Zuverlässige Bestimmung von TFA aus deutschen Gras- und Ackerböden
Quelle: BAM
Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) zählen aufgrund ihrer herausragenden Persistenz zu den größten umweltchemischen Herausforderungen unserer Zeit. Besonders Trifluoressigsäure (TFA), die kleinste perfluorierte Carbonsäure, rückt zunehmend in den Fokus, da sie extrem stabil ist, weltweit nachweisbar ist und ihre Umweltkonzentrationen weiter zunehmen. Dennoch ist bislang wenig darüber bekannt, wie sich TFA in Boden, dem zentralen Umweltkompartiment an der Schnittstelle zwischen Atmosphäre, Wasser und Pflanzen, verhält. Ein wesentlicher Grund dafür ist das Fehlen robuster und vergleichbarer analytischer Methoden.
Unsere Studie trägt dazu bei, diese Lücke zu schließen. Sechs in der Literatur beschriebene Verfahren zur Bestimmung von TFA in Böden wurden systematisch verglichen und ihre Schwächen offengelegt. Auf dieser Grundlage wurde eine neue, robuste Probenaufbereitung entwickelt und validiert. Die Methode kombiniert Isotopenverdünnung mit hydrophiler Interaktionschromatographie und Tandem-Massenspektrometrie (HILIC-MS/MS) und erreicht hohe Wiederfindungsraten (104%), eine sehr niedrige Nachweisgrenze (0,015 ng/g) sowie eine zuverlässige Quantifizierungsgrenze (0,045 ng/g).
Angewendet wurde das Verfahren auf 100 Bodenproben aus Gras- und Ackerflächen in ganz Deutschland. Die Ergebnisse zeigen: TFA ist allgegenwärtig. Die gemessenen Konzentrationen lagen zwischen 0,2 und 14 ng/g Boden, mit teils deutlich erhöhten Werten an einzelnen Standorten. Weder die Landnutzung noch die geografische Lage erklärten die Unterschiede, eventuell jedoch die bodenphysikalischen Eigenschaften. Eine statistische Auswertung ergab eine schwache, aber konsistente Korrelation mit der Trockenrohdichte. Dies weist auf eine erhöhte Bindung von TFA in humusreichen, gut durchlässigen Böden hin. Dabei erscheint Niederschlag als wahrscheinlicher Eintragspfad.
Die Ergebnisse bilden die bislang umfassendste Datengrundlage zur TFA-Belastung deutscher Böden. Sie zeigen, dass Böden nicht nur als Senke für TFA fungieren, sondern auch eine Schlüsselrolle für dessen langfristige Verteilung in der Umwelt spielen. Gleichzeitig machen sie deutlich, dass weitere Einflussfaktoren bislang ungeklärt sind. Die Studie unterstreicht somit die Notwendigkeit verbesserter Monitoringstrategien und bildet eine zentrale Grundlage für zukünftige Risikobewertungen dieser „ewigen Chemikalie“.
Approaches towards sensitive and reliable determination of trifluoroacetic acid (TFA) from German grass- and farmland soils
Juliane Scholl, Emelie Meiers, Tatjana Mauch, Jan Lisec, Thomas Sommerfeld, Karlheinz Weinfurtner, Hajo Haase, Matthias Koch
Chemosphere, Volume 382, August 2025