Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
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Here, we describe an optimized fast and simple extraction method for the determination of per- and polyfluorinated alkyl substances (PFASs) in soils utilizing high resolution-continuum source-graphite furnace molecular absorption spectrometry (HR–CS–GFMAS). To omit the bias of the solid phase extraction (SPE) step commonly used during the analysis of extractable organically bound fluorine (EOF) we optimized a fast and simple SPE-free extraction method. The developed extraction method consists of a liquid-solid extraction using acidified methanol without any additional SPE. Four extraction steps were representative to determine a high proportion of the EOF (>80% of eight extractions). Comparison of the optimized method with and without an additional SPE clean-up step revealed a drastic underestimation of EOF concentrations using SPE. Differences of up to 94% were observed which were not explainable by coextracted inorganic fluoride. Therefore, not only a more accurate but also a more economic as well as ecologic method (bypassing of unnecessary SPE) was developed. The procedural limit of quantification (LOQ) of the developed method was 10.30 μg/kg which was sufficient for quantifying EOF concentrations in all tested samples. For future PFAS monitoring and potential regulative decisions the herein presented optimized extraction method can offer a valuable contribution.
In der Verbindungsklasse der per- und polyfluorierte alkylischen Substanzen (PFAS) werden über 5200 organische Verbindungen zusammengefasst. PFAS sind an mindestens einem Kohlenstoffatom vollständig fluoriert. Sie werden mit negativen Einflüssen auf die menschliche und tierische Gesundheit assoziiert, sind extrem persistent in der Umwelt und bioakkumulieren entlang von Nahrungsnetzen. Daher zählen PFAS zu den „emerging pollutants“. Gleichzeitig machen ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften sie für die Verwendung in diversen technischen Anwendungen attraktiv. Sie sind sowohl hydro- als auch lipophob und zeigen durch die starke C-F-Bindung hohe thermische wie chemische Beständigkeit.
Erste Regulierungen einiger PFAS in Kombination mit den technisch hervorragenden Eigenschaften erzeugt einen Innovationsdruck und führten zu einem enormen Anstieg in der Zahl der Substitutionsverbindungen. Auf Grund der steigenden Komplexität der Substanzklasse ist die Target-Analytik nicht in der Lage eine solche Vielfalt und Vielzahl an Analyten zu erfassen.
Für eine akkurate Erfassung der Belastungssituation durch PFAS, die Identifikation von PFAS-Hotspots und eine Bewertung von geeigneten Sanierungsmaßnahmen ist daher eine geeignete PFAS-Summenparameteranalytik notwendig.
Daher geben wir hier Einblicke in den aktuellen Stand der PFAS-Summenparameterentwicklung und präsentieren unsere neusten Ergebnisse zur Methodenentwicklung für die quantitative Analyse von PFAS als extrahierbares organisch gebundenes Fluor (EOF) in Umweltproben mittels hochauflösender Molekülabsorptionsspektrometrie (HR-CS-GFMAS). Hierfür optimierten wir die Extraktion von PFAS aus verschieden Feststoff-Matrizes bei zeitgleicher Abtrennung anorganischen Fluorids. Durch den Zusatz von Galliumsalz-Lösungen als modifier in der HR-CS-GFMAS kann Fluor indirekt sehr selektiv durch die in situ Bildung von GaF sehr nachweisstark (instrumentelle LOQ ~3 µg/L) quantifiziert werden.