Les substances alkylées perfluorées et polyfluorées (PFAS) sont des milliers de molécules organiques dans lesquelles tous les atomes d'hydrogène d'au moins un carbone sont remplacés par du fluor [1]. Les PFAS sont largement utilisés dans différentes industries, par exemple comme surfactants pour les mousses filmogènes ou comme agents d'imprégnation pour les emballages [2]. En raison de leur extrême persistance, ils sont appelés "produits chimiques à vie", car les composés à chaîne plus longue s'accumulent dans l'environnement et se bioamplifient [3]. Les effets négatifs sur la santé ont contraint les organismes gouvernementaux et de normalisation à prendre des mesures contre les PFAS les plus nocifs, mais des techniques analytiques appropriées sont nécessaires pour tracer et réglementer ces produits chimiques. L'analyse ciblée des PFAS est complexe et nécessite des instruments coûteux [4]. À l'inverse, la détermination de paramètres de somme non ciblés est un moyen plus facile de dépister les PFAS. Le fluor organiquement lié adsorbable (AOF) est un paramètre de somme couvrant un large spectre d'organofluorés. L'analyse de l'AOF est une méthode de dépistage adéquate pour les PFAS dans l'eau. La norme DIN 38409-59 décrit comment utiliser la combinaison de la combustion pyrohydrolytique et de la chromatographie ionique (CIC) pour l'analyse AOF - pour laquelle Metrohm fournit une solution robuste et fiable.

Le charbon actif contenant tout le fluor organique adsorbable est analysé par combustion pyrohydrolytique. Le système CIC se compose d'un échantillonneur automatique pour les échantillons solides, d'un module de combustion, d'un module d'absorption et d'un chromatographe ionique (IC) (figure 1).

Le passeur d'échantillons transfère automatiquement les bateaux échantillons dans le module de combustion, où ils sont brûlés à une température de 1050 °C. Avec le flux gazeux, le fluor volatilisé (à côté d'autres halogènes et du soufre) est transféré dans le module d'absorption 920 et absorbé dans la phase aqueuse. La manipulation précise et automatisée des liquides est effectuée avec des Dosinos, transférant l'échantillon aqueux dans l'IC (930 Compact IC flex) pour l'analyse. Pour maintenir le bruit de fond et les limites de détection du fluor à un niveau bas, il est essentiel d'utiliser des produits chimiques propres qui sont au moins du degré de pureté "par analyse".

La séparation du fluorure (temps de rétention de 6,2 minutes) des autres halogènes est réalisée sur une colonne Metrosep A Supp 5 - 250/4.0 en combinaison avec la colonne A Supp 5 Guard/4.0. (Figure 2).

La production automatisée d'éluant avec le module de production d'éluant 941 permet un fonctionnement continu et presque sans surveillance du CIC, augmentant ainsi la performance globale et l'efficacité de l'analyse.

L'étalonnage (0,01-0,5 mg/L) a été réalisé automatiquement à partir d'une solution étalon (fluorure de sodium, 0,5 mg/L) en appliquant la technique intelligente d'injection en boucle partielle Metrohm (MiPT). Une gamme d'étalonnage de 0,01-0,5 mg/L a été obtenue en utilisant un étalon avec différents volumes d'injection (4-200 μL).

La limite de détection et la performance de la méthode ont été vérifiées avec des matériaux de référence standardisés (acide 4-fluorobenzoïque) et des blancs (eau ultrapure) préparés de la même manière que les échantillons et analysés pour leur contenu en AOF.

Les concentrations finales des échantillons sont calculées selon la formule ci-dessous. La concentration finale de l'AOF est donc la somme des teneurs mesurées pour les deux cartouches suivantes après soustraction des blancs. (Figure 2).

La détermination du paramètre de somme AOF selon la norme DIN 38409-59 permet un dépistage rapide et fiable des PFAS dans divers échantillons d'eau. Idéale pour la surveillance, cette approche peut servir de méthode complémentaire à l'analyse ciblée complète, longue et coûteuse des PFAS par LC-MS/MS, par exemple. Avec la possibilité d'une préparation automatisée des échantillons combinée à une analyse entièrement automatisée par CIC, il s'agit d'une technique facile, fiable, entièrement automatisée et simple pour l'analyse AOF de routine. L'analyse AOF par CIC conformément à la norme DIN 38409-59 est donc une méthode rapide pour contrôler les PFAS dans les sources d'eau.

Outre l'AOF, la norme DIN 38409-59 décrit également l'analyse des halogènes organiquement liés adsorbables, à savoir le chlore (AOCl), le brome (AOBr) et l'iode (AOI), ainsi que la somme des halogènes organiquement liés adsorbables (CIC-AOX(Cl)), avec la même configuration de système et les mêmes paramètres de méthode. Cela permet en outre aux laboratoires d'obtenir des résultats individuels, rapides et fiables pour tous ces composants.

1. Gehrenkemper, L.; Simon, F.; Roesch, P.; et al. Determination of Organically Bound Fluorine Sum Parameters in River Water Samples—Comparison of Combustion Ion Chromatography (CIC) and High Resolution-Continuum Source-Graphite Furnace Molecular Absorption Spectrometry (HR-CS-GFMAS). Anal. Bioanal. Chem. 2021, 413 (1), 103–115. https://doi.org/10.1007/s00216-020-03010-y
2. Willach, S.; Brauch, H.-J.; Lange, F. T. Contribution of Selected Perfluoroalkyl and Polyfluoroalkyl Substances to the Adsorbable Organically Bound Fluorine in German Rivers and in a Highly Contaminated Groundwater. Chemosphere 2016, 145, 342–350. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.11.113
3. Lanciki, A. Adsorbable Organic Fluorine (AOF) - a Sum Parameter for Non-Targeted Screening of per- and Polyfluorinated Alkyl Substances (PFASs) in Waters. WP-078EN, Metrohm AG 2021.
4. Shoemaker, J.; Tettenhorst, D. Method 537.1: Determination of Selected Per- and Polyfluorinated Alkyl Substances in Drinking Water by Solid Phase Extraction and Liquid Chromatography/Tandem Mass Spectrometry (LC/MS/MS). U.S. Environmental Protection Agency, Office of Research and Development, National Center for Environmental Assessment, Washington, DC, 2018.

Internal reference: AW IC CH6-1438-042021