SIST ISO 10381-6:2011

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10381-6
Second edition
2009-03-15
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
Qualité du sol — Échantillonnage —
Partie 6: Lignes directrices pour la collecte, la manipulation et la
conservation, dans des conditions aérobies, de sols destinés à
l'évaluation en laboratoire des processus, de la biomasse et de la
diversité microbiens
Reference number
©
ISO 2009
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Terms and definitions. 1
3 Procedure . 1
3.1 Selection of sampling locations. 1
3.2 Description of field site . 2
3.3 Sampling conditions. 2
3.4 Sampling methods. 2
3.5 Sample marking . 2
3.6 Transportation conditions . 2
3.7 Soil processing . 2
3.8 Storage conditions and storage periods. 3
3.9 Pre-incubation. 4
4 Sampling report . 4
Bibliography . 6

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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
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.
ISO 10381-6 was prepared by Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 4, Biological
methods.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10381-6:1993), Subclauses 3.6, 3.7, 3.8 and
Clause 4 of which have been technically revised. Table 1 has been added.
ISO 10381 consists of the following parts, under the general title Soil quality — Sampling:
⎯ Part 1: Guidance on the design of sampling programmes
⎯ Part 2: Guidance on sampling techniques
⎯ Part 3: Guidance on safety
⎯ Part 4: Guidance on the procedure for investigation of natural, near-natural and cultivated sites
⎯ Part 5: Guidance on the procedure for the investigation of urban and industrial sites with regard to soil
contamination
⎯ 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
⎯ Part 7: Guidance on sampling of soil gas
⎯ Part 8: Guidance on sampling of stockpiles
iv © ISO 2009 – All rights reserved

Introduction
Soils are both complex and heterogeneous because they consist of both living and non-living components
occurring in different combinations. Therefore, the condition of the soil, from collection to completion of an
experiment, should be considered in relation to effects on the soil microflora. Temperature, water content,
availability of oxygen and duration of storage are all known to affect the soil microflora, and thus the
processes they mediate.
Soils can however be used effectively in laboratory systems to investigate microbially-mediated processes,
provided that the dynamics of the living microflora are appreciated. This part of ISO 10381 provides guidance
on the collection, handling and storage of soil for laboratory use where aerobic microbial activity is the main
component of the study. It describes how to minimize the effects of differences in temperature, water content
[10], [11]
and availability of oxygen on aerobic processes to facilitate reproducible laboratory determinations .

INTERNATIONAL STANDARD ISO 10381-6:2009(E)

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
1 Scope
This part of ISO 10381 provides guidance on the collection, handling and storage of soil for subsequent
testing under aerobic conditions in the laboratory. The recommendations in this document are not applicable
to the handling of soil where anaerobic conditions are to be maintained throughout.
This part of ISO 10381 is mainly applicable to temperate soils. Soils collected from extreme climates
(e.g. permafrost, tropical soils) may require special handling.
2 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
2.1
aerobic
descriptive of a condition in which molecular oxygen is freely available
2.2
anaerobic
descriptive of a condition in which molecular oxygen is not available
2.3
water content on a dry mass basis
mass of water evaporating from the soil when dried to constant mass at 105 °C divided by the dry mass of the
soil and multiplied by 100
[ISO 11465:1993, 3.2]
3 Procedure
3.1 Selection of sampling locations
The locations of the sites from which samples are taken should be selected according to the purpose of the
study.
These locations should be identified and recorded, e.g. on a map by reference to easily recognizable static
objects or by using a detailed map reference or by GIS. If practicable, the locations should be marked so that
they may be used for comparative tests or for obtaining replicate samples.
3.2 Description of field site
Selection of a soil sampling site depends on the purpose of a particular study, and knowledge of the field site
history is always desirable. The site should be accurately described and its history given. Details of vegetation
cover, the morphology of the sampling area (e.g. flat area, slopes, steepness), and of chemical and biological
additions or accidental contamination, should be recorded and reported.
3.3 Sampling conditions
Soil required for studies conducted under laboratory conditions should, if practicable, be sampled in the field
with a soil water content which facilitates sieving. Sampling should, unless the purpose of the study requires
otherwise, be avoided during or immediately following long periods (e.g. 1 month) of drought, freezing or
flooding. If laboratory tests are to be used for field monitoring, conditions existing in the field should be
accepted. Soil samples may be frozen before investigations of, for example, ammonium oxidations.
3.4 Sampling methods
The sampling technique depends on the purpose of the study. If aerobic agricultural soil is required, sampling
is usually conducted to the actual ploughing depth. Any surface vegetation cover, moss-covered litter layer,
visible roots, large pieces of plant or woody plant litter and visible soil fauna should be removed to minimize
the addition of fresh organic carbon to the soil. Organic constituents introduced from roots or other sources
can cause unpredictable changes in the activities and composition of the soil microflora. If natural soils show
distinct horizons, samples should be taken from these horizons.
3.5 Sample marking
Sample containers should be clearly and unambiguously marked and identified so that each sample can be
related to the location from which it was taken. Use of containers which either absorb water from the soil or
release materials, e.g. solvents or plasticizers, into the soil should be avoided.
3.6 Transportation conditions
Samples should be transported in a manner which minimizes changes in the soil water content, and should be
kept in the dark with free access of air; a loosely-tied polyethylene bag is generally adequate for this purpose.
Extreme environmental conditions should be avoided: the soil should be kept as cool as possible but it is
essential that it is not allowed to dry out or become water-logged. Exposure to light for extended periods
should be avoided as this encourages the growth of algae on the surface of the soil. Physical compaction
should be avoided as far as is practicable.
Samples for DNA or RNA analysis shall be frozen quickly in the field using dry ice. During transportation to the
laboratory, dry ice shall be used to maintain the temperature of those for RNA analysis. Samples for DNA
analysis may be transported in a cooling box unless the circumstances are such that dry ice is needed for
these as well.
3.7 Soil processing
The soil should be processed as soon as possible after sampling. Vegetation, larger soil fauna and stones
should be removed prior to passing the soil through a 2 mm sieve. Sieving soil through a 2 mm sieve
facilitates gaseous exchange between particles and is therefore recommended for maintaining the aerobic
nature of the soil. It also removes small stones, fauna and plant debris. Some organic materials such as moor
layers or peat do not pass easily through a 2 mm sieve and should be sieved in the moist condition through a
5 mm sieve. This necessitates manual operation and the quality of the material passing the sieve depends on
the operator. If the soil is too wet to sieve, it should be spread out, in a gentle air stream where possible, to
facilitate uniform drying. The soil should be finger crumbled and turned over frequently to avoid excessive
surface drying. Usually, this should be performed at ambient temperature. If drying is required, the soil should
not be dried more than necessary to facilitate sieving. Generally, drying of soils is not recommended although
air-drying and rewetting is a common physiological stress for the microbial communities in surface soils. It has
been shown that drying-rewetting events can induce significant changes in microbial C and N dynamics which
2 © ISO 2009 – All rights reserved

[12]
can last for more than a month after the last stress . Rewetting after drying causes bursts of respiration and
[15]
growth of distinct populations of bacteria . If further storage is necessary following processing,
consideration should be given to the parameters discussed in 3.8.
3.8 Storage conditions and storage periods
Samples should be stored in the dark at (4 ± 2) °C with free access of air. A loosely tied plastic bag or
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 10381-6
Deuxième édition
2009-03-15
Qualité du sol — Échantillonnage —
Partie 6:
Lignes directrices pour la collecte, la
manipulation et la conservation, dans des
conditions aérobies, de sols destinés à
l'évaluation en laboratoire des processus,
de la biomasse et de la diversité
microbiens
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

Numéro de référence
©
ISO 2009
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . v
1 Domaine d'application. 1
2 Termes et définitions. 1
3 Mode opératoire . 1
3.1 Choix des sites d'échantillonnage. 1
3.2 Description du lieu de prélèvement. 2
3.3 Conditions d'échantillonnage. 2
3.4 Méthodes d'échantillonnage. 2
3.5 Étiquetage des échantillons . 2
3.6 Conditions de transport . 2
3.7 Traitement du sol. 2
3.8 Conditions et durées de conservation . 3
3.9 Pré-incubation. 4
4 Rapport d'essai. 4
Bibliographie . 6

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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée 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.
L'ISO 10381-6 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 4,
Méthodes biologiques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10381-6:1993), dont les paragraphes 3.6,
3.7 et 3.8 et l’Article 4 ont fait l'objet d'une révision technique. Le Tableau 1 a été ajouté.
L'ISO 10381 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Qualité du sol —
Échantillonnage:
⎯ Partie 1: Lignes directrices pour l'établissement des programmes d'échantillonnage
⎯ Partie 2: Lignes directrices pour les techniques d'échantillonnage
⎯ Partie 3: Lignes directrices relatives à la sécurité
⎯ Partie 4: Lignes directrices pour les procédures d'investigation des sites naturels, quasi naturels et
cultivés
⎯ Partie 5: Lignes directrices pour la procédure d'investigation des sols pollués en sites urbains et
industriels
⎯ Partie 6: Lignes directrices pour la collecte, la manipulation et la conservation, dans des conditions
aérobies, de sols destinés à l’évaluation en laboratoire des processus, de la biomasse et de la diversité
microbiens
⎯ Partie 7: Lignes directrices pour l'échantillonnage des gaz du sol
⎯ Partie 8: Lignes directrices pour l'échantillonnage des stocks de réserve
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés

Introduction
Les sols sont à la fois complexes et hétérogènes car ils se composent d'éléments biotiques et abiotiques se
présentant sous des combinaisons diverses. Il convient donc de tenir compte de l'état du sol, de sa collecte à
l'aboutissement d'une expérience, tout en observant les répercussions que ces pratiques peuvent avoir sur sa
microflore. Il est bien connu que la température, la teneur en eau, la disponibilité en oxygène et la durée de
conservation affectent la microflore du sol et par conséquent, les processus microbiens qui en résultent.
Les sols peuvent néanmoins être employés de manière efficace dans des dispositifs de laboratoire afin
d'étudier des processus microbiens, à condition de prendre en considération les dynamiques de la microflore
vivante. La présente partie de l'ISO 10381 propose des lignes directrices relatives à la collecte, la
manipulation et la conservation de sols destinés principalement à l'étude en laboratoire de l'activité
microbienne aérobie. Elle décrit comment réduire les conséquences des différences de température, de la
teneur en eau et en oxygène disponible sur les processus aérobies afin d'obtenir des mesures reproductibles
[10], [11]
en laboratoire .
NORME INTERNATIONALE ISO 10381-6:2009(F)

Qualité du sol — Échantillonnage —
Partie 6:
Lignes directrices pour la collecte, la manipulation et la
conservation, dans des conditions aérobies, de sols destinés à
l'évaluation en laboratoire des processus, de la biomasse et de
la diversité microbiens
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 10381 propose des lignes directrices pour la collecte, la manipulation et la
conservation, dans des conditions aérobies, de sols destinés à des essais en laboratoire.
La présente partie de l'ISO 10381 s'applique principalement aux sols tempérés. Les sols collectés de lieux où
les climats sont extrêmes (par exemple le pergélisol, les sols tropicaux) peuvent nécessiter une manipulation
particulière.
2 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
2.1
aérobie
description d'un état se caractérisant par une libre disponibilité de l'oxygène moléculaire
2.2
anaérobie
description d'un état se caractérisant par une absence d'oxygène moléculaire
2.3
teneur en eau pondérable
masse d'eau qui s'évapore du sol lorsqu'il est séché jusqu'à masse constante à 105 °C, divisée par la masse
de sol sec et multipliée par 100
[ISO 11465:1993, 3.2]
3 Mode opératoire
3.1 Choix des sites d'échantillonnage
Il convient de choisir les sites de prélèvement des échantillons en fonction des objectifs de l'étude.
Il convient d'identifier et d'enregistrer ces lieux sur une carte, par exemple en prenant comme point de repère
des éléments statiques, faciles à reconnaître, sur une carte de référence détaillée ou par SIG (Système
d'Information Géographique). Dans la mesure du possible, il convient de marquer les emplacements de
manière qu'ils puissent être utilisés pour des essais comparatifs ou pour la réplication des échantillons.
3.2 Description du lieu de prélèvement
Le choix du site de prélèvement de sol dépend de l'étude particulière envisagée et il est toujours préférable de
connaître l'historique du site de prélèvement. Il convient donc de faire une description précise du site en
question et de fournir son historique. Il convient également d'enregistrer et de noter dans le rapport d'essai les
détails relatifs à la couverture végétale, à la morphologie du site de prélèvement (par exemple s'il s'agit d'une
zone plate, de pentes, d'inclinaisons), aux traitements chimiques et biologiques ainsi qu'à toute pollution
accidentelle.
3.3 Conditions d'échantillonnage
Il convient, dans la mesure du possible, de prélever le sol nécessaire aux études en laboratoire sur le site
avec une teneur en eau du sol facilitant son tamisage. Il convient donc d'éviter de prélever des échantillons
pendant de longues périodes (un mois par exemple), de sécheresse, de gel ou d'inondation ou juste après, à
moins que les besoins de l'étude n'exigent de procéder différemment. Si les essais en laboratoire ont pour
objet la surveillance du lieu de prélèvement, il convient de respecter les conditions telles qu'elles existent sur
le terrain. Il est possible de congeler des échantillons de sol avant d'entreprendre des analyses (par exemple
l'oxydation d'ammonium).
3.4 Méthodes d'échantillonnage
La technique d'échantillonnage dépend des objectifs de l'étude. S'il est nécessaire d'utiliser du sol agricole
aérobie, il est en général échantillonné à la profondeur de labour. Il convient d'éliminer la couverture végétale,
la litière, les racines apparentes, les morceaux de plante importants ou les débris ligneux et la faune du sol
apparente afin de réduire l'apport de carbone organique frais au sol. En effet, l'introduction de composés
organiques provenant de racines ou d'autres sources peut provoquer des changements imprévisibles de
l'activité et de la composition de la microflore du sol. Si les sols naturels présentent des horizons différents, il
convient de prélever des échantillons de chacun de ces horizons.
3.5 Étiquetage des échantillons
Il convient d'étiqueter et d'identifier clairement et sans ambiguïté les récipients contenant chaque échantillon
de façon à pouvoir faire le lien avec leur lieu de prélèvement. Il convient d'éviter l'utilisation de récipients qui
absorbent l'eau du sol ou qui libèrent des composés, par exemple des solvants ou des plastifiants, dans le sol.
3.6 Conditions de transport
Il convient de transporter les échantillons de façon à limiter les modifications de la teneur en eau du sol, et il
convient de les conserver à l'abri de la lumière et en présence d'air. En général, un sac en polyéthylène
entrouvert convient très bien au transport. Il convient d'éviter les conditions environnementales extrêmes et de
conserver le sol le plus frais possible, mais il est impératif qu'il ne se s'assèche pas ou qu'il ne s'engorge pas
d'eau. Il convient d'éviter l'exposition du sol à la lumière pendant une durée prolongée car cela favorise la
croissance d'algues à la surface du sol. Il convient, dans la mesure du possible, d'éviter de le tasser.
Les échantillons de sol destinés à l'analyse d'ADN ou d'ARN doivent être congelés rapidement et sur place à
l'aide de neige carbonique. Au cours du transport au laboratoire, de la neige carbonique doit être utilisée pour
maintenir la température des échantillons de sol destinés à l'analyse d'ARN. Quant aux échantillons destinés
à l'analyse d'ADN, ils peuvent être transportés dans une glacière, à moins que les circonstances ne fassent
qu'ils nécessitent un transport dans la neige carbonique également.
3.7 Traitement du sol
Il convient de traiter le sol dans les plus brefs délais après l'échantillonnage. Il convient d'enlever la végétati
...