Academic literature on the topic 'ICP-AES / ICP-MS'

La toxicité des métaux et métalloi͏̈des vis à vis des différentes parties de l'écosystème est fortement liée à leur forme physico-chimique. Aussi, la mise au point de méthodes de spéciation suffisamment sensibles pour assurer leur suivi systématique dans les milieux naturels est-elle indispensable. Ce travail présente en grande partie le développement de nouvelles méthodes analytiques pour la spéciation des composés organostanniques. Les innovations proposées reposent sur l'utilisation d'une technique de préconcentration, la SPME (ou microextraction sur phase solide) et sur le développement de couplages associant la chromatographie en phase gazeuse (GC) à divers détecteurs spécifiques (FPD, PFPD, MIP-AES, ICP-AES, ICP-MS). Les différents paramètres influençant les étapes de sorption et de désorption des butyl- et phénylétains en SPME ont été évalués et les conditions opératoires optimisées par le biais de la méthodologie des plans d'expériences. De nouvelles lignes de transfert entre la partie GC et l'ICP-MS / ICP-AES ont été testées et les performances des cinq détecteurs ont été comparées en terme de sensibilité et sélectivité. Toutes les méthodes permettent d'atteindre des limites de détection inférieures à 0. 5 ng(Sn). L-1 pour l'ensemble des composés étudiés, soit un gain de performances d'un facteur 100 à 700 par rapport à l'extraction liquide-liquide classiquement utilisée. L'analyse d'eaux, sédiments, tissus biologiques et boues de station d'épuration a permis d'évaluer les possibilités de ces méthodes dans le cas d'échantillons réels. Par ailleurs, une étude approfondie des phénomènes de sorption des organoétains en SPME a mis en évidence un comportement de désorption spontanée ainsi que l'influence importante des substances humiques sur leurs rendements d'extraction. Enfin, afin d'élargir les champs d'utilisation de la SPME, son potentiel en vue de la spéciation des formes volatiles et inorganiques du sélénium par GC-PFPD a été évalué<br>Toxicity of metals and metalloids towards the different parts of the ecosystem is highly dependent on their chemical form. Therefore, the development of sensitive speciation methods should be performed to allow their monitoring in the environment. A large part of this work deals with the development of new analytical procedures for the speciation of organotin compounds. The innovations are based on the use of a new preconcentration technique, SPME (solid phase microextraction) and on the hyphenation of gas chromatography (GC) with different specific detectors (FPD, PFPD, MIP-AES, ICP-AES, ICP-MS). Sorption and desorption steps in SPME have been studied and optimised using experimental design methodology. For the first time, new transfer lines (GC-ICP-MS and GC-ICP-AES) have been tested and the performances of all the detectors were compared in terms of selectivity and sensitivity. All the procedures allow detection limits lower then 0. 5 ng(Sn). L-1 to be reached for butyl- and phenyltins. Water samples, sediments, biological tissues and sludge from wastewater treatment plant have been analysed in order to evaluate the suitability of this method on real samples. A kinetic study of sorption-desorption behaviour of organotins during SPME has been performed. A spontaneous desorption behaviour has been noted. The influence of humic substances, representative of natural samples, on extraction yields has also been demonstrated. In a last part, potential of SPME for the sorption of methylated and inorganic forms of selenium followed by GC-PFPD analysis has been explored. First applications on water samples have been carried out

The determination of inorganic speciations of arsenic, antimony, selenium and tellurium in natural waters demands often separation and preconcentration. Solid phase extraction is a very effective method for these purposes. In this paper the separation and preconcentration of these microelements is realised on the basis of modified silica Separon SGX C18, SGX C8, SGX CN, SGX NH2, SGX Phenyl and strongly basic anion Exchanger SGX AX. The sorption was provided in the presence of cationic surfactants such as benzyldimethyl dodecylammonium bromide (Ajatin), benzyldimethyltetradecylammonium chloride (Zephyramine), 1-ethoxycarbonylpentadecyltrimetrhylammonium bromide (Septonex) and selected complexing agents 4-(2-pyridylazo)resorcinol (PAR), 8-hydroxyquinoline-5-sulphonic acide (8-HQS), 1,2-dihydroxybenzene (PYR), amonium 1-pyrrolidinecarbodithioate (APDC), sodium diethyldithiocarbamate (DTC) or thiourea(Thur). The interactions of the formed ion associate with the sorbent shows a complicated character which has not been cleared as yet. The previous conditioning of the sorbent plays an outstanding role. Thus, the sorption efficiency was studied in the presence and absence of surfactant and of selected organic complexing agents. Moreover, the influence of pH of the sorbed solution as well as the speed and the volume of the solution running through the sorbent and the type and volume of the eluent on the resulting sorption efficiency was evaluated. The sorption was successfully carried out from 50-1000 ml of solution which allows the 100 fold increase of the preconcentration factor and the determination of the microelements in g.l-1 instead of mg.l-1 by using the common ICP-AES. The influence of macroelements occurring in waters as well as B, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, Ti, V and Zn in comparable concentrations involve less than 5% error. After the quantitative elution of microelements, the organic solvents were evaporated under IR lamps prior to the determination by ICP-AES and |ICP-MS. The conditions for the direct determination of arsenic, antimony, selenium and tellurium in g.l-1 with ICP-MS were also described in detail in the absence and presence of internal standards Ge and Bi. However, even in this case the preconcentration on silica in the presence of surfactant and selected organic complexants was also tested. When the sorption was followed from 500 ml a 50 fold enrichment factor is reached and the sensitivity for the microelements is improved. The direct determination and the sorption of microelements were applied on synthetic and real waters (dirinking, surface, mineral and sea waters). Instrumental and practical detection limits for various water samples were evaluated according to IUPAC. The results from 1000 ml solution of real waters after sorption on modified silica and the final determination of microelements with ICP-AES were compared with those from ICP-MS without sorption using the method of standards addition in the presence of suitable internal standards. By comparison of results for synthetic and real water samples the error of the determination of microelements was evaluated.

L'obsidienne a été utilisée comme matière première de l'industrie lithique au cours de périodes préhistoriques. Ce matériau possède des propriétés spécifiques qui caractérisent son lieu d'origine. La rareté de ses sources et l'intérêt dont l'obsidienne a fait l' objet par le passé en font pour le préhistorien un marqueur remarquable d'échanges et de contacts humains à grande distance. Nous montrons les avantages relatifs, pour la détermination de la composition chimique, de l'analyse sous faisceau d'ions par PlXE -Particle InducedX-ray Emission-, qui permet des mesures non destructives, et par plasma couplé par induction : ICP-AES -Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry- et ICP-MS -Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry-, qui nécessitent des prélèvements réduits mais donnent accès à un large spectre d'éléments. En Amérique andine (Colombie, Equateur) où les données sur la circulation de l'obsidienne étaient encore très limitées, nous avons apporté des données nouvelles sur les sources et commencé l' exploitation (PlXE, ICP) de plusieurs collections de pièces archéologiques préhispaniques. Les mesures par ICP ont permis une caractérisation plus complète des sources de la région. Nos résultats constituent la base de données la plus détaillée disponible à ce jour. Au Proche-Orient (Syrie, Turquie), nous avons apporté des informations sur cinq sites néolithiques de la moyenne vallée de l'Euphrate (10400-4500 ans av. J.-C). Nos résultats ICP confirment la prééminence de la Cappadoce comme source d'obsidienne au cours de cette période et l'émergence d'apports d'Anatolie orientale. Ils montrent aussi la difficulté de discriminer entre elles, par leurs compositions, plusieurs sources anatoliennes. En raison des difficultés de distinction entre sources, nous avons proposé l'utilisation d'une double caractérisation -composition chimique/datation par traces de fission- pour l'ensemble ColombielEquateur, et dans certains cas au Proche-Orient.

The MP-AES 4200 using microwave plasma and an atomic emission spectroscopy detector provide a new and improved instrument to the analytical field. In this project will the performance of the equipment be evaluated in controlled NaCl-heavy matrices for selected metals (Cu, Zn, Li) and the result from this will be used to optimize a method for specific samples. These samples consist of combustion ashes from the incineration of hazardous waste and are provided by the company SAKAB AB. The sample preparation consisted of several cycles of L/S 10 followed by microwave assisted dissolution with concentrated HNO3, aqua regia or 18.2 MΩ. An extended amount of metals were quantified for these samples (Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mn, Na, Ni, Pb, V, Zn) and most (not Ca, Li, K or Na) were compared with an ICP-MS instrument equipped with a collision cell used for the elements As, Fe and V. A final experiment was made on an L/S 10 of the samples to attempt to separate the metals from the salt with ion exchange, something that would make it possible to recycle this otherwise unused waste. The detection limits were all in the low μg L-1 except for Cd, Mn and Zn, which were between 2-4 μg L-1. The MP-AES was found to be able to handle matrices up to 5 g L-1 NaCl without a significant loss of response and provided near identical results to the ICP-MS for the elements that could be compared, this did not included the elements not quantified with the ICP-MS or V which was the only element under the limit of detection for the MP-AES. The experiment where an attempt was made to separate the metals from the salt was proven successful after treatment of bark compost and another type of waste ash as cation exchangers.

L'utilisation de lasers est largement répandue dans le domaine de la microanalyse directe des solides. La matière vaporisée, en focalisant un faisceau laser de forte puissance sur la cible, peut être analysée soit par spectrométrie d'émission optique sur plasma induit (LIBS, acronyme anglais pour Laser Induced Breakdown Spectroscopy), soit par une source à plasma induit par haute fréquence couplée à la spectrométrie d'émission optique (ICP-AES) ou à la spectrométrie de masse (ICP-MS). Avec une résolution spatiale à l'échelle microscopique, les techniques d'ablation laser permettent ainsi d'accéder à la composition élémentaire locale de la surface d'un matériau. Néanmoins, les performances analytiques de ces techniques pourraient être améliorées par l'utilisation combinée des informations LIBS et ICP afin également de comprendre et maîtriser davantage l'interaction laser/matière. Dans ce but, ce travail a consisté à développer une technique de microanalyse par ablation laser couplée avec une détection en simultané par ICP et par LIBS afin d'étudier les potentialités analytiques de cet instrument pour cartographier la surface des matériaux. Les performances et les limitations de ce système ont été évaluées d'une part, en caractérisant les aérosols produits par ablation laser et d'autre part, en étudiant les signaux LIBS et ICP obtenus à partir d'un même prélèvement de matière. Le phénomène de fractionnement élémentaire rencontré sur des matrices critiques telles que le laiton a été mis en évidence en microablation malgré des caractéristiques de l'interaction laser/matière différente de la macroablation. Une méthode de correction, a posteriori, par l'efficacité d'extraction de la cellule d'ablation a été proposée afin de pallier ces effets limitatifs pour l'analyse quantitative. Une cellule d'ablation, optimisée à partir d'une étude de simulation numérique, a été développée afin de s'adapter aux applications de cartographies de surface. Les performances analytiques du système ont été évaluées en termes de stabilité (8-10%), de résolution spatiale (5 µm) et de limites de détection (de l'ordre de la ppm dans le solide avec un détecteur de masse). La complémentarité des mesures LIBS et ICP représente à la fois un outil de diagnostic de l'interaction laser/matière et un instrument d’analyse très complet grâce à la double détection qui permet de suivre simultanément des traces et des majeurs sur une large gamme d'éléments de la classification périodique<br>Laser ablation is widely spread for solid sample microanalysis. A tightly focused laser beam allows direct sampling of matter, the ablated mass can then be analysed either with LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) or with an inductively coupled plasma source combined with an optical emission spectrometer (ICP-AES) or a mass spectrometer (ICP-MS). With spatial resolution down to the micron scale, laser ablation techniques permit local elemental analysis of sample surface. Nevertheless, analytical performances of such techniques could be improved by combining LIBS and ICP information to understand and control laser/matter interaction. For this purpose, this work aimed to develop a microanalytical technique based on laser ablation coupled to simultaneous detection with LIBS and ICP to study analytical potentialities of such technique for elemental mapping of material surface. Performances and limitations of the system were studied on one hand, by characterizing laser-induced aerosols and on the other hand, by studying simultaneous LIBS and ICP signals. Elemental fractionation on critical matrices such as brass was evidenced in microablation despite a different laser/matter interaction compared with macroablation. A correction procedure a posteriori using the total extraction efficiency of the ablation cell was proposed to overcome this problem for quantitative analysis. An ablation cell, optimized from a numerical simulation study, was developed for mapping applications. Analytical performances were evaluated in terms of stability (8-10 %), spatial resolution (5 µm) and detection limits (in the ppm range with ICP-MS). The LIBS and ICP complementarity makes the double detection system a diagnostic tool for laser/matter interaction and an analytical instrument allowing simultaneous monitoring of traces and majors from a large element range of the periodic classification

The purpose with this thesis was to find out if ordinary office paper was homogenous throughout the sheet in context of organic and elemental content. Two different types of papers were also analyzed, paper towel and corrugated paperboard. The techniques used were NIR, FT-IR and Raman spectroscopy for the evaluation of organic contents, and ICP-AES/MS for the measurement of elemental composition and concentration. Spectrofluorometry was also utilized to establish if the content of optical brightener was homogenous in all paper types. The spectroscopic techniques didn’t require any sample preparation except for cutting the papers in pieces, according to their “geographical” place in the sheets. The ICP-AES and ICP-MS analyses required sample preparation in form of cutting the pieces and digesting each of them with acid and hydrogen peroxide in digestion bombs. After the digestion the samples were diluted with purified water. The results showed that NIR and spectrofluorometry couldn’t differentiate samples within one sheet of all paper types, although NIR made a distinction between the office paper samples. FT-IR on the other hand could distinguish between samples in one group from samples belonging to another group further away within same sheet. The elemental concentrations of sample pieces were also significantly different within same sheet of office paper, paper towel and corrugated paperboard. This elemental distinction could be made in both ICP-AES and ICP-MS. The results from Raman spectroscopy were unusable due to gained broad bands as spectra instead of peaks, the reason for that is high fluorescence. Different laser intensities were used with no change in result.<br>Syftet med arbetet var att undersöka homogeniteten hos papper med avseende på sammansättningen av grundämnen, organiska komponenter samt optiskt vitmedel. Tre olika sorters papper användes A4 papper, hushållspapper och wellpapp. Tekniker som användes för detta syfte var ICP-AES (inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy) och ICP-MS (inductively coupled plasma-mass spectroscopy) för koncentrationsbestämning av element. NIR (near-infrared spectroscopy) , FT-IR (fourier transform-infrared spectroscopy) och Raman spektroskopi användes för analys av de organiska komponenterna i pappret samt spektrofluorometri för mätning av optiskt vitmedel och andra fluorescerande molekyler i pappret. Provupparbetning krävdes för analys med ICP-AES och ICP-MS. De olika papperstyperna upplöstes med olika sammansättning av syra och väteperoxid i Uhrbergsbomber, efter upphettning kyldes proverna till rumstemperatur och späddes med milli-Q vatten. Samma prover som användes för ICP-AES analyserna späddes med thallium internstandard innan analys med ICP-MS. De andra spektroskopiska teknikerna krävde ingen provupparbetning, annat än urklippning av pappersbitar som skulle passa provbehållaren. Resultaten visade att ICP-AES/MS kunde diskriminera olika element i olika koncentrationer genom ett helt ark. Detta gällde för alla papperstyper. FT-IR var också diskriminernande för vissa prover inom alla papperssorter, medan resultaten från NIR och spektrofluorometri analyserna inte kunde urskilja olika prover inom ett och samma ark. Detta tyder på att dessa instrument inte kan uppvisa någon inhomogenitet hos pappret med avseende på organisk sammansättning respektive innehållet av optiskt vitmedel.

L'utilisation de lasers est largement répandue dans le domaine de la microanalyse directe des solides. La matière vaporisée, en focalisant un faisceau laser de forte puissance sur la cible, peut être analysée soit par spectrométrie d'émission optique sur plasma induit (LIBS, acronyme anglais pour Laser Induced Breakdown Spectroscopy), soit par une source à plasma induit par haute fréquence couplée à la spectrométrie d'émission optique (ICP-AES) ou à la spectrométrie de masse (ICP-MS). Avec une résolution spatiale à l'échelle microscopique, les techniques d'ablation laser permettent ainsi d'accéder à la composition élémentaire locale de la surface d'un matériau. Néanmoins, les performances analytiques de ces techniques pourraient être améliorées par l'utilisation combinée des informations LIBS et ICP afin également de comprendre et maîtriser davantage l'interaction laser/matière. Dans ce but, ce travail a consisté à développer une technique de microanalyse par ablation laser couplée avec une détection en simultané par ICP et par LIBS afin d'étudier les potentialités analytiques de cet instrument pour cartographier la surface des matériaux. Les performances et les limitations de ce système ont été évaluées d'une part, en caractérisant les aérosols produits par ablation laser et d'autre part, en étudiant les signaux LIBS et ICP obtenus à partir d'un même prélèvement de matière. Le phénomène de fractionnement élémentaire rencontré sur des matrices critiques telles que le laiton a été mis en évidence en microablation malgré des caractéristiques de l'interaction laser/matière différente de la macroablation. Une méthode de correction, a posteriori, par l'efficacité d'extraction de la cellule d'ablation a été proposée afin de pallier ces effets limitatifs pour l'analyse quantitative. Une cellule d'ablation, optimisée à partir d'une étude de simulation numérique, a été développée afin de s'adapter aux applications de cartographies de surface. Les performances analytiques du système ont été évaluées en termes de stabilité (8-10%), de résolution spatiale (5 µm) et de limites de détection (de l'ordre de la ppm dans le solide avec un détecteur de masse). La complémentarité des mesures LIBS et ICP représente à la fois un outil de diagnostic de l'interaction laser/matière et un instrument d'analyse très complet grâce à la double détection qui permet de suivre simultanément des traces et des majeurs sur une large gamme d'éléments de la classification périodique