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主页废水和生产用水检测PFAS检测方法和样品过滤指南

PFAS检测方法和样品过滤指南

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PFAS检测的过滤产品选择表

过滤器类型

膜

孔径(µm)

直径(mm)

产品

注射式过滤器

  • 用于样品过滤

 

 

 

Millipore PES Express®

 

0.22

33

SLGP033N

0.45

33

SLHP033N

尼龙

0.20

33

SLGN033

尼龙，带玻璃纤维预滤层

0.20

25

SLGNM25

圆片滤膜

  • 用于样品、流动相和缓冲液过滤

亲水和疏水聚丙烯*

0.20, 0.45

13, 25, 47, 90

聚丙烯滤膜

圆片滤膜

  • 用于固定污染源颗粒物组分过滤或烟道排气检测

无粘合剂玻璃纤维滤膜

0.7

90

AP4009000
表1.Millex®注射式过滤器和圆片滤膜适合用于PFAS检测相关的样品制备和流动相过滤。推荐产品适合用于EPA 537.1修改方法的水样检测和EPA 1633修改方法的甲醇样品检测。*亲水聚丙烯可用于水性溶剂的样品/流动相过滤。疏水聚丙烯可用于有机溶剂的样品/流动相过滤。

PFAS可提取物测试的数据集

什么是多氟和全氟烷基物质(PFAS)？

PFAS是多氟和全氟烷基物质(poly- and perfluoroalkyl substances)的统称，被称为“持久性化学品”，包含4000多种长链和短链的全氟化物质。1PFAS因其优良的油、水、温度、化学品和火耐受性质而广泛用于各种工业领域，尤其适合用于聚合反应制备含氟聚合物，例如3M和Dupont公司的特氟龙(Teflon®)产品。含有PFAS及相关化合物的产品广泛用于工业和消费领域，包括产品包装、化妆品、不粘厨具、防染剂、抛光剂、油漆、涂料和泡沫灭火剂。

PFAS的优良性能和广泛使用令这种人造化学品在环境和生物基质中持久性蓄积，最近发现其与人类的肝损伤、癌症、免疫系统削弱和高胆固醇有关。1-3

 

PFAS方法的过滤要求

为此，美国和欧洲相应机构都采取了监管行动。于2020年生效的斯德哥尔摩公约管控了最常见的2种PFAS化合物，全氟辛酸(PFOA)和全氟辛磺酸(PFOS)，但设有某些豁免。美国环境保护署(EPA)于2019年发布了行动计划，在2020年初根据《安全饮用水法案》发布水基质中PFAS化合物的检测建议，其中饮用水建议浓度为70 ppt（万亿分）。EPA接着在2021年10月发布了PFAS规划，概述其从2021至2024年的各种PFAS处理方法。最近，EPA又发布了针对4种PFAS化合物（PFOA、PFOS、六氟环氧丙烷(HFPO)二聚酸及其铵盐、PFBS及其钾盐）的饮用水建议。欧盟(EU)饮用水指令于2021年1月生效，规定所有PFAS的限值为0.5 µg/L。另外，欧洲化学品管理局(ECHA)在2022年1月提出针对泡沫灭火剂PFAS的限制提案，预计到2023年还会有7项提案。并将其他PFAS物质列入REACH（《化学品注册、评估、许可和限制法规》）评估清单。如表2所示，为了应对快速发展的监管提案和行动，学术和工业检测实验室开发了各种分析方法用于测试和监测不同基质中的PFAS。这些法规对于了解人类暴露和环境污染程度以便指导未来修复行动十分重要。

方法更新/修订基质样品制备分析方法

EPA 537.1

2020年6月

生活饮用水

SPE

LC-MS/MS

EPA 533

2019年12月

生活饮用水

SPE

LC-MS/MS

SW-846 8327方法*

2021年7月

不可饮用的地下水、地表水、废水

SPE，过滤

LC-MS/MS

ASTM D7968-17a

2017年9月

环境固体

溶剂萃取，过滤

LC-MS/MS

ASTM D7979-19

2021年9月

水基质（非饮用水）

溶剂萃取，过滤

LC-MS/MS

ISO 21675

2019年10月

饮用水、天然水和废水

SPE，过滤（如有需要）

LC-MS/MS

FDA C-010.02

2021年12月

食品

QuEChERS，SPE，过滤

LC-MS/MS

OTM-45

2021年1月

排气（固定源）

采样系统：过滤、冲击瓶

LC-MS/MS

EPA 1633

2022年2月

水溶液、土壤、生物固体、沉积物、组织

SPE，过滤

LC-MS/MS

EPA草案1621*

2022年4月

水性基质

TSS，GAC柱净化

CIC

* 筛查方法

缩写：SPE = 固相萃取，TSS = 总悬浮固体测定，GAC = 粒状活性碳，CIC = 燃烧离子色谱

表2.检测各种基质中PFAS的分析方法。

来自样品采集和制备材料的PFAS污染问题

最近有研究关注各种来源材料给样品带来的PFAS污染，包括采样瓶、溶剂、存样瓶、管组件。还有接触样品的塑料，包括用于清除样品基质中颗粒物的滤膜、膜支撑架和针式滤器外壳。某些过滤组件可能会有极少量PFAS污染物干扰LC-MS/MS检测及最终数据，尤其不利于灵敏度要求较高的检测。6耗材的另一问题是会吸附PFAS分子，例如过滤介质和SPE吸附剂。对于过滤用具而言，是否有污染和吸附问题取决于多个因素，最重要的是过滤介质类型、过滤溶剂和PFAS分子种类。4-5例如，在某些情况下，用甲醇清洗可减少过滤介质的污染和吸附。6-7

 

PFAS检测的样品过滤

在所有分析方法中，样品制备都是需要仔细考虑的重要步骤。PFAS分析流程中有多个因素会给下游分析带去麻烦。包括过滤器等接触样品的耗材带来的PFAS污染，以及PFAS分子被耗材吸附而降低回收率。因此，针对EPA 537.1和EPA 1633PFAS分析方法我们测试了PES、尼龙和尼龙-HPF针式过滤器，以测定滤膜可提取物的污染水平。还测试了聚丙烯圆片滤膜（用于EPA 537.1的0.2 µm和0.45 µm亲水和疏水聚丙烯和用于EPA 1633的0.2 µm亲水聚丙烯）。发现所有过滤产品均没有检出超过报告限(RL)的PFAS污染。其中，会因为内标吸附过滤介质而导致回收率降低的主要是尼龙和疏水聚丙烯膜材，具体视PFAS种类、链长和过滤样品（甲醇和水）而定。就尼龙而言，同样的标准品在甲醇中过滤的回收率更高，说明用甲醇冲洗确实可以减少PFAS分子吸附过滤介质。亲水聚丙烯对甲醇和水的表现一致。

因此，当PFAS分析流程需要过滤多颗粒物样品时，PES、尼龙和尼龙-HPF Millex®针头滤器、聚丙烯滤膜都是合适的选择。 

另外也提供不同直径的PES Millex®针式滤器和Millipore®圆片滤膜。

参考文献

1.
Kwiatkowski CF, Andrews DQ, Birnbaum LS, Bruton TA, DeWitt JC, Knappe DRU, Maffini MV, Miller MF, Pelch KE, Reade A, et al. 2020. Scientific Basis for Managing PFAS as a Chemical Class. Environ. Sci. Technol. Lett.. 7(8):532-543. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00255
2.
Winchell LJ, Wells MJ, Ross JJ, Fonoll X, Norton JW, Kuplicki S, Khan M, Bell KY. 2021. Analyses of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) through the urban water cycle: Toward achieving an integrated analytical workflow across aqueous, solid, and gaseous matrices in water and wastewater treatment. Science of The Total Environment. 774145257. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145257
3.
Pérez F, Nadal M, Navarro-Ortega A, Fàbrega F, Domingo JL, Barceló D, Farré M. 2013. Accumulation of perfluoroalkyl substances in human tissues. Environment International. 59354-362. https://doi.org/10.1016/j.envint.2013.06.004
4.
Lath S, Knight ER, Navarro DA, Kookana RS, McLaughlin MJ. 2019. Sorption of PFOA onto different laboratory materials: Filter membranes and centrifuge tubes. Chemosphere. 222671-678. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.01.096
5.
Labadie P, Chevreuil M. 2011. Biogeochemical dynamics of perfluorinated alkyl acids and sulfonates in the River Seine (Paris, France) under contrasting hydrological conditions. Environmental Pollution. 159(12):3634-3639. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.07.028
6.
So MK, Taniyasu S, Lam PKS, Zheng GJ, Giesy JP, Yamashita N. 2006. Alkaline Digestion and Solid Phase Extraction Method for Perfluorinated Compounds in Mussels and Oysters from South China and Japan. Arch Environ Contam Toxicol. 50(2):240-248. https://doi.org/10.1007/s00244-005-7058-x
7.
Yamashita N, Kannan K, Taniyasu S, Horii Y, Petrick G, Gamo T. 2005. A global survey of perfluorinated acids in oceans. Marine Pollution Bulletin. 51(8-12):658-668. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2005.04.026
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