentration . 9
9.1.3 Selection of silicone oil concentration . 9
9.2 Procedure . 9
9.2.1 Use of solvent . 9
9.2.2 Use of emulsifying agent .10
9.2.3 Use of mineral oil .10
9.2.4 Use of silicone oil .10
9.3 Other additives .11
10 Combination of methods .11
11 Test report .11
Annex A (informative) Examples of biodegradability curves .13
Bibliography .15
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 of 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 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 10634:1995), which has been technically
revised to take into account user feedback, new technologies and available reagents.
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.
iv © ISO 2018 – All rights reserved
Introduction
The standardizing work carried out by ISO/TC 147/SC 5 has shown that the development of a single
method for evaluating the biodegradability of organic compounds with a low solubility in water
[1][2][3]
(i.e. < 100 mg/l ) cannot be envisaged in the immediate future. In fact, the selection of the most
suitable working method to obtain a satisfactory emulsion or dispersion of these compounds in the
test media depends particularly on their physicochemical properties. Consequently, the selection of the
most suitable method has to be left to the judgement of laboratories responsible for the tests based on
their experience and the product information supplied by the applicant. For this reason, this document
describes various techniques for treating poorly water-soluble organic compounds before they are
investigated for biodegradability tests. The objective is to reach a stage where, for any given technique,
the same working method is used by all laboratories, thus making it easier to compare results.
Specificities of the selected protocol should be kept in mind for the evaluation and interpretation of the
results of the biodegradation test.
The techniques described in this document will not necessarily produce the same biodegradability
results of the test compound if they are used in parallel. The use of solvents and dispersing or
emulsifying techniques can be additional sources of uncertainty and can lead to test results which
differ from those obtained without using these techniques. Furthermore, dispersions or emulsions can
be produced that would not exist as such in nature. It is recommended to perform biodegradability tests
with the direct addition of a test compound and using dispersion techniques in parallel because activity
of inoculum used should be comparable. The presence of microorganisms with potential to degrade the
test compound is assumed to be identical. The composition and activity might change when the tests
are conducted subsequently.
According to current standards for testing biodegradability, only pure or compounds containing a low
amount of impurities should be tested. Biodegradability tests are not recommended for heterogeneous
mixtures or multicomponent compounds as the results of such tests are difficult to interpret, especially
when the degradation is partial. Moreover, the use of solvents and dispersion techniques can lead
to unrepresentative heterogeneous distributions and to misleading test results in the subsequent
biodegradability tests.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 10634:2018(E)
Water quality — Preparation and treatment of poorly
water-soluble organic compounds for the subsequent
evaluation of their biodegradability in an aqueous medium
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 techniques for preparing poorly water-soluble organic compounds (i.e. liquid
and solid compounds) with a solubility in water of less than approximately 100 mg/l and introducing
them into test vessels for a subsequent biodegradability test in an aqueous medium using standard
methods.
The subsequent tests on biodegradability are primarily methods using the analysis of the released
carbon dioxide described in ISO 9439 and the determination of the oxygen described in ISO 9408 and
following the usual precautions for ISO 10707. Thus, one can notice that the methods measuring the
removal of dissolved organic carbon (DOC) are not appropriate.
This document does not specify the biodegradation test methods. It is restricted to describing
techniques for introducing the test compounds into the test medium and to keeping them in a dispersed
[4]
state . These techniques are implemented while observing the experimental conditions described
in the standardized methods for evaluating biodegradability. ISO 9439, based on CO evolution, is not
suitable for testing volatile compounds.
Some of the preparation methods described in this document might not be accepted by regulators for
making conclusions on the ready biodegradability of tested compounds.
Examples of biodegradability curves are given in Annex A.
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 9408, Water quality — Evaluation of ultimate aerobic biodegradability of organic compounds in
aqueous medium by determination of oxygen demand in a closed respirometer
ISO 9439, Water quality — Evaluation of ultimate aerobic biodegradability of organic compounds in
aqueous medium — Carbon dioxide evolution test
ISO 10707, Water quality — Evaluation in an aqueous medium of the “ultimate” aerobic biodegradability of
organic compounds — Method by analysis of biochemical oxygen demand (closed bottle test)
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
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/
4 Presentation of suitable preparation and analytical methods
4.1 Preparation methods
In this document, several techniques for introducing the test compounds into the test medium are
described. The preparation methods are as follows:
— direct addition: this technique is recommended for poorly soluble compounds instead of the
preparation of a stock solution;
— ultrasonic dispersion: this technique can be applied to non-volatile liquid and solid compounds;
— adsorption or weighing on an inert support;
— dispersion or solubilization with additive;
— combination of methods listed above.
NOTE Regarding the combination of methods, the techniques are generally run individually in parallel (i.e.
simultaneously by the same method and with the same inoculum) to gain insight into whether one technique is
dominant or whether both are contributing to enhance bioavailability and biodegradation.
4.2 Analytical methods
The test compound concentration shall fulfil the requirements of ISO 9439, ISO 9408 and ISO 10707.
When the test compound is introduced directly or on an inert support in the test vessel, it is not
necessary to confirm the tested concentration.
When the preparation method uses a stock solution of the tested compound, it is necessary to confirm
the concentration tested. For this purpose:
— a specific analytical method is required if the support or additive is an organic chemical (for example,
surfactant);
— the total organic carbon (TOC) analysis is acceptable if the support or additive is an inorganic
compound (for example, silica gel) or if a homogeneous dispersion is obtained by physical treatment
(for example, ultrasonic treatment).
5 Direct addition and addition with inert support
5.1 General
Biodegradability tests should be performed in parallel, with the direct addition of a test compound
and using dispersion techniques, because the activity of the inoculum used should be comparable. The
presence of microorganisms with the potential to degrade the test compound is assumed to be identical.
The test compound is weighed and directly introduced into the test vessels or weighed onto an inert
support and introduced into the test vessels, which are subjected to continuous agitation.
2 © ISO 2018 – All rights reserved
Solid compounds can be grinded (e.g. using a mortar and a pestle) as finely as possible before weighing
them. Liquid nitrogen may be used.
NOTE Adding the tested substance adsorbed on inert support can affect the final biodegradation result. The
bioavailability of the compound can be limited by the adsorption to the inert support. Therefore, the measured
biodegradation result can decrease (e.g. if the adsorption to the surface of the inert material limits the access
of the tested substance to the inoculum). In the case of a tested compound that is toxic to microorganisms, the
limitation of the bioavailability could limit the toxic effect and increase the biodegradation result.
5.2 Reagents
5.2.1 Inert supports.
Silica gel, fibreglass filters, microscope slides or other non-biodegradable inert supports that do not
release organic or inorganic carbon into the aqueous medium can be used.
It should be validated by preliminary work that the support is inert and carbon-free. To avoid or
minimize surface area effects, the quantity of the support shall be minimal. The test compound should
be adsorbed on the surface.
For example, the following supports are suitable:
— microscopic slide;
— polyethylene slide;
— stainless steel slide;
— silica gel used for thin-layer chromatography (15 µm particle size);
— silica gel used for column chromatography (200 µm to 500 µm particle size).
5.3 Apparatus
5.3.1 Stirrers.
Sufficient stirrers are required to agitate all the test vessels used in a given biodegradability test except
for the closed bottle test (see ISO 10707).
Stirrer-rods shall be made of a material such that no ingredient of a plastic coat will contaminate the
test medium and no adsorption of test compounds will occur. Heating the test vessels by stirring and
raising the test temperature shall be avoided.
5.3.2 Vessels.
It is recommended to use laboratory glass or chemically inert labware for weighing and sample
preparations to avoid carbon contamination and adsorption of the test compound.
1) ®
5.3.3 Mechanical disperser (e.g. Ultra-turrax ).
5.4 Procedure
5.4.1 Direct addition
Test compounds shall be weighed and directly added to the test vessels. ®
1) Ultra-turrax 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.
Non-viscous liquid compounds shall be added with a high precision volumetric syringe, taking into
account their relative density.
5.4.2 Addition on inert support
5.4.2.1 Solid test compound
Weigh onto the support (5.2.1) a quantity of the compound corresponding to the concentration of the
organic carbon required by the test method to be used.
Introduce a support into each of the test vessels.
Introduce a support without the test compound into each of the control vessels.
5.4.2.2 Liquid test compound
Weigh the liquid, including the viscous compound, without treatment. Prepare the quantity of test
compound required by the biodegradability test method to be mixed with the support.
For example, with a final test solution volume of 1 l, add 50 mg of the support (5.2.1) and the amount
of the test compound needed for the test flask by direct weighting and emulsify with the mechanical
disperser for 1 min. At the same time, carry out the same procedure using only the support in the
control vessels. After mixing the inert support with the liquid test compound, the dilution water and
inoculum are added.
6 Ultrasonic and physical treatment
6.1 General
An emulsion or dispersion of the compound to be tested is prepared using an ultrasonic probe or an
ultrasonic bath and is introduced into the test vessels, which are continuously agitated (see 5.3.1
and 5.3.2).
6.2 Apparatus
6.2.1 Ultrasonic probe, capable of producing a frequency of approximately 20 kHz to 35 kHz.
6.2.2 Ultrasonic bath, capable of producing a frequency of approximately 20 kHz to 35 kHz.
6.2.3 Stirrers, in sufficient numbers to ensure that all the test vessels can be agitated (see 5.3.2).
6.3 Procedure using an ultrasonic probe
6.3.1 Preparation of the test compound
6.3.1.1 Preparation of a stock solution
Add, for example, 1 g or 1 ml of the test compound to a 500 ml beaker containing approximately 400 ml
of deionized water.
The test compound shall be present in excess so that a saturated solution is obtained.
6.3.1.2 Preparation with the required quantity
Add the required quantity of the test compound into the test vessels containing mineral medium
without inoculum.
4 © ISO 2018 – All rights reserved
6.3.2 Experimental protocol
Install the ultrasonic probe (6.2.1) in suc
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10634
Deuxième édition
2018-10
Qualité de l'eau — Préparation et
traitement des composés organiques
peu solubles dans l'eau en vue de
l'évaluation de leur biodégradabilité
en milieu aqueux
Water quality — Preparation and treatment of poorly water-
soluble organic compounds for the subsequent evaluation of their
biodegradability in an aqueous medium
Numéro de référence
©
ISO 2018
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2018 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Présentation des méthodes de préparation et d’analyse appropriées .2
4.1 Méthodes de préparation . 2
4.2 Méthodes d’analyse . 2
5 Addition directe et addition avec un support inerte . 2
5.1 Généralités . 2
5.2 Réactifs . 3
5.3 Appareillage. 3
5.4 Mode opératoire . 4
5.4.1 Addition directe . 4
5.4.2 Addition sur un support inerte . . 4
6 Traitement aux ultrasons et traitement physique . 4
6.1 Généralités . 4
6.2 Appareillage. 4
6.3 Mode opératoire utilisant une sonde à ultrasons . 4
6.3.1 Préparation du composé d’essai . 4
6.3.2 Protocole expérimental . 5
6.4 Mode opératoire utilisant un bain à ultrasons . 5
6.5 Autres méthodes . 5
7 Adsorption sur un support inerte avec un solvant volatil éliminé du système .6
7.1 Généralités . 6
7.2 Réactifs . 6
7.3 Appareillage. 7
7.4 Mode opératoire . 7
8 Addition avec un solvant non biodégradable ou un agent émulsifiant .8
8.1 Généralités . 8
8.2 Réactifs . 8
8.3 Appareillage. 9
9 Essais préliminaires . 9
9.1 Réactifs . 9
9.1.1 Choix de la concentration en agent émulsifiant . 9
9.1.2 Choix de la concentration en huile minérale . 9
9.1.3 Choix de la concentration en huile de silicone .10
9.2 Mode opératoire .10
9.2.1 Utilisation du solvant .10
9.2.2 Utilisation de l'agent émulsifiant .10
9.2.3 Utilisation de l’huile minérale .10
9.2.4 Utilisation de l’huile de silicone .11
9.3 Autres additifs .11
10 Combinaison des méthodes .11
11 Rapport d’essai .12
Annexe A (informative) Exemples de courbes de biodégradabilité .13
Bibliographie .15
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 147, Qualité de l’eau, sous-comité
SC 5, Méthodes biologiques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10634:1995) qui a fait l'objet
d'une révision technique pour tenir compte du retour d'information des utilisateurs, des nouvelles
technologies et des réactifs disponibles.
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.
iv © ISO 2018 – Tous droits réservés
Introduction
Les travaux de normalisation menés au sein de l'ISO/TC 147/SC 5 montrent qu'il n'est pas possible
de mettre au point dans l'immédiat une méthode unique pour l'évaluation de la biodégradabilité des
[1][2][3]
composés organiques peu solubles dans l'eau (c’est-à-dire < 100 mg/l ). En effet, le choix du
mode opératoire le plus approprié pour obtenir une émulsion ou une dispersion satisfaisante de ces
substances dans les milieux d’essai dépend, en particulier, de leurs propriétés physico-chimiques. Il est
donc nécessaire de laisser à l’appréciation du laboratoire chargé des essais la sélection de la méthode
la plus adaptée en fonction de son expérience propre et des informations sur les substances fournies
par le demandeur. C’est pourquoi le présent document décrit plusieurs méthodes de traitement des
composés organiques peu solubles dans l’eau avant de réaliser des essais de biodégradabilité, en ayant
pour objectif de faire en sorte que, pour une méthode donnée, le même mode opératoire soit mis en
œuvre par tous les laboratoires, rendant ainsi plus aisée la comparaison des résultats. Il convient de
mémoriser les spécificités du protocole choisi pour évaluer et interpréter les résultats de l’essai de
biodégradation.
Les méthodes décrites dans le présent document ne donneront pas nécessairement les mêmes résultats
de biodégradabilité du composé d’essai si elles sont utilisées en parallèle. L’emploi de solvants et de
méthodes de dispersion ou d'émulsion peuvent être des sources supplémentaires d’incertitude et
peuvent conduire à des résultats d'essai différents de ceux obtenus sans utiliser ces méthodes. De plus,
il est possible de produire des dispersions ou émulsions qui n’existeraient pas comme telles à l'état
naturel. Ainsi, il est recommandé de réaliser les essais de biodégradabilité par addition directe d’un
composé d’essai en parallèle des méthodes de dispersion car il convient que l’activité de l’inoculum
utilisé soit comparable. La présence de micro-organismes capables de dégrader le composé d’essai
est supposée identique. La composition et l’activité peuvent varier lorsque les essais sont effectués
ultérieurement.
Conformément aux normes actuelles applicables aux essais de biodégradabilité, il convient de
soumettre à essai uniquement les composés purs ou contenant une faible quantité d’impuretés. Il n’est
pas recommandé d’effectuer des essais de biodégradabilité pour les mélanges hétérogènes ou pour des
composés multicomposés car les résultats de ces essais sont difficiles à interpréter, notamment lorsque
la dégradation est partielle. De plus, l’utilisation de solvants et de méthodes de dispersion peuvent
conduire à des distributions hétérogènes et non représentatives ainsi qu’à des résultats trompeurs lors
des essais de biodégradabilité ultérieurs.
NORME INTERNATIONALE ISO 10634:2018(F)
Qualité de l'eau — Préparation et traitement des composés
organiques peu solubles dans l'eau en vue de l'évaluation
de leur biodégradabilité en milieu aqueux
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 de tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur de
la présente norme d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité.
IMPORTANT — Il est indispensable que les essais menés selon le présent document soient
effectués par un personnel adéquatement qualifié.
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie des méthodes de préparation de composés organiques peu solubles
dans l'eau (c’est-à-dire, des composés liquides et solides) ayant une solubilité dans l’eau inférieure à
environ 100 mg/l et leur introduction dans des récipients d'essai, en vue de réaliser un essai de
biodégradabilité en milieu aqueux selon des méthodes normalisées.
Les essais de biodégradabilité applicables sont des méthodes utilisant l’analyse du dioxyde de carbone
dégagé décrite dans l’ISO 9439 et la détermination de la demande en oxygène décrite dans l’ISO 9408 et
respectant les précautions habituelles de l’ISO 10707. On peut ainsi noter que les méthodes de mesure
de l’élimination du carbone organique dissous (COD) ne sont pas appropriées.
Le présent document ne décrit pas les méthodes d’essai de biodégradation. Il se limite à la description
des méthodes d’introduction des composés d’essai dans le milieu d’essai et à leur maintien à l’état
[4]
dispersé. Ces méthodes sont mises en œuvre en respectant les conditions expérimentales décrites
dans les méthodes normalisées pour l’évaluation de la biodégradabilité. L'ISO 9439, qui repose sur le
dégagement de CO , ne convient pas pour soumettre à essai les composés volatils.
Certaines des méthodes de préparation décrites dans le présent document peuvent ne pas être
acceptées par les organismes de réglementation pour tirer des conclusions au sujet de la facilité de
biodégradabilité des composés d’essai.
Des exemples de courbes de biodégradabilité sont donnés en Annexe A.
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 9408, Qualité de l'eau — Évaluation, en milieu aqueux, de la biodégradabilité aérobie ultime des
composés organiques par détermination de la demande en oxygène dans un respiromètre fermé
ISO 9439, Qualité de l'eau — Évaluation de la biodégradabilité aérobie ultime en milieu aqueux des
composés organiques — Essai de dégagement de dioxyde de carbone
ISO 10707, Qualité de l'eau — Évaluation en milieu aqueux de la biodégradabilité aérobie "ultime" des
composés organiques — Méthode par analyse de la demande biochimique en oxygène (essai en fiole fermée)
3 Termes et définitions
Aucun terme n’est défini dans le présent document.
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/
4 Présentation des méthodes de préparation et d’analyse appropriées
4.1 Méthodes de préparation
Le présent document décrit plusieurs méthodes d’introduction des composés d’essai dans le milieu
d’essai. Les méthodes de préparation sont indiquées ci-après:
— addition directe: cette méthode est recommandée pour les composés peu solubles en remplacement
de la préparation d’une solution mère;
— dispersion aux ultrasons: cette méthode peut être appliquée aux composés liquides non volatils et
aux composés solides;
— adsorption ou pesée sur un support inerte;
— dispersion ou solubilisation avec un additif;
— combinaison des méthodes énumérées ci-dessus.
NOTE Concernant la combinaison des méthodes, les techniques sont généralement appliquées également
individuellement en parallèle (c’est-à-dire avec le même inoculum) pour pouvoir établir si une méthode exerce
une action prédominante ou si les deux contribuent à favoriser la biodisponibilité et la biodégradation.
4.2 Méthodes d’analyse
La concentration en composé d’essai doit satisfaire aux exigences des ISO 9439, ISO 9408 et ISO 10707.
Lorsque le composé d’essai est introduit directement ou sur support inerte, dans le récipient d’essai, il
n’est pas nécessaire de confirmer la concentration d’essai.
Lorsque la méthode de préparation utilise une solution mère du composé d’essai, il est nécessaire de
confirmer la concentration d’essai. Pour cela:
— une méthode d’analyse spécifique est requise si le support ou l’additif est un produit chimique
organique (par exemple, tensioactif);
— l’analyse du carbone organique total (COT) est acceptable si le support ou l’additif est un composé
inorganique (par exemple, gel de silice) ou si une dispersion homogène est obtenue par traitement
physique (par exemple, traitement aux ultrasons).
5 Addition directe et addition avec un support inerte
5.1 Généralités
Il convient de réaliser en parallèle les essais de biodégradabilité du composé d’essai par addition directe
et avec les méthodes de dispersion car il convient que l’activité de l’inoculum utilisé soit comparable. La
présence de micro-organismes capables de dégrader le composé d’essai est supposée identique.
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Le composé d’essai est pesé et introduit directement dans les récipients d’essai, ou pesé sur un support
inerte, et introduit dans les récipients d’essai qui sont soumis à une agitation continue.
Les composés solides peuvent être broyés (par exemple au moyen d’un mortier et d’un pilon) le plus
finement possible avant d'être pesés. Il est admis d'utiliser de l'azote liquide.
NOTE L'ajout de la substance d'essai adsorbée sur un support inerte peut influer sur le résultat de
biodégradation final. La biodisponibilité du composé peut se trouver limitée par l'adsorption sur le support
inerte. De ce fait, il peut s'ensuivre une diminution de la biodégradation mesurée (par exemple, si l'adsorption à
la surface du matériau inerte limite l'accès de la substance d'essai à l'inoculum). Dans le cas où le composé d'essai
est toxique pour les microorganismes, il n'est pas impossible que la limitation de la biodisponibilité restreigne
l'effet toxique et augmente le résultat de la biodégradation.
5.2 Réactifs
5.2.1 Supports inertes.
Il est possible d’utiliser du gel de silice, des filtres en fibres de verre, des lames de microscope ou tout
autre support inerte non biodégradable ne relarguant pas de carbone organique ou inorganique dans le
milieu aqueux.
Il convient de valider le choix du support par des études préliminaires établissant qu'il est inerte et
exempt de carbone. Pour éviter ou réduire au maximum les effets de surface, la quantité de support doit
être minimale. Il convient que le composé d’essai soit adsorbé sur la surface.
Par exemple, les supports suivants sont appropriés:
— lame de microscope;
— lame en polyéthylène;
— lame en acier inoxydable;
— gel de silice pour chromatographie en couche mince (granulométrie 15 µm);
— gel de silice pour chromatographie sur colonne (granulométrie 200 µm à 500 µm).
5.3 Appareillage
5.3.1 Agitateurs.
Un nombre suffisant d’agitateurs est requis pour agiter tous les récipients d’essai lors d’un essai de
biodégradabilité donné, excepté pour l’essai en fiole fermée (voir ISO 10707).
Les barreaux d’agitation doivent être constitués d'un matériau dont aucun ingrédient du revêtement en
matière plastique ne pourra contaminer le milieu d'essai, ni adsorber les composés d’essai. Il faut éviter
que le processus d'agitation n'augmente la température dans les récipients d'essai.
5.3.2 Récipients.
Il est recommandé d’utiliser du matériel de laboratoire en verre ou de la verrerie de laboratoire
chimiquement inerte pour peser et préparer l’échantillon afin d’éviter toute contamination par du
carbone et toute adsorption du composé d’essai.
1)
5.3.3 Disperseurs mécaniques (par exemple Ultra-turrax® ).
1) Ultra-turrax® est un exemple de produit approprié disponible sur le marché. Cette information est donnée
à l'intention des utilisateurs du présent document et ne signifie nullement que l'ISO approuve ou recommande
l'emploi exclusif du produit ainsi désigné.
5.4 Mode opératoire
5.4.1 Addition directe
Les composés d’essai doivent être pesés et ajoutés directement dans les récipients d'essai.
Les composés liquides non visqueux doivent être ajoutés à l’aide d’une seringue volumétrique de haute
précision en tenant compte de leur densité relative.
5.4.2 Addition sur un support inerte
5.4.2.1 Composé d’essai solide
Sur le support choisi (5.2.1), peser une quantité du composé correspondant à la concentration en
carbone organique requise par la méthode d'essai.
Introduire un support avec le composé d’essai dans chacun des récipients d’essai.
Introduire un support sans composé d’essai dans chacun des récipients témoins.
5.4.2.2 Composé d’essai liquide
Peser le composé liquide ou visqueux, sans traitement. Préparer la quantité de composé d’essai requise
par la méthode d’essai de biodégradabilité, à mélanger avec le support.
Par exemple, avec un volume final de solution d’essai de 1 l, ajouter 50 mg du support (5.2.1) et la
quantité de composé d’essai nécessaire pour le récipient d’essai par pesée directe, puis émulsifier au
moyen du disperseur mécanique pendant 1 min. Dans le même temps, répéter ce mode opératoire en
utilisant uniquement le support dans les récipients témoins. Après avoir mélangé le support inerte et le
composé d'essai liquide, on ajoute l'eau de dilution et l'inoculum.
6 Traitement aux ultrasons et traitement physique
6.1 Généralités
Une émulsion ou une dispersion du composé d’essai est préparée à l’aide d’une sonde à ultrasons ou d’un
bain à ultrasons, et introduite dans les récipients d’essai qui sont agités en continu (voir 5.3.1 et 5.3.2).
6.2 Appareillage
6.2.1 Sonde à ultrasons, capable de produire une fréquence d’environ 20 kHz à 35 kHz.
6.2.2 Bain à ultrasons, capable de produire une fréquence d’environ 20 kHz à 35 kHz.
6.2.3 Agitateurs, en nombre suffisant pour assurer l'agitation de la totalité des récipients d'essai
(voir 5.3.2).
6.3 Mode opératoire utilisant une sonde à ultrasons
6.3.1 Préparation du composé d’essai
6.3.1.1 Préparation d’une solution mère
Ajouter, par exemple, 1 g ou 1 ml du composé d’essai dans un bécher de 500 ml contenant environ 400 ml
d’eau désionisée.
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Le composé d’essai doit être présent en excès de façon à obtenir une solution saturée.
6.3.1.2 Préparation avec la quantité requise
Ajouter la quantité requise du composé d’essai dans les récipients d’essai contenant le milieu minéral
sans inoculum.
6.3.2 Protocole expérimental
Installer la sonde à ultrasons (6.2.1) de façon que sa pointe soit la plus proche possible de l’interface
entre le milieu minéral et le composé d’essai.
Utiliser un agitateur (6.2.3) pour agiter le récipient d’essai afin que le composé ne reste pas en surface.
Régler la fréquence de la sonde entre environ 20 kHz et 35 kHz et appliquer ce traitement pendant
environ 5 min à 30 min.
Arrêter la sonde et laisser décanter l’émulsion ou la dispersion pendant 15 min à 30 min.
Certains composés sont sujets à la décomposition ultrasonique due à une augmentation de la
température de la solution mère. Ce problème peut être évité en mesurant et en contrôlant la
température, en réduisa
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