PFAS Analytik

Für die Bestimmung von per- und polyfluorierten Chemikalien (PFAS) in Wasser, Schlamm, Kompost und Boden liegen genormte Analysenverfahren vor (DIN 38407-42 bzw. DIN 38414-14, ISO 21675 und der Normentwurf DIN EN 17892). Die Stoffauswahl der Verfahren unterscheidet sich in Bezug auf weitere untersuchte PFAS, während die Grundauswahl an Säuren bzw. Sulfonsäuren gleich ist. Durch die Labore des LANUV wurden die ursprünglichen DIN Verfahren um weitere PFAS erweitert und umfasst die in Tabelle 1 aufgeführten Einzelsubstanzen, die sich für die Bewertung von Umweltproben als relevant erwiesen haben.

Die Bestimmung der PFAS kann über verschiedene Verfahren erfolgen. So stehen die Festphasenextraktion (SPE) und Direktinjektion zur Verfügung. Für Feststoffproben wie zum Beispiel Böden kann die Extraktion auch durch Ultraschall erfolgen. Die Messung der verschiedenen PFAS erfolgt mittels HPLC-MS/MS, kann jedoch insbesondere auch bei Schadensfällen unter Zuhilfenahme von hochauflösender Massenspektrometrie erfolgen.

Speziell im Bereich Abwasser- und Brandfalluntersuchung setzt das LANUV auch auf die Methode der Umwandlung unbekannter Precursor-PFAS in bekannte PFAS, den sogenannten Total Oxidizable Precursor assay (TOP Assay).

Die Methoden der Direktinjektion wie auch der TOP Assay befinden sich aktuell in der Normung auf nationaler und europäischer Ebene, bei welcher die Labore des LANUV intensiv mitarbeiten.

Die unteren Anwendungsgrenzen für die einzelne Substanz betragen bei der Untersuchung von Wasser 10 ng/l bzw. 25 ng/l bei Abwasser und 2,5 µg/kg Trockenmasse bei Feststoffen. Da neben den unverzweigten Verbindungen teilweise auch verzweigte Isomere auftreten, legen die Verfahren eine Konvention zur Quantifizierung des Gesamtgehalts aller Isomere fest.

Unter Berücksichtigung besonderer Fragestellungen und dem Wissen über die ubiquitäre Verbreitung von PFAS (Stichwort Blindwerte), lassen sich auch Bestimmungsgrenzen von 1 ng/L erreichen. In diesem Fall steigen die Anforderungen an die qualitätssichernden Maßnahmen jedoch überproportional an.

Tabelle 1: Umfang der im LANUV gemessenen PFAS

Stoffname	Abkürzung	Matrix	Summenformel	Rel. molare Masse	CAS-Nr
Perfluorcarbonsäuren
Perfluorbutansäure	PFBA	AW, GW, OW, F	C₄HF₇O₂	214,04	375-22-4
Perfluorpentansäure	PFPeA	AW, GW, OW, F	C₅HF₉O₂	264,05	2706-90-3
Perfluorhexansäure	PFHxA	AW, GW, OW, F	C₆HF₁₁O₂	314,05	307-24-4
Perfluorheptansäure	PFHpA	AW, GW, OW, F	C₇HF₁₃O₂	364,06	375-85-9
Perfluoroktansäure inkl. Isomere	PFOA	AW, GW, OW, F	C₈HF₁₅O₂	414,07	335-67-1*
Perfluornonansäure	PFNA	AW, GW, OW, F	C₉HF₁₇O₂	464,08	375-95-1
Perfluordekansäure	PFDA	AW, GW, OW, F	C₁₀HF₁₉O₂	514,08	335-76-2
Perfluorundekansäure	PFUdA	AW, GW, OW, F	C₁₁HF₂₁O₂	564,09	2058-94-8
Perfluordodekansäure	PFDoA	AW, GW, OW, F	C₁₂HF₂₃O₂	614,1	307-55-1
Perfluortridekansäure	PFTrA	AW, GW, F	C₁₃HF₂₅O₂	664,1	72629-94-8
Perfluorsulfonsäuren
Perfluorbutansulfonsäure inkl. Isomere	PFBS	AW, GW, OW, F	C₄HF₉O₃S	300,1	375-73-5*
Perfluorpentansulfonsäure inkl. Isomere	PFPeS	AW, GW, F	C₅HF₁₁O₃S	350,11	2706-91-4*
Perfluorhexansulfonsäure inkl. Isomere	PFHxS	AW, GW, OW, F	C₆HF₁₃O₃S	400,12	355-46-4*
Perfluorheptansulfonsäure inkl. Isomere	PFHpS	AW, GW, OW, F	C₇HF₁₅O₃S	450,12	375-92-8*
Perfluoroctansulfonsäure inkl. Isomere	PFOS	AW, GW, OW, F	C₈HF₁₇O₃S	500,13	1763-23-1*
Perfluornonansulfonsäure inkl. Isomere	PFNS	AW, GW, F	C₉HF₁₉O₃S	550,14	68259-12-1*
Perfluordekansulfonsäure inkl. Isomere	PFDS	AW, GW, OW, F	C₁₀HF₂₁O₃S	600,15	335-77-3*
Perfluorundekansulfonsäure inkl. Isomere	PFUdS	AW, GW, F	C₁₁HF₂₃O₃S	650,14	749786-16-1*
Perfluordodekansulfonsäure inkl. Isomere	PFDoS	AW, GW, F	C₁₂HF₂₅O₃S	700,15	79780-39-5*
Perfluortridekansulfonsäure inkl. Isomere	PFTrS	AW, GW, F	C₁₃HF₂₇O₃S	750,16	791563-89-8*
Weitere PFAS
H₄-Perfluorhexansulfonsäure	4:2 FTS	AW, GW, OW, F	C₆H5F₉O₃S	328,15	757124-72-4
H₄-Perfluoroktansulfonsäure	6:2 FTS (H₄PFOS)	AW, GW, OW, F	C₈H₅F13O₃S	428,17	27619-97-2
H4-Perfluordekansulfonsäure	8:2 FTS	AW, GW, OW, F	C₁₀H₅F₁₇O₃S	528,18	39108-34-4
Capstone A	Capstone A (DPOSA)	AW, F	C₁₃H₁₇F₁₃N₂O₃S	528,33	80475-32-7
Capstone B	Capstone B (CDPOS)	AW, F	C₁₅H₁₉F₁₃N₂O₄S	570,37	34455-29-3
Perfluoroktansulfonamid	PFOSA	AW, F	C₈H₂F₁₇NO₂S	499,14	754-91-6
4,8-Dioxa-3H-perfluornonansäure	DONA	AW, F	C₇H₂F₁₂O₄	378,07	919005-14-4
Hexafluorpropylenoxid Dimersäure	HFPO-DA (Gen-X)	AW, F	C₆HF₁₁O₃	330,05	13252-13-6
9-Chlorhexadekafluor-3-oxanonan-1-sulfonsäure	9Cl-PF3ONS	AW, F	C₈HClF₁₆O₄S	532,58	756426-58-1
11-Chloreicosafluor-3-oxaundekan-1-sulfonsäure	11Cl-PF3OUdS	AW, F	C₁₀HClF₂₀O₄S	632,60	763051-92-9

*CAS-Nummer des linearen Isomers

Abkürzungen: AW = Abwasser, GW = Grundwasser, OW = Oberflächenwasser, F = Feststoff