Passive Sampling for the Monitoring of PFAS in Water

Význam tématu

Per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) představují skupinu vysoce stabilních syntetických sloučenin s vynikající odolností vůči teplu, vodě a olejům. Díky svým vlastnostem jsou PFAS využívány v celé řadě průmyslových aplikací, což však vede k jejich akumulaci a perzistenci v životním prostředí. Monitorování těchto látek ve vodních systémech je klíčové pro identifikaci zdrojů kontaminace, sledování časových trendů a ochranu ekosystémů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem textu je představit rozšíření portfolia metod ALS laboratories o DGT pasivní vzorkovače pro stanovení PFAS ve vodách. Studie popisuje nasazení technologie Diffusive Gradients in Thin Layers (DGT) k získání spolehlivých časově vážených průměrných koncentrací, vhodných pro monitorování povodí, identifikaci zdrojů a posouzení dlouhodobých změn znečištění.

Použitá metodika a instrumentace

Pasivní vzorkovače DGT fungují na principu molekulární difuze analyzovaných látek skrz difuzní gel až k hydrogelu, kde jsou navázány a uchovány až do analýzy. Klíčové komponenty a postupy:

• Sampler LSNW-AP: filtrovací membrána PES (0,14 mm), difuzní agarózový gel (0,8 mm), hydrogelová vrstva jako sorpční fáze;
• Nasazení: vzorkovače upevněny v proudící vodě, minimální doba sběru 3–21 dní, zaznamenávání teploty prostředí;
• Převoz: po vyjmutí opláchnutí ultrapure vodou, transport v plastových sáčcích s kontrolovanou vlhkostí;
• Extrahování: 24 h v metanolu s 0,5 % NH4OH, koncentrování dusíkem, filtrace;
• Analytická technika: UHPLC-MS/MS s kalibrací na vnitřní standardy;
• Validace pro 14 PFAS se stanovenými difuzními koeficienty (3,46–6,46 × 10–6 cm2/s).

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda byla úspěšně validována pro čtrnáct běžných PFAS, přičemž difuzní koeficienty jednotlivých látek se pohybují v rozmezí 3,46 až 6,46 × 10–6 cm2/s. Reporting limits (LOR) při nasazení po dobu 7 dní se pohybují v rozmezí přibližně 0,26 až 15,6 ng/L. DGT vzorkovače zachycují pouze volně rozpuštěné PFAS, což odlišuje tuto techniku od klasického odběru bodových vzorků, kde jsou zahrnuty i koloidně vázané a částicové frakce.

Přínosy a praktické využití metody

Pasivní DGT vzorkovače přinášejí několik výhod:

• Získání časově vážených průměrných hodnot namísto okamžitých koncentrací;
• Jednoduchá instalace bez nutnosti napájení či údržby pump;
• Možnost dlouhodobého nasazení pro biomonitoring a hodnocení zátěže povodí;
• Vysoká reprodukovatelnost a minimalizace rušivých faktorů během odběru.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj a aplikace DGT pasivního odběru mohou zahrnovat:

• Integraci s automatizovanými záznamníky teploty a dalších parametrů;
• Rozšíření portfolia o další perzistentní organické mikrokontaminanty;
• Miniaturizaci zařízení pro odlehlé lokality a dálkové monitorování;
• Začlenění do regulačních programů sledování kvality vod.

Závěr

DGT pasivní vzorkovače představují robustní a efektivní přístup k monitorování PFAS ve vodách. Díky integrativnímu odběru nabízejí spolehlivé časově vážené průměrné koncentrace volně rozpuštěných látek a významně doplňují tradiční spot sampling. Další výzkum a implementace této technologie podpoří ochranu vodních ekosystémů a udržitelná rozhodnutí ve vodohospodářství.

Reference

1. Zhou Fang et al. Development and Applications of Novel DGT Passive Samplers for Measuring 12 Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Natural Waters and Wastewaters. Environmental Science & Technology. 2021, 55(14):9548–9556.
2. Booij K., Smedes F., van Weerlee E. Passive Sampling in Regulatory Chemical Monitoring of Nonpolar Organic Compounds in the Aquatic Environment. Environmental Science & Technology. 2016, 50(1):3–17.
3. DGTR Research. Organic analytes. https://www.dgtresearch.com/organic-analytes/.