Trifluoressigsäure (TFA) ist eine ultrakurzkettige PFAS (Per- und Polyfluoralkylsubstanz), die zur giftigsten Gruppe der Perfluoroctansäuren (PFOA) gehört (Abbildung 1) [9]. Insgesamt sind die TFA-Konzentrationen deutlich höher als die der anderen PFAS, da TFA ein Abbauprodukt dieser Stoffe ist [3]. So machte TFA beispielsweise mehr als 90 % der gemessenen Gesamtmenge an PFAS in verschiedenen analysierten deutschen Trinkwässern aus [9]. Es hat sich als ubiquitäre und persistente Substanz erwiesen, die aufgrund ihrer mangelnden Sorptionsfähigkeit eine hohe Mobilität aufweist und mehrere ökologische und rechtliche Bedenken hervorruft [3-6,10]. Die anhaltenden Emissionen von TFA führen zu einem irreversiblen Anstieg der Konzentrationen, z. B. in Regenwasser, Böden und Trinkwasser, aber auch in Humanserum, Pflanzen und pflanzlichen Lebensmitteln [3]. Die gemessenen mittleren TFA-Konzentrationen im Niederschlag erreichten 0,29 μg/L in den USA [11], 0,21 μg/L in Deutschland [1] und 0,70 μg/L in China [12]. Die mittleren TFA-Konzentrationen im Trinkwasser, die von 0,08 µg/L (USA) bis 0,5 µg/L (Schweiz) und sogar bis zu 1,5 µg/L (Deutschland) reichten, waren entweder ähnlich oder höher als die in der EU-Trinkwasserrichtlinie vorgeschlagenen Grenzwerte für PFAS im Trinkwasser (0,5 μg/L) [9,13].

Die Schwellenwerte für irreversible Wirkungen sind unklar, aber Studien zur Toxizität bei Säugetieren deuten darauf hin, dass TFA auch für die Leber und die Fortpflanzung schädlich ist [3].

Da herkömmliche Wasseraufbereitungstechnologien nur eine geringe oder gar keine Entfernungseffizienz für TFA bieten, wächst das Risiko seiner Anreicherung [3]. Daher fordern Umwelt- und Gesundheitsbehörden strengere Regulierungsmaßnahmen - wie die Beschränkung PFAS-haltiger Pestizide und fluorierter Gase -, um die weitere TFA-Bildung zu begrenzen [3,8,9].

Das deutsche Umweltbundesamt (UBA) hat für das Jahr 2020 einen gesundheitlichen Richtwert von 60 μg/L für TFA im Trinkwasser festgelegt, empfiehlt aber, 10 μg/L als Vorsichtsmaßnahme nicht zu überschreiten [14]. Andere Länder haben ähnliche Grenzwerte festgelegt, beispielsweise 9 μg/L in Dänemark und 2,2 μg/L in den Niederlanden [15,16].

Nach Erkennen der Notwendigkeit einer zuverlässigen Überwachung hat die deutsche Normungsorganisation DIN eine Norm für die TFA-Analyse entwickelt [7]. Diese Methode verwendet die Direktinjektion - Flüssigkeitschromatographie mit Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) - zur Quantifizierung von TFA im Bereich von 0,1-3,0 μg/L und wurde von 12 Labors in Deutschland und der Schweiz validiert [8].

Im Gegensatz zu den meisten Normen erlaubt die DIN 38407-53 die Verwendung verschiedener LC-Techniken, wie HPLC mit HILIC-, Mixed-Mode- und Reversed-Phase (RP)-Säulen sowie ionenchromatographische Ansätze [7,8]. Metrohm hat die Methode für die IC-MS/MS-Analyse weiterentwickelt und angepasst, um die Anforderungen der DIN 38407-53 [7,8] zu erfüllen. Diese Application Note beschreibt den Methodenaufbau mit einem Metrohm-Ionenchromatographen, einer Metrosep A Supp 17 Trennsäule und der Massendetektion mit einem 6475 Triple-Quadrupol-Massenspektrometer von Agilent (m/z 113 und 69). Die Methode hat alle Anforderungen erfüllt und wurde im Ringversuch erfolgreich validiert.

Der Probensatz umfasste acht Proben: zwei Grundwasserproben, eine Regenwasserprobe, eine Trinkwasserprobe, zwei Oberflächenwasserproben und zwei aufgestockte Oberflächenwasserproben mit Nennkonzentrationen von 1,18 µg/L und 2,87 µg/L TFA [8]. Die Proben wurden in einer Kühlbox transportiert und vor der Analyse auf 4 °C gekühlt. Alle Proben wurden innerhalb von sieben Tagen analysiert. Für die weitere Anreicherung der Proben und Standards wurde kein interner Standard verwendet.

Die IC wurde mit der Software MagIC Net gesteuert, die neben dem Target-Analyten Trifluoressigsäure auch den Nachweis wichtiger Anionen durch Leitfähigkeitsmessungen ermöglicht. Das MS-Signal wurde mit einem Agilent 6475 TQ MS mit einer Fragmentierungsspannung von 65,0 V aufgenommen, um die Ionen bei m/z 113 und 69 zu trennen. Die Datenerfassung wurde mit der Agilent MassHunter Workstation (LC/TQ) Software durchgeführt. Zur Synchronisierung der beiden Geräte ist eine Remote-Box erforderlich.

Das System wurde im Bereich von 0,2 bis 4,0 µg/L kalibriert (Abbildung 3). Die Erweiterung des Kalibrierbereichs auf 6,0 µg/L zeigte jedoch eine ausreichende Linearität des massenspektrometrischen (MS) Signals.

Die Kalibrierkurven für das MS-Signal zeigten lineare Beziehungen, wie von der DIN-Methode gefordert, mit einem R²-Wert von 0,9998. Die berechnete Genauigkeit für die Standards, basierend auf der Korrelation zwischen Zielkonzentration und gemessener Konzentration, lag zwischen 98,1 % und 110,1 %. Die Nachweisgrenze (LOD) und die Bestimmungsgrenze (LOQ) wurden in Übereinstimmung mit DIN 32645 [17] mit 0,017 µg/L bzw. 0,062 µg/L bestimmt.

Nach dreifacher Analyse der Proben schwankten die gemessenen Konzentrationen von TFA zwischen 0,38 µg/L im Trinkwasser und 1,93 µg/L im Regenwasser (Tabelle 1). Die aufgestockten Oberflächenwasserproben hatten nominale Konzentrationen von 1,18 µg/L und 2,87 µg/L. Die Ergebnisse des Validierungstests lagen bei 1,28 ± 0,01 µg/L und 2,92 ± 0,01 µg/L, was einer Wiederfindungsrate von 109 % bzw. 102 % entspricht.

Die Abweichung bei den dreifach Messungen der Proben lag zwischen 0,3 % und 2 %. Die Retentionszeit (RT) von TFA betrug im Durchschnitt 8,2 min, mit einer Abweichung von weniger als 0,1 %.

Bei den Qualitätskontrollstandards mit Konzentrationen von 0,6 µg/L und 2,0 µg/L betrugen die Wiederfindungsraten bei drei Wiederholungsbestimmungen innerhalb der Probenserienmessung 100 % bzw. 99 %.

Alle Ergebnisse erfüllten die Anforderungen des Ringversuchs, der zur Validierung der Methode dient.

1. Freeling, F.; Björnsdotter, M. K. Assessing the Environmental Occurrence of the Anthropogenic Contaminant Trifluoroacetic Acid (TFA). Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 2023, 41, 100807. DOI:10.1016/j.cogsc.2023.100807
2. de los Angeles Garavagno, M.; Holland, R.; Khan, M. A. H.; et al. Trifluoroacetic Acid: Toxicity, Sources, Sinks and Future Prospects. Sustainability 2024, 16 (6), 2382. DOI:10.3390/su16062382
3. Arp, H. P. H.; Gredelj, A.; Glüge, J.; et al. The Global Threat from the Irreversible Accumulation of Trifluoroacetic Acid (TFA). Environ. Sci. Technol. 2024, 58 (45), 19925–19935. DOI:10.1021/acs.est.4c06189
4. Freeling, F.; Behringer, D.; Heydel, F.; et al. Trifluoroacetate in Precipitation: Deriving a Benchmark Data Set. Environ. Sci. Technol. 2020, 54 (18), 11210–11219. DOI:10.1021/acs.est.0c02910
5. Scheurer, M.; Nödler, K.; Freeling, F.; et al. Small, Mobile, Persistent: Trifluoroacetate in the Water Cycle – Overlooked Sources, Pathways, and Consequences for Drinking Water Supply. Water Res. 2017, 126, 460–471. DOI:10.1016/j.watres.2017.09.045
6.  Joerss, H.; Freeling, F.; van Leeuwen, S.; et al. Pesticides Can Be a Substantial Source of Trifluoroacetate (TFA) to Water Resources. Environ. Int. 2024, 193, 109061. DOI:10.1016/j.envint.2024.109061
7. DIN. DIN 38407-53: German Standard Methods for the Examination of Water, Waste Water and Sludge – Jointly Determinable Substances (Group F) – Part 53: Determination of Trifluoroacetic Acid (TFA) in Water – Method Using Liquid Chromatography and Mass Spectrometric Detection (LC-MS/MS) after Direct Injection (F 53), 2024. DIN 38407-53 - 2025-10 - DIN Media
8. Dorgerloh, U.; Becker, R.; Freeling, F.; et al. Standardising the Quantification of Trifluoroacetic Acid in Water: Interlaboratory Validation Trial Using Liquid Chromatography-Mass Spectrometric Detection (LC–MS/MS). Accreditation Qual. Assur. 2025. DOI:10.1007/s00769-025-01640-2
9. Burtscher-Schaden, H.; Clausing, P.; Lyssimachou, A.; Roynel, S. TFA - A Forever Chemical in the Water We Drink; PAN Europe Report, 10 July 2024; PAN Europe: Brussels, Belgium, 2024; p 32.
10. ECHA. Trifluoroacetic acid. ECHA Chemicals Database. https://chem.echa.europa.eu/100.000.846/overview?searchText=trifluoracetic (accessed 2025-06-17).
11. Pike, K. A.; Edmiston, P. L.; Morrison, J. J.; et al. Correlation Analysis of Perfluoroalkyl Substances in Regional U.S. Precipitation Events. Water Res. 2021, 190, 116685. DOI:10.1016/j.watres.2020.116685
12. Sun, B.; Wang, J. Food Additives. In Food Safety in China: Science, Technology, Management and Regulation, Joseph J. Jen, Junshi Chen (Eds.); John Wiley & Sons Ltd, 2017.
13. European Parliament. DIRECTIVE (EU) 2020/2184 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL  of 16 December 2020  on the Quality of Water Intended for Human Consumption, 2020.
14. Umweltbundesamt. Ableitung Eines Gesundheitlichen Leitwertes Für Trifluoressigsäure (TFA). UBA Ger. 20201305.
15. Ministry of the Environment and Gender Equality. Executive Order on Water Quality and Supervision of Water Supply Facilities, BEK Nr 1023 of 29/06/2023. 2023.
16. Dutch National Institute for Public Health. Appendix to RIVM Letter to ILT: “Advice Indicative Drinking Water Guideline Value Trifluoroacetic Acid (TFA).” Natl. Inst. Public Health Environ. RIVM 20230704 2023.
17. DIN. DIN 32645:2008-11: Chemical Analysis - Decision Limit, Detection Limit and Determination Limit under Repeatability Conditions - Terms, Methods, Evaluation, 2008. DOI:10.31030/1465413