4 for all?
PFAS-Nachweis in Wasser über Summenparameter
Es gibt Tausende verschiedene PFAS, und alle sind äußerst robust und prädestiniert, sich in der Umwelt anzureichern. Wie deckt man den Nachweis einer so vielfältigen Stoffgruppe analytisch ab? Der Schlüssel liegt in Summenparametern und Non-Target-Screenings.
Wer sich mit Trinkwasseranalytik beschäftigt, kommt um sie nicht mehr herum: PFAS (per- and polyfluoroalkyl substances), beschäftigen Behörden und Labore weltweit und bringen neue Herausforderungen für die Analytik mit. Die sogenannten Ewigkeitschemikalien umfassen über 10 000 verschiedene Verbindungen. Für den Nachweis kommt oft die konventionelle LC-MS/MS-Analytik zum Einsatz. So hat die US-amerikanische Umweltschutzbehörde EPA drei Methoden publiziert, mit denen sich 29 PFAS in Trinkwasser nachweisen lassen (EPA 533, 537 und 537.1) [1]. Während solche Analysen hochempfindlich und quantitativ sind, haben sie den Nachteil, dass sie ausschließlich auf zuvor ausgewählte Analyten testen. Sich lediglich auf Einzelstoffe zu konzentrieren, ist aber oft zu kurz gedacht.
Hier kommen Non-Target-Methoden ins Spiel, bei denen auf allgemeine Merkmale geprüft wird – bei PFAS etwa der EOF-Wert (extractable organically bound fluorine). Eine Studie an Oberflächenwasser deutscher Flüsse demonstrierte die Bedeutung der Non-Target-Analytik [2]. Die Forscher testeten Wasserproben mit klassischer LC-MS/MS sowie mit EOF-Summenparametern, ermittelt durch hochauflösende Molekülabsorptionsspektrometrie (HR-CS-GFMAS). Das Ergebnis: Lediglich 14 Prozent des per EOF bestimmten Fluorgehalts konnten mit Target-Analysen zugeordnet werden. Über 85 Prozent der Fluorverbindungen blieben bei der Target-Analytik unentdeckt. Diese analytische Lücke wirft die Frage auf, warum sich die Routineanalytik dennoch auf wenige Zielsubstanzen beschränkt.
Summenparameter als pragmatische Lösung
Der Fokus auf etablierte Summenparameter wie PFAS-4 oder PFAS-20 hat pragmatische Gründe: Für diese Verbindungen existieren validierte Analysemethoden, Standards und toxikologische Bewertungen [3]. Für die Summe PFAS-4 wird ab 12. Januar 2028 ein gesetzlicher Grenzwert in der Trinkwasserverordnung gelten. Die vier enthaltenen Stoffe PFOA, PFNA, PFHxS und PFOS machen laut Umweltbundesamt etwa 50 Prozent der PFAS in der menschlichen Nahrungsaufnahme aus beziehungsweise etwa 90 Prozent der internen Körperbelastung [3]. Damit eignen sie sich als Indikator für die generelle Belastung von Wasserproben und können zeigen, wie gut Maßnahmen zur Entfernung der Ewigkeitschemikalien aus Wasser greifen.
Welche Methoden einzusetzen sind, ist eine Frage der verfügbaren Ressourcen und des Analyseziels. Für flächendeckende und vor allem vergleichbare Kontrolle sind Summenparameter wie PFAS-4 und PFAS-20 aktuell ideal. Bei der Erforschung der PFAS-Belastung braucht es aber ergänzend Non-Target-Screenings und eine angeschlossene qualitative Analytik, um unbekannte Substanzen aufzuspüren und deren Gefährdungspotenzial zu bewerten.
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Weitere Informationen zur PFAS-Analytik mittels LC-MS/MS:
https://chemiextra.com/pfas-analytik-komplexer-proben
Abkürzungen:
HR-CS-GFMAS: high-resolution continuum source graphite furnace molecular absorption spectrometry
EPA: Environmental Protection Agency
PFOA: Perfluoroctansäure
PFNA: Perfluornonansäure
PFHxS: Perfluorhexansulfonsäure
PFOS: Perfluoroctansulfonsäure
Quellen:
