SIST ISO 12884:2002

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12884
First edition
2000-04-01
Ambient air — Determination of total (gas
and particle-phase) polycyclic aromatic
hydrocarbons — Collection on sorbent-
backed filters with gas
chromatographic/mass spectrometric
analyses
Air ambiant — Détermination des hydrocarbures aromatiques
polycycliques totales (phase gazeuse et particulaire) — Prélèvement sur
filtres à sorption et analyses par chromatographie en phase
gazeuse/spectrométrie en masse
Reference number
©
ISO 2000
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but shall not
be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In downloading this
file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat accepts no liability in this
area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation parameters
were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In the unlikely event
that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic
or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO's member body
in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 � CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 734 10 79
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Printed in Switzerland
ii © ISO 2000 – All rights reserved

Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions .1
4 Principle.2
5 Limits and interferences .2
6 Safety measures .3
7 Apparatus .4
8 Reagents and materials .7
9 Preparation of sampling media .7
10 Sampling.8
11 Sample preparation .11
12 Sample analysis.13
13 Calculations.15
14 Quality assurance.16
15 Method detection limit, uncertainty and precision.17
Annex A (normative) Performance caracteristics.18
Annex B (informative) Physical properties of selected PAH .19
Annex C (informative) Example of field operations data sheet .20
Annex D (informative) Example of a typical PAH chromatogram .21
Annex E (informative) Characteristic ions for GC/MS detection of selected PAH .23
Bibliography.24
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 12884 was prepared by Technical Committee ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee
SC 3, Ambient air.
Annex A forms a normative part of this International Standard. Annexes B, C, D and E are for information only.
iv © ISO 2000 – All rights reserved

Introduction
This International Standard is applicable to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) composed of two or more
fused aromatic rings. It does not apply to polyphenyls or other compounds composed of aromatic rings linked by
single bonds. Several PAH are considered to be potential human carcinogens. PAH are emitted into the
atmosphere primarily through combustion of fossil fuel and wood. Two-ring and three-ring PAH are typically present
in urban air at concentrations ranging from ten to several hundred nanograms per cubic metre (ng/m ); those with
four or more rings are usually found at concentrations of a few ng/m or lower. PAH possess saturation vapour
–2 –13 –8
pressures at 25 °C that range from 10 kPa to less than 10 kPa. Those with vapour pressures above 10 kPa
may be substantially distributed between phases depending on ambient temperature, humidity, types and
concentrations of PAH and particulate matter, and residence time in the air. PAH, especially those having vapour
–8
pressures above 10 kPa, will tend to vaporize from particle filters during sampling. Consequently, a back-up
–9
vapour trap is included for efficient sampling. Except for PAH with vapour pressures below 10 kPa, separate
analyses of the filter and vapour trap will not reflect the original atmospheric phase distributions at normal ambient
temperature because of volatilization of compounds from the filter.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 12884:2000(E)
Ambient air — Determination of total (gas and particle-phase)
polycyclic aromatic hydrocarbons — Collection on sorbent-backed
filters with gas chromatographic/mass spectrometric analyses
1 Scope
This International Standard specifies sampling, cleanup and analysis procedures for the determination of polycyclic
aromatic hydrocarbons (PAH) in ambient air. It is designed to collect both gas-phase and particulate-phase PAH
and to determine them collectively. It is a high-volume (100 l/min to 250 l/min) method capable of detecting
3 3
0,05 ng/m or lower concentrations of PAH with sampling volumes up to 350 m . The method has been validated
for sampling periods up to 24 h.
Precision under normal conditions can be expected to be � 25 % or better and uncertainty � 50 % or better (see
annex A, Table A.1).
This International Standard describes a procedure for sampling and analysis for PAH that involves collection from
air on a combination fine-particle filter and sorbent trap, and subsequent analysis by gas chromatography/mass
spectrometry (GC/MS).
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 6879:1995, Air quality — Performance characteristics and related concepts for air quality measuring methods.
ISO 9169:1994, Air quality — Determination of performance characteristics of measurement methods.
ISO/TR 4227:1989, Planning of ambient air quality monitoring.
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard, the following terms and definitions apply.
3.1
sampling efficiency
E
s
ability of the sampler to trap and retain PAH
NOTE The % E is the percentage of the analyte of interest collected and retained by the sampling medium when a known
s
amount of analyte is introduced into the air sampler and the sampler is operated under normal conditions for a period of time
equal to or greater than that required for the intended use.
3.2
dynamic retention efficiency
E
r
ability of the sampling medium to retain a given PAH that has been added to the sorbent trap in a spiking solution
when air is drawn through the sampler under normal conditions for a period of time equal to or greater than that
required for the intended use
4Principle
4.1 Sampling
An air sample is collected directly from the ambient atmosphere by pulling air at a maximum flowrate of 225 l/min
(16 m /h) through first a fine-particle filter followed by a vapour trap containing polyurethane foam (PUF) or
styrene/divinylbenzene polymer resin (XAD-2). Sampling times may be varied depending on monitoring needs and
the detection limits required. The total volume of air sampled shall not exceed 350 m unless the appropriate
deuterated PAH or other suitable standards are added as internal standards to the PUF or XAD-2 sorbent before
sampling to validate retention efficiency.
4.2 Analysis
After sampling a fixed volume of air, the particle filter and sorbent cartridge are extracted together in a Soxhlet
extractor. The sample extract is concentrated by means of a Kuderna-Danish concentrator (or other validated
method), followed by a further concentration under a nitrogen stream if necessary, and an aliquot is analysed by
gas chromatography/mass spectrometry. The results derived represent the combined gas-phase and particulate-
phase air concentrations of each PAH analysed.
5 Limits and interferences
5.1 Limits
–2 –13
PAH span a broad spectrum of vapour pressures (e.g. from 1,1� 10 kPa for naphthalene to 2� 10 kPa for
coronene at 25 °C). Table B.1 in annex B lists some PAH that are frequently found in ambient air. Those with
–8
vapour pressures above about 10 kPa will be present in the ambient air, distributed between the gas and
particulate phases. This method permits the collection of both phases. However, particulate-phase PAH may be
lost from the particle filter during sampling due to desorption and volatilization [1] to [8]. During summer months,
especially in warmer climates, volatilization from the filter may be as great as 90 % for PAH with vapour pressures
–6
above 10 kPa [3] and [8]. At ambient temperatures of 30 °C and above, as much as 20 % of benzo[a]pyrene and
–10
perylene (vapour pressure = 7� 10 kPa) have been found in the vapour trap [1]. Therefore, separate analysis of
the filter will not reflect the concentrations of the PAH originally associated with particles, nor will analysis of the
sorbent provide an accurate measure of the gas phase. Consequently, this method requires coextraction of the
filter and sorbent to permit accurate measure of total PAH air concentrations.
NOTE This method collects all airborne particulate matter up to at least 40 �m. Particulate-phase PAH are concentrated on
fine particles in the ambient atmosphere. Therefore, the use of a particle size-limiting inlet (e.g. PM or PM ), if required,
10 2,5
should have little effect on total PAH measurements.
This method has been evaluated for the PAH shown in annex B. Other PAH may be determined by this method,
but the user shall demonstrate acceptable sampling and analysis efficiencies. Naphthalene and acenaphthene
possess relatively high vapour pressures and may not be efficiently trapped by this method. The sampling
efficiency for naphthalene has been determined to be about 35 % for PUF and about 60 % for XAD-2 [9]. The user
may estimate the sampling efficiencies for PAH of interest by determining dynamic retention efficiency of the
sorbent. The % E
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12884
Première édition
2000-04-01
Air ambiant — Détermination des
hydrocarbures aromatiques polycycliques
totales (phase gazeuse et particulaire) —
Prélèvement sur filtres à sorption et
analyses par chromatographie en phase
gazeuse/spectrométrie en masse
Ambient air — Determination of total (gas and particle-phase) polycyclic
aromatic hydrocarbons — Collection on sorbent-backed filters with gas
chromatographic/mass spectrometric analyses
Numéro de référence
©
ISO 2000
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier peut
être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence autorisant
l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées acceptent de fait la
responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute responsabilité en la
matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info du
fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir l'exploitation de
ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation, veuillez en informer le
Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque
forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l’ISO à
l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 � CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 734 10 79
E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
ImpriméenSuisse
ii © ISO 2000 – Tous droits réservés

Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions.1
4 Principe.2
5 Limitations et interférences.2
6 Mesures de sécurité .4
7 Appareillage .4
8 Réactifs et matériaux.7
9 Préparation des milieux d'échantillonnage.8
10 Échantillonnage .9
11 Préparation de l'échantillon.12
12 Analyse des échantillons.15
13 Calculs .17
14 Assurance de la qualité.18
15 Limite de détection de la méthode, incertitude et fidélité .19
Annexe A (normative) Caractéristiques de performance.20
Annexe B (informative) Caractéristiques physiques des HAP sélectionnés .21
Annexe C (informative) Exemple de fiche technique sur site.22
Annexe D (informative) Exemple de chromatogramme HAP type .23
Annexe E (informative) Ions caractéristiques pour la détection des HAP sélectionnés par CPG/SM .25
Bibliographie .26
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale 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.
La Norme internationale ISO 12884 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 146, Qualitédel'air,
sous-comité SC 3, Atmosphères ambiantes.
L’annexe A constitue un élément normatif de la présente Norme internationale. Les annexes B, C, D et E sont
données uniquement à titre d’information.
iv © ISO 2000 – Tous droits réservés

Introduction
La présente Norme internationale s’applique aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) formés par deux
cycles aromatiques condensés ou plus. Elle ne s'applique pas aux polyphényles ou autres composés de cycles
aromatiques reliés par des liaisons simples. Plusieurs HAP sont potentiellement considérés comme des
carcinogènes humains. Les HAP sont principalement libérés dans l'atmosphère lors de la combustion de bois et de
combustible fossiles. Les HAP à deux et trois cycles sont généralement présents dans l’air en ville à des
concentrations allant de 10 à plusieurs centaines de nanogrammes par mètre cube (ng/m ); les HAP à quatre
cycles ou plus ont des concentrations généralement de l'ordre de quelques ng/m ou moins. Les pressions de
2 13
� �
vapeur de saturation des HAP, à 25 °C, s'étendent sur une plage comprise entre 10 kPa et moins de 10 kPa.
�8
Les HAP ayant des pressions de vapeur supérieures à 10 kPa peuvent être répartis en phases qui dépendent de
la température ambiante, de l'humidité, des types et des concentrations de HAP et de matières particulaires ainsi
que du temps de séjour dans l'air. Les HAP et notamment ceux qui ont des pressions de vapeur supérieures à
–8
10 kPa, ont tendance à s'évaporer des filtres à particules lors de l'échantillonnage. Par conséquent, un piège à
vapeur doit être utilisé pour réaliser un échantillonnage efficace. A l'exception des HAP ayant des pressions de
�
vapeur inférieures à 10 kPa, les analyses séparées du filtre et du piège à vapeur ne reflètent pas les répartitions
en phase atmosphériques originales aux températures ambiantes normales en raison de l'évaporation des
composés situés sur le filtre.
NORME INTERNATIONALE ISO 12884:2000(F)
Air ambiant — Détermination des hydrocarbures aromatiques
polycycliques totales (phase gazeuse et particulaire) —
Prélèvement sur filtres à sorption et analyses par chromatographie
en phase gazeuse/spectrométrie en masse
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les modes opératoires d'échantillonnage, de purification et d'analyse à
effectuer pour déterminer la présence d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dans l'air ambiant. Elle
indique la méthode de prélèvement des phases gazeuse et particulaire des HAP et leur détermination collective. Il
s'agit d'une méthode qui permet de traiter des volumes importants (100 l/min à 250 l/min) et de détecter des
3 3
concentrations de HAP de 0,05 ng/m ou inférieures avec des volumes d'échantillonnages de 350 m . La méthode
a été validée pour des périodes d'échantillonnage de 24 h.
L’exactitude des mesures réalisées dans des conditions normales est de l'ordre de � 25 % ou plus et l'incertitude
de� 50 % ou plus (voir annexe A, Tableau A.1).
La présente Norme internationale décrit un mode opératoire d'échantillonnage et d'analyse des HAP qui implique le
prélèvement dans l'air au moyen d'un dispositif associant un filtre à particules fines et un piège à sorption et
l'analyse ultérieure par chromatographie en phase gazeuse et spectrométrie de masse (CPG/SM).
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 6879:1995, Qualitédel'air� Caractéristiques de fonctionnement et concepts connexes pour les méthodes de
mesurage de la qualité de l'air.
ISO 9169:1994,Qualitédel'air� Détermination des caractéristiques de performance des méthodes de mesurage.
ISO/TR 4227:1989, Planification du contrôle de la qualité de l'air ambiant.
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
capacité d'échantillonnage
E
s
aptitude de l'échantillonneur à piéger et retenir les HAP
NOTE La capacité d'échantillonnage en % représente le pourcentage de sujet d'analyse prélevé et retenu par le milieu
d'échantillonnage lorsqu’une quantité méconnue de sujet d’analyse est introduit dans l'échantillonneur d'air fonctionnant dans
des conditions normales pendant une période supérieure ou égale à la durée d'utilisation prévue.
3.2
capacité de rétention dynamique
E
r
aptitude du milieu d'échantillonnage à retenir un HAP donné, ajouté au piège à sorbant dans une solution de
désoxydation lorsque l'air est prélevé au moyen d'un échantillonneur fonctionnant dans des conditions normales
pendant une période supérieure ou égale à la durée d'utilisation prévue
4Principe
4.1 Échantillonnage
Un échantillon d'air est directement prélevé de l'atmosphère ambiante en propulsant l'air à un débit maximal de
225 l/min (16 m /h) à travers un filtre à particules fines puis dans un piège à vapeur contenant de la mousse de
polyuréthanne (PUF) ou de la résine polymère de polystyrène/divinylbenzène (XAD-2). Les durées
d'échantillonnage peuvent varier en fonction des besoins de contrôle et des limites de détection requises. Le
volume total d'air prélevé ne doit pas dépasser 350 m à moins que, pour valider la capacité de rétention, les HAP
deutérisés correspondants ou d’autres étalons appropriés soient ajoutés en tant qu'étalons internes au sorbant
PUF ou XAD-2 avant échantillonnage.
4.2 Analyse
Après échantillonnage d'un volume d'air défini, le filtre à particule et la cartouche à sorbant sont extraits dans un
extracteur de Soxhlet. L'extrait d'échantillon est concentré au moyen d'un concentrateur Kuderna-Danish (ou une
autre méthode validée), puis, si nécessaire, de nouveau concentré sous un courant d'azote, et une partie aliquote
est analysée par chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse. Les résultats obtenus représentent
les concentrations combinées d'air en phase gazeuse et en phase particulaire pour chaque HAP analysé.
5 Limitations et interférences
5.1 Limitations
–2
Les HAP s'étendent sur une large gamme de pressions de vapeur (par exemple de 1,1� 10 kPa pour le
–13
naphtalène à 2� 10 kPa pour le coronène à 25 °C). Le Tableau B.1 de l'annexe B donne les HAP les plus
�8
courants dans l'air ambiant. Les HAP dont les pressions de vapeur sont supérieures à 10 kPa sont répartis dans
l'air ambiant en phase gazeuse et en phase particulaire. La présente méthode permet de prélever les deux phases.
Il est cependant possible de perdre les HAP en phase particulaire des filtres à particule lors de l'échantillonnage en
raison des phénomènes de désorption et d'évaporation [1] à [8]. Au cours des mois d'été, notamment dans des
climats chauds, le taux d'évaporation du f
...