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Artikel und Hintergründe zum Thema

Blick auf Komponenten in der analytischen HPLC

PFAS in Trinkwasser bestimmen

Der Autor beschreibt Anforderungen der aktuellen EU-Trinkwasserrichtline in Bezug auf Perfluoralkyl- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) und stellt Komponenten für die HPLC speziell in der PFAS-Analytik vor. Denn bei Untersuchungen auf PFAS-Gehalte könnten PFAS aus Materialien, die im Analyseprozess verwendet werden, in die Proben gelangen.

Perfluoralkyl- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) finden in der Industrie vielseitige Anwendung, z. B. als Flammschutzmittel, in Lebensmittelverpackungsmaterialien oder Beschichtungen für Textilien und Haushaltswaren. PFAS haben eine besondere Hitzebeständigkeit, sind öl- und wasserabweisend sowie chemisch und thermisch stabil, beständig gegen UV-Licht und witterungsbeständig. Über nicht geregelte End-of-Lifetime-Prozesse oder unsachgemäßen Gebrauch können diese Substanzen in die Umwelt geraten. Aufgrund ihres anthropogenen Ursprungs und ihrer beschriebenen Eigenschaften können PFAS nur langsam abgebaut werden und reichern sich folglich in der Natur an.

© Hyrma/stock.adobe.com

Unter der Stoffgruppe der PFAS (mehr als 10 000 Substanzen) befinden sich unter anderem Substanzen, welche im Verdacht stehen, der Gesundheit des Menschen schaden zu können. Da die Hauptquelle für die Aufnahme von PFAS durch den Menschen das Trinkwasser darstellt, gilt dessen Untersuchung auf Gehalte an PFAS als unerlässlich. Am 12. Januar 2021 wurde die neue EU-Trinkwasserrichtlinie [1] beschlossen, welche im Januar 2023 in nationales Recht der Mitgliedsstaaten umgesetzt werden sollte. (Die neu gefasste Trinkwasserverordnung, mit der Inhalte der EU-Trinkwasserrichtlinie umgesetzt werden, ist in Deutschland am 24. Juni 2023 in Kraft getreten [2].) Für die Bestimmung der in der EU-Trinkwasserrichtline beschriebenen 20 PFAS-Verbindungen sollte eine Nachweisgrenze von 1 ng/l und niedriger möglich werden [3]. Als Grenzwert für die Summe dieser 20 Einzelsubstanzen wurde 0,1 µg/l festgelegt. Für die Gesamtheit aller per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen soll ein Wert von 0,5 µg/l nicht überschritten werden. Der Nachweis, dass diese Grenzwerte eingehalten werden, stellt die Analytik vor eine große Herausforderung an die Empfindlichkeit. Um die in der Richtlinie festgesetzten Grenzwerte für PFAS zu überprüfen und deren Nicht-Überschreitung bzw. Einhaltung zu belegen, ist es zweckmäßig, den Prozess ganzheitlich zu betrachten, um die externen Einflussfaktoren zu minimieren und korrekte Blindwerte in der Analytik zu erhalten. Denn eine Blindwerterhöhung durch Stoffe, die aus Materialien von Komponenten, die im analytischen Prozess (einschließlich Probenvorbereitung) zum Einsatz kommen, stellt ein Problem im Hinblick auf korrekte Analysenergebnisse dar.

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So muss der Anwender auch in der analytischen Flüssigchromatographie stets alle medienberührenden Komponenten des gesamten Prozesses im Blick haben. Um für sicheres Lösungsmittelhandling gleichzeitig dem Anspruch an eine sensitive Analytik gerecht zu werden, wurde bei Bohlender unter der Produktmarke "b.safe" eine spezielle Verschlusskappe entwickelt: Die "b.safe Cap PFAS-Analytik". Dabei handelt es sich um ein genau abgestimmtes System für die Entnahme von Lösungsmitteln für die HPLC im Rahmen der PFAS-Analytik. Für die Konstruktion sämtlicher Komponenten dieser Kappen wurden Hochleistungskunststoffe gewählt, welche frei von Polyhalogenolefinen sind, damit Materialbestandteile der Caps keine Blindwerterhöhungen verursachen.

Das Verschlusssystem für HPLC-Anwendungen „b.safe Cap PFAS-Analytik“ wird aus halogenfreien Materialien gefertigt. © Bohlender/b.safe

Um bei der Entnahme von Lösungsmitteln oder Gemischen aus den Eluenten-Flaschen den entstehenden Unterdruck auszugleichen, wurde vom "b.safe"-Entwicklungsteam ein Belüftungsventil konstruiert, das auf die PFAS-Analytik zugeschnitten ist. Denn hierfür ist es von großer Bedeutung, dass im Vergleich zu herkömmlichen Belüftungsventilen keine PTFE-Membran verwendet wird, sondern stattdessen eine Membran, die keine Polyhalogenolefine enthält. Auch bei anderen Komponenten im analytischen Chromatographie-Prozess wie den zur Förderung von Lösungsmitteln oder Gemischen eingesetzten Kapillaren sowie Blindstopfen und Fittings zur Fixierung solcher Kapillaren müssen bestimmte Anforderungen an das Material erfüllt werden. Daher bestehen die "b.safe"-Kapillaren für den Einsatz in der Chromatographie rund um PFAS aus Polyetheretherketon (PEEK). Diese können mit Hilfe von Spezial-Fittings aus Polyethylen dicht an der entsprechenden Cap zur Entnahme fixiert werden. Ein frei drehbarer Einsatz aus reinem Polypropylen macht ein leichtes Auf- und Abschrauben ohne Verzwirbelung von angeschlossenen Kapillarschläuchen möglich.

Literatur / Quellen:
[1] Directive (EU) 2020/2184 (Trinkwasserrichtlinie):https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2020/2184/oj
[2] https://www.recht.bund.de/bgbl/1/2023/159/VO.html
[3] Empfehlung des Umweltbundesamtes:Umgang mit per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) im Trinkwasser (August 2020); http://www.umweltbundesamt.de

AUTOR
Silas Bohlender
Bohlender GmbH, Grünsfeld
Tel.: 09346/9286-0
[email protected]
www.bohlender.de
www.bsafe.de

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