Measurement of TOC in Perfluorochemical (PFOS) Solution

Význam tématu

Analýza perfluorovaných organických sloučenin, jako je perfluoroktansulfonát (PFOS), je klíčová pro monitorování životního prostředí a hodnocení rizik. PFOS je vysoce stabilní molekula s pevnými vazbami C–F, která se hromadí ve vodních médiích a biologických organismech. Tradiční mokrá oxidační metoda TOC často nedokáže úplně rozložit PFOS, proto je důležité ověřit vhodnost alternativních přístupů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo srovnat účinnost dvou typů analyzátorů celkového organického uhlíku (TOC) při měření PFOS ve vodných roztocích: vysokoteplotní katalytickou kompresní spalovací metodu (TOC-LCPH) a mokrou chemickou oxidaci s UV zářením (TOC-VWS). Studie se zaměřila na kvantitativní stanovení PFOS při hladinách 10 mg/L a 5 mg/L.

Použitá metodika a instrumentace

Pro obě metody byla připravena standardní vodní roztoková řada PFOS (10 mg/L a 5 mg/L), odpovídající koncentrace uhlíku 1,921 mgC/L a 0,961 mgC/L. V důsledku pěnění vzorku se aplikovala metoda TC-IC (Total Carbon – Inorganic Carbon).

• Analyzátor TOC-LCPH: vysokoteplotní katalytické spalování při 680 °C, standardní katalyzátor.
• Analyzátor TOC-VWS: mokrá oxidace pomocí kyselého persulfátu, UV záření a zahřátí.
• Kalibrace TC: 2bodová (0–3 mgC/L fenhalát draselný).
• Kalibrace IC: 2bodová (0–3 mgC/L roztok sodného uhličitanu/uhličitanu sodného).

Hlavní výsledky a diskuse

Vysokoteplotní spalovací metoda TOC-LCPH dosáhla velmi dobré shody teoretických a naměřených hodnot TOC (1,898 vs. 1,921 mgC/L pro 10 mg/L PFOS a 0,959 vs. 0,961 mgC/L pro 5 mg/L). Měření mokrou oxidací TOC-VWS vedlo k výrazně nižším naměřeným TOC (0,085 mgC/L a 0,079 mgC/L), což poukazuje na nedostatečnou oxidační sílu pro PFOS. Rozdíl ukazuje, že mokrá chemická oxidace nestačí pro analýzu vysoce perzistentních organofluorovaných látek.

Přínosy a praktické využití metody

- Vysokoteplotní spalovací metodika nabízí přesné a spolehlivé stanovení PFOS i dalších perfluorovaných sloučenin.
- Metoda je vhodná pro kvalitativní i kvantitativní analýzu ve vodách, kalu a životním prostředí.
- Výsledky podporují použití TOC-LCPH v laboratořích zaměřených na kontrolu znečištění a QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

- Rozšíření vysokoteplotní spalovací metody na další perfluorované organické polutanty (PFAS).
- Integrace TOC analyzátorů s hmotnostní spektrometrií pro selektivní detekci jednotlivých PFAS.
- Vyvíjení ekologičtějších oxidačních činidel a katalyzátorů pro mokrou oxidaci.
- Automatizace přípravy vzorků a on-line monitorování ve vodohospodářských provozech.

Závěr

Studie prokázala, že vysokoteplotní katalytické spalování (TOC-LCPH) poskytuje přesné a opakovatelné výsledky pro stanovení PFOS ve vodných roztocích, zatímco mokrá chemická oxidace (TOC-VWS) je pro tento typ analýzy nedostatečná. Pro spolehlivou detekci perfluorovaných látek je preferována metoda spalovací.

Reference

• Shimadzu Corporation. Application Note LAAN-A-TC-E031: Total Organic Carbon Analysis – Measurement of TOC in Perfluorochemical (PFOS) Solution. First Edition, June 2015.