Screening of PFAS compounds in aqueous matrices using adsorbable organic fluorine (AOF) with combustion ion chromatography

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou vysoce perzistentní organofluoridy, které se dlouhodobě hromadí v životním prostředí a organizmech. Jejich toxické účinky a odolnost vůči běžným čisticím procesům vyžadují citlivé a spolehlivé analytické metody pro screening povrchových a odpadních vod. Metoda 1621 americké EPA založená na stanovení adsorbovatelného organického fluoru (AOF) kombinovaném s pyrohyrdolytickou komustíiontovou chromatografií (CIC) umožňuje detekci PFAS v koncentracích jednotek ng/mL.

Cíle a přehled studie / článku

Technický popis si klade za cíl představit optimální postupy pro implementaci EPA Metody 1621 včetně identifikace hlavních zdrojů kontaminace, doporučených protokolů čištění a kontrolních postupů kvality. Autoři shrnují klíčové kroky práce se vzorky, testování počáteční výkonnosti (IDC), validaci a sekvenční kontroly pro dosažení reprodukovatelných výsledků.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (100 mL vody nebo odpadní vody) se pumpují přes kolony z granulovaného aktivního uhlí (GAC), které zachytí organický fluor. Po odstranění anorganických solí oplachem roztokem dusičnanu sodného a deionizovanou vodou se sorbát pyrolýzou a spalováním při 1 000 °C přemění na fluorid. Fluorid se hydrolyzuje v přítomnosti vodní páry a kyslíku, zachytí v absorberu a analyzuje pomocí iontové chromatografie.

Striktní opatření proti kontaminaci zahrnují:

• předběžné čištění GAC kolon, keramické vlny a spalovacích člunků
• opakované cykly nasávání roztoku amoniaku v methanolu a deionizované vody
• monitorování metodických blanků (MB) a kontrolních standardů (IPR, OPR)
• nezbytnost čistého prostředí a minimální délky vláken v proudu vzorku

Hlavní výsledky a diskuse

Při dodržení doporučených postupů dosáhla metoda detekčního limitu výrazně pod 1 ng/mL organického fluoru a relativní standardní chyba kalibrace (RSE) pod 10 %. Metodické blanky měly hodnoty < 1 µg/L, procentuální obnova ve standardech IPR a OPR se pohybovala v rozmezí 90–105 %. Implementace keramické vlny umožnila analýzu vzorků s vyšším obsahem suspendovaných částic (TSS) bez průniku matricových interferencí. Diskutována byla závislost účinnosti adsorpce na koncentraci chloridů (> 500 mg/L) a fluoridů (> 8 mg/L) ve vzorku, což vyžaduje předchozí ředění.

Přínosy a praktické využití metody

Popisovaná metoda poskytuje rychlý screening celkového organického fluoru v různých vodních matricích a slouží jako efektivní indikátor přítomnosti PFAS. Pomáhá laboratořím zajistit shodu s předpisy v rámci zákona o čisté vodě (CWA) a zpřesnit následné selektivní analýzy LC–MS/MS. Uplatní se v průmyslové a komerční kontrole kvality, ekologických studiích i v monitoringu odpadních vod.

Budoucí trendy a možnosti využití

Systém lze rozšířit o automatizaci čištění adsorpční jednotky a integraci s vysoko­rezolučními technikami, které umožní specifikaci jednotlivých PFAS. Testuje se využití alternativních sorbentů s vyšší selektivitou a nižšími mírami pozadí. Výhledově se nabízí propojení CIC se spektrometrickými metodami pro komplexní charakterizaci organofluorové frakce.

Závěr

EPA Metoda 1621 ve spojení s důkladnými postupy čištění a kontrolou kvality poskytuje robustní a citlivý screening organického fluoru v nízkých hladinách. Klíčem k reprodukovatelným výsledkům je minimalizace kontaminace na úrovni spotřebního materiálu, přístrojového vybavení i laboratorního prostředí.

Reference

1. U.S. CDC/ATSDR. Potential health effects of PFAS chemicals. 2024.
2. NTP. Monograph on Immunotoxicity Associated with PFOA and PFOS. 2016.
3. U.S. EPA CompTox PFAS database. 2024.
4. U.S. EPA. Method 1621: Determination of AOF in Aqueous Matrices by CIC. EPA 821-R-24-002. 2024.
5. Christison T., Rumachik N. AN002748: Screening of PFAS in wastewater using AOF with CIC. Thermo Fisher, 2024.
6. ASTM International. ASTM D1193 Standard Specification for Reagent Water. 2018.
7. U.S. EPA Office of Water. Report on Single-laboratory Validation of CWA Method 1621. EPA 820-R-22-003. 2022.
8. U.S. Federal Register. 40 CFR 136, Appendix B. 2024.