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Entwicklung eines fluorspezifischen Gruppenparameters EOF für Boden und weitere Feststoffmatrices

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Beschreibung

Um Aussagen über die Höhe der bislang mit der Einzelsubstanzanalytik auf bekannte per- und polyfluorierte Verbindungen (PFAS) nicht erfassbaren Gehalte an Organofluor in Böden zu erhalten, wurde in diesem Vorhabens ein Analysenverfahren mit dem Titel EOF (extrahierbares organisch gebundenes Fluor) erarbeitet, das unabhängig von der Verfügbarkeit von Analysenstandards von Zielverbindungen ist.

Basierend auf einer ausführlichen Literaturrecherche wurden verschiedene Verfahrensvarianten zur Bestimmung des EOF geprüft und ein Verfahren festgelegt. Es basiert auf der zweifachen Extraktion (Ultraschall und Vortexmischen) des Bodens oder eines anderen Feststoffs mit Methanol, gefolgt von einem Clean-up-Schritt zur Entfernung des anorganischen Fluorids aus dem Extrakt. Der verbleibende Organofluorgehalt wird als EOF definiert und durch Verbrennungsanalyse gekoppelt mit der Ionenchromatografie (Combustion Ion Chromatography, CIC) als Fluorid bestimmt. Diese Methode weist eine Bestimmungsgrenze von 50 µg/kg TS auf und ist geeignet, eine Priorisierung von PFAS-belasteten Flächen für weitere Detailuntersuchungen zu treffen.

Der Vergleich der Einzelsubstanzanalytik auf PFAS einschließlich zweier homologer polyfluorierter Phosphatdiester (6:2 und 8:2 diPAP) zeigte, dass in allen Fällen, in denen ein positives Messergebnis für das EOF resultierte, die Summe des Organofluors aus bekannten Einzelverbindungen zum Teil erheblich vom EOF abwich. Der nicht erklärbare Anteil lag in der Mehrzahl der untersuchten Proben in der Größenordnung zwischen etwa 40 % bis zu über 90 %. Dies impliziert die Anwesenheit weiterer, nicht bekannter Organofluorverbindungen. Dabei könnte es sich um sog. Präkursoren, also derzeit mit der Einzelsubstanzanalytik nicht erkannte fluorierte Verbindungen handeln, die im Boden vorhanden sind und zu messbaren perfluorierten Endprodukten abgebaut werden können. Die inzwischen in einigen belasteten Flächen aus dem Raum Baden-Baden/Rastatt nachgewiesenen zwei Vertreter der diPAP zeigen, dass hier zumindest diese Stoffklasse einen bedeutenden Anteil am EOF haben kann, da es noch eine Reihe weiterer Homologe gibt, für die jedoch nur für sehr wenige analytische Standards zur Verfügung stehen. Dass diese Stoffklasse - wenn auch nicht vollständig - mit der erarbeiteten Methode erfasst wird, ergaben Wiederfindungsversuche für eine Auswahl fluorierter Referenzverbindungen. Hiernach wird das organisch gebundene Fluor der untersuchten diPAP und triPAP sowie des diSAmPAP, die als aktive Wirkstoffe in Produkten zur Papierimprägnierung enthalten waren, zu etwa 30 % bis 90 % analytisch erfasst. Diese Fluor-Wiederfindungen wurden in diesem Bericht bei der Ermittlung des nicht erklärbaren EOF-Anteils noch nicht eingerechnet. Berücksichtigt man die Fluor-Wiederfindungen der nachgewiesen diPAP, ergibt sich ein noch etwas größerer Anteil an nicht erklärbarem EOF.

Anhand der auf EOF und PFAS untersuchten Proben aus dem Raum Baden-Baden/Rastatt und dem Raum Mannheim wurde eine gute Korrelation zwischen dem EOF und der Summe des Organofluors aus bekannten PFAS gefunden.

Metadaten

TitelEntwicklung eines fluorspezifischen Gruppenparameters EOF für Boden und weitere Feststoffmatrices 
Stand 2017 
Seitenzahl58 
Förderkennzeichen L7515008

 

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