Adsorbable organic fluorine (AOF) – a sum parameter for non-targeted screening of per- and polyfluorinated alkyl substances (PFASs) in waters

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou extrémně stálé chemikálie známé jako „věčné látky“, které se akumulují v životním prostředí i v organismech. S ohledem na jejich široké použití (textilie, ochranné vrstvy, hasicí pěny) a toxikologické riziko (karcinogenita, hormonální, imunitní a reprodukční účinky) je nutné rychlé a spolehlivé monitorování obecného obsahu organického fluoru ve vodách.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce je představit měření adsorbovatelného organického fluoru (AOF) jako sumárního parametru pro rychlý screening PFAS a dalších fluorovaných látek ve vodách. Autoři srovnávají AOF metodu s konvenčními cílenými analýzami (LC-MS/MS, GC-MS/MS) a s metodou total oxidizable precursor (TOP) assay a ukazují, že AOF poskytuje citlivější a jednodušší přehled o celkovém zatížení vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Pro stanovení AOF se vzorek vody (100 mL) adsorbuje na aktivní uhlí ve dvou po sobě následujících cartridgích. Po odstranění anorganického fluoru proplachem NaNO3 se uhlí pyrolýzou při 1050 °C v proudu O2/Ar spaluje a vzniklý fluorid se zachytí v absorpčním roztoku a následně měří iontovou chromatografií (CIC).

Použitá instrumentace

• Ion­tová chromatografie s CIC detektorem (Metrosep A Supp 5, supresor, 55 °C)
• Komora pro vysokoteplotní spalování (1050 °C) s O2/Ar
• Kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS) pro cílené PFAS
• plynová chromatografie s MS/MS (GC-MS/MS) pro volné PFAS
• Total Oxidizable Precursor (TOP) assay pro přeměnu prekursorů na měřitelné PFAS

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda AOF dokáže zachytit souhrn organického fluoru v podobě PFAS, jejich prekursorů, metabolitů i dalších fluorovaných sloučenin (farmaka, pesticidy) s limitem detekce pod 0,5 µg/L jako F⁻. Ve srovnání s TOP assay je analýza výrazně rychlejší a jednoduší, přitom poskytuje citlivější měření než celkový fluor (TF). Cílené LC-MS/MS metody sice umožňují kvantifikaci jednotlivých PFAS, ale vyžadují drahé standardy, komplikovanou validaci a pokrývají jen zlomek stovek látek.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlý screening kvality vody v technologických a kontrolních laboratořích
• Identifikace vod s vysokým obsahem organického fluoru jako podnět pro detailní cílené analýzy PFAS
• Hodnocení účinnosti procesů čištění v úpravnách vody a ČOV
• Možnost monitorovat stovky dosud neznámých fluorovaných látek bez specifických standardů

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metod založených na sumárních parametrech (AOF, EOF) ve spojení s nontarget screeningem a vysokorozlišující hmotnostní spektrometrií pro identifikaci neznámých PFAS. Digitální nástroje a strojové učení mohou pomoci analyzovat komplexní datové sady a předpovídat distribuci a osudy jednotlivých látek. Budoucí regulace pravděpodobně stanoví limity pro sumární organický fluor ve vodách.

Závěr

Měření AOF pomocí spalovací CIC představuje efektivní a robustní sumární parametr pro ne-cílený screening PFAS a dalších fluorovaných látek ve vodách s nízkými limity detekce. Metoda doplňuje cílené LC-MS/MS a TOP assay analýzy, umožňuje rychle identifikovat vzorky s vysokým obsahem organického fluoru a iniciovat hlubší cílená měření.

Reference

1. von Abercron E. et al. Sci. Total Environ. 2019, 673, 384–391.
2. Cousins I.T. et al. Environ. Sci. Process. Impacts 2020, 22, 2307–2312.
3. U.S. EPA Method 533, 537.1, SW-846 Test Method 8327.
4. Chandramouli B. In Perfluoroalkyl Substances in the Environment, CRC Press 2018.
5. Trudel D. et al. Risk Anal. 2008, 28, 251–269.
6. Dubocq F. et al. Environ. Sci. Technol. 2020, 54, 245–254.