TOP-Assay

Abstract

Aufgrund der großen Anzahl von 4730 Verbindungen (OECD 2018) [1], die dem Spektrum der per- und polyfluorierten Verbindungen (PFAS) zugeordnet werden, ist die vollständige Erfassung dieser Substanzgruppe durch analytische Methoden schwierig. PFAS sind nach aktueller OECD Definition von 2021 fluorierte Stoffe, die mindestens ein vollständig fluoriertes Methyl- (-CF3) oder Methylen-Kohlenstoffatom(-CF2-) (ohne daran gebundenes H/Cl/Br/IAtom) enthalten. [2]. Nach heutigen Kenntnisstand müssen wir von bis zu 10.000 Verbindungen ausgehen. Die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft (LAWA) hat 2017 für 13 PFAS-Verbindungen die Bewertungsgrundlage geschaffen [3]. Für die Bestimmung von Einzelstoffen existieren bereits seit einigen Jahren vom Deutschen Institut für Normung (DIN) Normen für unterschiedliche Matrizes [4] [5] [6]. Jedoch sind heute gerade mal weniger als 1 Prozent aller PFAS-Verbindungen über diese Einzelstoffanalytik zugängig. Der größte Anteil der polyfluorierten Verbindungen, die zu den Vorläuferverbindungen zählen, ist mit der reinen Einzelstoffanalytik nicht bestimmbar. Nach dem TOP-Assay-Verfahren von Houtz und Sedlak aus dem Jahr 2012 können durch eine alkalische Oxidation mit Peroxodisulfat bei Temperaturen von 85 ËÌC (+/- 3 ËÌC) diese Vorläuferverbindungen in bestimmbare Perfluorcarbonsäuren (PFCA) umgewandelt werden [7]. Durch eine Gehaltsbestimmung der PFCA vor und nach Oxidation kann der Gehalt an Vorläuferverbindungen (semi-)quantifiziert werden. Eine Potentialabschätzung der nachbildbaren PFCA aus Vorläuferverbindungen könnte für eine weitergehende Bewertung von Schadenfällen für den Wirkungspfad Boden - Grundwasser hilfreich sein. TOP (â ÌPFCA) = ((â Ì PFCA oxidiertes Aliquot M2 -â Ì PFCA unbehandeltes Aliquot M1) [Ìg/l]) [7] Im Rahmen des Projektes sollten die Grundlagen geschaffen werden, um das TOP-AssayVerfahren für die Bestimmung von PFAS in Bodeneluaten zu normen. Hierfür wurde eine Standardarbeitsanweisung geschrieben, eine Robustheitsstudie und eine Vergleichsuntersuchung mit elf Laboren durchgeführt. Der Normenentwurf wird unter den Kennzeichen DIN 3608:2022-03 beim DIN geführt [8]. Durch die Normung sind in unterschiedlichen Laboren vergleichbare Ergebnisse wahrscheinlicher. Quelle: Forschungsbericht

Due to the large number of compounds (OECD 2018) [1] that are assigned to the spectrum of per- and polyfluorinated compounds (PFAS), which totals 4,730, complete coverage of this substance group by analytical methods is difficult. According to the current OECD definition of 2021, PFAS are fluorinated substances that contain at least one fully fluorinated methyl (-CF3) or methylene carbon atom(-CF2-) (without any H/Cl/Br/I atom attached to it). [2]. According to current knowledge, we must assume this covers up to 10,000 compounds. In 2017, Federal/state working group (LAWA) established an assessment basis for 13 PFAS compounds [3]. The German Institute for Standardisation (DIN) has had standards for the determination of individual substances for various matrices for several years [4] [5] [6]. However, today, less than 1% of all PFAS compounds are accessible via this single substance analysis. Precursor compounds, which account for the largest proportion of polyfluorinated compounds, cannot be determined using pure single substance analysis. According to the TOP assay method by Houtz and Sedlak from 2012, these precursor compounds can be converted into determinable perfluorocarboxylic acids (PFCA) by alkaline oxidation with peroxodisulphate at temperatures of 85 ËÌC (+/- 3 ËÌC) [7]. By determining the content of PFCA before and after oxidation, the content of precursor compounds can be (semi-)quantified. A potential estimate of the PFCAs that can be formed from precursor compounds could be helpful for a further assessment of damage cases for the impact pathway soil ââą Ì groundwater. TOP (â ÌPFCA) = ((â Ì PFCA oxidised aliquot M2 - â Ì PFCA untreated aliquot M1) [Ìg/l]) [7]. The project aimed to establish the basis for standardising the TOP assay method for the determination of PFAS in soil eluates. For this purpose, a standard operating procedure was written, a robustness study and a comparative study with eleven laboratories were carried out. The draft standard is registered at DIN under the reference DIN 3608:2022-03 [8]. Through standardisation, comparable results are more likely in different laboratories. Quelle: Forschungsbericht

Zur Stoffgruppe der per- und polyfluorierten Chemikalien (⁠PFAS⁠) werden tausende Einzelstoffe zusammengefasst. Mit Standard-Analytik weisen Labore nur einen Bruchteil der PFAS nach. Der Total Organic Precursor Assay (TOP-Assay) ermöglicht die Erfassung eines großen Teils der unzähligen Vorläuferverbindungen. Ziel des Vorhabens war es, die Normung vorzubereiten, damit der TOP-Assay zukünftig auch in Routinelaboren angewendet werden kann. Im Vorhaben wurde eine Standardarbeitsanweisung erstellt und anschließend eine Robustheitsstudie und eine Vergleichsuntersuchung mit elf Laboren durchgeführt. Der Normenentwurf wird unter den Kennzeichen DIN 3608:2022-03 beim DIN geführt.