Monitoreo de PFAS en fuentes de agua

Sustancias perfluoroalquiladas y polifluoradas (PFAS), un grupo de miles de moléculas orgánicas, se utilizan ampliamente en diferentes industrias (por ejemplo, como surfactantes para espumas formadoras de películas o como agentes de impregnación para envases) [1,2]. Debido a su extrema persistencia, se les llama «químicos eternos», acumulándose en el ambiente y biomagnificándose [3]. Los impactos negativos sobre la salud han obligado a los organismos gubernamentales y de normalización a tomar medidas contra los PFAS más dañinos. La determinación del parámetro suma no objetivo AOF (flúor orgánico adsorbible, también llamado flúor unido orgánicamente adsorbible) es una forma fácil y directa de detectar PFAS. AOF es un parámetro suma que cubre un amplio espectro de organofluorados. Basándose en el mismo principio, es decir, la adsorción de flúor orgánico en un cartucho de carbón, la combustión pirohidrolítica y la determinación de flúor mediante cromatografía iónica, los organismos de normalización de EE. EPA (EE. UU.) Las normas EPA (Método 1621), DIN (DIN 38409-59) e ISO (ISO/DIS 18127) desarrollaron enfoques analíticos apropiados para estimar un nivel de detección de PFAS «totales» en matrices acuosas. Esta nota de aplicación se centra en el enfoque analítico descrito para el análisis AOF mediante la combinación pirohidrolítico combustión y cromatografía iónica (CIC). 

El carbón activado que contiene todo el flúor unido orgánicamente adsorbible se analiza mediante combustión pirohidrolítica. El sistema CIC consta de un muestreador automático para muestras sólidas, un módulo de combustión, un módulo de absorción y un cromatógrafo de iones (CI) (Figura 1).

El muestreador automático transfiere automáticamente las navecillas de muestra de cerámica al módulo de combustión, donde se queman a 1050 °C. Con la corriente de gas, el flúor volatilizado (junto con otros halógenos y azufre) se transfiere al módulo absorbente 920 y se absorbe en la fase acuosa. El manejo automatizado y preciso de líquidos se realiza utilizando Dosinos para transferir la muestra acuosa al IC (930 Compact IC flex) para su análisis. Para mantener bajos los niveles de fondo y los límites de detección del flúor, es esencial utilizar reactivos químicos que tengan al menos un grado de pureza «por análisis».

La separación del fluoruro (tiempo de retención 6,2 minutos) de otros halógenos se consigue en una columna de separación Metrosep A Supp 5 - 250/4.0 en combinación con A Supp 5 Guard/4.0 (Figura 2).

La producción automatizada de eluyentes con el módulo de producción de eluyentes 941 permite el funcionamiento continuo y casi sin supervisión del CIC, lo que aumenta el rendimiento general y la eficiencia del análisis.

La calibración (0,01–0,5 mg/L) se realizó automáticamente a partir de una solución estándar (fluoruro de sodio, 0,5 mg/L) aplicando la técnica de inyección parcial de bucle inteligente (MiPT) de Metrohm. Al inyectar un estándar con diferentes volúmenes de inyección (4–200 µL), se obtiene un rango de calibración de
Se alcanzó entre 0,01 y 0,5 mg/L.

El límite de detección del método y el rendimiento del método se verificaron con materiales de referencia estandarizados (ácido 4-fluorobenzoico) y blancos (agua ultrapura), preparados de la misma manera que las muestras y analizados para determinar su contenido de AOF.

Las concentraciones finales de la muestra se calculan según la fórmula siguiente. Por lo tanto, la concentración final de AOF es la suma del contenido medido para los dos cartuchos posteriores después de la resta del blanco (Figura 2).

Todas las muestras fueron analizadas por réplicas (n = 4). Todas las aguas contenían concentraciones traza de AOF que oscilaban entre un promedio de 6,52 μg/L y 9,70 μg/L, y se encontraron concentraciones más bajas en las aguas superficiales en comparación con las aguas residuales (Tabla 1). Aunque las concentraciones de AOF son generalmente bajas y la preparación de muestras puede ser compleja, la automatización del procesamiento de muestras y el análisis garantiza una excelente repetibilidad. En las réplicas se alcanzaron RSD de 3,6–5,3% (n = 4).

Para el análisis de rutina, el blanco del método se determinó en 1,1 μg/L para AOF (basado en agua ultrapura e incluyendo todos los pasos de preparación de la muestra y combustión).