ISO 16965:2025

Environmental solid matrices - Determination of elements using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)

This document specifies a method for the determination of the following elements in aqua regia, nitric acid or mixture of hydrochloric (HCl), nitric (HNO3) and tetrafluoroboric (HBF4)/hydrofluoric (HF) acid digests of soil, treated biowaste, waste, sludge and sediment: aluminium (Al), antimony (Sb), arsenic (As), barium (Ba), beryllium (Be), bismuth (Bi), boron (B), cadmium (Cd), calcium (Ca), cerium (Ce), caesium (Cs), chromium (Cr), cobalt (Co), copper (Cu), dysprosium (Dy), erbium (Er), europium (Eu), gadolinium (Gd), gallium (Ga), germanium (Ge), gold (Au), hafnium (Hf), holmium (Ho), indium (In), iridium (Ir), iron (Fe), lanthanum (La), lead (Pb), lithium (Li), lutetium (Lu), magnesium (Mg), manganese (Mn), mercury (Hg), molybdenum (Mo), neodymium (Nd), nickel (Ni), palladium (Pd), phosphorus (P), platinum (Pt), potassium (K), praseodymium (Pr), rhenium (Re), rhodium (Rh), rubidium (Rb), ruthenium (Ru), samarium (Sm), scandium (Sc), selenium (Se), silicon (Si), silver (Ag), sodium (Na), strontium (Sr), sulfur (S), tellurium (Te), terbium (Tb), thallium (Tl), thorium (Th), thulium (Tm), tin (Sn), titanium (Ti), tungsten (W), uranium (U), vanadium (V), ytterbium (Yb), yttrium (Y), zinc (Zn), and zirconium (Zr). NOTE 1 Details on validation are given in Annex A. This method is also applicable for the determination of major, minor and trace elements in aqua regia and nitric acid digests and in eluates of construction products (EN 17200[ REF Reference_ref_8 \r \h 7]). NOTE 2 Construction products include e.g. mineral-based products, bituminous products, metals, wood-based products, plastics and rubbers, sealants and adhesives, paints and coatings.

Matrices solides environnementales — Détermination des éléments par spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS)

Le présent document spécifie une méthode de détermination des éléments suivants dans des digestats d’eau régale, d’acide nitrique ou de mélange d’acides chlorhydrique (HCl), nitrique (HNO3) et tétrafluoroborique (HBF4)/fluorhydrique (HF) de sols, de biodéchets traités, de déchets, de boues et de sédiments: aluminium (Al), antimoine (Sb), arsenic (As), baryum (Ba), béryllium (Be), bismuth (Bi), bore (B), cadmium (Cd), calcium (Ca), cérium (Ce), césium (Cs), chrome (Cr), cobalt (Co), cuivre (Cu), dysprosium (Dy), erbium (Er), europium (Eu), gadolinium (Gd), gallium (Ga), germanium (Ge), or (Au), hafnium (Hf), holmium (Ho), indium (In), iridium (Ir), fer (Fe), lanthane (La), plomb (Pb), lithium (Li), lutécium (Lu), magnésium (Mg), manganèse (Mn), mercure (Hg), molybdène (Mo), néodyme (Nd), nickel (Ni), palladium (Pd), phosphore (P), platine (Pt), potassium (K), praséodyme (Pr), rhénium (Re), rhodium (Rh), rubidium (Rb), ruthénium (Ru), samarium (Sm), scandium (Sc), sélénium (Se), silicium (Si), argent (Ag), sodium (Na), strontium (Sr), soufre (S), tellure (Te), terbium (Tb), thallium (Tl), thorium (Th), thulium (Tm), étain (Sn), titane (Ti), tungstène (W), uranium (U), vanadium (V), ytterbium (Yb), yttrium (Y), zinc (Zn) et zirconium (Zr). NOTE 1 Les détails sur la validation sont donnés dans l’Annexe A. Cette méthode est également applicable pour la détermination des éléments majeurs, mineurs et à l’état de traces dans des digestats d’eau régale et d’acide nitrique ainsi que dans des éluats de produits de construction (EN 17200[ REF Reference_ref_8 \r \h 7 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B0200000008000000100000005200650066006500720065006E00630065005F007200650066005F0038000000 ]). NOTE 2 Les produits de construction comprennent par exemple les produits minéraux, les produits bitumineux, les métaux, les produits ligneux, les matières plastiques et les caoutchoucs, les mastics et les adhésifs, les peintures et les revêtements.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 16-Sep-2025
• ICS: 13.030.01 - Wastes in general
• ICS: 13.080.10 - Chemical characteristics of soils
• Technical Committee: ISO/TC 190/SC 3 - Chemical and physical characterization
• Drafting Committee: ISO/TC 190/SC 3 - Chemical and physical characterization
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 17-Sep-2025
• Due Date: 20-Apr-2025
• Completion Date: 17-Sep-2025

Relations

• Revises: ISO/TS 16965:2013 - Soil quality - Determination of trace elements using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
• Effective Date: 06-Jun-2022

Overview

ISO 16965:2025 - "Environmental solid matrices - Determination of elements using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP‑MS)" - specifies a validated ICP‑MS method for multi‑element determination in digests of soil, treated biowaste, waste, sludge and sediment. The method covers analysis of a broad suite of elements (examples include Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb, U, Zn and many rare earths and precious metals) in digests prepared with aqua regia, nitric acid, or mixtures of HCl / HNO3 / HBF4 or HF. Typical method detection limits are in the range 0.1–2.0 mg/kg dry matter for most elements. Annex A provides validation and interlaboratory performance data.

Key topics and technical requirements

• Analytical principle: ICP‑MS - nebulisation of digested sample, ionisation in an RF plasma, mass‑to‑charge separation and detection.
• Digestion options: aqua regia, nitric acid, or HCl/HNO3 with HBF4/HF mixtures (note: boron cannot be determined when HBF4 is used; tin determination applies only to aqua regia digests).
• Interferences: detailed handling of spectral (isobaric elemental, molecular and doubly‑charged ion) and non‑spectral interferences; correction strategies and isotope‑based approaches are required. ISO 17294‑1 is referenced for further interference guidance.
• Calibration and quantification: linear calibration, standard addition, isotope‑ratio/variable isotope approaches, and determination of correction factors.
• Quality and performance controls: blanks, calibration checks, internal standard response, recovery tests and documented performance characteristics (see Annex A).
• Instrumentation and setup: requirements for mass spectrometer, mass‑flow controllers, nebuliser/pumps, gas supply and solution storage; instrument software often supports common interference corrections.
• Safety and competence: users must follow laboratory safety and use suitably trained staff.

Practical applications and who uses it

• Environmental testing laboratories performing routine or regulatory monitoring of soils, sediments, sludges and biosolids.
• Waste management and remediation consultants assessing contaminant levels and compliance.
• Construction product testing (method also applicable to eluates and acid digests of construction products such as mineral‑based products, metals, plastics, paints - see EN 17200).
• Research organizations and universities doing trace element and rare‑earth analyses in solid matrices.
• Manufacturers of ICP‑MS instruments and analytical software implementing interference correction routines and QC workflows.

Related standards (if applicable)

• ISO 17294‑1 - Water quality - Application of ICP‑MS (general requirements and interference guidance).
• EN 17200, EN 16173, ISO 54321, EN 13656 - referenced for digest procedures and construction product testing.

ISO 16965:2025 is the international reference for standardized, validated ICP‑MS multi‑element analysis of environmental solid matrices, ensuring comparable, quality‑assured trace element data for regulatory compliance, remediation decisions and research.

Standards Content (Sample)

International
Standard
ISO 16965
First edition
Environmental solid matrices —
2025-09
Determination of elements using
inductively coupled plasma mass
spectrometry (ICP-MS)
Matrices solides environnementales — Détermination des
éléments par spectrométrie de masse avec plasma à couplage
inductif (ICP-MS)
Reference number
© ISO 2025
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
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Phone: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 2
5 Interferences . 2
5.1 General .2
5.2 Spectral interferences .2
5.2.1 Isobaric elemental interferences .2
5.2.2 Isobaric molecular interferences and doubly-charged ion interferences .2
5.2.3 Non-spectral interferences .3
6 Reagents . 3
7 Apparatus . 6
7.1 General requirements .6
7.2 Mass spectrometer .6
7.3 Mass-flow controller .6
7.4 Nebuliser with variable speed peristaltic pump .6
7.5 Gas supply .7
7.6 Storage bottles for the stock, standard, calibration and sample solutions .7
8 Procedure . 7
8.1 Test sample solution .7
8.2 Test solution .7
8.3 Instrument set-up .7
8.4 Calibration .8
8.4.1 Linear calibration function .8
8.4.2 Standard addition calibration .8
8.4.3 Determination of correction factors .8
8.4.4 Variable isotope ratio .8
8.5 Sample measurement .8
9 Calculation . 9
10 Expression of results . 9
11 Performance characteristics . 10
11.1 Blank .10
11.2 Calibration check .10
11.3 Internal standard response .10
11.4 Interference .10
11.5 Recovery .10
11.6 Performance data .10
12 Test report .11
Annex A (informative) Performance data .12
Annex B (informative) Selected isotopes and spectral interferences for quadrupole ICP-MS
instruments .18
Bibliography . 19

iii
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
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this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
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Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 190, Soil quality, Subcommittee SC 3, Chemical
and physical characterization, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN)
Technical Committee CEN/TC 444, Environmental characterization of solid matrices, in accordance with the
Agreement on technical cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This first edition of ISO 16965 cancels and replaces ISO/TS 16965:2013, which has been technically revised.
The main changes are as follows :
— the contents of ISO/TS 16965 and EN 16171 have been merged;
— the scope has been expanded to include treated biowaste, waste, sludge and sediment;
— performance data from an interlaboratory comparison has been added (Annex A).
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.

iv
International Standard ISO 16965:2025(en)
Environmental solid matrices — Determination of elements
using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
WARNING — Persons using this document should be familiar with usual laboratory practice. This
document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its use. It
is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to ensure
compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — Tests conducted according to this document shall be carried out by suitably trained staff.
1 Scope
This document specifies a method for the determination of the following elements in aqua regia, nitric acid
or mixture of hydrochloric (HCl), nitric (HNO ) and tetrafluoroboric (HBF )/hydrofluoric (HF) acid digests
3 4
of soil, treated biowaste, waste, sludge and sediment:
aluminium (Al), antimony (Sb), arsenic (As), barium (Ba), beryllium (Be), bismuth (Bi), boron (B),
cadmium (Cd), calcium (Ca), cerium (Ce), caesium (Cs), chromium (Cr), cobalt (Co), copper (Cu),
dysprosium (Dy), erbium (Er), europium (Eu), gadolinium (Gd), gallium (Ga), germanium (Ge), gold (Au),
hafnium (Hf), holmium (Ho), indium (In), iridium (Ir), iron (Fe), lanthanum (La), lead (Pb), lithium (Li),
lutetium (Lu), magnesium (Mg), manganese (Mn), mercury (Hg), molybdenum (Mo), neodymium (Nd),
nickel (Ni), palladium (Pd), phosphorus (P), platinum (Pt), potassium (K), praseodymium (Pr), rhenium (Re),
rhodium (Rh), rubidium (Rb), ruthenium (Ru), samarium (Sm), scandium (Sc), selenium (Se), silicon (Si),
silver (Ag), sodium (Na), strontium (Sr), sulfur (S), tellurium (Te), terbium (Tb), thallium (Tl), thorium (Th),
thulium (Tm), tin (Sn), titanium (Ti), tungsten (W), uranium (U), vanadium (V), ytterbium (Yb), yttrium (Y),
zinc (Zn), and zirconium (Zr).
NOTE 1 Details on validation are given in Annex A.
This method is also applicable for the determination of major, minor and trace elements in aqua regia and
[7]
nitric acid digests and in eluates of construction products (EN 17200 ).
NOTE 2 Construction products include e.g. mineral-based products, bituminous products, metals, wood-based
products, plastics and rubbers, sealants and adhesives, paints and coatings.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes
requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 17294-1, Water quality — Application of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) — Part 1:
General requirements
3 Terms and definitions
No terms and definitions are listed in this document.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/

4 Principle
[5]
Digests of soil, treated biowaste, waste, sludge and sediments with nitric acid, aqua regia (see EN 16173 ,
[1]
and ISO 54321 ) or hydrochloric (HCl), nitric (HNO ) and tetrafluoroboric (HBF ) or hydrofluoric (HF) acid
3 4
[2]
mixture (EN 13656) , are analysed by ICP-MS to obtain a multi-elemental determination of analytes.
The method measures ions produced by a radiofrequency inductively coupled plasma. Analyte species
originating in the digest solution are nebulised and the resulting aerosol is transported by argon gas into
the plasma. The ions produced by the high temperatures of the plasma are entrained in the plasma gas and
introduced, by means of an interface, into a mass spectrometer, sorted according to their mass-to-charge
ratios and quantified with a detector (e.g. channel electron multiplier).
[1] [2]
NOTE 1 For the determination of tin, only aqua regia extraction applies (e.g. ISO 54321 , EN 13656 ).
NOTE 2 When tetrafluoroboric (HBF ) is used in the acid mixture, boron cannot be determined.
The working range depends on the matrix and the interferences encountered.
The method detection limit of the method is between 0,1 mg/kg dry matter and 2,0 mg/kg dry matter
for most elements. The limit of detection will be higher in cases where the determination is likely to be
interfered (see Clause 5) or in case of memory effects (see e.g. ISO 17294-1).
The method has been validated for the elements given in Table A.2 (sludge), Table A.3 (compost) and
Table A.4 (soil).
5 Interferences
5.1 General
Interferences shall be assessed, and valid corrections applied. Interference correction shall include compensation
for background ions contributed by the plasma gas, reagents, and constituents of the sample matrix.
Detailed information on spectral and non-spectral interferences is given in ISO 17294-1.
5.2 Spectral interferences
5.2.1 Isobaric elemental interferences
Isobaric elemental interferences are caused by isotopes of different elements of closely matched nominal
mass-to-charge ratio and which cannot be separated due to an insufficient resolution of the mass
114 114
spectrometer in use (e.g. Cd and Sn).
Element interferences from isobars can be corrected by considering the influence from the interfering
element (see ISO 17294-1). The isotopes used for correction shall be free of interference. Correction options
are often included in the software supplied with the instrument. Common isobaric interferences are given in
Annex B, Table B.1.
5.2.2 Isobaric molecular interferences and doubly-charged ion interferences
Isobaric molecular interferences and doubly-charged ion interferences in ICP-MS are caused by ions
40 35 + 40 35 +
consisting of more than one atom or charge, respectively. Examples include Ar Cl and Ca Cl ion on
75 98 16 + 114 +
the As signal or Mo O ions on the Cd signal. Natural isotope abundances are available from the
literature.
The accuracy of correction equations is based upon the constancy of the observed isotopic ratios for the
interfering species. Corrections that presume a constant fraction of a molecular ion relative to the “parent”
ion have not been found to be reliable, e.g. oxide levels can vary with operating conditions. If a correction for
an oxide ion is based upon the ratio of parent-to-oxide ion intensities, this shall be determined by measuring

the interference solution just before the sequence is started. The validity of the correction coefficient should
be checked at regular intervals within a sequence.
Another possibility to remove isobaric molecular interferences is the use of an instrument with collision/
reaction cell technology and further extended to triple quadrupole technology facilitating an even more
effective use of reactive gases for interference removal. The use of high resolution ICP-MS allows the
resolution of these interferences and additionally double-charged ion interferences.
The response of the analyte of interest shall be corrected for the contribution of isobaric molecular
interferences and doubly charged interferences if their impact can be higher than three times the detection
limit or higher than half the lowest concentration to be reported.
More information about the use of correction factors is given in ISO 17294-1.
5.2.3 Non-spectral interferences
Physical interferences are associated with sample nebulisation and transport processes as well as with
ion-transmission efficiencies. Nebulisation and transport processes can be affected if a matrix component
causes a change in surface tension or viscosity. Changes in matrix composition can cause significant signal
suppression or enhancement. Solids can be deposited on the nebuliser tip of a pneumatic nebuliser and on
the cones.
A low level of total dissolved solids should be kept, to minimise deposition of solids in the sample introduction
system of the plasma torch. An internal standard can be used to correct for physical interferences if it is
carefully matched to the analyte, so that the two elements are similarly affected by matrix changes. Other
possibilities to minimise non-spectral interferences are matrix matching, particularly matching of the acid
concentration, and standard addition.
When intolerable physical interferences are present in a sample, a significant suppression of the internal
standard signals will be observed. The relative response of the internal standard in all solutions shall be
±30 % of the internal standard in the preceding blank or continuous calibration verification (CCV) solution
(11.3). Dilution of the sample (e.g. fivefold) usually eliminates the problem.
6 Reagents
For the determination of elements at trace and ultra-trace level, the reagents shall be of adequate purity. The
concentration of the analyte or interfering substances in the reagents and the water should be negligible
compared to the lowest concentration to be determined.
−1
6.1 Water, with an electrical conductivity less than 0,1 mS · m (equivalent to resistivity greater than
0,01 MΩ m at 25 °C). The water used should be obtained from a purification system that delivers ultrapure
water having a resistivity greater than 0,18 MΩ · m (usually expressed by manufacturers of water
purification systems as 18 MΩ · cm).
6.2 Nitric acid, HNO , c(HNO ) approximately 15 mol/l, w(HNO ) approximately mass fraction of 65 %
3 3 3
to 70 %.
6.3 Hydrochloric acid, HCl, c(HCl) approximately 12 mol/l, w(HCl) approximately mass fraction of 35 %
to 37 %.
6.4 Tetrafluoroboric acid (HBF ), c(HBF ) approximately 6 mol/l, w(HBF ) approximately mass fraction
4 4 4
of 38 % to 48 %.
6.5 Hydrofluoric acid (HF), c(HF) approximately 23 mol/l, w(HF) approximately mass fraction of 40 %
to 45 %.
6.6 Boric acid (B(OH) ), solid.
6.7 Boric acid (B(OH) ) solution, e.g. 4 % (mass fraction) solution.
Dissolve 40 g of boric acid (6.6) in 1 l of water (6.1).
6.8 Single-element standard stock solutions.
Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Fe, Ga, Gd, Ge, Hf, Hg, Ho, In, Ir, K, La, Li, Lu, Mg,
Mn, Mo, Na, Nd, Ni, P, Pb, Pd, Pr, Pt, Rb, Re, Rh, Ru, S, Sb, Sc, Se, Si, Sm, Sn, Sr, Tb, Te, Th, Ti, Tl, Tm, U, V, W, Y, Yb,
Zn, Zr, (concentration of element) 10 mg/l to 10 000 mg/l each.
Preferably, nitric acid preservation should be applied in order to minimise interferences by chloropolyatomic
molecules. For the preservation of Bi, Hf, Hg, Mo, Sn, Sb, Te, W and Zr, hydrochloric acid can be needed. For
the stabilisation of some elements, e.g. Sb, the addition of hydrofluoric acid can be needed.
Both single-element standard stock solutions and multi-element standard stock solutions with adequate
specification stating the acid used and the preparation technique are commercially available.
These solutions are considered to be stable for more than one year, but in reference to guaranteed stability,
the recommendations of the manufacturer should be considered.
6.9 Anion standard stock solutions.
− 3− 2−
Cl , PO , SO , (concentration of anion) = 1 000 mg/l each.
4 4
Prepare these solutions from the respective acids. The solutions are commercially available.
These solutions are considered to be stable for more than one year, but in reference to guaranteed stability,
the recommendations of the manufacturer should be considered.
6.10 Multi-element standard stock solutions.
Depending on the analytes to be determined, different multi-element standard stock solutions can be
necessary. In general, when combining multi-element standard stock solutions, their chemical compatibility
and the possible hydrolysis of the components shall be regarded. Care shall be taken to prevent chemical
reactions (e.g. precipitation).
The multi-element standard stock solutions are considered to be stable for several months if stored in
the dark. This does not apply to multi-element standard stock solutions that are prone to hydrolysis, in
particular solutions of e.g. Bi, Mo, Sn, Sb, Te, W, Hf and Zr.
Mercury standard stock solutions can be stabilised by adding 1 mg/l Au in nitric acid (6.2) or by adding
hydrochloric acid (6.3) up to 0,6 % (volume fraction).
Multi-element standard stock solutions with more elements are allowed, provided that these solutions are
stable and that the recommendations of the manufacturer are considered.
The following examples of multi-element standard stock solutions can be considered:
— Multi-element standard stock solution at the mg/l level in nitric acid containing the following elements:
Ag, Al, As, B, Ba, Be, Bi, Cd, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Li, Mn, Nd, Ni, Pb, Pr, Sc, Se, Si, Sm, Sr, Te, Th, Ti, Tl, U, V, Zn.
— Multi-element standard stock solution at the mg/l level in hydrochloric acid containing the following
elements: Mo, Sb, Si, Sn, W, Zr.
— Multi-element standard stock solution at the mg/l level in nitric acid containing the following elements:
Ca, Mg, Na, K, P, S.
6.11 Multi-element calibration solutions.
Prepare in one or more steps calibration solutions at the highest concentration of interest. If more
concentration levels are needed, prepare those similarly.

Add acids (6.2, 6.3, 6.4, 6.5 and/or 6.7) to match the acid concentration of samples closely.
If traceability of the values is not established, check the validity by comparison with a (traceable) independent
standard.
Check the stability of the calibration solutions.
6.12 Internal standard solution.
Internal standards can either be added to every flask or added online. It is essential that the same
concentration of internal standard is added to all measurement solutions. The following elements are among
the most often used: Li (isotopically-enriched isotope), Be, Sc, Ga, Ge, Y, Rh, In, Cs, Pr, Tb, Ho, Re, Ir, Bi, and Th.
The choice of elements for the internal standard solution depends on the analytical problem. The solution
of this/these internal standard(s) should cover the mass range of interest. The internal standards elements
shall not be analytes and the concentrations of the selected elements should be negligibly low in the digests
of samples.
Generally, a suitable final concentration of the internal standard in samples and calibration solutions is
1 µg/l to 50 µg/l (for a high and stable count rate). The use of a collision/reaction cell can require higher
concentrations.
For the determination of mercury (Hg), it is recommended to add a gold (Au) solution in diluted HCl to the
internal standard solution to allow a final concentration of at least 50 µg/l in the solution to be measured
[(concentration Au) ≥ 50 µg/l]. Alternatively, if Au needs to be determined, a KBrO solution in diluted HCl
can be added to the internal standard solution to allow a final concentration of at least 0,009 mmol/l KBrO
in the solution to be measured.
6.13 Calibration blank solution.
Prepare the calibration blank solution by diluting acids (6.2, 6.3, 6.4, 6.5 and/or 6.7) with water (6.1) to the
same concentrations as used in the calibration solutions and test solutions.
6.14 Test blank solution.
The test blank solution shall contain all of the reagents in the same concentrations and shall be handled
in the same way throughout the procedure as the samples. The test blank solution contains the same acid
concentration in the final solution as the test solution after the digestion method is applied.
6.15 Optimisation solution.
The optimisation solution is used for mass calibration and for optimisation of the instrumental settings, e.g.
adjustment of maximal sensitivity with respect to minimal oxide formation rate and minimal formation of
doubly charged ions. It should contain elements covering the total mass range, as well as elements prone to
a high oxide formation rate or to the formation of doubly charged ions. The composition of the optimisation
solution depends on the elements of interest, instrument and manufacturer’s instructions. An optimisation
solution containing e.g. Mg, Cu, Rh, In, Ba, La, Ce, U and Pb is suitable. Li, Be and Bi are less suitable because
they tend to cause memory effects at higher concentrations.
The mass concentrations of the elements used for optimisation should allow count rates of more than
10 counts per second.
6.16 Interference check solution.
The interference check solutions are used to determine the corresponding factors for the correction
equations. High demands are made concerning the purity of the basic reagents due to the high mass
concentrations.
Interference check solutions shall contain all the interferences of practical relevance given in ISO 17294-1, at
a concentration level at the same range as expected in the samples (see also 11.4).

Leaving out an interfering element according to ISO 17294-1 is permitted if it can be demonstrated that its
impact is negligible and lasting.
In unusual situations, the other interfering elements according to ISO 17294-1 shall also be investigated for
relevance.
EXAMPLE An example of the composition of an interference check solution is:
− 3− 2−
ρ(Ca) = 2 500 mg/l; ρ(Cl ) = 2 000 mg/l; ρ(PO ) = 500 mg/l and ρ(SO ) = 500 mg/l
4 4
and for digests also
ρ(C) = 1 000 mg/l; ρ(Fe) = 500 mg/l; ρ(Na) = 500 mg/l and ρ(Al) = 500 mg/l.
7 Apparatus
7.1 General requirements
The stability of samples, measuring, and calibration solutions depends to a high degree on the container
material. For the determination of elements in a very low concentration range (< 1 µg/kg), glass or polyvinyl
chloride (PVC) should not be used. Instead, perfluoroalkoxy alkane (PFA), hexafluoroethene propene (FEP)
or quartz containers, cleaned with diluted, high quality nitric acid or hot, concentrated nitric acid in a closed
system should
...

Norme
internationale
ISO 16965
Première édition
Matrices solides
2025-09
environnementales —
Détermination des éléments par
spectrométrie de masse avec
plasma à couplage inductif (ICP-MS)
Environmental solid matrices — Determination of elements using
inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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E-mail: [e-mail]
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Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe. 2
5 Interférences . 2
5.1 Généralités .2
5.2 Interférences spectrales .2
5.2.1 Interférences isobariques élémentaires .2
5.2.2 Interférences isobariques dues aux ions moléculaires et aux ions doublement
chargés .3
5.2.3 Interférences non spectrales .3
6 Réactifs . 4
7 Appareillage . 6
7.1 Exigences générales .6
7.2 Spectromètre de masse .7
7.3 Régulateur de débit massique .7
7.4 Nébuliseur avec pompe péristaltique à vitesse variable .7
7.5 Alimentation en gaz .7
7.6 Flacons de stockage, pour les solutions mères, étalons, d’étalonnage et d’échantillon .7
8 Mode opératoire . 7
8.1 Solution d’échantillon pour essai .7
8.2 Solution d’essai .8
8.3 Réglage de l’instrument .8
8.4 Étalonnage .8
8.4.1 Fonction d’étalonnage linéaire.8
8.4.2 Étalonnage par ajouts dosés .9
8.4.3 Détermination des coefficients de correction.9
8.4.4 Rapport isotopique variable .9
8.5 Mesurage des échantillons . .9
9 Calcul .10
10 Expression des résultats . 10
11 Caractéristiques de performance .10
11.1 Blanc.10
11.2 Contrôle de l’étalonnage .11
11.3 Réponse de l’étalon interne .11
11.4 Interférences .11
11.5 Taux de récupération .11
11.6 Données de performance .11
12 Rapport d’essai .11
Annexe A (informative) Données de performance .13
Annexe B (informative) Isotopes sélectionnés et interférences spectrales pour les instruments
d’ICP-MS quadripolaires . 19
Bibliographie .20

iii
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 (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n’avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l’adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de brevet.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de
l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 190, Qualité du sol, sous-comité SC 3,
Méthodes chimiques et caractéristiques physiques, en collaboration avec le comité technique CEN/TC 444,
Caractérisation environnementale des matrices solides, du Comité européen de normalisation (CEN)
conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette première édition de l’ISO 16965 annule et remplace l’ISO/TS 16965:2013, qui a fait l’objet d’une révision
technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— les contenus de l’ISO/TS 16965 et de l’EN 16171 ont été fusionnés;
— le domaine d’application a été étendu afin d’inclure les biodéchets traités, les déchets, les boues et les
sédiments;
— les données de performance provenant d’une comparaison interlaboratoires ont été ajoutées (Annexe A).
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.

iv
Norme internationale ISO 16965:2025(fr)
Matrices solides environnementales — Détermination des
éléments par spectrométrie de masse avec plasma à couplage
inductif (ICP-MS)
AVERTISSEMENT — Il convient que les personnes utilisant le présent document connaissent bien
les pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n’a pas pour but de traiter tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur de
la présente norme d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité, et de
s’assurer de la conformité à la réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Les essais réalisés conformément au présent document doivent être effectués par du
personnel ayant suivi une formation appropriée.
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode de détermination des éléments suivants dans des digestats d’eau
régale, d’acide nitrique ou de mélange d’acides chlorhydrique (HCl), nitrique (HNO ) et tétrafluoroborique
(HBF )/fluorhydrique (HF) de sols, de biodéchets traités, de déchets, de boues et de sédiments:
aluminium (Al), antimoine (Sb), arsenic (As), baryum (Ba), béryllium (Be), bismuth (Bi), bore (B),
cadmium (Cd), calcium (Ca), cérium (Ce), césium (Cs), chrome (Cr), cobalt (Co), cuivre (Cu), dysprosium (Dy),
erbium (Er), europium (Eu), gadolinium (Gd), gallium (Ga), germanium (Ge), or (Au), hafnium (Hf),
holmium (Ho), indium (In), iridium (Ir), fer (Fe), lanthane (La), plomb (Pb), lithium (Li), lutécium (Lu),
magnésium (Mg), manganèse (Mn), mercure (Hg), molybdène (Mo), néodyme (Nd), nickel (Ni),
palladium (Pd), phosphore (P), platine (Pt), potassium (K), praséodyme (Pr), rhénium (Re), rhodium (Rh),
rubidium (Rb), ruthénium (Ru), samarium (Sm), scandium (Sc), sélénium (Se), silicium (Si), argent (Ag),
sodium (Na), strontium (Sr), soufre (S), tellure (Te), terbium (Tb), thallium (Tl), thorium (Th), thulium (Tm),
étain (Sn), titane (Ti), tungstène (W), uranium (U), vanadium (V), ytterbium (Yb), yttrium (Y), zinc (Zn) et
zirconium (Zr).
NOTE 1 Les détails sur la validation sont donnés dans l’Annexe A.
Cette méthode est également applicable pour la détermination des éléments majeurs, mineurs et à l’état de
traces dans des digestats d’eau régale et d’acide nitrique ainsi que dans des éluats de produits de construction
[7]
(EN 17200 ).
NOTE 2 Les produits de construction comprennent par exemple les produits minéraux, les produits bitumineux, les
métaux, les produits ligneux, les matières plastiques et les caoutchoucs, les mastics et les adhésifs, les peintures et les
revêtements.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 17294-1, Qualité de l’eau — Application de la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-
MS) — Partie 1: Exigences générales

3 Termes et définitions
Aucun terme n’est défini dans le présent document.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en normalisation,
consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
4 Principe
Les digestats de sols, de biodéchets traités, de déchets, de boues et de sédiments avec de l’acide nitrique, de
[5] [1]
l’eau régale (voir l’EN 16173 et l’ISO 54321 ) ou un mélange d’acides chlorhydrique (HCl), nitrique (HNO )
[2]
et tétrafluoroborique (HBF ) ou fluorhydrique (HF) (EN 13656) sont analysés par ICP-MS afin d’obtenir
une détermination multi-élémentaire des analytes.
La méthode mesure les ions produits par un plasma à couplage inductif par radiofréquence. Les espèces
d’analytes issues de la solution de digestat sont nébulisées et l’aérosol obtenu est transporté dans le plasma
par de l’argon gazeux. Les ions produits par les hautes températures du plasma sont entraînés dans le gaz
plasma et introduits, au moyen d’une interface, dans un spectromètre de masse, triés en fonction de leur
rapport masse sur charge et quantifiés à l’aide d’un détecteur (par exemple, un multiplicateur tubulaire
d’électrons).
[1]
NOTE 1 Pour la détermination de l’étain, seule l’extraction à l’eau régale s’applique (par exemple, ISO 54321 ,
[2]
EN 13656 ).
NOTE 2 Lorsque l’acide tétrafluoroborique (HBF ) est utilisé dans le mélange d’acides, le bore ne peut pas être
déterminé.
L’étendue de mesure dépend de la matrice et des interférences rencontrées.
La limite de détection de la méthode est comprise entre 0,1 mg/kg de matière sèche et 2,0 mg/kg de matière
sèche pour la plupart des éléments. La limite de détection sera plus élevée lorsque la mesure est sujette à des
interférences (voir l’Article 5) ou en cas d’effets mémoire (voir l’ISO 17294-1, par exemple).
La méthode a été validée pour les éléments donnés dans le Tableau A.2 (boues), le Tableau A.3 (compost) et
le Tableau A.4 (sols).
5 Interférences
5.1 Généralités
Les interférences doivent être évaluées et des corrections valides appliquées. La correction des interférences
doit inclure une compensation des ions de fond apportés par le gaz plasma, les réactifs et les constituants de
la matrice de l’échantillon.
Des informations détaillées sur les interférences spectrales et non spectrales sont données dans
l’ISO 17294-1.
5.2 Interférences spectrales
5.2.1 Interférences isobariques élémentaires
Les interférences isobariques élémentaires sont provoquées par des isotopes de différents éléments ayant
un rapport masse sur charge très proche et qui ne peuvent pas être séparés en raison d’une résolution
114 114
insuffisante du spectromètre de masse utilisé (par exemple, Cd et Sn).

Les interférences élémentaires provoquées par des isobares peuvent être corrigées en tenant compte de
l’influence de l’élément interférent (voir l’ISO 17294-1). Les isotopes utilisés pour la correction doivent
être exempts d’interférence. Des options de correction sont souvent incluses dans le logiciel fourni avec
l’instrument. Les interférences isobariques courantes sont indiquées dans l’Annexe B, Tableau B.1.
5.2.2 Interférences isobariques dues aux ions moléculaires et aux ions doublement chargés
En ICP-MS, les interférences isobariques dues aux ions moléculaires et aux ions doublement chargés
sont provoquées par des ions constitués respectivement de plusieurs atomes ou charges. Les exemples
40 35 + 40 35 + 75 98 16 +
comprennent les ions Ar Cl et Ca Cl qui interfèrent avec le signal de As ou les ions Mo O avec le
114 +
signal de Cd . Les abondances des isotopes naturels sont disponibles dans la littérature.
L’exactitude des équations de correction est basée sur la constance des rapports isotopiques observés pour
les espèces interférentes. Les corrections qui supposent une fraction constante d’un ion moléculaire par
rapport à l’ion «parent» ne se sont pas avérées fiables, par exemple les niveaux d’oxyde peuvent varier en
fonction des conditions opératoires. Si la correction pour un ion oxyde est basée sur le rapport des intensités
ion parent/ion oxyde, celui-ci doit être déterminé en mesurant la solution d’interférence juste avant de
commencer la séquence. Il convient de vérifier la validité du coefficient de correction à intervalles réguliers
au cours d’une séquence.
Une autre possibilité pour éliminer les interférences isobariques moléculaires est l’utilisation d’un instrument
équipé d’une cellule de collision/réaction étendue à la technologie à triple quadripôle contribuant à utiliser
encore plus efficacement les gaz réactifs pour l’élimination des interférences. L’utilisation d’une ICP-MS à
haute résolution permet la résolution de telles interférences, ainsi que de celles dues aux ions doublement
chargés.
La réponse de l’analyte étudié doit être corrigée pour tenir compte de la contribution des interférences
isobariques dues aux ions moléculaires et aux ions doublement chargés, si leur impact peut être supérieur à
trois fois la limite de détection ou supérieur à la moitié de la concentration la plus faible à rapporter.
Des informations complémentaires sur l’utilisation des coefficients de correction sont données dans
l’ISO 17294-1.
5.2.3 Interférences non spectrales
Des interférences physiques sont associées aux processus de nébulisation et de transport d’échantillon ainsi
qu’aux taux de transmission des ions. Les processus de nébulisation et de transport peuvent être affectés
si un composant de la matrice provoque une variation de la tension superficielle ou de la viscosité. Des
modifications de la composition de la matrice peuvent provoquer un affaiblissement ou un rehaussement
significatif du signal. Des matières solides peuvent être déposées sur l’embout d’un nébuliseur pneumatique
et sur les cônes.
Il convient de maintenir un faible niveau de matières solides dissoutes totales pour réduire le plus possible
le dépôt de matières solides dans le système d’introduction des échantillons de la torche à plasma. Un étalon
interne peut être utilisé pour corriger les interférences physiques s’il est soigneusement apparié à l’analyte,
de sorte que les deux éléments soient affectés de la même manière par les modifications de la matrice. Les
autres possibilités de réduire le plus possible les interférences non spectrales sont l’adaptation de la matrice,
en particulier l’adaptation de la concentration en acide, et les ajouts dosés.
Lorsque des interférences physiques intolérables sont présentes dans un échantillon, un affaiblissement
significatif des signaux correspondant aux étalons internes est observé. La réponse relative de l’étalon
interne dans toutes les solutions doit être comprise dans un intervalle de ± 30 % de la réponse de l’étalon
interne dans la solution précédente de blanc ou de vérification d’étalonnage continu (CCV) (11.3). Une
dilution de l’échantillon (cinq fois, par exemple) élimine généralement le problème.

6 Réactifs
Pour la détermination d’éléments à l’état de traces et d’ultra-traces, les réactifs doivent être d’une pureté
appropriée. Il convient que la concentration en analyte ou en substances interférentes dans les réactifs et
l’eau soit négligeable par rapport à la concentration la plus faible à déterminer.
−1
6.1 Eau, ayant une conductivité électrique inférieure à 0,1 mS · m (équivalent à une résistivité supérieure
à 0,01 MΩ m à 25 °C). Il convient que l’eau utilisée soit obtenue à partir d’un système de purification qui
fournit de l’eau ultra-pure ayant une résistivité supérieure à 0,18 MΩ · m (que les fabricants de systèmes de
purification de l’eau expriment généralement sous la forme 18 MΩ · cm).
6.2 Acide nitrique, HNO , c(HNO ) d’environ 15 mol/l, w(HNO ) d’environ 65 % à 70 % en fraction
3 3 3
massique.
6.3 Acide chlorhydrique, HCl, c(HCl) d’environ 12 mol/l, w(HCl) d’environ 35 % à 37 % en fraction
massique.
6.4 Acide tétrafluoroborique (HBF ), c(HBF ) d’environ 6 mol/l, w(HBF ) d’environ 38 % à 48 % en
4 4 4
fraction massique.
6.5 Acide fluorhydrique (HF), c(HF) d’environ 23 mol/l, w(HF) d’environ 40 % à 45 % en fraction
massique.
6.6 Acide borique (B(OH) ), solide.
6.7 Solution d’acide borique (B(OH) ), par exemple solution à 4 % (fraction massique).
Dissoudre 40 g d’acide borique (6.6) dans 1 l d’eau (6.1).
6.8 Solutions étalons mères mono-éléments
Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Fe, Ga, Gd, Ge, Hf, Hg, Ho, In, Ir, K, La, Li, Lu, Mg,
Mn, Mo, Na, Nd, Ni, P, Pb, Pd, Pr, Pt, Rb, Re, Rh, Ru, S, Sb, Sc, Se, Si, Sm, Sn, Sr, Tb, Te, Th, Ti, Tl, Tm, U, V, W, Y, Yb,
Zn, Zr, (concentration de l’élément) de 10 mg/l à 10 000 mg/l pour chaque solution.
Il convient de préférence de recourir à une conservation à l’acide nitrique afin de réduire le plus possible
les interférences dues aux molécules chloropolyatomiques. Pour la conservation de Bi, Hf, Hg, Mo, Sn, Sb,
Te, W et Zr, il peut être nécessaire d’utiliser de l’acide chlorhydrique. Pour stabiliser certains éléments, par
exemple le Sb, il peut être nécessaire d’ajouter de l’acide fluorhydrique.
Des solutions étalons mères mono-éléments et des solutions étalons mères multi-éléments accompagnées
d’une spécification adéquate indiquant l’acide utilisé et la technique de préparation sont disponibles dans le
commerce.
Ces solutions sont considérées comme étant stables pendant plus d’un an, mais il convient de tenir compte
des recommandations du fabricant en ce qui concerne la stabilité garantie.
6.9 Solutions étalons mères d’anion
− 3− 2−
Cl , PO , SO , (concentration d’anion) = 1 000 mg/l pour chaque solution.
4 4
Préparer ces solutions à partir des acides correspondants. Les solutions sont disponibles dans le commerce.
Ces solutions sont considérées comme étant stables pendant plus d’un an, mais il convient de tenir compte
des recommandations du fabricant en ce qui concerne la stabilité garantie.

6.10 Solutions étalons mères multi-éléments
Selon les analytes à déterminer, différentes solutions étalons mères multi-éléments peuvent être nécessaires.
En général, lors du mélange de solutions étalons mères multi-éléments, leur compatibilité chimique et
l’éventuelle hydrolyse des composés doivent être prises en compte. Des précautions doivent être prises pour
éviter les réactions chimiques (par exemple, précipitation).
Les solutions étalons mères multi-éléments sont considérées comme étant stables pendant plusieurs mois si
elles sont conservées à l’abri de la lumière. Cela ne s’applique pas aux solutions étalons mères multi-éléments
qui sont prédisposées à l’hydrolyse, en particulier les solutions de Bi, Mo, Sn, Sb, Te, W, Hf et Zr, par exemple.
Les solutions étalons mères de mercure peuvent être stabilisées en ajoutant 1 mg/l d’Au dans de l’acide
nitrique (6.2) ou en ajoutant de l’acide chlorhydrique (6.3) jusqu’à 0,6 % (fraction volumique).
Des solutions étalons mères multi-éléments contenant un plus grand nombre d’éléments sont admises, à
condition qu’elles soient stables et que les recommandations du fabricant soient prises en compte.
Les exemples suivants de solutions étalons mères multi-éléments peuvent être pris en considération:
— Solution étalon mère multi-éléments au niveau du mg/l dans de l’acide nitrique contenant les éléments
suivants: Ag, Al, As, B, Ba, Be, Bi, Cd, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Li, Mn, Nd, Ni, Pb, Pr, Sc, Se, Si, Sm, Sr, Te, Th, Ti,
Tl, U, V, Zn.
— Solution étalon mère multi-éléments au niveau du mg/l dans de l’acide chlorhydrique contenant les
éléments suivants: Mo, Sb, Si, Sn, W, Zr.
— Solution étalon mère multi-éléments au niveau du mg/l dans de l’acide nitrique contenant les éléments
suivants: Ca, Mg, Na, K, P, S.
6.11 Solutions d’étalonnage multi-éléments
Préparer, en une ou plusieurs étapes, des solutions d’étalonnage à la plus haute concentration étudiée. Si
d’autres niveaux de concentration sont nécessaires, préparer les solutions de la même manière.
Ajouter des acides (6.2, 6.3, 6.4, 6.5 et/ou 6.7) pour correspondre précisément à la concentration en acide
des échantillons.
Si la traçabilité des valeurs n’est pas établie, vérifier la validité par comparaison avec un étalon indépendant
(traçable).
Vérifier la stabilité des solutions d’étalonnage.
6.12 Solution d’étalon interne
Les étalons internes peuvent être ajoutés à chaque flacon ou ajoutés en ligne. Il est impératif que la même
concentration d’étalon interne soit ajoutée à toutes les solutions de mesurage. Les éléments suivants sont
parmi les plus utilisés: Li (isotope enrichi isotopiquement), Be, Sc, Ga, Ge, Y, Rh, In, Cs, Pr, Tb, Ho, Re, Ir, Bi et Th.
Le choix des éléments de la solution d’étalon interne dépend du problème analytique. Il convient que la
solution de cet étalon ou de ces étalons internes couvre la gamme de masses étudiée. Les éléments étalons
internes ne doivent pas être des analytes et il convient que les concentrations des éléments choisis soient
négligeables dans les digestats des échantillons.
En général, une concentration finale appropriée de l’étalon interne dans les échantillons et les solutions
d’étalonnage est comprise entre 1 µg/l et 50 µg/l (pour un taux de comptage élevé et stable). L’utilisation
d’une cellule de collision/réaction peut nécessiter des concentrations plus élevées.
Pour la détermination du mercure (Hg), il est recommandé d’ajouter une solution d’or (Au) dans du HCl dilué
à la solution d’étalon interne afin d’obtenir une concentration finale d’au moins 50 µg/l dans la solution à
mesurer [(concentration en Au) ≥ 50 µg/l]. En variante, si Au doit être déterminé, une solution de KBrO
dans du HCl dilué peut être ajoutée à la solution d’étalon interne afin d’obtenir une concentration finale
d’au moins 0,009 mmol/l de KBrO dans la solution à mesurer.
6.13 Solution de blanc d’étalonnage
Préparer la solution de blanc d’étalonnage en diluant des acides (6.2, 6.3, 6.4, 6.5 et/ou 6.7) dans de l’eau
(6.1) jusqu’à obtention des mêmes concentrations que celles utilisées dans les solutions d’étalonnage et les
solutions d’essai.
6.14 Solution d’essai à blanc
La solution d’essai à blanc doit contenir tous les réactifs dans les mêmes concentrations et être traitée de
la même manière que les échantillons tout au long de la procédure. La solution d’essai à blanc contient la
même concentration d’acide dans la solution finale que la solution d’essai après application de la méthode de
digestion.
6.15 Solution d’optimisation
La solution d’optimisation est utilisée pour l’étalonnage de la masse et l’optimisation des réglages des
instruments, par exemple le réglage de la sensibilité maximale par rapport à un taux minimal de formation
d’oxyde et à une formation minimale d’ions doublement chargés. Il convient qu’elle contienne des éléments
couvrant la totalité de la gamme de masses ainsi que des éléments prédisposés à un taux élevé de formation
d’oxyde ou à la formation d’ions doublement chargés. La composition de la solution d’optimisation dépend
des éléments étudiés, de l’instrument et des instructions du fabricant. Une solution d’optimisation contenant
par exemple les éléments Mg, Cu, Rh, In, Ba, La, Ce, U et Pb est appropriée. Li, Be et Bi sont moins appropriés
parce qu’ils ont tendance à provoquer des effets mémoire à des concentrations élevées.
Il convient que les concentrations massiques des éléments utilisés pour la solution d’optimisation permettent
des taux de comptage supérieurs à 10 coups par seconde.
6.16 Solution de contrôle des interférences
Les solutions de contrôle des interférences sont utilisées pour déterminer les coefficients de correction
correspondants pour les équations. Une grande pureté des principaux réactifs est exigée en raison des
concentrations massiques élevées.
Les solutions de contrôle des interférences doivent contenir tous les éléments interférents pertinents dans
la pratique indiqués dans l’ISO 17294-1, à un niveau de concentration équivalent à celui attendu dans les
échantillons (voir aussi 11.4).
Il est permis d’omettre un élément interférent selon l’ISO 17294-1 s’il peut être démontré que son impact est
négligeable et durable.
Dans des situations inhabituelles, la pertinence des autres éléments interférents selon l’ISO 17294-1 doit
aussi être déterminée.
EXEMPLE Un exemple de composition d’une solution de contrôle des interférences est le suivant:
− 3− 2−
ρ(Ca) = 2 500 mg/l; ρ(Cl ) = 2 000 mg/l; ρ(PO ) = 500 mg/l et ρ(SO ) = 500 mg/l
4 4
et pour les digestats aussi
ρ(C) = 1 000 mg/l; ρ(Fe) = 500 mg/l; ρ(Na) = 500 mg/l et ρ(Al) = 500 mg/l.
7 Appareillage
7.1 Exigences générales
La stabilité des échantillons, des solutions de mesurage et des solutions d’étalonnage dépend dans une large
mesure du matériau des récipients. Pour la détermination d’éléments dans une gamme de concentrations
très faibles (<1 µg/kg), il convient de ne pas utiliser le verre ou le polychlorure de vinyle (PVC). À la place,
il convient d’utiliser des récipients en perfluoroalcoxy alcane (PFA), en hexafluoroéthène propène (FEP)
ou en quartz, nettoyés à l’acide nitrique dilué de haute qualité ou à l’acide nitrique concentré chaud dans

un système fermé. Pour la détermination d’éléments dans une gamme de concentrations plus élevées, des
récipients en polyéthylène haute densité (HDPE) ou en polytétrafluoroéthylène (PTFE) sont également
adaptés pour le prélèvement des échantillons.
La limite de détection de la plupart des éléments est affectée par la contamination des solutions qui dépend
essentiellement du niveau de propreté de l’air dans le laboratoire.
Il est permis d’utiliser des pipettes à piston qui permettent de préparer de plus faibles volumes de solutions
d’étalonnage. L’utilisation de diluteurs est également autorisée. Chaque lot d’embouts de pipette et de
récipients en plastique à usage unique doit être contrôlé pour rechercher les impuretés.
Pour des informations plus détaillées sur l’instrumentation, se reporter à l’ISO 17294-1.
7.2 Spectromètre de masse
Un spectromètre de masse avec plasma à couplage inductif (ICP), adapté à l’analyse d’éléments multiples et
d’isotopes, est nécessaire. Il convient que le spectromètre soit capable de balayer une gamme de masses de
5 m/z (uma) à 240 m/z (uma) avec une résolution d’au moins 1 m/z de largeur de pic à 5 % de la hauteur de
pic (m = nombre de masse; z = nombre de charge). L’instrument peut être équipé d’un système de détection
conventionnel ou à gamme dynamique étendue.
Les instruments d’ICP-MS quadripolaires, les instruments d’ICP-MS à cellule de collision/réaction, les
instruments d’ICP-MS triple quadripôle, les instruments d’ICP-MS à haute résolution et les instruments
d’ICP-MS à temps de vol conviennent pour le mesurage.
7.3 Régulateur de débit massique
Il est fortement recommandé d’installer un régulateur de débit massique sur l’alimentation en gaz du
nébuliseur. Il est préférable d’utiliser des régulateurs de débit massique du gaz plasma et du gaz auxiliaire.
Une chambre de nébulisation refroidie (eau froide ou élément à effet Peltier) peut être utile pour réduire
certains types d’interférences (dues à des espèces d’oxydes polyatomiques, par exemple).
7.4 Nébuliseur avec pompe péristaltique à vitesse variable
La vitesse de la pompe et le nombre de rouleaux doivent être suffisants pour obtenir un signal stable. La
quantité de solution pompée se situe le plus souvent entre 0,1 ml et 1,0 ml par minute et généralement autour
de 0,4 ml à 0,5 ml par minute.
7.5 Alimentation en gaz
7.5.1 Argon, Ar, d’une pureté supérieure à 99,99 % (fraction volumique).
7.5.2 Gaz de réaction, par exemple hélium (He), hydrogène (H ), oxygène (O ), ammoniac gazeux (NH )
2 2 3
ou méthane (CH ) de classe de pureté élevée, c’est-à-dire > 99,99 % (fraction volumique).
7.6 Flacons de stockage, pour les solutions mères, étalons, d’étalonnage et d’échantillon
De préférence en perfluoroalcoxy alcane (PFA) ou en hexafluoroéthène propène (FEP). Pour la détermination
d’éléments dans une gamme de concentrations plus élevées (>1 µg/kg), des flacons en polyéthylène haute
densité (HDPE) ou en polytétrafluoroéthylène (PTFE) peuvent être adaptés.
8 Mode opératoire
8.1 Solution d’échantillon pour essai
La solution d’échantillon pour essai est une solution de digestion ou d’extraction exempte de particules,
[5] [2] [1]
préparée conformément à l’EN 16173 , l’EN 13656 ou l’ISO 54321 .

8.2 Solution d’essai
La solution d’essai est une aliquote de la solution d’échantillon pour essai et peut être prélevée directement
dans la solution d’échantillon pour essai ou peut être diluée afin de l’adapter à la gamme de mesure ou de
diluer la matrice.
L’acidité des solutions d’étalonnage doit correspondre à la concentration en acide dans les solutions d’essai.
S’assurer que tous les éléments sont présents sous une forme non volatile. Les espèces volatiles doivent être
transformées en espèces non volatiles, par exemple par une oxydation des sulfures au peroxyde d’hydrogène.
8.3 Réglage de l’instrument
Régler les paramètres des instruments du système ICP-MS conformément aux instructions du fabricant. Des
lignes directrices pour la méthode et le réglage de l’instrument sont données dans l’ISO 17294-1.
Spécifier les isotopes et les corrections correspondantes nécessaires (voir l’Annexe B). Voir l’ISO 17294-1
pour une méthode permettant de déterminer ces coefficients. Il est également possible d’appliquer des
procédures d’étalonnage à plusieurs variables.
Spécifier les temps de rinçage en fonction de la longueur du trajet d’écoulement; dans le cas d’une large
gamme de mesure des concentrations massiques d’analytes dans les solutions d’essai, prévoir des temps de
rinçage plus longs.
L’utilisation d’un étalon interne est obligatoire. Ajouter la solution d’étalon interne (6.12) à la solution de
contrôle des interférences (6.16), à toutes les solutions d’étalonnage multi-éléments (6.11), aux blancs
d’étalonnage (6.13) et à toutes les solutions d’essai.
NOTE 1 Il est de pratique courante de diluer et de mélanger en ligne l’échantillon avec la solution d’étalon interne
au moyen de la pompe péristaltique du nébuliseur. Dans de tels cas, les solutions d’étalonnage sont diluées de la même
manière que les solutions d’échantillon.
La concentration massique des éléments de l’étalon interne doit être identique dans toutes les solutions.
En général, une concentration de 10 µg/l à 50 µg/l en élément de l’étalon interne dans les solutions
d’échantillon et d’étalonnage est adaptée (pour un taux de comptage élevé et stable, au moins 50 000 coups/s
à 100 000 coups/s).
Régler l’instrument en fonction des conditions de travail. Cela prend généralement 30 min.
Avant chaque série de mesurages, vérifier la sensibilité et la stabilité du système et réduire le plus possible
les interférences, par exemple en utilisant la solution d’optimisation (6.15).
Vérifier la résolution et l’étalonnage de la masse aussi souvent que requis par le fabricant.
NOTE 2 L’ICP-MS a une excellente aptitude pour le mesurage d’éléments multiples. Néanmoins, cela ne signifie
pas que tous les éléments peuvent être analysés dans des conditions optimales au cours d’un seul cycle de mesurage.
La sensibilité de la détermination dépend de nombreux paramètres (débit du nébuliseur, puissance radioélectrique,
tension de lentille, mode de tension de lentille, etc.).
8.4 Étalonnage
8.4.1 Fonction d’étalonnage linéaire
L’ICP-MS offre une large gamme de mesure linéaire. La linéarité doit être vérifiée sur une large gamme
de concentrations pour établir la gamme d’étalonnage. Des résultats satisfaisants sont obtenus avec un
étalonnage en deux points: une solution d’étalonnage à blanc et une solution d’étalonnage pour le point le
plus élevé de la gamme de mesure. Cependant, il est recommandé d’utiliser plusieurs solutions d’étalonnage
(au moins quatre solutions étalons plus une solution étalon à blanc) en cas de gamme de mesure couvrant
davantage d’ordres de grandeur. La fonction d’étalonnage n’est valide que dans des conditions de
fonctionnement spécifiques et il convient qu’elle soit refaite en cas de variation de ces conditions. Après

l’échec d’un échantillon de contrôle, un réétalonnage avec au moins deux points et un contrôle de l’étalonnage
(11.2) sont suffisants.
L’étalonnage multi-niveaux et un lissage par la méthode des moindres carrés peuvent engendrer des résultats
erronés en raison du manque d’homogénéité entre les variances des mesurages des solutions d’étalonnage
sur la gamme de concentrations. Cette approche donne lieu à des erreurs à l’extrémité inférieure de la
courbe d’étalonnage, sauf en cas d’application d’une régression linéaire pondérée au lieu du lissage par la
méthode des moindres carrés. La régression linéaire pondérée repose sur le principe selon lequel le facteur
de pondération est inversement proportionnel à l’écart-type du mesurage de la solution d’étalonnage.
8.4.2 Étalonnage par ajouts dosés
Ajouter une quantité connue d’une solution étalon de l’analyte et la même quantité d’une solution à blanc
à deux prises distinctes, mais égales, de la solution d’essai (ou de sa dilution). Réduire le plus possible la
dilution ou corriger la dilution du dopant. Il convient que la quantité de solution étalon ajoutée soit comprise
entre 0,4 fois et 2 fois la concentration massique prévue de l’échantillon. Mesurer les deux solutions comme
une solution d’échantillon. Déterminer la «concentration en dopant mesurée» comme la différence de
concentration massique entre les deux prises d’essai dopées. Utiliser le rapport de la «concentration réelle
en dopant» à la «concentration en dopant mesurée» comme coefficient de correction pour la concentration
initialement mesurée de la prise d’essai.
8.4.3 Détermination des coefficients de correction
La nécessité d’utiliser des coefficients de correction est déterminée au cours du développement de la
méthode, mais elle est devenue obsolète depuis l’introduction de la cellule de collision/réaction combinée à
la technologie à triple quadripôle. Il convient que les coefficients de correction soient évalués et mis à jour,
par exemple en mesurant les solutions de contrôle des interférences (6.16) à intervalles réguliers au cours
d’une séquence.
40 35 + 75
EXEMPLE Le coefficient de correction des interférences pour Ar Cl sur As est déterminé en enregistrant
−
le signal à la masse 75 et à la masse 35 d’une solution de Cl ; le rapport du signal net à la masse 75 et du signal net à
98 16 +
la masse 35 est le coefficient de correction. Pour l’interférence isobarique moléculaire de Mo O , le coefficient de
correction est déterminé par l’enregistrement du signal à la masse 114 et à la masse 98 d’une solution de Mo.
8.4.4 Rapport isotopique variable
Tenir compte des différences possibles de comp
...