HAP Sol
HAP Sol
HAP Sol
1. Objet
Cette procédure a pour objet de décrire une méthode de fractionnement des hydrocarbures
aromatiques et aliphatiques semi-volatils des sols (y compris les sédiments), des matières
utilisées sur ou dans les sols et des déchets ainsi que leur quantification par chromatographie en
phase gazeuse (GC) et détection par ionisation de flamme (FID).
2. Domaine d’application
La méthode est applicable aux échantillons de sols (y compris les sédiments), de matières
utilisées sur ou dans les sols et de déchets et permet la détermination des hydrocarbures
aliphatiques et aromatiques semi-volatils pour des concentrations supérieures à 50 mg/kg.
3. Définitions et abréviations
GC-FID : Chromatographe en phase gazeuse - Détecteur à ionisation de flamme.
EC : Le nombre d’équivalent carbone est défini comme le nombre relié au point d’ébullition
d’un constituant, normalisé sur le point d’ébullition des n- alcanes et par conséquent sur
leur temps de rétention sur une colonne apolaire en chromatographie gazeuse isotherme.
S-III-7v3
1 / 12
CWEA Année 2014
4. Principe
Extraction des hydrocarbures d’une quantité connue d’échantillon à analyser par un mélange
hexane/acétone (50/50 v/v).
Séparation de la phase organique et lavage de celle-ci deux fois avec de l’eau saturée en sulfate
de magnésium heptahydraté.
Quantification de ces fractions par rapport à un étalon externe composé de diesel et d’huile
moteur.
S-III-7v3
2 / 12
CWEA Année 2014
teneur en matière sèche supérieur à 20 %. En effet, les blancs de ces cartouches peuvent
donner des blancs plus élevés.
- Filtres en papier, ø 110 mm.
- Mortier et pilon en porcelaine.
7. Réactifs utilisés
7.1. Eau ultrapure milliQ
7.2. n-hexane (C 6 H 14 )
L’isohexane ou le n-heptane peuvent également être utilisés. La qualité utilisée doit être telle
que le critère du blanc (10.4) soit atteint.
7.11. Hydrogène
S-III-7v3
3 / 12
CWEA Année 2014
7.16. 1,2,4-triméthylbenzène (C 9 H 12 )
7.17. n-heneicosane (C 21 H 44 )
7.18. n-pentatriacontane (C 35 H 72 )
7.19. limonène (C 10 H 16 )
8. Préparation de l’échantillon
Verser le contenu sur une feuille à revêtement téflonné ou faire un ou plusieurs carottage dans le
pot à l’aide d’un évideur de ± 15 mm de diamètre . Eliminer les pierres et autres matériaux non
broyables ayant un diamètre supérieur à 10 mm et prendre ± 50 g d’échantillon représentatif
(peser au trébuchet). Ajouter le même poids de sulfate de sodium anhydre (7.4) si le solide
contient 50 à 100 % de matières sèches et ajouter 2 fois le poids de l’échantillon pour les boues
contenant moins de 50 % de matières sèches .
Homogénéiser rapidement au pilon de façon à obtenir une poudre fine et sèche.
Les concentrations suivantes peuvent être appropriées : 0,1 ; 0,2 ; 0,4 ; 0,5 ; 0,8 ; 1,0 ; 2,0 ; 4,0
et 5,0 mg/ml.
S-III-7v3
4 / 12
CWEA Année 2014
Préparer une solution de contrôle indépendante (7.7) (autre origine que la courbe d’étalonnage),
avec une concentration en hydrocarbure au centre de la gamme de mesurage.
Des concentrations plus élevées peuvent être recommandées pour d’autres applications.
S-III-7v3
5 / 12
CWEA Année 2014
10.1. Extraction
Les échantillons mélangés avec du sulfate de sodium anhydre (7.4) sont extraits à chaud et sous
pression.
Peser les cellules non remplies.
Remplir la cellule avec 10 à 20 g d’échantillons additionnés du sulfate de sodium (7.4)
Placer les cellules sur le carrousel de l’appareil.
Equiper celui-ci des fioles adéquates de 40 ou 60 ml suivant la capacité de la cellule choisie
Extraire au mélange n-hexane(7.2) /acétone(7.9) 50/50 v/v.
Répéter l’opération de lavage avec 250 ml de la solution aqueuse (0) saturée en sulfate de
magnésium heptahydraté (80 g/l) (7.3) en agitant l’ampoule pendant 3 minutes.
Evacuer la phase aqueuse.
Filtrer la phase organique sur du sulfate de sodium anhydre (7.4) et récupérer dans un
erlenmeyer de 100 ml.
Rincer l’ampoule et le sulfate du filtre avec du n-hexane (7.2).
Remarque : il est très important que l’extrait soit exempt d’acétone (< 0,1 % vol), sinon la
purification sera incomplète.
Méthode soxhlet :
Les échantillons mélangés avec du sulfate de sodium anhydre sont extraits au soxhlet pendant
16 h, moyennant un lavage préliminaire de la cartouche et du tampon de laine de verre à
l’hexane
S-III-7v3
6 / 12
CWEA Année 2014
10.2. Concentration
10.3. Fractionnement
Une colonne est préparée avec successivement 3 g de silice (7.5), et 1 g de sulfate de sodium
anhydre (7.4). La colonne est alors lavée avec 15 ml d’hexane (7.2).
L’extrait est déposé intégralement sur celle-ci. La fiole est rincée 3 fois avec 1 ml d’hexane
(7.2), et on élue avec 17 ml d’hexane (7.2). Cette première fraction, appelée « F1 », ne contient
que les aliphatiques apolaires.
On continue l’élution avec cette fois 15 ml d’un mélange 70/30 en volume d’hexane (7.2) et de
dichlorométhane (7.14). Cette deuxième fraction, appelée « F2 », contient les aromatiques
apolaires.
Ces fractions sont alors de nouveau concentrées (10.2), et leur poids, déterminé.
Pour chaque série d’essais, effectuer parallèlement à la détermination un essai à blanc dans les
mêmes conditions, où l’échantillon est remplacé par 10 ou 20 g de sulfate de sodium anhydre
(7.4). Le blanc doit être inférieur à 10 % des valeurs pour les échantillons.
Injecter le mélange étalon de n-alcanes (7.8), les pics du chromatogramme doivent être séparés à
la ligne de base. Il convient que la réponse relative (aire de pic) du n-tétracontane (C 40 H 82 ),
comparée avec le n-eicosane (C 20 H 42 ), soit au moins égale à 0,8. Dans le cas contraire, la
discrimination du système d’injection est trop élevée et le système d’injection doit être optimisé
ou remplacé.
S-III-7v3
7 / 12
CWEA Année 2014
10.6.3. Etalonnage
Lorsque la méthode est utilisée pour la première fois, effectuer un test de linéarité (cf.
ISO 8466-1) dans le domaine de travail choisi en analysant au moins cinq dilutions du mélange
d’étalon (9.1.1).
Vérifier que les résultats ne diffèrent pas plus de 10 % de la droite d’étalonnage de travail.
Dans le cas contraire, effectuer un nouvel étalonnage avec les solutions du mélange
d’étalonnage (9.1.2) conservées.
10.6.4. Mesurage
Réaliser à chaque série d’analyse, sur la solution de contrôle indépendante (9.1.3), le rapport de
surface C 20 -C 40 /C 10 -C 20 . Il convient que la réponse obtenue corresponde à la proportion dans le
certificat.
S-III-7v3
8 / 12
CWEA Année 2014
10.6.5. Intégration
Les fractions aliphatiques et aromatiques ont été divisées en 4 (ou 5) fractions suivant le nombre
de carbone équivalent. Les fractions et les composés servant de bornes pour celles-ci sont :
Le chromatogramme est intégré suivant les temps de rétention des bornes des différentes
fractions. L’essai « rendement » (10.5) sert notamment à déterminer ces différents temps de
rétention. Les intégrations commencent et se terminent aux temps de rétention des composés
servant de borne.
S-III-7v3
9 / 12
CWEA Année 2014
11. Calcul
Les intégrations des chromatogrammes sont vérifiées manuellement. Les différentes bornes
d’intégration sont ajustées si nécessaire.
La concentration dans la fraction aliphatique (mg/ml) est donnée par le logiciel en fonction de la
droite d’étalonnage.
C F 1 V F 1 100
Indice hydrocarbure EC 10 -EC 40 pour la fraction aliphatique F1 (mg/kg sec) =
m3 MS
C F1 = concentration dans la fraction F1 (en mg/ml)
V F1 = volume de l’extrait de la fraction F1 (en ml)
m 3 = la masse de l’échantillon brut (en kg)
MS = mat. sèches (en %)
m0
avec m3 m 2
m1
m 0 = masse de l’échantillon brut prise pour le séchage avec le sulfate (en kg)
m 1 = la masse du mélange échantillon/Na 2 SO 4 (en kg)
m 2 = prise d’essai du mélange dans la cellule (en kg)
La part d’une des 4 (ou 5) sous-fractions par rapport au total de la fraction aliphatique F1, est
Asous fraction
donné par le rapport des aires : % de la sous fraction 100
Atotal de F 1
La concentration de cette sous-fraction est alors donné par : % de la sous fraction C F 1
Le calcul est similaire pour la fraction aromatique F2.
S-III-7v3
10 / 12
CWEA Année 2014
Les renseignements qualitatifs suivants peuvent également être fournis dans le rapport :
13. Références
ISO/DIS 16558-2 : 2013 Qualité du sol – Hydrocarbures de pétrole à risque – Partie 2 :
Détermination des fractions aliphatiques et aromatiques des hydrocarbures de pétrole semi-
volatils par chromatographie en phase gazeuse avec détection d’ionisation de flamme.
ISO 11504 : 2012 Qualité du sol – Evaluation de l’impact du sol contaminé avec des
hydrocarbures pétroliers
TPHCWG Series (Total Petroleum Hydrocarbure Criteria Working Group) Mars 1998 :
Volume 1 : Analysis of petroleum hydrocarbons in environmental media ( EPA 3630C ).
ISO 18512 :2007 Qualité du sol – Lignes directrices relatives au stockage des échantillons de
sol à long et à court termes.
ISO 14507 :2003 Qualité du sol – Prétraitement des échantillons pour la détermination des
contaminants organiques.
ISO 16703 :2004 Qualité du sol- Dosage des hydrocarbures de C 10 à C 40 par chromatographie
en phase gazeuse.
ISO 8466-1 :1990 Qualité de l’eau – Étalonnage et évaluation des méthodes d’analyse et
estimation des caractères de performance – Partie 1 : Évaluation statistique de la fonction
linéaire d’étalonnage.
ISO 11465 :1993 Qualité du sol – Détermination de la teneur pondérale en matière sèche et en
eau Méthode gravimétrique.
S-III-7v3
11 / 12
CWEA Année 2014
S-III-7v3
12 / 12