DIN ISO 15685-2012 Soil quality - Determination of potential nitrification and inhibition of nitrification - Rapid test by ammonium oxidation (ISO 15685 2012)《土质 潜在硝化和硝化抑制作用的测定 采用氨.pdf

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1、Dezember 2012DEUTSCHE NORM Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 13.080.30!$iA“1917030www.din.deDDIN ISO 156

2、85Bodenbeschaffenheit Bestimmung der potentiellen Nitrifizierung und Hemmung derNitrifizierung Schnellverfahren mittels Ammoniumoxidation (ISO 15685:2012)Soil quality Determination of potential nitrification and inhibition of nitrification Rapid test by ammonium oxidation (ISO 15685:2012)Qualit du s

3、ol Dtermination de la nitrification potentielle et inhibition de la nitrification Essai rapide par oxydation de lammonium (ISO 15685:2012)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN ISO 15685:2004-09www.beuth.deGesamtumfang 17 SeitenDIN ISO 15685:2012-12 2 Inhalt Seite

4、 Nationales Vorwort .3 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise .4 1 Anwendungsbereich .5 2 Normative Verweisungen 5 3 Begriffe .6 4 Kurzbeschreibung .6 5 Reagenzien .6 6 Gerte 7 7 Probenahme, Probenlagerung und Charakterisierung der Proben 8 8 Durchfhrung .8 8.1 Prfung von Boden8 8.1.1 A

5、llgemeines 8 8.1.2 Anfangsinkubation 8 8.1.3 Probenahme aus der Suspension 9 8.2 Prfung der Auswirkungen chemischer Substanzen 9 8.3 Prfung verunreinigter Bden 9 8.4 Prfung der Eluate von Biofeststoffen 9 9 Berechnungen . 10 10 Prfbericht . 10 Anhang A (informativ) Ergebnisse eines Laboratoriumsring

6、versuchs 12 Anhang B (informativ) Microscale-Messung der potentiellen Nitrifizierungsraten . 14 B.1 Allgemeines . 14 B.2 Reagenzien 14 B.3 Gerte . 14 B.4 Durchfhrung 15 B.4.1 Allgemeines . 15 B.4.2 Inkubation 15 B.4.3 Probenahme aus der Suspension . 15 B.4.4 Messung der Nitritproduktion . 15 Literat

7、urhinweise . 17 DIN ISO 15685:2012-12 3 Nationales Vorwort Dieses Dokument wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 190 Soil quality“ erarbeitet, dessen Sekretariat von NEN (Niederlande) gehalten wird. Fr Deutschland war der Unterausschuss NA 119-01-02-04 UA Biologische Verfahren“ des Arbeitsausschusses

8、 NA 119-01-02 AA Abfall- und Bodenuntersuchung“ im Normenausschuss Wasserwesen (NAW) an der Bearbeitung beteiligt. Es ist erforderlich, bei den Arbeiten nach dieser Norm Fachleute oder Facheinrichtungen einzuschalten. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentr

9、echte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Fr die in diesem Dokument zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 10381-6 siehe DIN ISO 10381-6 ISO 10390 si

10、ehe DIN ISO 10390 ISO 10694 siehe DIN ISO 10694 ISO 11260 siehe DIN ISO 11260 ISO 11261 siehe DIN ISO 11261 ISO 11277 siehe DIN ISO 11277 ISO 11465 siehe DIN ISO 11465 ISO 14238 siehe DIN ISO 14238 ISO 14256-2 siehe DIN ISO 14256-2 nderungen Gegenber DIN ISO 15685:2004-09 wurden folgende nderungen v

11、orgenommen: a) Anhang B Microscale-Messung der potentiellen Nitrifizierungsraten“ neu aufgenommen; b) Norm redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN ISO 15685: 2004-09 DIN ISO 15685:2012-12 4 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN ISO 10381-6, Bodenbeschaffenheit Probenahme Teil

12、 6: Anleitung zur Entnahme, Behandlung und Lagerung von Boden unter aeroben Bedingungen fr die Beurteilung mikrobiologischer Prozesse sowie der Biomasse und der Diversitt unter Laboratoriumsbedingungen DIN ISO 10390, Bodenbeschaffenheit Bestimmung des pH-Wertes DIN ISO 10694, Bodenbeschaffenheit Bes

13、timmung von organischem Kohlenstoff und Gesamtkohlenstoff nach trockener Verbrennung (Elementaranalyse) DIN ISO 11260, Bodenbeschaffenheit Bestimmung der effektiven Kationenaustauschkapazitt und der Basensttigung unter Verwendung von Bariumchloridlsung DIN ISO 11261, Bodenbeschaffenheit Bestimmung v

14、on Gesamt-Stickstoff Modifiziertes Kjeldahl-Verfahren DIN ISO 11277, Bodenbeschaffenheit Bestimmung der Partikelgrenverteilung in Mineralbden Verfahren mittels Siebung und Sedimentation DIN ISO 11465, Bodenbeschaffenheit Bestimmung der Trockensubstanz und des Wassergehalts auf Grundlage der Masse Gr

15、avimetrisches Verfahren DIN ISO 14238, Bodenbeschaffenheit Biologische Verfahren Bestimmung der Stickstoffmineralisierung und -nitrifizierung in Bden und der Einflsse von Chemikalien auf diese Prozesse DIN ISO 14256-2, Bodenbeschaffenheit Bestimmung von Nitrat, Nitrit und Ammonium in feldfrischen Bd

16、en nach Extraktion mit Kaliumchloridlsung Teil 2: Automatisiertes Verfahren mittels segmentierter Durchflussanalytik DIN ISO 15685:2012-12 5 Bodenbeschaffenheit Bestimmung der potentiellen Nitrifizierung und Hemmung der Nitrifizierung Schnellverfahren mittels Ammoniumoxidation 1 Anwendungsbereich Di

17、ese Internationale Norm legt ein Schnellverfahren zur Bestimmung der potentiellen Ammoniumoxidation und der Hemmung der Nitrifizierung in Bden fest. Dieses Verfahren ist geeignet fr die Anwendung bei allen Bden, die eine Population an nitrifizierenden Mikroorganismen enthalten. Es kann als schnelles

18、 bersichts-verfahren zur berwachung der Bodenbeschaffenheit und der Beschaffenheit von Abfllen verwendet werden, und ist fr die Prfung der Einflsse von Kultivierungsverfahren, zustzlichen Chemikalien auer flchtige Substanzen, d. h. H 1 (Henry-Konstante), Eluaten von Biofeststoffen und Verunreinigung

19、en von Bden geeignet. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letz

20、te Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). ISO 10381-6, Soil quality Sampling Part 6: Guidance on the collection, handling and storage of soil under aerobic conditions for the assessment of microbiological processes, biomass and diversity in the laboratory ISO 1039

21、0, Soil quality Determination of pH ISO 10694, Soil quality Determination of organic and total carbon after dry combustion (elementary analysis) ISO 11260, Soil quality Determination of effective cation exchange capacity and base saturation level using barium chloride solution ISO 11261, Soil qualit

22、y Determination of total nitrogen Modified Kjeldahl method ISO 11277, Soil quality Determination of particle size distribution in mineral soil material Method by sieving and sedimentation ISO 11465, Soil quality Determination of dry matter and water content on a mass basis Gravimetric method ISO 142

23、38, Soil quality Biological methods Determination of nitrogen mineralization and nitrification in soils and the influence of chemicals on these processes ISO 14256-2, Soil quality Determination of nitrate, nitrite and ammonium in field-moist soils by extraction with potassium chloride solution Part

24、2: Automated method with segmented flow analysis EN 14735, Charakterisierung von Abfllen Herstellung von Abfallproben fr kotoxikologische Untersuchungen DIN ISO 15685:2012-12 6 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 hemmende Dosis ID Menge einer dem Boden zug

25、esetzten Chemikalie, die die biologische Aktivitt nach einer gegebenen Zeit um einen gegebenen Prozentsatz wirksam hemmt, in Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollprobe Anmerkung 1 zum Begriff: Sie wird in Prozent angegeben. Z. B. zeigen ID25 und ID50 eine Hemmung der biologischen Aktivitt von 25

26、 % bzw. 50 % an. 3.2 Biofeststoff in der Landwirtschaft verwendete organische Produkte, einschlielich Klrschlamm, Kompost, Glle und einige industrielle Abflle 4 Kurzbeschreibung Die Ammoniumoxidation ist der erste Schritt bei der autotrophen Nitrifizierung im Boden und wird zur Bewertung der potenti

27、ellen Aktivitt von nitrifizierenden Mikrobenpopulationen angewendet. Autotrophe ammoniumoxidierende Bakterien im Boden werden in einer auf einen pH-Wert von 7,2 gepufferten Boden-suspension Ammoniumsulfat ausgesetzt. Durch Zugabe von Natriumchlorat wird die Oxidation des Nitrits durch nitritoxidiere

28、nde Bakterien in der Suspension gehemmt. Die sich daraufhin ergebende Ansammlung von Nitrit wird ber eine Inkubationsdauer von 6 h gemessen und als Ma der potentiellen Aktivitt von ammoniumoxidierenden Bakterien gewertet. Da die Generationszeit von ammoniakoxidierenden Bakterien lang ist ( 10 h), st

29、ellt das Verfahren ein Ma fr die potentielle Aktivitt der nitrifizierenden Population zur Zeit der Probenahme dar. Es bewertet nicht das Wachstum der als Probe entnommenen nitrifizierenden Population. Chemische Prfsubstanzen und Extrakte von Biofeststoffen knnen geprft werden, indem diese der Bodens

30、uspension bei unterschiedlichen Konzentrationen zugesetzt werden. Die Prfung kann zum Vergleich von verschiedenen Bden (z. B. verunreinigten Bden und Referenzbden) herangezogen werden. Die Auswirkungen von verunreinigten Bden, Abfallproben und anderen Feststoffen auf die Nitrifizierung knnen durch A

31、nwendung des Verfahrens auf Mischungen aus diesen Proben und einem Referenzboden bewertet werden. Substanzen, die bei pH 200 % ist (organische Bden). DIN ISO 15685:2012-12 9 8.1.3 Probenahme aus der Suspension Proben (2 ml) der Suspension sind nach 2 h und nach 6 h Inkubationsdauer zu entnehmen, vor

32、ausgesetzt, dass bekannt ist, dass die Ammoniumoxidation ber diese Dauer linear verluft. Die Bodensuspension sollte zur Zeit der Probenahme gut geschttelt werden, um sicherzustellen, dass das Verhltnis Lsung zu Boden whrend der Prfung konstant ist. Proben sind in Prfrhrchen zu verteilen und 2 ml KCl

33、 (5.7) zuzugeben, um die Ammoniumoxidation zu beenden. Die Proben sind dann bei z. B. 3 000g 2 min zu zentrifugieren oder zu filtrieren. Das Filtrierpapier sollte eine hohe Filtrationsgeschwindigkeit aufweisen, whrend die chemische Reinheit nicht dem hchsten Grad zu entsprechen braucht. Nitrit ist m

34、it einem geeigneten Verfahren zu bestimmen (siehe ISO 14256-2). Zu diesem Zeitpunkt knnen die Probenlsungen in einem Khlschrank (4 C bis 8 C) aufbewahrt werden, jedoch sollte die Analyse innerhalb von 24 h durchgefhrt werden. Bodensuspensionen sind whrend der 6 h Inkubation mehrmals zu entnehmen, we

35、nn es erforderlich ist, die Linearitt der Reaktion zu kontrollieren. Dies ist voraussichtlich notwendig, wenn Labore die bei der Prfung verwendeten Bodenarten nicht kennen. Einige Flle von Nicht-Linearitt knnen korrigiert werden, indem aerobe Bedingungen sichergestellt werden oder eine Kohlenstoffqu

36、elle zugegeben wird. 8.2 Prfung der Auswirkungen chemischer Substanzen Die Ammoniumoxidation ist nach der Vorgehensweise fr Bden mit den im Prfmedium (5.9) enthaltenen Prfchemikalien bei verschiedenen Konzentrationen zu bestimmen. Als Referenzproben sind Kontrollproben ohne Zusatz von Prfchemikalien

37、 mitzubearbeiten. Von den Kontrollproben ohne zugegebene Chemikalie sollten idealerweise doppelt so viele Anstze bestimmt werden, wie von den Bden mit Prfchemikalien. Zum Bestimmen des Konzentrationsbereiches der Prfchemikalie ist eine Vorprfung duchzufhren. In der Hauptprfung werden mindestens fnf

38、verschiedene Konzentrationen in geometrischer Folge vorgesehen. Die geringste geprfte Konzentration sollte keinen Einfluss auf die Ammoniumoxidation haben, und die hchste Konzentration sollte 50 % bis 100 % Ammoniumoxidation verhindern. Wenn ein Trger verwendet wird, um die Lslichkeit der Prfsubstan

39、z zu erhhen, sollte dieser 100 ng/l in der Prflsung nicht berschreiten. Es sollten zustzliche Kontrollproben, die den Trger in seiner hchsten bei der Prfung verwendeten Konzentration enthalten, im Prfplan enthalten sein. ANMERKUNG Flchtige Prfsubstanzen erfordern spezielle Anforderungen, die nicht i

40、n den Anwendungsbereich dieser Internationalen Norm fallen. 8.3 Prfung verunreinigter Bden Am geeignetsten ist ein Vergleich des verunreinigten Bodens mit einem nicht-verunreinigten Referenzboden vergleichbarer Bodeneigenschaften oder Untersuchungen des Verunreinigungsgradienten von Bodenproben aus

41、verschiedenen Verunreinigungsniveaus. Es ist eine ausreichende Menge an Boden zu entnehmen, um mindestens vier Wiederholungsproben zu erhalten. Ist ein geeigneter nicht-verunreinigter Boden als Referenzgre nicht vorhanden sowie im Fall geringer potentieller Nitrifizierungsaktivitt, wird das folgende

42、 Prfverfahren empfohlen. Der verunreinigte Boden und ein nichtverunreinigter Boden bekannter Nitrifizierungsaktivitt von 200 ng N/g/h bis 800 ng N/g/h, jeweils bezogen auf die Trockenmasse des Bodens, sind bei einem Wassergehalt entsprechend 40 % bis 60 % der Wasserhaltekapazitt oder 0,01 MPa bis 0,

43、03 MPa Saugdruck 2 Tage bei 20 C in Dunkelheit zu inkubieren. Feuchtmassen der 2 Bden entsprechend 75 g Trockenmasse sind auf Trockenmassebasis im Verhltnis 1:1 zu mischen. Die Mischung, der verunreinigte Boden und der Kontrollboden sind 24 h bei 20 C in Dunkelheit aufzubewahren. Die potentielle Amm

44、oniumoxidation ist nach 8.1 in 4 Wiederholungen der Mischung und jedes Bodens zu bestimmen. 8.4 Prfung der Eluate von Biofeststoffen Die Wirkung von Biofeststoffeluaten auf die Nitrifizierung des Bodens, z. B. von Klrschlmmen, kann geprft werden. Eluate sind durch eine 24-stndige Eluierung mit entmi

45、neralisiertem Wasser im Mischverhltnis 1:10 DIN ISO 15685:2012-12 10 (g Biofeststoff (als Trockenmasse) : ml Wasser) und bei einem pH-Wert von 7,5 zu gewinnen (siehe EN 14735). Die wssrige Phase und die Partikel werden durch Zentrifugieren, z. B. bei 1 300g fr 1 h, getrennt. Die Wirkung des Eluats a

46、uf Bden ist in Konzentrationsreihen, einschlielich einer Kontrollprobe ohne Zugabe des Eluats zu prfen. Die Prfung hat nach 8.1 zu erfolgen, indem das Biofeststoffeluat unmittelbar vor Aufgabe des Prfmediums zugegeben wird. Eluatproben ohne Boden sind in die Prfungsdurchfhrung einzuschlieen, um die

47、Ammoniumoxidation durch nitrifizierende Bakterien in den Eluaten subtrahieren zu knnen. 9 Berechnungen Die Rate der Ammoniumoxidation (ng NO2-N/g/h bezogen auf die Trockenmasse des Bodens) ist aus der Differenz der NO2-N-Konzentration bei verschiedenen Messzeitpunkten zu berechnen. Die Hemmung der A

48、mmoniumoxidationsaktivitt durch die Prfchemikalie oder das Biofeststoffeluat ist als Differenz zur Aktivitt im Referenzboden in Prozent anzugeben. Bei Mischungen von verunreinigten und nichtverunreinigten Bden ist der verunreinigte Boden als toxisch zu betrachten, wenn die Mischung eine Ammoniumoxid

49、ation aufweist, die deutlich geringer als 90 % der mittleren Aktivitt der beiden getrennt geprften Bden ist. Fr 4 Wiederholungsproben ist dies nach Gleichung (1) zu berechnen: ( )29,0pcmmAAsA+ (1) Dabei ist mA die mittlere Ammoniumoxidationsaktivitt in der Bodenmischung; smdie Standardabweichung der Ammoniumoxidationsaktivitt in der Bo