ISO 16072-2002 Soil quality - Laboratory methods for determination of microbial soil respiration《土质 微生物土壤呼吸性测定的实验室方法》.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 16072:2002(F) ISO 2002NORME INTERNATIONALE ISO 16072 Premire dition 2002-12-15Qualit du sol Mthodes de laboratoire pour la dtermination de la respiration microbienne du sol Soil quality Laboratory methods for determination of microbial soil respiration ISO 16072:2002(F) PDF Exo

2、nration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de c

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7、1 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Version franaise parue en 2011 Publi en Suisse ii ISO 2002 Tous droits rservsISO 16072:2002(F) ISO 2002 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos .iv Introduction.v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfre

8、nces normatives.1 3 Termes et dfinitions 1 4 Mode opratoire.2 4.1 Conditions gnrales2 4.2 Choix du systme de mesurage 3 5 Systmes de mesurage.3 5.1 Dtermination de la consommation dO 2par incubation statique dans un systme de compensation de pression.3 5.2 Dtermination de la production de CO 2par ti

9、trage dans un systme statique5 5.3 Dtermination coulomtrique de la production de CO 2dans un systme statique.7 5.4 Dtermination de la production de CO 2en utilisant un analyseur de gaz infrarouge dans un systme flux continu 8 5.5 Dtermination de la production de CO 2par chromatographie en phase gaze

10、use dans un systme flux continu et dans un systme statique 11 5.6 Dtermination de la respiration du sol par mesurage de la pression dans un systme statique.16 Bibliographie.20 ISO 16072:2002(F) iv ISO 2002 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdr

11、ation mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internation

12、ales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles d

13、onnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lappr

14、obation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de pro

15、prit et averti de leur existence. LISO 16072 a t labore par le comit technique ISO/TC 190, Qualit du sol, sous-comit SC 4, Mthodes biologiques. ISO 16072:2002(F) ISO 2002 Tous droits rservs vIntroduction La prsente Norme internationale est drive de la Norme allemande DIN 19737 (voir Rfrence 1). Elle

16、 dcrit des mthodes de laboratoire pour la dtermination de la respiration microbienne du sol. La respiration microbienne du sol est le rsultat de la minralisation de substances organiques. Au cours de ce processus, les substances organiques sont oxydes en dioxyde de carbone et eau, alors que les micr

17、o-organismes arobies consomment lO 2 . La respiration du sol est mesure par la dtermination de la consommation dO 2et/ou de la production de CO 2 . La respiration est une mesure de lactivit globale des micro-organismes du sol. NORME INTERNATIONALE ISO 16072:2002(F) ISO 2002 Tous droits rservs 1Quali

18、t du sol Mthodes de laboratoire pour la dtermination de la respiration microbienne du sol 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale dcrit des mthodes pour la dtermination de la respiration microbienne des sols arobies insaturs. Les mthodes sont appropries la dtermination de la consommat

19、ion dO 2ou de la production de CO 2 , soit aprs ajout dun substrat (respiration induite par le substrat), soit sans ajout de substrat (respiration basale). La prsente Norme internationale est applicable au mesurage de la respiration du sol pour: dterminer lactivit microbienne dans le sol (voir Rfren

20、ce 3); tablir leffet des additifs (nutriments, polluants, amendements du sol, etc.) sur la performance mtabolique des micro-organismes; dterminer la biomasse microbienne (voir Rfrence 4); dterminer le quotient mtabolique qCO 2 . 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensa

21、bles pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 10381-6:1993, Qualit du sol chantillonnage Partie 6: Lignes directrices pour la

22、collecte, la manipulation et la conservation de sols destins une tude en laboratoire des processus microbiens arobies ISO 11274:1998, Qualit du sol Dtermination de la caractristique de la rtention en eau Mthodes de laboratoire ISO 11465:1993, Qualit du sol Dtermination de la teneur pondrale en matir

23、e sche et en eau Mthode gravimtrique 3 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 respiration basale respiration microbienne du sol sans ajout de nutriments ISO 16072:2002(F) 2 ISO 2002 Tous droits rservs3.2 respiration induite par le

24、 substrat SIR respiration microbienne du sol aprs ajout de nutriments NOTE Le glucose est un exemple de nutriment ajout. 3.3 activit microbienne performance mtabolique des micro-organismes NOTE Elle peut tre mesure, par exemple, en termes de consommation dO 2ou de production de CO 2 . 3.4 quotient m

25、tabolique qCO 2activit mtabolique spcifique des micro-organismes du sol, qui peut tre calcule sous forme de quotient respiration basale/biomasse microbienne NOTE Le quotient mtabolique est gnralement exprim en milligrammes de carbone de CO 2produit par heure par gramme de carbone de biomasse microbi

26、enne. 3.5 taux de production de CO 2consommation dO 2 R CO 2R O 2 quantit de CO 2produit O 2consomm par unit de temps partir dune unit de masse de sol NOTE 1 La respiration du sol est gnralement mesure sous forme de taux de production de CO 2ou de consommation dO 2 . NOTE 2 Il est gnralement exprim

27、en milligrammes de CO 2ou dO 2 par gramme par heure (mg de CO 2ou dO 2 g 1 h 1 ). 3.6 biomasse microbienne masse de cellules microbiennes intactes dans un sol donn NOTE Elle est gnralement estime partir du mesurage de la teneur en carbone ou en azote de ces cellules. 4 Mode opratoire 4.1 Conditions

28、gnrales 4.1.1 chantillonnage et conservation des sols Prlever, conserver et pr-incuber les sols conformment lISO 10381-6, indpendamment du choix du mode opratoire et du paramtre de respiration mesurer (respiration basale, SIR). 4.1.2 Conditions de mesurage et dincubation La respiration du sol est fo

29、rtement influence par la teneur en eau et par la temprature. Par consquent, il convient de consigner ces paramtres dans le rapport final. des pressions daspiration 0,03 MPa, la respiration du sol diminue considrablement. La teneur en eau du sol soumis essai est optimale lorsquelle correspond une pre

30、ssion deau interstitielle de 0,01 MPa 0,03 MPa (mesure avec une prcision de 5 %, conformment lISO 11274) ou 40 % 60 % de la capacit maximale de rtention deau, respectivement. Il convient dutiliser une temprature stable. Des tempratures dincubation comprises entre 20 C et 30 C sont gnralement recomma

31、ndes, mais dautres tempratures peuvent tre utilises si ncessaire. Dans la ISO 16072:2002(F) ISO 2002 Tous droits rservs 3description des mthodes, des exemples de tempratures dincubation sont donns, ainsi que la prcision du maintien et du mesurage de la temprature. Si une mthode est utilise pour la d

32、termination de la biomasse microbienne du sol, une temprature de 22 C est recommande car les calculs de biomasse ont t talonns en fonction de cette temprature. Lorsque la mesure de la respiration microbienne est utilise pour comparer les chantillons de sols, il convient que ces derniers prsentent le

33、 mme tat dhumidit (pression deau interstitielle ou pourcentage de capacit maximale de rtention deau). 4.2 Choix du systme de mesurage Chaque mthode de mesurage a ses propres avantages et inconvnients. Procder avec soin car les rsultats obtenus par consommation dO 2et par production de CO 2ne sont pa

34、s strictement compatibles. Linvestigateur est responsable du choix de la mthode. Il convient dutiliser lun des systmes dcrits lArticle 5. Les systmes de mesurage du CO 2ne diffrencient pas le CO 2produit en raison dactivits microbiennes du CO 2rsultant de processus abiotiques. Pour les sols alcalins

35、 et les sols ayant une haute teneur en matire organique, pour lesquels des facteurs abiotiques peuvent tre lorigine dune production considrable de CO 2 , les mthodes utilisant la consommation dO 2sont recommandes. NOTE Les avantages et les inconvnients sont dcrits dans les descriptions individuelles

36、 des mthodes. 5 Systmes de mesurage 5.1 Dtermination de la consommation dO 2par incubation statique dans un systme de compensation de pression 5.1.1 Principe La dtermination est base sur le mesurage de la consommation dO 2pendant lincubation dun chantillon de sol dans un systme ferm. LO 2prsent dans

37、 le systme est rgnr par voie lectrochimique. Le CO 2produit est absorb par de lhydroxyde de calcium Ca(OH) 2 . ISO 16072:2002(F) 4 ISO 2002 Tous droits rservsLgende A rcipient de raction 1 chantillon de sol 4 lectrolyte B gnrateur doxygne 2 absorbant de CO 25 lectrodes C indicateur de pression 3 cel

38、lule de pression 6 enregistreur cran Figure 1 Dtermination de la consommation dO 2(illustrant la connexion dune unit de mesurage) 5.1.2 Appareillage Une description dtaille de lappareillage est donne en Rfrence 4; les principales caractristiques sont les suivantes. Le systme de mesurage (voir la Fig

39、ure 1) est constitu dun bain-marie thermostat contenant des units de mesurage comprenant chacune un rcipient de raction (A) dans lequel un dispositif dabsorption du CO 2(2) est suspendu par le bouchon, un gnrateur dO 2(B) et un indicateur de pression (C). Les rcipients (A, B, C) de lunit de mesurage

40、 forment un systme ferm et sont connects les uns aux autres par des tubes. De cette manire, les fluctuations de pression atmosphrique ne risquent pas dinfluencer les rsultats. Le CO 2produit est absorb par lhydroxyde de calcium (2). La consommation dO 2due la respiration gnre une pression ngative qu

41、i active lindicateur de pression (C). Cela entrane la production dO 2lectrolytique ainsi que laffichage et lenregistrement graphique des valeurs mesures sur un enregistreur (6). La consommation dO 2saffiche directement, en milligrammes doxygne (mg dO 2 ), sur un cran numrique. Le systme peut tre ach

42、et dans le commerce 1)et il convient que le manuel du fournisseur donne des instructions dtailles. 5.1.3 Mode opratoire Utiliser 50 g 100 g de sol brut tamis (2 mm) pour les mesurages. Il convient de ne pas mesurer la consommation dO 2au cours des deux premires heures, pour laisser au systme le temp

43、s de squilibrer. 1) Sapromat est lappellation commerciale dun produit fourni par H+P Labortechnik AG. Cette information est donne lintention des utilisateurs du prsent document et ne signifie nullement que lISO approuve ou recommande lemploi exclusif du produit ainsi dsign. Des produits quivalents p

44、euvent tre utiliss sil est dmontr quils conduisent aux mmes rsultats. ISO 16072:2002(F) ISO 2002 Tous droits rservs 55.2 Dtermination de la production de CO 2par titrage dans un systme statique 5.2.1 Principe Le sol est incub dans un rcipient ferm et le CO 2produit est absorb dans une solution dhydr

45、oxyde de sodium. Aprs titrage en retour de lhydroxyde de sodium non consomm, la quantit de CO 2produit est calcule. La mthode convient pour analyser un grand nombre dchantillons et il est possible deffectuer jusqu 80 mesurages de respiration par jour ouvr. 5.2.2 Ractifs 5.2.2.1 Eau exempte de CO 2Fa

46、ire bouillir de leau distille et, aprs refroidissement, la conserver dans des flacons ferms laide de bouchons quips de tubes dabsorption contenant de lhydroxyde de calcium. 5.2.2.2 Solution dhydroxyde de sodium (NaOH), c = 0,05 mol l 1 . 5.2.2.3 Solution dacide chlorhydrique (HCl), c = 0,1 mol l 1 .

47、 Il convient de choisir les concentrations de la solution de NaOH (5.2.2.2) et de la solution de HCl (5.2.2.3) de manire que moins de 20 % du NaOH soient neutraliss par le CO 2 . Des pourcentages de neutralisation plus levs donnent des rsultats moins fiables (voir Rfrence 5). Si dautres concentrations sont utilises, il convient de modifier lquation (1) en consquence. 5.2.2.4 Solution de chlorure de baryum, c = 0,5 mol l 1 . Dissoudre 10,4 g de BaCl 2dans 100 ml d