EU-Grenzwerte für PFAS rücken Umweltanalytik in den Fokus

Bei per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS) handelt es sich um eine Gruppe von menschengemachten, chemischen Verbindungen, die viele tausend einzelne Verbindungen umfasst. PFAS sind fett-, schmutz- und wasserabweisend und wurden aufgrund dieser Eigenschaften über Jahrzehnte von der Industrie hergestellt und verwendet – in der Herstellung von Outdoorbekleidung ebenso wie für die Beschichtung von Lebensmittelverpackungen.

Viele dieser Verbindungen haben sich als gesundheitsgefährdend erwiesen. Allen PFAS ist gemeinsam, dass sie chemisch äußerst stabil sind: Einmal in die Umwelt eingetragen, zersetzen sie sich dort kaum mehr. Über das Trinkwasser und die Nahrungskette gelangen sie in den menschlichen Körper und reichern sich dort im Blut und den Organen an.

Gesamtbelastung zuverlässig messen

Der Nachweis einzelner PFAS ist technisch aufwendig und nur für wenige Verbindungen aus dieser Gruppe möglich. Eine Evaluation der direkten Belastung ist somit für viele Verbindungen nicht direkt realisierbar. Stattdessen wird auf Summenparameter zurückgegriffen. Im Fall von Lebensmittelverpackungen ist dies der Summenparameter namens TOF (Total Organic Fluorine). Dieser Summenparameter ermöglicht Rückschlüsse über die Gesamtmenge an PFAS. Die dafür verwendete Technologie ist die sogenannte Combustion Ion Chromatography (CIC, Verbrennungs-Ionenchromatographie).

Zur Bestimmung wird zunächst die Menge an Gesamtfluor (Total Fluorine, TF) erfasst. Dazu wird die Probe in einem Ofen verbrannt. Das Fluor wird freigesetzt und als Fluorid-Ion in Reinstwasser aufgefangen. Die Menge an entstandenem Fluorid kann dann mittels Ionenchromatographie bestimmt werden.

In einem zweiten Schritt wird eine weitere Probe zunächst verascht, sodass sämtliche organischen Bestandteile (inklusive PFAS) verbrannt werden. Die verbleibende Asche wird anschließend vollständig im Ofen des CIC-Systems verbrannt, um den Gehalt an anorganischem Fluor (Total Inorganic Fluorine, TIF) mittels Ionenchromatographie zu bestimmen. Aus der Differenz zwischen TF und TIF lässt sich schließlich der TOF-Wert berechnen.

Experten für Methodenentwicklung und Standardisierung

Der Messtechnik-Anbieter Metrohm engagiert sich aktiv in der Entwicklung und Standardisierung von PFAS-Analyseverfahren. Neben der Beteiligung an europäischen Normierungsbestrebungen zur Bestimmung des Summenparameters TOF arbeiten Experten in Gremien wie dem Deutschen Institut für Normung (DIN) mit. Ein Ergebnis davon ist die DIN-Norm 38409-59, die die Verbrennungs-Ionenchromatographie für die Bestimmung des Summenparameters AOF (adsorbierbares organisch gebundenes Fluor) für Wasserproben beschreibt. Damit liefert das Unternehmen nicht nur Geräte, sondern auch validierte Analysevorschriften, die Labore direkt anwenden können. Der Hersteller ging bereits 1987 mit dem ersten, im eigenen Haus entwickelten Ionenchromatographen an den Markt und gehört inzwischen zu den weltweit führenden Herstellern in diesem Produktsegment, insbesondere in der Wasser- und Umweltanalytik.

Ein weiterer Meilenstein ist die internationale Veröffentlichung der Methode als ISO-Norm ISO 18127:2026 „Water quality – Determination of adsorbable organically bound fluorine, chlorine, bromine and iodine“. Damit ist die ursprünglich als DIN 38409-59 etablierte Bestimmung adsorbierbarer organisch gebundener Halogene mittels Verbrennungs-Ionenchromatographie (CIC) nun weltweit standardisiert. Die Methode ermöglicht die zuverlässige Bestimmung von AOF sowie weiterer Summenparameter wie AOCl, AOBr und AOI in unterschiedlichsten Wasserproben und schafft eine international harmonisierte Grundlage für die Überwachung organischer Halogenverbindungen, einschließlich PFAS.

„Die Metrohm ist stolz darauf, mit ihrem Expertenwissen bei der Entwicklung von neuen Methoden im Bereich Umweltanalytik mitzuwirken und somit einen Beitrag für Nachhaltigkeit und Verbraucherschutz zu leisten“, betont Dr. Michael Klein, Senior Regulatory Affairs Manager bei Metrohm. „Durch die Mitarbeit in Normungsgremien sammeln wir Erfahrung mit den Methoden, welche dann unseren Kunden, wie beispielsweise Umweltlaboren, wieder zugutekommt.“