PasÍvne vzorkovAnIE prE monitoring PFAS vo vodE
download PFD
EnviroMail_13_Európa_Pasívne vzorkovanie pre monitoring PFAS vo vode
Laboratória ALS rozšírili svoje portfólio metód pre monitoring PFAS vo vodnom prostredí pomocou analýzy
pasívnych vzorkovačov DGT.
Per- a polyfluóroalkylované zlúčeniny (PFAS) sú syntetické látky so silnou C−F väzbou. Vzhľadom na ich tepelnú stabilitu, hydrofóbne aj oleofóbne vlastnosti a vysokú povrchovú aktivitu majú široké využitie v priemyselných produktoch. Kvôli ich perzistencii, bioakumulačnému potenciálu a schopnosti diaľkového prenosu, sú PFOS, PFOA a ďalšie PFAS vo vodnom ekosystéme monitorované s cieľom identifikovať zdroje a zhodnotiť časové trendy. Pre tieto účely, možno využiť techniku založenú na vzorkovaní pomocou difúzneho gradientu v tenkej vrstve (DGT), ktorá poskytuje spoľahlivú, časovo váženú priemernú koncentráciu analytov a je tak ideálnym nástrojom pro monitoring povodia a identifikáciu zdrojov kontaminácie.
ALS laboratóriá majú rozsiahle a dlhodobé skúsenosti v oblasti PFAS analýz predovšetkým vo vzorkách vôd a zemín a disponujú širokou ponukou metód (viz EnviroMails_Európa č. 01, 02 a 10).
Pasívne vzorkovanie
Pasívne vzorkovanie je založené na samovoľnej difúzii molekúl analytov cez difúznu vrstvu do sorbentu. Oproti aktívnemu vzorkovaniu (pod tlakom), pasívne vzorkovače nevyžadujú dodávku elektrickej energie, neobsahujú žiadne mechanické pohyblivé časti a sú jednoduché na používanie (žiadna manipulácia s pumpou, alebo kalibrácia zariadenia). Po vzorkovaní sú sorbované analyty uvoľnené zo sorbentu a kvantifikované s využitím širokej škály analytických techník. Pasívne vzorkovače naakumulujú množstvo cieľových látok odrážajúcich priemernú, časovo váženú koncentráciu za danú dobu vzorkovania.
S ohľadom na postup prípravy vzorky u daného laboratória, umožňuje tzv. BODOVÉ vzorkovanie analýzu ako celkovo rozpustenej (voľné i koloidne viazané látky schopné prechodu cez filter), tak celkovej koncentrácie (voľné i koloidne viazané látky + viazané na častice). Oproti bodovému vzorkovaniu, PASÍVNE umožňuje merať iba koncentrácie voľne rozpustených látok.
DGT vzorkovače
DGT vzorkovače sa skladajú z troch hlavných komponentov: hydrogélová vrstva, difúzna gélová vrstva a filtračná membrána (viď. Obrázok 2). Zatiaľ čo hydrogélová vrstva tvorí väzobné miesto pre cieľové analyty, difúzna gélová vrstva sprostredkováva kontrolovanú difúziu analytov k tomuto väzobnému miestu, kde analyty zostávajú imobilizované po celú dobu vzorkovania.
Vzorkovanie a analýza vzoriek
DGT vzorkovače sú vhodné pre všetky typy vodných vzoriek (sladkovodná, morská či odpadová voda). Pri vzorkovaní sú DGT vzorkovače, upevnené pomocou rybárskeho vlasca, ponorené do tečúcej/pohyblivej vody. Po vybratí zo vzorkovacieho prostredia a umytí ultra-čistou vodou, sú DGT vzorkovače prevezené do laboratória v plastovom vrecku pre zachovanie vlhkého prostredia.
V laboratoři jsou exponované vzorkovače vyjmuty z plastových sáčků, rozebrány a vazebná hydrogelová vrstva je oddělena od zbylých částí. Tato vrstva je následně extrahována 24 hodin, plně
ponořená do metanolu obsahujícího 0,5 % NH4OH. Extrakt je zkoncentrován pomocí dusíku, zfiltrován a analyzován pomocí UHPLC-MS/MS (ultra-účinné kapalinové chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií). Identifikace a kvantifikace cílových PFAS je založena na kalibraci s využitím vnitřního standardu. Validovaná metoda obsahuje celkem 14 PFAS analytů, pro které jsou výrobcem specifikovány difúzní koeficienty (D), viz. Tabulka 2.
Záver
Pasívne vzorkovanie, predovšetkým s využitím DGT vzorkovačov, zaisťuje užitočný prístup pre dynamické posúdenie kvality vody v čase. Prekonaním niektorých limitácií konvenčného bodového vzorkovania, DGT vzorkovače prispievajú k oveľa obsiahlejšiemu a presnému zhodnoteniu kvality vody. Získané dáta je možné použiť pre efektívne rozhodovanie sa pri ochrane životného prostredia. Nadväzujúci výskum a integrácia metód pasívneho vzorkovania do monitoringu bude nepochybne hrať dôležitú úlohu pri ochrane vodného ekosystému.
Súvisace EnviroMaily:
- EnviroMail_01_Európa: PFAS ve vodách: Rozsah analýz a súčasný stav legislatívy - (Máj 2023)
- EnviroMail_02_Európa: Odporúčania na odber vzoriek PFAS s cieľom maximalizovať kvalitu údajov - (Máj 2023)
- EnviroMail_10_Európa: PFAS: Večné chemikálie v pôdě - November 2023
Literatúra
- https://www.dgtresearch.com/organic-analytes/
- Development and Applications of Novel DGT Passive Samplers for Measuring 12 Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Natural Waters and Wastewaters; Zhou Fang, et al.; Environmental Science & Technology 2021 55 (14), 9548-9556.
- Passive Sampling in Regulatory Chemical Monitoring of Nonpolar Organic Compounds in the Aquatic Environment; Kees Booij, et al.; Environmental Science & Technology 2016, 50, 1, 3-17 (Critical Review)