FD X31-611-1-1997 SOIL QUALITY POLLUTION DETECTION AND CHARACTERIZATION METHODS GENERAL GUIDE FOR SOIL GAS ANALYSES ON SITE USED IN LAND SCREENING 《土壤质量 污染程度监测和定性分析 土壤筛选监测时使用的现场土壤气.pdf

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1、m P) 2 P L rn 3 O I- LT O Z STD*AFNOR FD X 31-bLL-L-FREN 1997 = 1012372 Ob72b70 37T W ISSN 0335-3931 FD X 31-611-1 Juillet 1997 Indice de classement : X 31-611-1 ICs : 13.080 Qualit du sol Mthodes de dtection et de caractrisation des pollutions Partie 1 : Guide gnral pour les analyses des gaz des so

2、ls in situ employes en criblage de terrain E : Soil Quality - Pollution detection and characterization methods - General guide for soil gas analyses on site used in land screening D : Bodenbeschaffenheit - Methoden zur Ermittlung und Charakterisierung der Verunreinigungen - Allgemeiner Leitfaden fr

3、Bodengasanalysen beim Landsieben Fascicule de documentation publi par lAFNOR en juillet 1997. COrreSpOndanCe la date de publication du prsent document, il nexiste pas de travaux euro- pens ou internationaux traitant du mme sujet. Analyse Le prsent document sadresse toutes les personnes amenes faire

4、ou faire faire des analyses de sols et en particulier du criblage de terrain. II concerne les mthodes de dtection et de caractrisation des gaz du sol. Les diffrentes techniques existantec sont dcrites afin de guider lutilisateur dans son choix. Les personnes intresses pourront se rfrer aux normes XP

5、 X 31-612 et XP X 31-613 pour avoir une description plus prcise des tech- niques indiques dans le prsent document. Descripteurs Thsaurus International Technique : sol, qualit, gaz, pollution, analyse de gaz, mthode danalyse, ionisation. Mo difications Corrections dit et diffus par lAssociation Frana

6、ise de Normalisation (AFNOR), Tour Europe 92049 Paris La Dfense Cedex Tl. : O1 42 91 55 55 -Tl. international : + 33 1 42 91 55 55 Q AFNOR 1997 AFNOR 1997 ler tirage 97-07-F COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesSTD-AFNOR FD X IL-bLL-L-FREN 17

7、77 m 1012372 Ob72171 20b m Mthodes de mesure environnementales applicables aux sites AFNOR X31E Membres de la commission de normalisation Prsident : MME LAVILLE-TIMSIT Secrtariat : MME DE LA VAISSIERE -AFNOR M M M M M M M M M M MME MLLE M M MME M M MME M MME M M M M M M M M M M MLLE M M M BERAUD BER

8、NHEIM BILWES BONNEMAINS BOUR CHASSAGNAC DAUTAIS DEG RAN GES DEMANZE DUCLOS ESCULPAVIT FEIX FRICAUDET GATELLIER GIRARDEAU KARG LALLEMANT LEJEUNE LOUVRIER MERELLE MONZAIN NOMINE PEPIN PERRIN PERRIN PERRODI N PROST SOMMIER LAVILLE-TIMSIT STERCKEMAN TEITGEN TEXIER WEIL ZARAGOZA BURGEAR ICF ENVIRONNEMENT

9、 DRAEGER INDUSTRIE SA ASSOCIATION ROBIN DES BOIS INERIS CSD AZUR SA IMOTEP BRGM LABORATOIRES WOLFF ESSO SAF DIRECTION PREVENTION POLLUTIONS RISQUES ADEME GEOSTOCK SA INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE RHONE POULENC INDUSTRIALISATION HPC ENVIROTEC EPE ASSURANCES SAINT HONORE ELF AQUITAINE ADEME EUROPE SOLS

10、 UIC UNION INDUSTRIES CHIMIQUES INERIS INERIS ASTER FNADE POLDEN MINISTERE DE LAGRICULTURE, DE LA PECHE INRA LABORATOIRE ANALYSES DES SOLS ENVIRONNEMENT SERVICES INTERNATIONAL G DF WCI ECOAUDIT TREDI MINISTERE DE LENVIRONNEMENT - MINISTERE DE LENVIRONNEMENT - DGAD ET DE LALIMENTATION - DIRECTION ESP

11、ACE RURAL - temprature du sol suffisante pour permettre ladsorption, surtout pour les produitsfaiblevolatilit; - pression atmosphrique stable ou de prfrence en phase de dcroissance (ce qui permet de garan- tir que lair atmosphrique est chass par les gaz du sol). Si le prlvement est ralis une profond

12、eur suffisante, cette contrainte est moins importante ; - absence de pollutions externes telles que feux ouverts, moteurs thermiques en marche, fts dhydrocarbures ouverts, cigarette allume. Toutes doivent tre loignes dau moins 20 m. Les informations suivantes doivent tre releves loccasion de chaque

13、prlvement : - temprature de lair ; - pression atmosphrique ; - nature du sol et nature de la couverture de surface ; - localisation du prlvement ; - profondeur du prlvement. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services STD-AFNOR FD X 31-bLL-L-FREN 1

14、777 m 1012372 0672195 751 m FD X 31-61 1-1 -6- Les informations suivantes peuvent tre utile linterprtation des rsultats ou des comparaisons inter campagnes : - temprature du sol ; - variation de la pression atmosphrique (tendance sur la journe) ; - pluviomtrie des heures ou jours prcdents ; - hauteu

15、r de la nappe phratique ; - humidit du sol ; - position du prlvement par rapport la nappe phratique. En tout tat de cause, chaque information recueillie demande interprtation qui doit tre laisse la charge dun technicien qualifi et expriment. Le criblage effectu est un criblage de terrain qui peut co

16、nduire une cartographie pour un produit donn (image sommaire en deux dimensions de la concentration du gaz ou de lindice de rponse dun produit) ou tre un criblage spatial (cest alors une image en trois dimensions de la concentration du produit) ou encore un criblage de produits ou groupes de produit

17、s prsents (par comparaison de la rponse du dtec- teur photo ionisation - PID - ou dtecteur ionisation de flamme - FID - avec un spectre de rfrence par exemple). Ces techniques font en gnral appel des sources lectriques, pour cette raison elles ne peuvent pas tre utilises dans des conditions potentie

18、llement explosibles sauf si elles mettent en oeuvre du matriel rpondant aux normes de scurit intrinsque. Si des manations de gaz toxiques sont possibles, il y a lieu de prvoir les protections ncessaires la scurit des oprateurs. 6 Techniques de dtection Les techniques les plus couramment utilises pou

19、r la dtection peuvent tre : - dtection FID : signal brut sans sparation de produits ; - chromatographie et dtection FID en ligne : sparation de produits ; - dtection PID : signal brut sans sparation de produits ; - chromatographie et dtection PID, en ligne : sparation de produits ; - colorimtrie - p

20、hotomtrie. Ces techniques sont prouves mais chacune delles a ses propres limites et restrictions dutilisation. 6.1 6.1.1 Domaine dapplication La dtection ionisation de flamme permet de dtecter la prsence de COV prsents dans la zone insature du sol. Elle permet deffectuer un criblage de terrain mais

21、elle ne permet pas deffectuer un criblage de produits. Dtection ionisation de flamme (FID) - Signal brut sans sparation de produits 6.1.2 Principe Les gaz prlevs in situsont achemins vers une cellule dionisation quipe dun brleur aliment par de lhydrogne ou un mlange H2/He en prsence dO, ou dair. Lin

22、tensit du courant dionisation produit est proportionnelle la quantit dions forms. Cette technique est dcrite dans la norme XP X 31-612. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling ServicesSTD-AFNOR FD X 3L-bLl-L-FREN 1997 m 1012372 Ob72L9b 878 m -7- FD X 31

23、-611-1 6.1.3 chantillonnage Le prlvement de lchantillon seffectue dans la zone non sature selon les mthodes dcrites dans les documents normatifs en vigueur et notamment la norme XP X 31-613. 6.1.4 Limites et interfrences II convient de respecter les prescriptions donnes par le constructeur pour les

24、appareils de terrain. Le seuil de dtection est de lordre du ppmv volume/volume). La gamme de mesure est gnralement de 1 ppmv 10 O00 ppmv. La vapeur deau ne provoque thoriquement pas dinterfrences. Le traitement de lchantillon sur une capsule desschante nest pas absolument ncessaire. II convient de t

25、enir compte du mthane provenant de fermentations. Certains appareils sont quips pour dtecter les COV seuls (mthane exclu), dautres dtectent les COV y compris le mthane. 6.1.5 Cot indicatif Le cot du matriel de mesure, sans le systme de prlvement, est de lordre de 50 kF 200 kF. La rponse FID tant imm

26、diate (rsultats obtenus sur place, sans traitement de lchantillon), le cot de lanalyse est essentiellement li au cot du prlvement. 6.1.6 Expression des rsultats Afin de pouvoir quantifier les COV totaux, il est ncessaire de calibrer lappareil. La mthode fournit un indice global qui ncessite ensuite

27、une interprtation. Les quipements courants fournissent une valeur dquivalence exprime par rapport au gaz talon choisi. Ce rsultat peut tre transcrit sous une autre forme, par exemple en quivalent carbone (voir le dtail des calculs dans la norme Cet indice est reprsentatif de la concentration en COV

28、dans les gaz du sol de la zone insature, il nest pas directement corrl avec la concentration des substances effectivement prsentes dans le sol. Cette mthode fournit des rsultats semi-quantitatifs. XP X 31-612). 6.2 Dtection ionisation de flamme (FID) et sparation sur site des composs par chromatogra

29、phie en phase gazeuse 6.2.1 Domaine dapplication Cette mthode permet de dtecter un certain nombre de COV prsents dans la zone insature. Elle permet deffectuer un criblage de terrain et, dans une certaine mesure, de produits grce la chroma- tographie slective des produits. Une sparation des produits

30、est possible, elle est fonction de la qualit de la colonne chromatographique et lidentification nest pas certaine. Cette mthode est tout particulirement adapte pour les hydrocarbures aliphatiques. 6.2.2 Principe Les gaz prlevs in situ sont achemins vers un chromatographe qui permet de sparer les com

31、posants qui sont ensuite dirigs vers la cellule dionisation du FID, quip dun brleur aliment par de lhydrogne ou un mlange H2/He en prsence dO, ou dair o les COV sionisent. Pour un compos donn, lintensit du courant dionisation produit est proportionnelle la quantit dions forms. COPYRIGHT AFNOR Associ

32、ation Francaise De NormalisationLicensed by Information Handling Services STD-AFNOR FD X 3L-bLL-L-FREN 1777 = 1012372 Ob72197 72Li FD X 31-61 1-1 -8- 6.2.3 chantillonnage le prlvement de lchantillon seffectue dans la zone non sature selon les mthodes dcrites dans les documents normatifs en vigueur e

33、t notamment la norme XP X 31-613. La mesure peut tre effectue sur un chantillon unique ou sur un chantillon moyen effectu partir de plusieurs chantillons. NOTE : La constitution dun chantillon moyen na quun intrt modr car leffet de dilution entrane une diminution de la sensibilit. Elle permet par co

34、ntre deffectuer plus rapidement un cri- blage de terrain. Compte tenu de la dure de lanalyse, cette technique peut prsenter un intrt dans certains cas. 6.2.4 Limites et interfrences II convient de respecter les prescriptions donnes par le constructeur. Le seuil de dtection de lappareil est gnralemen

35、t compris entre 1 ppmv et 100 ppmv selon le volume dair prlev. La gamme de mesure est gnralement de 1 ppmv 10 O00 ppmv. La vapeur deau ne provoque thoriquement pas dinterfrences. Le traitement de lchantillon sur une capsu le desschante nest pas absolument ncessai re. II convient de tenir compte du m

36、thane provenant de fermentations. Certains appareils sont quips pour dtecter les COV seuls (mthane exclu), dautres dtectent les COV y compris le mthane. 6.2.5 Cot indicatif Le cot de lquipement, sans le systme de prlvement, est valu 160 kF 300 kF. 6.2.6 Expression des rsultats Afin de pouvoir quanti

37、fier les produits, il est ncessaire de calibrer les appareils. Les quipements courantsfournissent une valeur dquivalence exprime par rapport au gaz talon choisi. Ce rsultat peut tre transcrit sous une autre forme par exemple en quivalent carbone (voir le dtail des calculs dans la norme XP X 31-612).

38、 Cet indice est reprsentatif de la concentration en COV dans les gaz du sol de la zone insature, il nest pas directement corrl avec la concentration des substances effectivement prsentes dans le sol. La mthode fournit une indication du nombre des produits prsents dans le gaz du sol et de leur nature

39、 sans identification certaine. 6.3 6.3.1 Domaine dapplication La dtection par photo ionisation permet de dtecter les COV ( lexception des alcanes lgers Cl C4) et composs inorganiques volatils dont le potentiel dionisation est infrieur lnergie des photons dlivre par la lampe mettrice dultraviolets. E

40、lle permet deffectuer un criblage de terrain mais elle ne permet pas deffectuer de criblage de produits. Dtection par photo ionisation (PID) - Signal brut sans sparation de produits 6.3.2 Principe Les gaz prlevs in situ sont achemins vers la chambre de mesure o ils sont ioniss par le flux dnergie du

41、ne lampe. Les ions produits gnrent un courant lectrique mesurable. Les composs ne sont ioniss (dtects) que si leur potentiel dionisation est infrieur lnergie de la lampe utilise. Cette technique est dcrite dans la norme XP X 31-612. COPYRIGHT AFNOR Association Francaise De NormalisationLicensed by I

42、nformation Handling ServicesSTD-AFNOR FD X IL-bLL-L-FREN 1777 LOI2372 Ob72L78 bbO -9- FD X 31-611-1 6.3.3 chantillonnage Le prlvement de lchantillon seffectue dans la zone non sature selon les mthodes dcrites dans les documents normatifs en vigueur et notamment la norme XP X 31-613. 6.3.4 Limites et

43、 interfrences II convient de respecter les prescriptions donnes par le constructeur pour les appareils de terrain. titre indicatif, dans le cas dun appareil sans module de prconcentration-thermodsorption ou tout sys- tme quivalent, la gamme de mesure de lappareil est comprise entre 0,l ppmv et 2 O00

44、 ppmv (cette limite peut tre tendue jusqu 10 O00 ppmv mais au-del de 2 O00 ppmv, la rponse nest pas linaire). Le seuil de dtection est variable selon les produits, il est gnralement compris entre 0,l ppmv et plusieurs ppmv. Avec un module de prconcentration-thermodsorption ou tout systme quivalent,

45、le seuil de dtection est compris entre 1 ppbv et I O00 ppbv. Plus la teneur en poussires de lchantillon augmente, plus la sensibilit diminue. De plus, dans ce cas, il est utile de mettre un filtre afin de ne pas trop diminuer la dure de vie du capteur. La vapeur deau provoque des interrences. Le tra

46、itement de lchantillon sur une capsule desschante est ncessaire en atmosphre humide. II convient de vrifier que celle-ci nabsorbe pas les composs analyser. 6.3.5 Cot indicatif Le cot de lquipement est de lordre de 30 kF 100 kF. La rponse PID tant immdiate (rsultats obtenus sur place, sans traitement

47、 de lchantillon), le cot de lanalyse est essentiellement li au cot du prlvement. 6.3.6 Expression des rsultats Afin de pouvoir quantifier les COV totaux, il est ncessaire de calibrer lappareil. La mthode fournit un indice global qui ncessite ensuite une interpretation. Les quipements courants fourni

48、ssent une valeur dquivalence exprime par rapport au gaz talon choisi. Ce rsultat peut tre transcrit sous une autre forme, par exemple en quivalent carbone (voir le dtail des calculs dans la norme Cet indice est reprsentatif de la concentration en COV dans les gaz du sol de la zone insature, il nest pas dire