Analysis of PFAS in indoor air using thermal desorption coupled to gas chromatography – mass spectrometry (TD-GC-MS/MS)

Význam tématu

Per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) patří k vysoce perzistentním organickým kontaminantům s širokým průmyslovým a spotřebním využitím. Jejich přítomnost vnitřním ovzduší představuje významný zdroj expozice a potenciální zdravotní rizika, zejména kvůli bioakumulaci perfluorooktanové kyseliny a metabolitům fluorotelomerů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout a ověřit metodiku pro simultánní stanovení 19 PFAS sloučenin ve vnitřním ovzduší kombinací tepelné desorpce (TD) a plynné chromatografie se tandemovou hmotnostní spektrometrií (GC-MS/MS). Současně byla zkoumána míra emisí PFAS z dětského nepromokavého kabátku pomocí mikrokomory µ-CTE.

Použitá instrumentace

• Markes International TD100-xr Advanced s ISDP doplňováním interního standardu.
• Thermo Scientific TRACE 1610 GC se sloupcem TraceGOLD TG-200MS (30 m × 0,25 mm × 1,0 µm).
• Thermo Scientific TSQ 9610 triple quadrupole MS s Advanced Electron Ionization (AEI) zdrojem.
• Markes International Micro-Chamber/Thermal Extractor (µ-CTE) pro simulaci emisí z pevných vzorků.

Použitá metodika

Vzorky vnitřního ovzduší odebírané na specializovaných PFAS trubicích (20–70 L) byly obohaceny toluen-d8 interním standardem vnitřního proudu. Tepelná desorpce probíhala při 300 °C a vyloučený analyzát byl zachycen refokusní pastí bez kryogenního média. Pro separaci byl použit lineární teplotní program z 35 °C na 280 °C. Data byla získána kombinací režimu plného skenu pro screening a načasovaného SRM pro kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse

Průměrné meze detekce činily 0,8 ng/m3 při odběru 20 L vzorku. Pracovní prostředí vykázalo nejvyšší souhrnné hladiny PFAS v chodbách (157 ng/m3), v laboratoři a kancelářích se koncentrace pohybovaly kolem 80–90 ng/m3. V rezidenční budově pod výstavbou byly detekovány PFAS úhrnně 11 ng/m3, přičemž dominovaly neutralní fluorotelomerové alkoholy. U dětského kabátku byla nejvyšší míra emise fluorotelomer alkoholu 8:2 (FOET) s rychlostí 0,131 ng/g/min.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a selektivita umožňuje stanovení PFAS na úrovni jednotek ng/m3.
• Automatizace a dvoustupňové zachycení vzorku minimalizují riziko kontaminace a ztrát.
• Metodu lze aplikovat na rutinní monitoring kvality ovzduší v průmyslových, laboratorních i rezidenčních prostředích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření sledovaných nových PFAS náhrad, standardizace emisních limitů pro stavební a spotřební materiály a integrace s online systémy kontinuálního monitoringu. Vyspělé ionizační techniky a vysokorozlišovací MS zajistí další zlepšení selektivity a kvality dat.

Závěr

Navržená metoda TD-GC-MS/MS s AEI zdrojem nabízí citlivé, selektivní a vysoce propustné řešení pro analýzu PFAS ve vnitřním ovzduší a hodnocení emisí z materiálů. Robustní workflow minimalizuje přípravu vzorků a zajišťuje spolehlivé výsledky.

Reference

1. ATSDR. Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) and Your Health; Agency for Toxic Substances and Disease Registry, CDC, 2023.
2. UNEP. Perfluorooctanoic Acid (PFOA) and Related Substances Factsheet; Secretariat of the Basel, Rotterdam and Stockholm Conventions, 2020.
3. EPA. Definition and Procedure for the Determination of the Method Detection Limit Revision 2; EPA 821-R-16-006, 2016.
4. Morales-McDevitt M.E.; et al. The air that we breathe: Neutral and volatile PFAS in indoor air. Environ. Sci. Technol. Lett., 2021, 8, 897–902.
5. Padilla-Sánchez J.A.; et al. Investigation of the best approach for assessing human exposure to PFAS through indoor air. Environ. Sci. Technol., 2017, 51, 12836–12843.