Probenhalter mit PFAS-haltigen Umweltproben und Konsumartikeln, (r.) Ultrahochvakuum-Messzelle der Synchrotron Beamline „Phoenix II“ an der Swiss Light Source.
Quelle: Christian Vogel
Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) haben in den letzten 20 Jahren zu einem Problem globaler Verunreinigung geführt. In den letzten Jahrzehnten haben die zunehmende Produktion, der Verbrauch und die Entsorgung zu einer größeren Verbreitung von PFAS in der Umwelt geführt, was in einem stetigen Anstieg der Zahl der gemeldeten kontaminierten Standorte weltweit resultierte. Aufgrund der geltenden Vorschriften und Beschränkungen für die Produktion langkettiger, persistenter PFAS haben die industriellen Anbieter ihre Produktion auf kürzerkettige, weniger persistente, aber immer noch gefährliche Alternativen umgestellt. Die Entwicklung neuartiger analytischer Ansätze ist unerlässlich, um die rasche Entwicklung und Verbreitung dieser Verbindungen in Umweltmedien zu verfolgen. In der Regel erfordern analytische Studien die Extraktion oder Zerstörung von Proben. Für Untersuchungen an der BAM wurde die Mikro-Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) in Kombination mit Fluor K-Kanten Röntgenabsorptions-Nahkantenstruktur-Spektroskopie (engl. XANES) sowie Flüssigchromatographie gekoppelt mit Tandem-Massenspektrometrie (engl. LC-MS/MS) verwendet, um die PFAS-Kontamination in Böden, Klärschlamm und verschiedenen Verbraucherproduktproben zu analysieren. Mithilfe der hochenergetischen Röntgenstrahlung der Synchrotronquelle konnte das Vorhandensein von fluororganischen Chemikalien durch die Erstellung einer spezifischen Fluorelementkarte sichtbar gemacht werden. Im Folgenden wurde die Fluor K-Kanten Mikro-XANES-Spektroskopie eingesetzt, um fluororganische Verbindungen in Konzentrationsbereichen bis hinunter zu 100 µg/kg nachzuweisen. Die Methode ermöglicht die Abgrenzung von anorganischen Fluoriden, ist jedoch bei der Identifizierung einzelner PFAS beschränkt. Die parallele Durchführung der LC-MS/MS-Analyse aller Proben ergab das Vorhandensein mehrerer perfluorierter Carbon- und Sulfonsäuren, was die Ergebnisse der bildgebenden RFA-Methode weiter unterstützt. Daher kann die XANES Methode, obwohl sie synchrotronbasiert ist, zu weiteren wichtigen analytischen Untersuchungen des globalen PFAS-Problems beitragen.
Taking a Look at the Surface: µ-XRF Mapping and Fluorine K-edge µ-XANES Spectroscopy of Organofluorinated Compounds in Environmental Samples and Consumer Products
Philipp Roesch, Christian Vogel, Philipp Wittwer, T. Huthwelker, C. Borca, Thomas Sommerfeld, Stephanie Kluge, Christian Piechotta, Ute Kalbe, Franz-Georg Simon
veröffentlicht in Environmental Science: Processes & Impacts, Seiten 1-12