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Multielement analysis in soils using nitrogen microwave inductively coupled atmospheric pressure plasma mass spectrometry

  • In this study, we employed nitrogen microwave inductively coupled atmospheric-pressure plasma (MICAP) combined with quadrupole mass spectrometry (MS) and a liquid sample introduction system to analyze heavy metals in soils. The vanadium, cobalt, nickel, zinc, copper, chromium, arsenic, lead, and cadmium contents in seven reference and three environmental soil samples determined using MICAP-MS were within the uncertainty of the reference values, indicating that MICAP-MS is promising for soil analysis similar to the conventional inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) technique. In addition, the limits of detection (LODs) and sensitivity of both techniques using N2 and Ar plasma were of the same order of magnitude. Furthermore, the performance of MICAP-MS under different N2 purity was investigated, and we found that the plasma formation and ionization efficiency were not influenced by the impurities in the gas. A prominent advantage of MICAP-MS is the low operating costIn this study, we employed nitrogen microwave inductively coupled atmospheric-pressure plasma (MICAP) combined with quadrupole mass spectrometry (MS) and a liquid sample introduction system to analyze heavy metals in soils. The vanadium, cobalt, nickel, zinc, copper, chromium, arsenic, lead, and cadmium contents in seven reference and three environmental soil samples determined using MICAP-MS were within the uncertainty of the reference values, indicating that MICAP-MS is promising for soil analysis similar to the conventional inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) technique. In addition, the limits of detection (LODs) and sensitivity of both techniques using N2 and Ar plasma were of the same order of magnitude. Furthermore, the performance of MICAP-MS under different N2 purity was investigated, and we found that the plasma formation and ionization efficiency were not influenced by the impurities in the gas. A prominent advantage of MICAP-MS is the low operating cost associated with gas consumption. In this work, MICAP-MS used nitrogen, which is cheaper than argon, and consumed 25% less gas than ICP-MS. Using low-purity N2 can further reduce the gas cost, making MICAP-MS more cost effective than ICP-MS. These results suggest that MICAP-MS is a promising alternative to ICP-MS for the analysis of heavy metals in the soil.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Zengchao You, Asli Akkus, W. Weisheit, Thorsten Giray, Sibylle Penk, Sabine Buttler, Sebastian RecknagelORCiD, Carlos Enrique Abad AndradeORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of analytical atomic spectrometry
Jahr der Erstveröffentlichung:2022
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.6 Anorganische Referenzmaterialien
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Royal Society of Chemistry
Verlagsort:Cambridge
Jahrgang/Band:37
Ausgabe/Heft:12
Erste Seite:2556
Letzte Seite:2562
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Microwave inductively coupled atmospheric pressure mass spectrometry (MICAP-MS); Multi-element analysis; Nitrogen plasma; Soil
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
DOI:10.1039/d2ja00244b
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-561048
ISSN:0267-9477
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:27.10.2022
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:31.10.2022
Paper des Monats:Ja
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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