Soil quality - Sampling - Part 104: Strategies

This document gives general guidance on the development of site investigation strategies and detailed guidance on the development of sampling strategies, when collecting information on
— the average properties of soil,
— the variability of soil properties, and
— the spatial distribution of soil properties.
It is applicable to soil samples intended for chemical testing and determination of a variety of other properties (e.g. physical).
Although the main focus of this document is the collection of material (field samples) for transfer to a laboratory for testing, it is also applicable when measurements are made directly in the field.
NOTE 1 This document also provides information on the statistical principles underlying the development of appropriate sampling strategies and statistical methodologies.
NOTE 2 Guidance on other forms of related sampling activities are given in other International Standards [for soil gas (ISO 18400-204) and for biological testing purposes (ISO 18400-206)]. Guidance on sampling groundwater is provided in ISO 5667-11 and ISO 5667-22 and on sampling methods and groundwater measurements in geotechnical investigations in ISO 22475-1.

Qualité du sol - Échantillonnage - Partie 104: Stratégies

Le présent document donne des recommandations générales pour l'élaboration des stratégies d'investigation de site ainsi que des recommandations détaillées pour l'élaboration des stratégies d'échantillonnage, en recueillant des informations sur:
— les propriétés moyennes du sol;
— la variabilité des propriétés du sol; et
— la répartition spatiale des propriétés du sol.
Le présent document est applicable aux échantillons de sol destinés à des essais chimiques et pour déterminer une grande diversité d'autres propriétés (par exemple physiques).
Bien qu'il soit principalement axé sur le prélèvement de matériaux (échantillon de terrain) destinés à être envoyés au laboratoire pour des essais, le présent document s'applique également lorsque des mesurages sont effectués directement sur le terrain.
NOTE 1 Le présent document fournit également des informations sur les principes statistiques servant de base à l'élaboration de stratégies d'échantillonnage appropriées et de méthodes statistiques.
NOTE 2 Des recommandations concernant d'autres formes d'activités d'échantillonnage associées sont données dans d'autres Normes internationales (ISO 18400‑204 pour les gaz du sol et ISO 18400‑206 pour les essais biologiques). Des recommandations sont données dans l'ISO 5667‑11 et l'ISO 5667‑22 pour l'échantillonnage des eaux souterraines, et dans l'ISO 22475‑1 pour les méthodes de prélèvement et de mesurage des eaux souterraines lors d'essais géotechniques.

Kakovost tal - Vzorčenje - 104. del: Strategije

Ta dokument podaja splošne smernice za razvoj strategij preiskovanja območja in podrobne
smernice za razvoj strategij vzorčenja pri zbiranju informacij o
– povprečnih lastnostih tal,
– spremenljivosti lastnosti tal in
– prostorski porazdelitvi lastnosti tal.
Uporablja se za vzorce tal, ki so namenjeni za kemijsko preskušanje in določanje vrste drugih
lastnosti (npr. fizičnih).
Čeprav je ključni del tega dokumenta zbiranje materiala (vzorci s terena) za
laboratorijsko preskušanje, se uporablja tudi, kadar so meritve opravljene neposredno na terenu.
OPOMBA 1: Ta dokument podaja tudi informacije o statističnih načelih, na katerih temelji razvoj ustreznih strategij vzorčenja in statističnih metodologij.
OOPMBA 2: Smernice glede drugih oblik sorodnih dejavnosti vzorčenja so podane v drugih mednarodnih standardih [za pline iz tal (ISO 18400-204) in za namene biološkega preskušanja (ISO 18400-206)]. Smernice za vzorčenje podzemne vode so podane v standardih ISO 5667-11 in ISO 5667-22, o metodah vzorčenja in meritvah podzemne vode pri geotehničnem preiskovanju pa v standardu ISO 22475-1.

General Information

Status
Published
Public Enquiry End Date
14-Mar-2018
Publication Date
29-Jan-2019
Technical Committee
Current Stage
6060 - National Implementation/Publication (Adopted Project)
Start Date
22-Jan-2019
Due Date
29-Mar-2019
Completion Date
30-Jan-2019

Relations

Standard
SIST ISO 18400-104:2019 - BARVE
English language
139 pages
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Standard
ISO 18400-104:2018 - Soil quality — Sampling — Part 104: Strategies Released:10/16/2018
English language
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Standard
ISO 18400-104:2018 - Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 104: Stratégies Released:10/16/2018
French language
146 pages
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Standards Content (Sample)


SLOVENSKI STANDARD
01-marec-2019
1DGRPHãþD
SIST ISO 10381-1:2006
SIST ISO 10381-5:2006
SIST ISO 10381-6:2011
.DNRYRVWWDO9]RUþHQMHGHO6WUDWHJLMH
Soil quality - Sampling - Part 104: Strategies
Qualité du sol - Échantillonnage - Partie 104: Stratégies
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 18400-104:2018
ICS:
13.080.05 Preiskava tal na splošno Examination of soils in
general
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18400-104
First edition
2018-10
Soil quality — Sampling —
Part 104:
Strategies
Qualité du sol — Échantillonnage —
Partie 104: Stratégies
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Overall investigation strategy . 5
4.1 General . 5
4.2 Zoning . 7
4.3 Types of investigation . 7
4.3.1 General. 7
4.3.2 Preliminary investigation .10
4.3.3 Exploratory investigation .11
4.3.4 Detailed investigation .11
4.3.5 Supplementary investigations .11
4.4 Conceptual site model.12
4.5 Preliminary risk assessment .12
5 Sampling strategies — General aspects .13
5.1 Sampling objectives .13
5.2 Scope of the sampling strategy .13
5.3 Designing the sampling strategy .14
5.4 Principal sampling situations .15
5.5 Representative and sufficiently representative samples .16
5.6 Characteristics of the spatial distribution .17
5.7 Statistical aspects.18
5.8 Uncertainty of measurements caused by sampling and analysis .18
5.9 Safety and environmental protection .19
5.10 Barriers to sampling .19
5.11 Timing of investigations .19
6 Sampling strategies — Key aspects and concepts .20
6.1 Statistics and geostatistics .20
6.1.1 General.20
6.1.2 Statistics .20
6.1.3 Geostatistics .20
6.2 Approaches to sampling .22
6.2.1 General.22
6.2.2 Judgemental sampling . .22
6.2.3 Systematic sampling .23
6.2.4 Convenience sampling .23
6.3 Average properties .24
6.4 Types of samples .24
6.4.1 General.24
6.4.2 Disturbed and undisturbed samples .24
6.4.3 Spot (single) samples .25
6.4.4 Cluster samples .25
6.4.5 Spatial (composite) samples .25
6.4.6 Selective samples .27
6.5 Number of samples .27
6.5.1 General.27
6.5.2 Number of samples at discrete sampling points .28
6.5.3 Number of cluster samples .28
6.5.4 Number of composite samples .28
6.6 Sample sizes .29
6.6.1 General.29
6.6.2 Practical considerations .30
7 Deciding how many samples to take .32
7.1 General .32
7.2 Basic situations .33
7.3 Determining average concentrations .33
7.3.1 General.33
7.3.2 Using spatial composite samples .34
7.3.3 Using spot samples .35
7.3.4 Determining relation to threshold limit .35
7.4 Finding (hot spots and) areas of interest of a specified minimum size .35
7.5 Sampling for particular purposes .36
7.5.1 Determination of background values .36
7.5.2 Waste classification .36
7.5.3 Supplementary investigations for remediation .36
7.5.4 Validation of remediation and other works.37
8 Sampling strategies for in-ground sampling .38
8.1 Approach to sampling .38
8.2 Sampling patterns .38
8.2.1 General.38
8.2.2 Potentially contaminated sites.39
8.2.3 Hot spot detection, site investigation design and sampling .40
8.3 Types of samples .41
8.4 Sampling depths .42
8.4.1 General.42
8.4.2 Potentially contaminated sites.42
8.4.3 Sampling in relation to the groundwater profile and aquifer .43
8.5 Size of samples .44
8.6 Number of samples .45
8.6.1 General.45
8.6.2 Number of samples at individual sampling points .45
8.6.3 Number of composite samples .45
9 Sampling of above-ground deposits .46
9.1 General .46
9.2 Sampling patterns .46
9.3 Types of sample .46
9.3.1 General.46
9.3.2 Convenience sampling .47
9.4 Sampling depths .47
9.5 Size of samples .47
9.6 Number of samples .47
Annex A (informative) Basic statistical concepts .48
Annex B (informative) Sampling patterns .54
Annex C (informative) Assessment and modification of sampling uncertainty .68
Annex D (informative) Examples of sampling for particular purposes .72
Annex E (informative) Scale of sampling .77
Annex F (informative) Determination of size and number of samples and increments .82
Annex G (informative) Statistical methods for estimating soil parameters .90
Annex H (informative) Geostatistical methods for sampling design and evaluation of soil
quality .103
Annex I (informative) Sampling strategies for risk assessment .119
Bibliography .129
iv © ISO 2018 – All rights reserved

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.
The committee responsible for this document is ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 2, Sampling.
This first edition of ISO 18400-104, together with ISO 18400-101, ISO 18400-102, ISO 18400-105,
ISO 18400-107, ISO 18400-202, ISO 18400-203 and ISO 18400-206, cancels and replaces the first editions
of ISO 10381-1:2002, ISO 10381-4:2003, ISO 10381-5:2005, ISO 10381-6:2009 and ISO 10381-8:2006,
which have been structurally and technically revised.
The new ISO 18400 series is based on a modular structure and cannot be compared to the ISO 10381
series clause by clause.
A list of all parts in the ISO 18400 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.
Introduction
This document is part of a series of sampling standards for soil (the role/position of the individual
standards within the total investigation programme is shown in Figure 1). It provides guidance on
the development of site investigation strategies in general (more specific guidance is given in other
standards) and of sampling strategies [e.g. what to sample, where to sample (locations and depths) and
the types of samples to take] taking into account the need to obtain representative samples and to have
regard to relevant statistical principles.
Soils (and other soil materials) are composed of a mixture of mineral particles, organic matter, water,
air (soil gas) and living organisms. In the case of some contaminated soils, a non-aqueous liquid phase
might also be present. The solid matrix (phase), consists of particles of different size, shape and physical
and chemical properties. The aim when carrying out soil sampling is usually to obtain sufficiently
representative samples that can be used to characterize the properties of the whole soil entity (e.g.
in situ soil in the form of a volume or horizon, or surface deposit such as a stockpile) or the portion
considered relevant to the objectives of the investigation (e.g. <0,1 mm fraction for exposure assessment
via hand-to-mouth activity). The properties of discrete entities such as individual soil particles are not
addressed. As the soil as a whole cannot be analysed, soil samples are taken instead. The assumption
that the results of these investigations on samples represent the total soil volume of interest is always
an approximation, the reliability of which depends on additional information about the soil, the site
and use of an appropriate sampling strategy. In other words, the sampling strategy should guarantee
that, together with additional information (on-site observations, background information, previous
investigation results, etc.), the results for the samples analysed allow a model to be developed of
relevant properties of the soil volume of interest to a sufficiently reliable degree, in accordance with the
investigation objectives.
Whatever the purpose of the investigation, a sound conceptual site model is required. Every property
of a soil or soil material is a result of their dynamic development influenced by natural and human-
induced processes such as weathering, leaching, dislocation, contamination, and many others. Without
considering this, the results of any investigation of samples cannot be interpreted and evaluated
properly. When spatial variability of soil properties (including contamination) is of particular interest,
the conceptual site model includes what is known, or believed to be known, about the processes that led
to the anticipated spatial distribution of properties.
The sampling strategy, especially when average properties are of interest, is preferably based on
statistical methods, as far as practical and appropriate.
Having first defined key elements such as involved parties, objectives, properties of interest, phase of
the investigation, background and site information, as well as health and safety aspects, a sampling
strategy is developed that can form the basis of a sampling plan in accordance with ISO 18400-101 (the
sampling plan covers a number of practical issues as well as the sampling strategy).
The appropriate sampling strategy in any particular case depends on
— the objectives of the investigation,
— the special situation and characteristics of the material to be sampled,
— the properties of interest, and
— the required degree of precision and reliability of the results.
Many other factors can also influence the design of the sampling strategy including:
— accessibility of the site as well as the sampled material;
— financial, personnel, and technical resources;
— weather conditions;
— the time schedule/frame;
vi © ISO 2018 – All rights reserved

— legal/environmental restrictions.
Following the definition of the sampling approach, the appropriate sampling techniques are selected
following the guidance in ISO 18400-102 with regard to health and safety (ISO 18400-103) and
various practical considerations. The decisions made regarding sampling techniques form part of the
sampling plan.
NOTE 1 The numbers in circles in Figure 1 define the key elements (1 to 7) of the investigation programme.
NOTE 2 Figure 1 displays a generic process which can be amended when necessary.
Figure 1 — Links between the essential elements of an investigation programme
viii © ISO 2018 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 18400-104:2018(E)
Soil quality — Sampling —
Part 104:
Strategies
1 Scope
This document gives general guidance on the development of site investigation strategies and detailed
guidance on the development of sampling strategies, when collecting information on
— the average properties of soil,
— the variability of soil properties, and
— the spatial distribution of soil properties.
It is applicable to soil samples intended for chemical testing and determination of a variety of other
properties (e.g. physical).
Although the main focus of this document is the collection of material (field samples) for transfer to a
laboratory for testing, it is also applicable when measurements are made directly in the field.
NOTE 1 This document also provides information on the statistical principles underlying the development of
appropriate sampling strategies and statistical methodologies.
NOTE 2 Guidance on other forms of related sampling activities are given in other International Standards [for
soil gas (ISO 18400-204) and for biological testing purposes (ISO 18400-206)]. Guidance on sampling groundwater
is provided in ISO 5667-11 and ISO 5667-22 and on sampling methods and groundwater measurements in
geotechnical investigations in ISO 22475-1.
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 11074, Soil quality — Vocabulary
ISO 11464, Soil quality — Pretreatment of samples for physico-chemical analysis
ISO 18400-201, Soil quality — Sampling — Part 201: Physical pretreatment in the field
ISO 18400-202, Soil quality — Sampling — Part 202: Preliminary investigations
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11074 and the following 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/
NOTE The hierarchical approach and terms used in this document as well as the relationships between the
sampling approaches and sampling patterns employed in this document are shown in Table 1.
3.1
above-ground sampling
taking samples from material that has been deposited on the ground surface
EXAMPLE Samples are taken from a stockpile (including bulk volumes of excavated soils), deposit of waste
or embankment.
3.2
anthropogenic ground
deposits which have accumulated through human activity
3.3
cluster sample
composite sample (3.4) for which the increments (3.8) are taken over a small area around a predefined
sampling point
2 2
Note 1 to entry: Sampled area is typically about 0,5 m to 1,0 m .
Note 2 to entry: Material sampled is taken from within the same stratum or from material with the same
characteristics.
3.4
composite sample
sample made of a number of increments (cluster sample (3.3) or spatial composite sample (3.22))
3.5
convenience sampling
taking samples based on accessibility, expediency, cost, efficiency, or another reason not directly
concerned with sampling parameters
Note 1 to entry: The samples might be taken to a predetermined plan (locations, depths, etc.) or taken from
locations and/or depths decided on site.
3.6
fill
anthropogenic ground (3.2) in which the material has been selected, placed and compacted in accordance
with an engineering specification
3.7
ground
all materials below the ground surface, including natural materials (soil and rock) and anthropogenic
materials
3.8
increment
material forming part of a composite sample (3.4) obtained by a single operation of a sampling device
Note 1 to entry: For instance, the filling of a scoop or auger.
3.9
in-ground sampling
taking samples from the ground surface and/or within the ground beneath the surface
3.10
judgemental sampling
targeted sampling
taking samples from particular zones or features of a site taking into account existing knowledge,
including what is known about the history and layout of a site or a zone within a site
Note 1 to entry: Judgemental sampling could be required, for example, around underground storage tanks or
pipelines where there might have been leaks, above ground storage tanks where there might have been spills,
and for areas where raw materials or waste have been stored or deposited.
2 © ISO 2018 – All rights reserved

Note 2 to entry: Sampling locations are usually predetermined based on what is known about the target area but
some locations may be selected in the field in response to on-site observations.
3.11
made ground
anthropogenic ground (3.2) comprising material placed without engineering control and/or manufactured
by man in some way, such as through crushing or washing, or arising from an industrial process
3.12
macro-aggregate
soil aggregates consisting of micro-aggregates cemented together by organic matter, microbial
polysaccharides, fungal hyphae, earthworm excretions and plant roots
Note 1 to entry: Generally, aggregates are >0,25 mm to 5 mm in size.
Note 2 to entry: Macro-aggregates are typically found in undisturbed soils.
3.13
micro-aggregate
soil aggregates consisting of primary particles, plant roots, and humin cemented together
Note 1 to entry: Generally, aggregates are less than 0,25 mm in size.
Note 2 to entry: Micro-aggregates are more typically found in disturbed or cultivated soils. Multiple micro-
aggregates can form larger macro-aggregates (3.12) through microbial activity, plant root exudates and actions,
fungal hyphae, and earthworm casts.
3.14
population
entirety of a soil volume or mass about which information is to be sought via sampling
EXAMPLE A particular site, an in situ volume of soil, a stockpile, a truck load.
3.15
principal sampling situation
one of four sampling situations characterized by a combination of whether information is required
on spatial distribution or average properties, with whether in-ground sampling (3.9) or above-ground
sampling (3.1) is required
Note 1 to entry: The concept is illustrated in Table 2.
3.16
probabilistic sampling
taking samples to ensure that each particle or element in the population (3.14) has an equal chance of
being part of the sample
Note 1 to entry: This means it is easy to obtain a quantifiable level of reliability (or uncertainty) in the estimated
mean value and enables estimation of variability of the results for the population being tested.
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.2.10]
3.17
random sampling
simple random sampling
taking samples in locations selected arbitrarily within the area to be investigated
Note 1 to entry: The coordinates of the intended sampling locations are derived using pseudo-random or quasi-
random numbers which can be found in tables included in manuals on statistics or generated by computer
programs.
3.18
regular sampling
taking samples at the nodes of a regular pattern, such as a square or triangular grid, i.e. the sampling
locations are evenly spaced
3.19
sampling pattern
set of predetermined sampling points
3.20
selective sample
sample deliberately chosen or formed based on some specific characteristic(s) of the material to be
sampled
EXAMPLE Appearance, odour, particle sizes.
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.2.16, modified]
3.21
site investigation objective
statement regarding the information to be obtained during the investigation
3.22
spatial composite sample
composite sample (3.4) formed from small incremental point samples taken over an area (such as a field)
Note 1 to entry: The general premise is that the distribution of soil constituents is relatively homogeneous.
The increments (3.8) may be located according to a regular grid, random, or other pattern. In agricultural/
horticultural land investigations “N”, “S”, “W” and “X” sampling patterns (3.19) are commonly used. Along the
outline of such a pattern, a number of samples or increments are taken which are bulked and mixed to provide
one (composite) sample for analysis.
3.23
spot sample
sample from a discrete location
Note 1 to entry: Sample can be formed from one or more contiguous portions of material.
Note 2 to entry: Sample may be disturbed or undisturbed.
3.24
stratified random sampling
dividing the area to be sampled into a number of identical grid cells (strata) and taking samples
arbitrarily in each cell
3.25
systematic sampling
taking samples from locations that have been pre-designated according to a geometric or other
statistically derived pattern
Note 1 to entry: Systematic sampling can include a random positioning component.
Note 2 to entry: Some systematic sampling patterns are regarded as “probabilistic” (3.16).
Note 3 to entry: This definition is wider than the usual definition found in the literature, where systematic
sampling commonly means regular sampling (3.18).
4 © ISO 2018 – All rights reserved

3.26
systematic unaligned sampling
taking samples using a sampling pattern (3.19) intermediate between a regular grid and stratified
random sampling (3.24), where each row (respectively column) of the grid shows a similar pattern of
unaligned points
Note 1 to entry: See Figure B.8.
4 Overall investigation strategy
4.1 General
The sampling strategy for soils and soil materials usually forms part of an overall site investigation
strategy. This usually comprises a number of phases as described in 4.3.
NOTE 1 The soil sampling exercise that is being planned could be only one component of a wider investigation
strategy that could also require collection of information relating to, for example, groundwater, geotechnical
properties of the ground, archaeology, ecology, and soil gas and that for practical and logistical reasons a degree
of integration between investigations into different aspects of the site might be required. How this can be done is
outside of the scope of this document.
NOTE 2 Soils (and other soil materials) are composed of a mixture of mineral particles, organic matter, water,
air (soil gas) and living organisms. In the case of some contaminated soils, a non-aqueous liquid phase might
also be present. The solid matrix (phase), consists of particles of different size, shape and physical and chemical
properties. The aim when carrying out soil sampling is usually to obtain sufficiently representative samples
that can be used to characterize the properties of the whole soil entity (e.g. in situ soil in the form of a volume
or horizon, or surface deposit such as a stockpile) or the portion considered relevant to the objectives of the
investigation (e.g. <0,1 mm fraction for exposure assessment via hand-to-mouth activity). The properties of
discrete entities such as individual soil particles are not addressed.
Sample is generally used in this document to mean the field sample. Sampling, therefore, means the
collection of one or more field samples. The field sample usually equates to the laboratory sample [i.e.
the material sent to the laboratory (ISO 11074:2015, 4.3.7)], although in some cases, the field sample
is subjected to pretreatment in the field according to ISO 18400-201 to produce a sample of smaller
size to send to the laboratory. The laboratory sample is usually subject, at least in the case of chemical
analysis, to pretreatment in the laboratory (according to ISO 11464) in order to obtain a test sample.
Physical and biological testing usually require a different approach and often require use of the whole
of the laboratory sample. Information is provided in 6.6 and Clause 7 on the amounts of soil required
primarily in the context of chemical testing but also for certain physical tests.
Table 1 — Sampling approaches and patterns
Samples are taken from pre-designated locations
Systematic sampling
Conve- Judge- Spatial
Regular sampling
nience mental composite
Simple Stratified Un-
Linear Circular
sampling sampling sampling
Non-rec-
random random aligned
Rectangu-
patterns patterns
tangular
sampling sampling sampling
lar grid
grid
NOTE 3 The terminology used to describe approaches to sampling and sampling patterns, etc. is not always
applied consistently. Because of the variability in the use and understanding of terms related to sampling, it is
important that those designing or carrying out site investigations explain what they intend to do, or have done, in
ways that will be understood by non-experts and avoid reliance on specialist jargon.
The overall site investigation strategy should take into account:
a) the client’s reasons for requesting the investigation to be undertaken (these should be clearly set
out by the client);
b) the decisions that need to be made regarding the site or other area to be investigated;
c) the confidence required for making these decisions (this will determine the level of detail and
accuracy of measurements required);
d) the findings of any investigations already carried out;
e) known data gaps and uncertainties (e.g. in the conceptual site model, see 4.4);
f) the findings of any risk assessment(s) completed to date.
A preliminary investigation (see 4.3.2) in accordance with ISO 18400-202 should always be carried out
before any sampling or other intrusive investigation is carried out.
Once the preliminary investigation has been completed decisions should be made whether:
a) an exploratory and/or detailed (main) investigation is to be carried out, and in both cases, whether
to carry out a single stage of sampling or two or more stages;
b) to zone the site, e.g. on the basis of past or current land use(s), intended use, or topography (if the
site is zoned a separate sampling strategy will be required for each zone), see 4.2;
c) there are safety and environmental issues that could constrain the way that the sampling is carried
out, see 5.9.
The objectives of the site investigation should be set before the investigation strategy is determined.
The objectives of a site investigation will vary, depending upon the stage in the process that has been
reached and the underlying intentions for the land involved, but could, for example, be to provide:
— information on the pedological state of the site to be sampled;
— information on potential agricultural productivity;
— information on the physical and chemical state of the site to be sampled;
— information on contamination of the ground and groundwater;
— information on natural concentrations of potentially hazardous substances;
— the information needed to form, or further develop, a conceptual site model, including identification
of potential pathways and receptors for the purposes of contamination-related risk assessment;
— support for a risk assessment;
— provide data for the design of remedial or protective works;
— provide data for re-use of soil materials (see ISO 15176) or for their disposal as waste.
As information is developed during an investigation, the impact on the objectives and the objectives
themselves should be reviewed to determine whether these require modification or extension.
The formulation or refinement of a conceptual site model, see 4.4, should always be one of the
investigation objectives and the model should be reviewed and revised in response to the results of the
site investigation.
NOTE 4 The conceptual site model is to be no more detailed than required by the task in hand.
NOTE 5 Guidance on the investigations of particular types of site and in connection with the assessment
for particular
...


INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18400-104
First edition
2018-10
Soil quality — Sampling —
Part 104:
Strategies
Qualité du sol — Échantillonnage —
Partie 104: Stratégies
Reference number
©
ISO 2018
© ISO 2018
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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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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Overall investigation strategy . 5
4.1 General . 5
4.2 Zoning . 7
4.3 Types of investigation . 7
4.3.1 General. 7
4.3.2 Preliminary investigation .10
4.3.3 Exploratory investigation .11
4.3.4 Detailed investigation .11
4.3.5 Supplementary investigations .11
4.4 Conceptual site model.12
4.5 Preliminary risk assessment .12
5 Sampling strategies — General aspects .13
5.1 Sampling objectives .13
5.2 Scope of the sampling strategy .13
5.3 Designing the sampling strategy .14
5.4 Principal sampling situations .15
5.5 Representative and sufficiently representative samples .16
5.6 Characteristics of the spatial distribution .17
5.7 Statistical aspects.18
5.8 Uncertainty of measurements caused by sampling and analysis .18
5.9 Safety and environmental protection .19
5.10 Barriers to sampling .19
5.11 Timing of investigations .19
6 Sampling strategies — Key aspects and concepts .20
6.1 Statistics and geostatistics .20
6.1.1 General.20
6.1.2 Statistics .20
6.1.3 Geostatistics .20
6.2 Approaches to sampling .22
6.2.1 General.22
6.2.2 Judgemental sampling . .22
6.2.3 Systematic sampling .23
6.2.4 Convenience sampling .23
6.3 Average properties .24
6.4 Types of samples .24
6.4.1 General.24
6.4.2 Disturbed and undisturbed samples .24
6.4.3 Spot (single) samples .25
6.4.4 Cluster samples .25
6.4.5 Spatial (composite) samples .25
6.4.6 Selective samples .27
6.5 Number of samples .27
6.5.1 General.27
6.5.2 Number of samples at discrete sampling points .28
6.5.3 Number of cluster samples .28
6.5.4 Number of composite samples .28
6.6 Sample sizes .29
6.6.1 General.29
6.6.2 Practical considerations .30
7 Deciding how many samples to take .32
7.1 General .32
7.2 Basic situations .33
7.3 Determining average concentrations .33
7.3.1 General.33
7.3.2 Using spatial composite samples .34
7.3.3 Using spot samples .35
7.3.4 Determining relation to threshold limit .35
7.4 Finding (hot spots and) areas of interest of a specified minimum size .35
7.5 Sampling for particular purposes .36
7.5.1 Determination of background values .36
7.5.2 Waste classification .36
7.5.3 Supplementary investigations for remediation .36
7.5.4 Validation of remediation and other works.37
8 Sampling strategies for in-ground sampling .38
8.1 Approach to sampling .38
8.2 Sampling patterns .38
8.2.1 General.38
8.2.2 Potentially contaminated sites.39
8.2.3 Hot spot detection, site investigation design and sampling .40
8.3 Types of samples .41
8.4 Sampling depths .42
8.4.1 General.42
8.4.2 Potentially contaminated sites.42
8.4.3 Sampling in relation to the groundwater profile and aquifer .43
8.5 Size of samples .44
8.6 Number of samples .45
8.6.1 General.45
8.6.2 Number of samples at individual sampling points .45
8.6.3 Number of composite samples .45
9 Sampling of above-ground deposits .46
9.1 General .46
9.2 Sampling patterns .46
9.3 Types of sample .46
9.3.1 General.46
9.3.2 Convenience sampling .47
9.4 Sampling depths .47
9.5 Size of samples .47
9.6 Number of samples .47
Annex A (informative) Basic statistical concepts .48
Annex B (informative) Sampling patterns .54
Annex C (informative) Assessment and modification of sampling uncertainty .68
Annex D (informative) Examples of sampling for particular purposes .72
Annex E (informative) Scale of sampling .77
Annex F (informative) Determination of size and number of samples and increments .82
Annex G (informative) Statistical methods for estimating soil parameters .90
Annex H (informative) Geostatistical methods for sampling design and evaluation of soil
quality .103
Annex I (informative) Sampling strategies for risk assessment .119
Bibliography .129
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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.
The committee responsible for this document is ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 2, Sampling.
This first edition of ISO 18400-104, together with ISO 18400-101, ISO 18400-102, ISO 18400-105,
ISO 18400-107, ISO 18400-202, ISO 18400-203 and ISO 18400-206, cancels and replaces the first editions
of ISO 10381-1:2002, ISO 10381-4:2003, ISO 10381-5:2005, ISO 10381-6:2009 and ISO 10381-8:2006,
which have been structurally and technically revised.
The new ISO 18400 series is based on a modular structure and cannot be compared to the ISO 10381
series clause by clause.
A list of all parts in the ISO 18400 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.
Introduction
This document is part of a series of sampling standards for soil (the role/position of the individual
standards within the total investigation programme is shown in Figure 1). It provides guidance on
the development of site investigation strategies in general (more specific guidance is given in other
standards) and of sampling strategies [e.g. what to sample, where to sample (locations and depths) and
the types of samples to take] taking into account the need to obtain representative samples and to have
regard to relevant statistical principles.
Soils (and other soil materials) are composed of a mixture of mineral particles, organic matter, water,
air (soil gas) and living organisms. In the case of some contaminated soils, a non-aqueous liquid phase
might also be present. The solid matrix (phase), consists of particles of different size, shape and physical
and chemical properties. The aim when carrying out soil sampling is usually to obtain sufficiently
representative samples that can be used to characterize the properties of the whole soil entity (e.g.
in situ soil in the form of a volume or horizon, or surface deposit such as a stockpile) or the portion
considered relevant to the objectives of the investigation (e.g. <0,1 mm fraction for exposure assessment
via hand-to-mouth activity). The properties of discrete entities such as individual soil particles are not
addressed. As the soil as a whole cannot be analysed, soil samples are taken instead. The assumption
that the results of these investigations on samples represent the total soil volume of interest is always
an approximation, the reliability of which depends on additional information about the soil, the site
and use of an appropriate sampling strategy. In other words, the sampling strategy should guarantee
that, together with additional information (on-site observations, background information, previous
investigation results, etc.), the results for the samples analysed allow a model to be developed of
relevant properties of the soil volume of interest to a sufficiently reliable degree, in accordance with the
investigation objectives.
Whatever the purpose of the investigation, a sound conceptual site model is required. Every property
of a soil or soil material is a result of their dynamic development influenced by natural and human-
induced processes such as weathering, leaching, dislocation, contamination, and many others. Without
considering this, the results of any investigation of samples cannot be interpreted and evaluated
properly. When spatial variability of soil properties (including contamination) is of particular interest,
the conceptual site model includes what is known, or believed to be known, about the processes that led
to the anticipated spatial distribution of properties.
The sampling strategy, especially when average properties are of interest, is preferably based on
statistical methods, as far as practical and appropriate.
Having first defined key elements such as involved parties, objectives, properties of interest, phase of
the investigation, background and site information, as well as health and safety aspects, a sampling
strategy is developed that can form the basis of a sampling plan in accordance with ISO 18400-101 (the
sampling plan covers a number of practical issues as well as the sampling strategy).
The appropriate sampling strategy in any particular case depends on
— the objectives of the investigation,
— the special situation and characteristics of the material to be sampled,
— the properties of interest, and
— the required degree of precision and reliability of the results.
Many other factors can also influence the design of the sampling strategy including:
— accessibility of the site as well as the sampled material;
— financial, personnel, and technical resources;
— weather conditions;
— the time schedule/frame;
vi © ISO 2018 – All rights reserved

— legal/environmental restrictions.
Following the definition of the sampling approach, the appropriate sampling techniques are selected
following the guidance in ISO 18400-102 with regard to health and safety (ISO 18400-103) and
various practical considerations. The decisions made regarding sampling techniques form part of the
sampling plan.
NOTE 1 The numbers in circles in Figure 1 define the key elements (1 to 7) of the investigation programme.
NOTE 2 Figure 1 displays a generic process which can be amended when necessary.
Figure 1 — Links between the essential elements of an investigation programme
viii © ISO 2018 – All rights reserved

INTERNATIONAL STANDARD ISO 18400-104:2018(E)
Soil quality — Sampling —
Part 104:
Strategies
1 Scope
This document gives general guidance on the development of site investigation strategies and detailed
guidance on the development of sampling strategies, when collecting information on
— the average properties of soil,
— the variability of soil properties, and
— the spatial distribution of soil properties.
It is applicable to soil samples intended for chemical testing and determination of a variety of other
properties (e.g. physical).
Although the main focus of this document is the collection of material (field samples) for transfer to a
laboratory for testing, it is also applicable when measurements are made directly in the field.
NOTE 1 This document also provides information on the statistical principles underlying the development of
appropriate sampling strategies and statistical methodologies.
NOTE 2 Guidance on other forms of related sampling activities are given in other International Standards [for
soil gas (ISO 18400-204) and for biological testing purposes (ISO 18400-206)]. Guidance on sampling groundwater
is provided in ISO 5667-11 and ISO 5667-22 and on sampling methods and groundwater measurements in
geotechnical investigations in ISO 22475-1.
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 11074, Soil quality — Vocabulary
ISO 11464, Soil quality — Pretreatment of samples for physico-chemical analysis
ISO 18400-201, Soil quality — Sampling — Part 201: Physical pretreatment in the field
ISO 18400-202, Soil quality — Sampling — Part 202: Preliminary investigations
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 11074 and the following 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/
NOTE The hierarchical approach and terms used in this document as well as the relationships between the
sampling approaches and sampling patterns employed in this document are shown in Table 1.
3.1
above-ground sampling
taking samples from material that has been deposited on the ground surface
EXAMPLE Samples are taken from a stockpile (including bulk volumes of excavated soils), deposit of waste
or embankment.
3.2
anthropogenic ground
deposits which have accumulated through human activity
3.3
cluster sample
composite sample (3.4) for which the increments (3.8) are taken over a small area around a predefined
sampling point
2 2
Note 1 to entry: Sampled area is typically about 0,5 m to 1,0 m .
Note 2 to entry: Material sampled is taken from within the same stratum or from material with the same
characteristics.
3.4
composite sample
sample made of a number of increments (cluster sample (3.3) or spatial composite sample (3.22))
3.5
convenience sampling
taking samples based on accessibility, expediency, cost, efficiency, or another reason not directly
concerned with sampling parameters
Note 1 to entry: The samples might be taken to a predetermined plan (locations, depths, etc.) or taken from
locations and/or depths decided on site.
3.6
fill
anthropogenic ground (3.2) in which the material has been selected, placed and compacted in accordance
with an engineering specification
3.7
ground
all materials below the ground surface, including natural materials (soil and rock) and anthropogenic
materials
3.8
increment
material forming part of a composite sample (3.4) obtained by a single operation of a sampling device
Note 1 to entry: For instance, the filling of a scoop or auger.
3.9
in-ground sampling
taking samples from the ground surface and/or within the ground beneath the surface
3.10
judgemental sampling
targeted sampling
taking samples from particular zones or features of a site taking into account existing knowledge,
including what is known about the history and layout of a site or a zone within a site
Note 1 to entry: Judgemental sampling could be required, for example, around underground storage tanks or
pipelines where there might have been leaks, above ground storage tanks where there might have been spills,
and for areas where raw materials or waste have been stored or deposited.
2 © ISO 2018 – All rights reserved

Note 2 to entry: Sampling locations are usually predetermined based on what is known about the target area but
some locations may be selected in the field in response to on-site observations.
3.11
made ground
anthropogenic ground (3.2) comprising material placed without engineering control and/or manufactured
by man in some way, such as through crushing or washing, or arising from an industrial process
3.12
macro-aggregate
soil aggregates consisting of micro-aggregates cemented together by organic matter, microbial
polysaccharides, fungal hyphae, earthworm excretions and plant roots
Note 1 to entry: Generally, aggregates are >0,25 mm to 5 mm in size.
Note 2 to entry: Macro-aggregates are typically found in undisturbed soils.
3.13
micro-aggregate
soil aggregates consisting of primary particles, plant roots, and humin cemented together
Note 1 to entry: Generally, aggregates are less than 0,25 mm in size.
Note 2 to entry: Micro-aggregates are more typically found in disturbed or cultivated soils. Multiple micro-
aggregates can form larger macro-aggregates (3.12) through microbial activity, plant root exudates and actions,
fungal hyphae, and earthworm casts.
3.14
population
entirety of a soil volume or mass about which information is to be sought via sampling
EXAMPLE A particular site, an in situ volume of soil, a stockpile, a truck load.
3.15
principal sampling situation
one of four sampling situations characterized by a combination of whether information is required
on spatial distribution or average properties, with whether in-ground sampling (3.9) or above-ground
sampling (3.1) is required
Note 1 to entry: The concept is illustrated in Table 2.
3.16
probabilistic sampling
taking samples to ensure that each particle or element in the population (3.14) has an equal chance of
being part of the sample
Note 1 to entry: This means it is easy to obtain a quantifiable level of reliability (or uncertainty) in the estimated
mean value and enables estimation of variability of the results for the population being tested.
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.2.10]
3.17
random sampling
simple random sampling
taking samples in locations selected arbitrarily within the area to be investigated
Note 1 to entry: The coordinates of the intended sampling locations are derived using pseudo-random or quasi-
random numbers which can be found in tables included in manuals on statistics or generated by computer
programs.
3.18
regular sampling
taking samples at the nodes of a regular pattern, such as a square or triangular grid, i.e. the sampling
locations are evenly spaced
3.19
sampling pattern
set of predetermined sampling points
3.20
selective sample
sample deliberately chosen or formed based on some specific characteristic(s) of the material to be
sampled
EXAMPLE Appearance, odour, particle sizes.
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.2.16, modified]
3.21
site investigation objective
statement regarding the information to be obtained during the investigation
3.22
spatial composite sample
composite sample (3.4) formed from small incremental point samples taken over an area (such as a field)
Note 1 to entry: The general premise is that the distribution of soil constituents is relatively homogeneous.
The increments (3.8) may be located according to a regular grid, random, or other pattern. In agricultural/
horticultural land investigations “N”, “S”, “W” and “X” sampling patterns (3.19) are commonly used. Along the
outline of such a pattern, a number of samples or increments are taken which are bulked and mixed to provide
one (composite) sample for analysis.
3.23
spot sample
sample from a discrete location
Note 1 to entry: Sample can be formed from one or more contiguous portions of material.
Note 2 to entry: Sample may be disturbed or undisturbed.
3.24
stratified random sampling
dividing the area to be sampled into a number of identical grid cells (strata) and taking samples
arbitrarily in each cell
3.25
systematic sampling
taking samples from locations that have been pre-designated according to a geometric or other
statistically derived pattern
Note 1 to entry: Systematic sampling can include a random positioning component.
Note 2 to entry: Some systematic sampling patterns are regarded as “probabilistic” (3.16).
Note 3 to entry: This definition is wider than the usual definition found in the literature, where systematic
sampling commonly means regular sampling (3.18).
4 © ISO 2018 – All rights reserved

3.26
systematic unaligned sampling
taking samples using a sampling pattern (3.19) intermediate between a regular grid and stratified
random sampling (3.24), where each row (respectively column) of the grid shows a similar pattern of
unaligned points
Note 1 to entry: See Figure B.8.
4 Overall investigation strategy
4.1 General
The sampling strategy for soils and soil materials usually forms part of an overall site investigation
strategy. This usually comprises a number of phases as described in 4.3.
NOTE 1 The soil sampling exercise that is being planned could be only one component of a wider investigation
strategy that could also require collection of information relating to, for example, groundwater, geotechnical
properties of the ground, archaeology, ecology, and soil gas and that for practical and logistical reasons a degree
of integration between investigations into different aspects of the site might be required. How this can be done is
outside of the scope of this document.
NOTE 2 Soils (and other soil materials) are composed of a mixture of mineral particles, organic matter, water,
air (soil gas) and living organisms. In the case of some contaminated soils, a non-aqueous liquid phase might
also be present. The solid matrix (phase), consists of particles of different size, shape and physical and chemical
properties. The aim when carrying out soil sampling is usually to obtain sufficiently representative samples
that can be used to characterize the properties of the whole soil entity (e.g. in situ soil in the form of a volume
or horizon, or surface deposit such as a stockpile) or the portion considered relevant to the objectives of the
investigation (e.g. <0,1 mm fraction for exposure assessment via hand-to-mouth activity). The properties of
discrete entities such as individual soil particles are not addressed.
Sample is generally used in this document to mean the field sample. Sampling, therefore, means the
collection of one or more field samples. The field sample usually equates to the laboratory sample [i.e.
the material sent to the laboratory (ISO 11074:2015, 4.3.7)], although in some cases, the field sample
is subjected to pretreatment in the field according to ISO 18400-201 to produce a sample of smaller
size to send to the laboratory. The laboratory sample is usually subject, at least in the case of chemical
analysis, to pretreatment in the laboratory (according to ISO 11464) in order to obtain a test sample.
Physical and biological testing usually require a different approach and often require use of the whole
of the laboratory sample. Information is provided in 6.6 and Clause 7 on the amounts of soil required
primarily in the context of chemical testing but also for certain physical tests.
Table 1 — Sampling approaches and patterns
Samples are taken from pre-designated locations
Systematic sampling
Conve- Judge- Spatial
Regular sampling
nience mental composite
Simple Stratified Un-
Linear Circular
sampling sampling sampling
Non-rec-
random random aligned
Rectangu-
patterns patterns
tangular
sampling sampling sampling
lar grid
grid
NOTE 3 The terminology used to describe approaches to sampling and sampling patterns, etc. is not always
applied consistently. Because of the variability in the use and understanding of terms related to sampling, it is
important that those designing or carrying out site investigations explain what they intend to do, or have done, in
ways that will be understood by non-experts and avoid reliance on specialist jargon.
The overall site investigation strategy should take into account:
a) the client’s reasons for requesting the investigation to be undertaken (these should be clearly set
out by the client);
b) the decisions that need to be made regarding the site or other area to be investigated;
c) the confidence required for making these decisions (this will determine the level of detail and
accuracy of measurements required);
d) the findings of any investigations already carried out;
e) known data gaps and uncertainties (e.g. in the conceptual site model, see 4.4);
f) the findings of any risk assessment(s) completed to date.
A preliminary investigation (see 4.3.2) in accordance with ISO 18400-202 should always be carried out
before any sampling or other intrusive investigation is carried out.
Once the preliminary investigation has been completed decisions should be made whether:
a) an exploratory and/or detailed (main) investigation is to be carried out, and in both cases, whether
to carry out a single stage of sampling or two or more stages;
b) to zone the site, e.g. on the basis of past or current land use(s), intended use, or topography (if the
site is zoned a separate sampling strategy will be required for each zone), see 4.2;
c) there are safety and environmental issues that could constrain the way that the sampling is carried
out, see 5.9.
The objectives of the site investigation should be set before the investigation strategy is determined.
The objectives of a site investigation will vary, depending upon the stage in the process that has been
reached and the underlying intentions for the land involved, but could, for example, be to provide:
— information on the pedological state of the site to be sampled;
— information on potential agricultural productivity;
— information on the physical and chemical state of the site to be sampled;
— information on contamination of the ground and groundwater;
— information on natural concentrations of potentially hazardous substances;
— the information needed to form, or further develop, a conceptual site model, including identification
of potential pathways and receptors for the purposes of contamination-related risk assessment;
— support for a risk assessment;
— provide data for the design of remedial or protective works;
— provide data for re-use of soil materials (see ISO 15176) or for their disposal as waste.
As information is developed during an investigation, the impact on the objectives and the objectives
themselves should be reviewed to determine whether these require modification or extension.
The formulation or refinement of a conceptual site model, see 4.4, should always be one of the
investigation objectives and the model should be reviewed and revised in response to the results of the
site investigation.
NOTE 4 The conceptual site model is to be no more detailed than required by the task in hand.
NOTE 5 Guidance on the investigations of particular types of site and in connection with the assessment
for particular purposes is given in a number of other International Standards including: ISO 18400-205,
ISO 18400-206, ISO 11504, ISO 15175, ISO 15176, ISO 15799, ISO 15800, ISO 16133, ISO 19258 and ISO 18400-203.
NOTE 6 An investigation (of potentially contaminated sites) are often carried out in one of the following
contexts (see ISO 18400-203):
6 © ISO 2018 – All rights reserved

— in support of a proposal to develop or redevelop a site on behalf of the client (who might or might not be the
site owner);
— in connection with the potential sale and purchase of a site to enable its value to be estimated, taking into
account potential contaminated land liabilities and possible remediation requirements;
— to “benchmark” site conditions (e.g. contamination levels) for future reference;
— to determine whether it falls within a regulatory regime requiring remediation or some other form of
response.
4.2 Zoning
Where logical and appropriate, the site should be divided into zones
...


NORME ISO
INTERNATIONALE 18400-104
Première édition
2018-10
Qualité du sol — Échantillonnage —
Partie 104:
Stratégies
Soil quality — Sampling —
Part 104: Strategies
Numéro de référence
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Sommaire Page
Avant-propos .vi
Introduction .vii
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Stratégie globale d’investigation . 5
4.1 Généralités . 5
4.2 Découpage en zones . 7
4.3 Types d’investigation . 8
4.3.1 Généralités . 8
4.3.2 Investigation préliminaire .11
4.3.3 Investigation exploratoire .12
4.3.4 Investigation détaillée .12
4.3.5 Investigations complémentaires .13
4.4 Schéma conceptuel du site .13
4.5 Appréciation préliminaire du risque .14
5 Stratégies d’échantillonnage — Aspects généraux .14
5.1 Objectifs de l’échantillonnage .14
5.2 Champ d’application de la stratégie d’échantillonnage .15
5.3 Conception de la stratégie d’échantillonnage .16
5.4 Principales situations d’échantillonnage .17
5.5 Échantillons représentatifs et suffisamment représentatifs .18
5.6 Caractéristiques de la répartition spatiale .19
5.7 Aspects statistiques .20
5.8 Incertitude de mesure due à l’échantillonnage et l’analyse .20
5.9 Sécurité et protection de l’environnement .21
5.10 Obstacles à l’échantillonnage .21
5.11 Périodes d’investigation .22
6 Stratégies d’échantillonnage — Aspects et concepts essentiels .22
6.1 Statistiques et géostatistique .22
6.1.1 Généralités .22
6.1.2 Statistiques .23
6.1.3 Géostatistique .23
6.2 Approches d’échantillonnage .24
6.2.1 Généralités .24
6.2.2 Échantillonnage sur avis d’expert .24
6.2.3 Échantillonnage systématique .25
6.2.4 Échantillonnage de commodité .26
6.3 Propriétés moyennes .27
6.4 Types d’échantillons .27
6.4.1 Généralités .27
6.4.2 Échantillons remaniés et non remaniés .27
6.4.3 Échantillons ponctuels (unitaires) .27
6.4.4 Échantillons en grappes.28
6.4.5 Échantillons (composites) spatiaux .28
6.4.6 Échantillons sélectifs .30
6.5 Nombre d’échantillons .31
6.5.1 Généralités .31
6.5.2 Nombre d’échantillons en des points d’échantillonnage isolés .31
6.5.3 Nombre d’échantillons en grappes .32
6.5.4 Nombre d’échantillons composites .32
6.6 Taille des échantillons.32
6.6.1 Généralités .32
6.6.2 Considérations d’ordre pratique .34
7 Décision concernant le nombre d’échantillons à prélever .36
7.1 Généralités .36
7.2 Situations de base .37
7.3 Détermination des concentrations moyennes .38
7.3.1 Généralités .38
7.3.2 Utilisation d’échantillons composites spatiaux .38
7.3.3 Utilisation d’échantillons ponctuels .39
7.3.4 Détermination de la relation par rapport à la valeur limite .39
7.4 Recherche de (zones concentrées et de) zones d’intérêt ayant une taille minimale
spécifiée .40
7.5 Échantillonnage pour des objectifs particuliers .41
7.5.1 Détermination des valeurs de fond .41
7.5.2 Classification des déchets .41
7.5.3 Investigations complémentaires pour la remédiation .41
7.5.4 Validation de la remédiation et des autres travaux .42
8 Stratégies d’échantillonnage pour l’échantillonnage dans le sol .43
8.1 Approche d’échantillonnage.43
8.2 Grilles d’échantillonnage .43
8.2.1 Généralités .43
8.2.2 Sites potentiellement contaminés .44
8.2.3 Détection des zones concentrées, conception de l’investigation d’un site et
échantillonnage .45
8.3 Types d’échantillons .46
8.4 Profondeurs d’échantillonnage.47
8.4.1 Généralités .47
8.4.2 Sites potentiellement contaminés .48
8.4.3 Échantillonnage par rapport au profil des eaux souterraines et à l’aquifère .49
8.5 Taille des échantillons.49
8.6 Nombre d’échantillons .50
8.6.1 Généralités .50
8.6.2 Nombre d’échantillons en des points d’échantillonnage individuels .50
8.6.3 Nombre d’échantillons composites .51
9 Échantillonnage des dépôts en surface .51
9.1 Généralités .51
9.2 Grilles d’échantillonnage .52
9.3 Types d’échantillons .52
9.3.1 Généralités .52
9.3.2 Échantillonnage de commodité .52
9.4 Profondeurs d’échantillonnage.53
9.5 Taille des échantillons.53
9.6 Nombre d’échantillons .53
Annexe A (informative) Concepts statistiques de base .54
Annexe B (informative) Schémas d’échantillonnage .61
Annexe C (informative) Évaluation et modification de l’incertitude de l’échantillonnage .76
Annexe D (informative) Exemples d’échantillonnage pour des objectifs particuliers .81
Annexe E (informative) Échelle d’échantillonnage .86
Annexe F (informative) Détermination de la taille et du nombre d’échantillons et de
prélèvements élémentaires .92
Annexe G (informative) Méthodes statistiques pour l’estimation des paramètres du sol .101
Annexe H (informative) Méthodes géostatistiques pour la conception de l’échantillonnage
et l’évaluation de la qualité du sol .115
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Annexe I (informative) Stratégies d’échantillonnage pour l’appréciation des risques .131
Bibliographie .143
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.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 2,
Échantillonnage.
Cette première édition de l’ISO 18400-104, associée à l’ISO 18400-101, l’ISO 18400-102, l’ISO 18400-105,
l’ISO 18400-107, l’ISO 18400-202, l’ISO 18400-203 et l’ISO 18400-206, annule et remplace
l’ISO 10381-1:2002, l’ISO 10381-4:2003, l’ISO 10381-5:2005, l’ISO 10381-6:2009 et l’ISO 10381-8:2006,
qui ont fait l’objet d’une révision technique et structurelle.
La nouvelle série ISO 18400 est fondée sur une structure modulaire et ne peut être comparée, article
par article, à la série ISO 10381.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 18400 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/fr/members .html.
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Introduction
Le présent document fait partie d’une série de normes d’échantillonnage des sols (le rôle/la fonction
de chaque norme au sein du programme d’investigation est illustré(e) à la Figure 1). Il fournit
des recommandations pour l’élaboration des stratégies d’investigation de site de façon générale
(des recommandations plus spécifiques sont fournies dans d’autres normes) et des stratégies
d’échantillonnage (par exemple, ce qu’il faut prélever, où prélever [emplacements et profondeurs]
et les types d’échantillons à prélever), en tenant compte de la nécessité d’obtenir des échantillons
représentatifs et d’appliquer des principes statistiques pertinents.
Les sols (et autres matériaux de sols) sont composés d’un mélange de particules minérales, de matière
organique, d’eau, d’air (gaz du sol) et d’organismes vivants. Dans le cas de certains sols contaminés,
il peut également y avoir une phase liquide non aqueuse. La matrice (phase) solide est constituée de
particules ayant différentes formes, tailles et propriétés physiques et chimiques. En règle générale, le
but d’un échantillonnage de sol est d’obtenir des échantillons suffisamment représentatifs pouvant être
utilisés pour caractériser les propriétés de la totalité du l’entité du sol (par exemple, sol en place sous
forme de volume ou d’horizon, ou de dépôt superficiel tel qu’un tas) ou de la partie considérée comme
pertinente pour les objectifs de l’investigation (par exemple, fraction < 0,1 mm pour évaluer l’exposition
via une activité «main-bouche»). Les propriétés des entités discrètes, telles que les particules
individuelles du sol, ne sont pas traitées. Des échantillons de sol sont prélevés lorsqu’il n’est pas
possible d’analyser le sol dans sa totalité. L’hypothèse selon laquelle les résultats de ces investigations
sur les échantillons représentent le volume total du sol étudié est toujours une approximation dont la
fiabilité dépend d’informations supplémentaires concernant le sol, le site et l’utilisation d’une stratégie
d’échantillonnage appropriée. En d’autres termes, il convient que la stratégie d’échantillonnage
garantisse, conjointement avec des informations supplémentaires (observations sur site, informations
de base, résultats d’investigations antérieures, etc.), que les résultats obtenus pour les échantillons
analysés permettent d’élaborer un modèle présentant les propriétés pertinentes du volume de sol
étudié avec un niveau de fiabilité suffisant, en accord avec les objectifs de l’investigation.
Quel que soit le but de l’investigation, l’élaboration d’un schéma conceptuel robuste du site est
nécessaire. Chaque propriété d’un sol ou d’un matériau du sol est un résultat de son développement
dynamique influencé par des processus naturels et des processus induits par l’homme, tels qu’une
altération due aux conditions climatiques, à une lixiviation, à une dislocation, à une contamination et
à de nombreux autres processus. Si ces processus ne sont pas pris en compte, les résultats de toute
investigation sur des d’échantillons ne peuvent pas être correctement interprétés et évalués. Lorsque la
variabilité spatiale des propriétés du sol (y compris la contamination) présente un intérêt particulier, le
schéma conceptuel du site comprend ce qui est connu, ou supposé l’être, à propos des processus qui ont
conduit à la répartition spatiale attendue des propriétés.
La stratégie d’échantillonnage, notamment lorsque des propriétés moyennes sont étudiées, repose de
préférence sur des méthodes statistiques, dans la mesure où elles sont applicables et appropriées.
Après avoir défini les éléments clés tels que les parties concernées, les objectifs, les propriétés étudiées,
la phase d’investigation, les informations de base et les informations relatives au site, ainsi que les
aspects liés à la santé et à la sécurité, une stratégie d’échantillonnage est élaborée. Cette dernière pourra
servir de base à un plan d’échantillonnage conformément à l’ISO 18400-101 (le plan d’échantillonnage
couvre un certain nombre d’enjeux pratiques ainsi que la stratégie d’échantillonnage).
Dans tout cas particulier, la stratégie d’échantillonnage appropriée dépend:
— des objectifs de l’investigation;
— de la situation particulière et des caractéristiques du matériau à prélever;
— des propriétés à étudier; et
— du niveau exigé de précision et de fiabilité des résultats.
De nombreux autres facteurs peuvent aussi avoir un impact sur la conception de la stratégie
d’échantillonnage, notamment:
— l’accessibilité du site ainsi que du matériau échantillonné;
— les ressources financières, humaines et techniques;
— les conditions climatiques;
— le calendrier/les délais;
— les restrictions légales/environnementales.
Après avoir défini l’approche d’échantillonnage, les techniques d’échantillonnage appropriées sont
choisies en suivant les recommandations de l’ISO 18400-102, en tenant compte des aspects liés à la
santé et à la sécurité (ISO 18400-103) et de diverses considérations pratiques. Les décisions prises à
propos des techniques d’échantillonnage font partie du plan d’échantillonnage.
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NOTE 1 Les chiffres encerclés de la Figure 1 définissent les éléments clés (1 à 7) du programme d’investigation.
NOTE 2 La Figure 1 présente un processus générique qui peut être modifié si nécessaire.
Figure 1 — Liens entre les éléments essentiels d’un programme d’investigation
NORME INTERNATIONALE ISO 18400-104:2018(F)
Qualité du sol — Échantillonnage —
Partie 104:
Stratégies
1 Domaine d’application
Le présent document donne des recommandations générales pour l’élaboration des stratégies
d’investigation de site ainsi que des recommandations détaillées pour l’élaboration des stratégies
d’échantillonnage, en recueillant des informations sur:
— les propriétés moyennes du sol;
— la variabilité des propriétés du sol; et
— la répartition spatiale des propriétés du sol.
Le présent document est applicable aux échantillons de sol destinés à des essais chimiques et pour
déterminer une grande diversité d’autres propriétés (par exemple physiques).
Bien qu’il soit principalement axé sur le prélèvement de matériaux (échantillon de terrain) destinés
à être envoyés au laboratoire pour des essais, le présent document s’applique également lorsque des
mesurages sont effectués directement sur le terrain.
NOTE 1 Le présent document fournit également des informations sur les principes statistiques servant de
base à l’élaboration de stratégies d’échantillonnage appropriées et de méthodes statistiques.
NOTE 2 Des recommandations concernant d’autres formes d’activités d’échantillonnage associées sont
données dans d’autres Normes internationales (ISO 18400-204 pour les gaz du sol et ISO 18400-206 pour les essais
biologiques). Des recommandations sont données dans l’ISO 5667-11 et l’ISO 5667-22 pour l’échantillonnage des
eaux souterraines, et dans l’ISO 22475-1 pour les méthodes de prélèvement et de mesurage des eaux souterraines
lors d’essais géotechniques.
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 11074, Qualité du sol — Vocabulaire
ISO 11464, Qualité du sol — Prétraitement des échantillons pour analyses physico-chimiques
ISO 18400-201, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 201: Prétraitement physique sur le terrain
ISO 18400-202, Qualité du sol — Échantillonnage — Partie 202: Investigations préliminaires
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 11074 ainsi que les
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/.
NOTE L’approche hiérarchique et les termes utilisés dans le présent document ainsi que les relations entre
les approches d’échantillonnage et les grilles d’échantillonnage employées dans le présent document sont
présentés dans le Tableau 1.
3.1
échantillonnage en surface
prélèvement d’échantillons d’un matériau déposé sur la surface du sol
EXEMPLE Échantillons prélevés sur des matériaux en tas (y compris des volumes apparents de terre
excavée), un dépôt de déchets ou un talus.
3.2
sol anthropique
accumulation de dépôts due à l’activité humaine
3.3
échantillon en grappe
échantillon composite (3.4) pour lequel les prélèvements élémentaires (3.8) sont effectués dans une petite
zone autour d’un point d’échantillonnage prédéfini
2 2
Note 1 à l'article: La zone échantillonnée varie en général de 0,5 m à 1,0 m environ.
Note 2 à l'article: Le matériau échantillonné est prélevé dans la même strate ou à partir d’un matériau présentant
les mêmes caractéristiques.
3.4
échantillon composite
échantillon constitué d’un certain nombre de prélèvements élémentaires (échantillon en grappe (3.3) ou
échantillon composite spatial (3.22))
3.5
échantillonnage de commodité
prélèvement d’échantillons basé sur l’accessibilité, l’adéquation, les coûts, l’efficacité ou tout autre motif
sans rapport direct avec les paramètres d’échantillonnage
Note 1 à l'article: Les échantillons peuvent être prélevés suivant un plan prédéterminé (emplacements,
profondeurs, etc.) ou à des emplacements et/ou des profondeurs décidés sur le site.
3.6
remblai
sol anthropique (3.2) dans lequel le matériau a été sélectionné, placé et compacté conformément à une
spécification technique
3.7
sol
tous les matériaux situés au-dessous du niveau du sol, y compris les matériaux naturels (sol et roches)
et les matériaux anthropiques
3.8
prélèvement élémentaire
matériau faisant partie d’un échantillon composite (3.4), prélevé en une seule opération à l’aide d’un
dispositif d’échantillonnage
Note 1 à l'article: Le dispositif d’échantillonnage peut par exemple être une pelle ou une tarière.
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3.9
échantillonnage dans le sol
prélèvement d’échantillons à partir de la surface du sol et/ou dans le sol situé sous la surface
3.10
échantillonnage sur avis d’expert
échantillonnage ciblé
prélèvement d’échantillons dans des zones ou caractéristiques particulières d’un site, en tenant compte
des informations existantes, y compris l’état des connaissances sur l’historique et l’aménagement du
site ou d’une zone au sein d’un site
Note 1 à l'article: Un échantillonnage sur avis d’expert peut être exigé, par exemple, autour de réservoirs de
stockage enterrés ou de canalisations au niveau desquels des fuites auraient pu avoir lieu, de réservoirs de
stockage en surface au niveau desquels des déversements auraient pu se produire et pour des zones où des
matières premières ou des déchets ont été stockés ou déposés.
Note 2 à l'article: En règle générale, les emplacements d’échantillonnage sont préalablement déterminés sur la
base des connaissances se rapportant à la zone cible, mais certains emplacements peuvent être choisis sur le
terrain suite à des observations faites sur le site.
3.11
matériau de remblayage
sol anthropique (3.2) comprenant le matériau placé sans maîtrise technique et/ou produit par l’homme
d’une certaine manière, par exemple par concassage ou lavage, ou résultant d’un processus industriel
3.12
macro-agrégat
agrégats de sol constitués de micro-agrégats cimentés par la matière organique, les polysaccharides
microbiens, les hyphes fongiques, les excrétions de vers de terre et les racines des végétaux
Note 1 à l'article: En règle générale, la taille des agrégats est comprise entre 0,25 mm et 5 mm.
Note 2 à l'article: Les macro-agrégats sont généralement présents dans les sols non remaniés.
3.13
micro-agrégat
agrégats de sol constitués de particules primaires, de racines de végétaux et d’humine cimentés
Note 1 à l'article: La taille des agrégats est généralement inférieure à 0,25 mm.
Note 2 à l'article: En général, les micro-agrégats sont plus présents dans les sols remaniés ou cultivés. De
multiples micro-agrégats peuvent former des macro-agrégats (3.12) de plus grande taille, par le biais de l’activité
microbienne, des actions et des exsudats racinaires des végétaux, des hyphes fongiques et des tortillons de vers.
3.14
population
<échantillonnage du sol> intégralité d’un volume ou d’une masse de sol à propos de laquelle des
informations doivent être recherchées par le biais d’un échantillonnage
EXEMPLE Un site particulier, un volume de sol in situ, un dépôt en tas ou un chargement de camion.
3.15
situation d’échantillonnage principale
une des quatre situations d’échantillonnage, caractérisée par la combinaison suivante: si des
informations sur la répartition spatiale ou les propriétés moyennes sont exigées et si le type
d’échantillonnage exigé est un échantillonnage dans le sol (3.9) ou un échantillonnage en surface (3.1)
Note 1 à l'article: Le concept est exposé dans le Tableau 2.
3.16
échantillonnage probabiliste
échantillonnage visant à s’assurer que chaque particule ou élément de la population (3.14) a la même
probabilité de faire partie intégrante de l’échantillon
Note 1 à l'article: Cela signifie qu’il est facile d’obtenir un niveau quantifiable de fiabilité (ou d’incertitude)
associée à la valeur moyenne estimée, et permet de faire une estimation de la variabilité des résultats pour la
population soumise à essai.
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.2.10]
3.17
échantillonnage aléatoire
échantillonnage aléatoire simple
prélèvement d’échantillons à des emplacements choisis de façon arbitraire dans la zone à étudier
Note 1 à l'article: Les coordonnées des emplacements d’échantillonnage prévus sont déterminées en utilisant des
nombres pseudo-aléatoires ou quasi aléatoires qui peuvent se trouver sous forme de tableaux dans des ouvrages
de statistiques ou qui peuvent être générés par des programmes informatiques.
3.18
échantillonnage régulier
prélèvement d’échantillons au niveau des nœuds d’une grille d’échantillonnage régulière, telle qu’une
grille carrée ou triangulaire, ce qui sous-entend que les emplacements sont uniformément répartis
3.19
grille d’échantillonnage
ensemble de points d’échantillonnage prédéterminés
3.20
échantillon sélectif
échantillon choisi délibérément sur la base d’une ou de certaines caractéristiques spécifiques du
matériau à échantillonner
EXEMPLE Aspect, odeur, granulométrie.
[SOURCE: ISO 11074:2015, 4.2.16, modifiée]
3.21
objectif d’investigation du site
déclaration concernant les informations devant être obtenues lors de l’investigation
3.22
échantillon composite spatial
échantillon composite (3.4) constitué de petits échantillons élémentaires prélevés au même endroit sur
une zone (par exemple, un terrain)
Note 1 à l'article: Le principe général sous-jacent repose sur le fait que la répartition des constituants du sol est
relativement homogène. Les prélèvements élémentaires (3.8) peuvent être localisés selon un maillage régulier,
de façon aléatoire ou selon un autre schéma. Dans le cadre d’études de terrains agricoles/horticoles, les grilles
d’échantillonnage (3.19) «N», «S», «W» et «X» sont couramment utilisées. Le long du contour d’une grille de ce
type, un certain nombre d’échantillons sont prélevés ou un certain nombre de prélèvements élémentaires sont
réalisés, puis sont homogénéisés et mélangés afin d’obtenir un seul échantillon (composite) à des fins d’analyse.
3.23
échantillon ponctuel
échantillon prélevé à un emplacement isolé
Note 1 à l'article: L’échantillon peut être constitué d’une ou plusieurs portions contiguës du matériau.
Note 2 à l'article: L’échantillon peut être remanié ou non remanié.
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3.24
échantillonnage aléatoire stratifié
division de la zone à échantillonner en un certain nombre de mailles de grille (strates) identiques et
prélèvement arbitraire d’échantillons dans chaque maille
3.25
échantillonnage systématique
prélèvement d’échantillons à des emplacements préalablement désignés selon une configuration
géométrique ou déterminés par une méthode statistique
Note 1 à l'article: L’échantillonnage systématique peut inclure une composante de positionnement aléatoire.
Note 2 à l'article: Certaines grilles d’échantillonnage systématique sont considérées comme «probabilistes» (3.16).
Note 3 à l'article: Cette définition est plus large que la définition habituelle rencontrée dans les ouvrages de
référence, où le terme «échantillonnage systématique» sous-entend un échantillonnage régulier (3.18).
3.26
échantillonnage systématique non aligné
prélèvement d’échantillons utilisant une grille d’échantillonnage (3.19) intermédiaire entre une grille
régulière et un échantillonnage aléatoire stratifié (3.24) où chaque rangée (respectivement chaque
colonne) de la grille présente un motif similaire de points non alignés
Note 1 à l'article: Voir Figure B.8.
4 Stratégie globale d’investigation
4.1 Généralités
La stratégie d’échantillonnage des sols et des matériaux du sol fait généralement partie d’une stratégie
globale d’investigation du site. Cette stratégie comprend normalement un certain nombre des phases
décrites en 4.3.
NOTE 1 Il est possible que l’activité d’échantillonnage d’un sol en cours de planification ne soit en fait qu’une
composante d’une stratégie d’investigation plus vaste pouvant elle-même nécessiter la collecte d’informations
sur, par exemple, les eaux souterraines, les propriétés géotechniques du sol, l’archéologie, l’écologie et les gaz
du sol et que, pour des raisons d’ordre pratique et logistique, cette situation nécessiterait un certain niveau
d’intégration entre les investigations dans divers aspects du site. La manière dont cela peut être réalisé ne relève
pas du domaine d’application du présent document.
NOTE 2 Les sols (et autres matériaux de sols) sont composés d’un mélange de particules minérales, de matière
organique, d’eau, d’air (gaz du sol) et d’organismes vivants. Dans le cas de certains sols contaminés, il peut
également y avoir une phase liquide non aqueuse. La matrice (phase) solide est constituée de particules ayant
différentes formes, tailles et propriétés physiques et chimiques. En règle générale, le but d’un échantillonnage
de sol est d’obtenir des échantillons suffisamment représentatifs pouvant être utilisés pour caractériser les
propriétés de la totalité du l’entité du sol (par exemple, sol en place sous forme de volume ou d’horizon, ou de
dépôt superficiel tel qu’un tas) ou de la partie considérée comme pertinente pour les objectifs de l’investigation
(par exemple, fraction < 0,1 mm pour évaluer l’exposition via une activité «main-bouche»). Les propriétés des
entités discrètes, telles que les particules individuelles du sol, ne sont pas traitées.
Le terme «échantillon» est généralement utilisé dans le présent document pour désigner l’échantillon
de terrain. L’échantillonnage sous-entend donc la collecte d’un ou plusieurs échantillons de terrain.
L’échantillon de terrain correspond habituellement à l’échantillon pour laboratoire (c’est-à-dire au
matériau envoyé au laboratoire [ISO 11074:2015, 4.3.7]), bien que dans certains cas, l’échantillon de
terrain soit soumis à un prétraitement sur le terrain conformément à l’ISO 18400-201 pour produire
un échantillon de taille inférieure devant être envoyé au laboratoire. En règle générale, l’échantillon
pour laboratoire est soumis, au moins en cas d’analyse chimique, à un prétraitement en laboratoire
(conformément à l’ISO 11464) afin d’obtenir un échantillon pour essai. Les essais physiques et
biologiques exigent habituellement une approche différente et nécessitent souvent l’utilisation de
l’ensemble de l’échantillon pour laboratoire. Des informations sont fournies en 6.6 et à l’Article 7
concernant les quantités de sol exigées, principalement pour les essais chimiques, mais aussi pour
certains essais physiques.
Tableau 1 — Approches et grilles d’échantillonnage
Prélèvement des échantillons à des emplacements préalablement désignés
Échantillonnage systématique
Échantil- Échantil-
Échantil-
lonnage lonnage
Échantillonnage régulier
lonnage de Échantil- Échantil-
sur avis Modèles Échantil- composite
commodité Modèles lonnage lonnage
Grille non
d’expert circu- lonnage spatial
Grille rec-
linéaires aléatoire aléatoire
rectangu-
laires non aligné
tangulaire
simple stratifié
laire
NOTE 3 La terminologie utilisée pour décrire les approches d’échantillonnage et les grilles d’échantillonnage,
etc., n’est pas toujours appliquée de façon cohérente. Compte tenu de la variabilité dans l’utilisation et la
compréhension des termes relatifs à l’échantillonnage, il est important que les personnes chargées de la
conception ou de la réalisation d’investigations sur site expliquent ce qu’elles prévoient de faire, ou ce qu’elles ont
fait, en des termes compréhensibles par des personn
...

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