Simultaneous Determination of 12 Metal Elements in Soil by Microwave Digestion-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2026-0075

Abstract

Abstract:

The determination of metal elements (such as lead, cadmium and other heavy metals) in soil can be used to assess potential impacts on crops and provide data support for environmental quality assessment, regional planning and policy formulation. In this study, based on the microwave digestion technology of HNO₃-HCl-HF ternary acid system, combined with inductively coupled plasma mass spectrometry, an efficient and accurate method for simultaneous determination of soil metal elements was established. After optimizing the instrument parameters and digestion conditions, the method realized the accurate quantification of 12 metal elements such as copper, zinc, cadmium, lead and chromium in soil. The results showed that the method detection limits of all elements were in the range of 0.007-1.52 mg/kg, the relative standard deviations were 0.8%-5.0%, and the spike recoveries were 83.0%-108.0%. This method had the advantages of simple operation, low acid consumption, low detection limit and high accuracy, which is suitable for the batch analysis of multiple metal elements in soil samples. It provides a strong technical support for soil environmental quality assessment and ecological security.

Key words: microwave digestion, inductively coupled plasma mass spectrometry, metallic elements, soil

CLC Number:

X833土壤监测

WANG Yun, JIA Liangliang, CAO Yueming, YU Congling, TIAN Jiangtao. Simultaneous Determination of 12 Metal Elements in Soil by Microwave Digestion-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2026, 42(18): 95-99.

Figures/Tables 7

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元素	质量数	丰度/%	元素	质量数	丰度/%
Cu	63	69. 17	Co	59	100
Zn	66	48. 60	Ni	60	26. 10
Cd	111	12.8	V	51	99. 75
Pb	208	52.40	Cr	52	83.79
Ag	107	51.80	Be	9	100
Mo	95	15.92	Sb	121	57.3

元素	质量数	丰度/%	元素	质量数	丰度/%
Cu	63	69. 17	Co	59	100
Zn	66	48. 60	Ni	60	26. 10
Cd	111	12.8	V	51	99. 75
Pb	208	52.40	Cr	52	83.79
Ag	107	51.80	Be	9	100
Mo	95	15.92	Sb	121	57.3

元素	标准值	微波消解	湿法消解
Cu	25±3	24.6	23.1
Zn	61±5	62.4	59.2
Cd	0.10±0.02	0.101	0.090
Pb	25±3	23.9	22.8
Ag	0.076±0.013	0.071	0.067
Mo	0.4±0.1	0.404	0.385
Co	14±2	14.6	13.3
Ni	33±3	32.7	31.5
V	90±12	91.9	88.3
Cr	75±5	75.8	74.2
Be	2.2±0.1	2.27	2.16
Sb	1.1	1.14	1.05

元素	标准值	微波消解	湿法消解
Cu	25±3	24.6	23.1
Zn	61±5	62.4	59.2
Cd	0.10±0.02	0.101	0.090
Pb	25±3	23.9	22.8
Ag	0.076±0.013	0.071	0.067
Mo	0.4±0.1	0.404	0.385
Co	14±2	14.6	13.3
Ni	33±3	32.7	31.5
V	90±12	91.9	88.3
Cr	75±5	75.8	74.2
Be	2.2±0.1	2.27	2.16
Sb	1.1	1.14	1.05

元素	检出限	元素	检出限
Cu	0.52	Co	0.04
Zn	0.67	Ni	0.30
Cd	0.030	V	0.40
Pb	1.52	Cr	0.43
Ag	0.007	Be	0.02
Mo	0.053	Sb	0.08