Monitoramento de PFASs em fontes de água

Três amostras ambientais aquosas diferentes — uma de água superficial e duas de águas residuais — foram analisadas quanto ao seu conteúdo de AOF seguindo o procedimento fornecido em DIN 38409-59.

Ao contrário de outros halogênios adsorvíveis organicamente ligados (ou seja, AOCl, AOBr e AOI), é crucial para a determinação de AOF que as amostras tenham um pH neutro para evitar a absorção de flúor inorgânico. Portanto, as amostras foram preparadas adicionando 0,5 mL de uma solução de nitrato de sódio 2 mol/L a 100 mL de amostra. A adsorção de organofluorado foi obtida em carvão ativado como uma etapa automatizada de preparação de amostra (APU sim, Analytik Jena). A automação o torna um método de preparação padronizado com excelente repetibilidade e alto rendimento de amostra. Em resumo, dois cartuchos de carbono conectados em série são lavados com 100 mL de amostra com uma vazão de 3 mL/min. Após a adsorção, os dois cartuchos de carbono são lavados com 25 mL de uma solução de nitrato de sódio de 0,01 mol/L a uma vazão de 3 mL/min. Após terminar a preparação da amostra, o conteúdo completo dos dois cartuchos é transferido para dois barcos de cerâmica separados para análise por CIC.

O carvão ativado contendo todo o flúor adsorvível ligado organicamente é analisado por combustão pirohidrolítica. O sistema CIC consiste em um amostrador automático para amostras sólidas, um módulo de combustão, um módulo absorvedor e um cromatógrafo iônico (IC) (Figura 1).

O amostrador automático transfere automaticamente os recipientes de amostra para o módulo de combustão, onde são queimados a uma temperatura de 1050 °C. Com o fluxo de gás, o flúor volatilizado (junto com outros halogênios e enxofre) é transferido para o Módulo Absorvedor 920 e absorvido pela fase aquosa. O manuseio preciso e automatizado de líquidos é feito com o Dosinos, transferindo a amostra aquosa para o CI (930 Compact IC flex) para análise. Para manter o fundo e os limites de detecção de flúor baixos, é essencial usar produtos químicos limpos que tenham pelo menos o grau de pureza «por análise».

A separação do flúor (tempo de retenção de 6,2 minutos) de outros halogênios é obtida em uma coluna Metrosep A Supp 5 - 250/4.0 em combinação com a coluna A Supp 5 Guard/4.0 (Figura 2).

A produção automatizada de eluentes com o Módulo de Produção de Eluentes 941 permite a operação contínua e quase autônoma do CIC, aumentando o desempenho geral e a eficiência da análise.

A calibração (0,01–0,5 mg/L) foi realizada automaticamente a partir de uma solução padrão (fluoreto de sódio, 0,5 mg/L) aplicando a técnica de injeção de loop parcial inteligente (MiPT) da Metrohm. Uma faixa de calibração de 0,01–0,5 mg/L foi alcançada usando um padrão com diferentes volumes de injeção (4–200 μL).

O limite de detecção do método e o desempenho do método foram verificados com materiais de referência padronizados (ácido 4-fluorobenzóico) e brancos (água ultrapura) preparados da mesma forma que as amostras e analisados quanto ao seu conteúdo de AOF.

As concentrações finais da amostra são calculadas de acordo com a fórmula abaixo. Assim, a concentração final de AOF é a soma do conteúdo medido para os dois cartuchos subsequentes após a subtração do branco (Figura 2).

Todas as amostras foram analisadas em réplicas (n=4). Todas as águas continham concentrações vestigiais de AOF variando de uma média de 6,52 μg/L a 9,70 μg/L, com concentrações mais baixas encontradas em águas superficiais em comparação com águas residuais (Tabela 1). Embora as concentrações de AOF sejam geralmente baixas e a preparação da amostra possa ser complexa, a automação do processamento da amostra e da análise garante excelente repetibilidade. Para as réplicas, foram alcançados RSDs de 3,6–5,3% (n=4).

Para análise de rotina, o branco do método foi determinado como 1,1 μg/L para AOF (com base em água ultrapura e incluindo todas as etapas de preparação e combustão da amostra).

A determinação do parâmetro de soma AOF por adsorção de flúor orgânico, combustão pirohidrolítica e subsequente determinação de flúor por cromatografia de íons, conforme descrito no U.S. EPA 1621 e na EN ISO 18127, permite uma forma rápida e confiável de rastrear PFAS em diversas amostras de água. Ideal para monitoramento, essa abordagem pode servir como método complementar à análise direcionada de PFAS, abrangente, demorada e cara, realizada por exemplo por LC-MS/MS [4]. Com a possibilidade de preparo de amostra automatizado combinado com análise totalmente automatizada por CIC, essa é uma técnica simples, confiável, econômica, que economiza tempo e é direta para a análise de rotina de AOF e a estimativa de PFAS "totais".