Entwicklung eines fluorspezifischen Wasserqualitätsparameters

als Werkzeug zur Identifizierung rohwasserseitiger Belastungsschwerpunkte hinsichtlich Perfluoralkyl- und Polyfluoralkylverbindungen (PFAS)

Combustion Ion Chromatography (CIC) - System zur Bestimmung von organisch gebundenem Fluor

Im Projekt wurde der summarische, wasserchemische Parameter adsorbierbares organisch gebundenes Fluor (AOF) entwickelt. Durch Vergleich mit der Einzelsubstanzanalytik lässt sich der unbekannte Anteil des Organofluors in einer Wasserprobe bestimmen.

Roh- und Trinkwasserverunreinigungen mit Per- und Polyfluoralkylverbindungen (PFAS) bereiten der Wasserversorgung seit Bekanntwerden des sog. PFT-Skandals in Nordrhein-Westfalen (PFT = Perfluorierte Tenside) im Jahr 2006 teilweise große Schwierigkeiten. Die Einzelstoffanalytik erfasst nur einige wichtige, als Schlüsselverbindungen erkannte PFAS. Aufgrund der Vielzahl der in Produkten vorkommenden fluorierten Chemikalien (z. B. Fluortenside in Feuerlöschschäumen oder fluorierte Papierchemikalien sowie deren Transformationsprodukte) wird jedoch nur ein Teil der in einem Wasser vorhandenen Organofluorchemikalien erfasst und bewertet.

Projektergebnisse:

  • Ein valider summarischer Parameter AOF (adsorbierbares organisch gebundenes Fluor, Bestimmungsgrenze: 1 µg/L) wurde entwickelt. Er basiert auf der Adsorption von Organofluorverbindungen an einer synthetischen Aktivkohle und Bestimmung des Organofluors mit der sog. Combustion-Ion Chromatography (CIC).
  • Die entwickelte Analysenmethode bildet eine der Grundlagen zur Normung eines Verfahrens zur Bestimmung von adsorbierbarem organisch gebundenem Fluor, Chlor, Brom, Iod- und Schwefel (AOF, AOCl, AOBr, AOI, AOS); DIN-Arbeitskreis NA 119-01-03-01-12 AK Arbeitskreis Ionenchromatographische Verfahren.
  • Bei orientierenden AOF-Messungen in schwach belasteten Roh- und Trinkwässern sowie in kommunalen Abwässern ergab der Vergleich des AOF mit dem aus einer parallelen PFAS-Analytik ermittelten Organofluorgehalts einen großen Anteil (>95 %) unbekannten Organofluors.
  • Im Hot Spot einer Altlast (Einsatz von fluorhaltigen Feuerlöschschäumen) waren etwa 50 % des AOF über die PFAS-Target-Analytik erklärbar.

Veröffentlichungen

A. Wagner, B. Raue, H.-J. Brauch, E. Worch, F.T. Lange (2013) Determination of adsorbable organic fluorine from aqueous environmental samples by adsorption to polystyrene-divinylbenzene based activated carbon and combustion ion chromatography. Journal of Chromatography A 1295 82-89.

F.T. Lange, S. Willach (2014) Adsorbierbares organisch gebundenes Fluor (AOF) – ein weiterentwickelter Wasserqualitätsparameter zum Aufspüren von PFC-Hotspots. energie | wasser-praxis 9/2014, 66-69.

S. Willach, H.-J. Brauch, F.T. Lange (2016) Contribution of selected perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances to the adsorbable organically bound fluorine in German rivers and in a highly contaminated groundwater, Chemosphere 145, 342–350.

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