Kvantitativ analyse med høyoppløselig væskekromatografi og tandem massespektroskopi på perfluoroktansyre og perfluoroktansulfonat i vann behandlet med aktivt kull og karbonfiber ved ulike betingelser

Abstract

Perfluoroktansulfonat (PFOS) og perfluoroktansyre (PFOA) er to perfluorerte forbindelser som har blitt mye brukt til overflatebehandlingsformål i industrien. I høye konsentrasjoner har begge stoffene vist seg å være skadelige for naturen og mennesker. Det er derfor ønskelig å finne gode metoder for å redusere risikoen for kontaminering i mennesker og andre levende organismer. Hovedmålet med denne oppgaven har vært å finne optimale betingelser for fjerning av PFOS og PFOA i ferskvann ved bruk av karbonfiber og aktivt kull, og deretter teste dette ut på elvevann fra Beijing i Folkerepublikken Kina. MilliQ-vann ble spiket med en kjent mengde PFOS og PFOA, og fikk tilsatt entenet av tre ulike karbonfibre eller en type aktivt kull ved ulike betingelser (temperatur, tid og mengde adsorberingsmaterial). Ved å sammenligne mengde PFOS og PFOA før og etter behandling med en HPLC-MSMS trippel kvadrupol, viste det seg at det aktive kullet var best egnet for fjerning av PFOA. Ved 25oC og 24 timer behandlingstid med aktivt kull, ble rundt 90% fjernet. 10 – 45% av PFOA ble adsorbert opp med de ulike fibertypene. For PFOS var tallene vesentlig lavere, under 30% for fiber og under 10% for aktivt kull. Mengde av adsorberingsmaterialet ble variert mellom 0,01g - 2g og ga ikke store sprik i adsorberingseffekten, hverken for PFOS eller PFOA. Viktigere var behandlingstiden hvor økt behandlingstid ga en vesentlig forbedring av adsorpsjonen. Reduksjon i behandlingstemperatur hadde middels effekt på PFOS for karbonfiberet og en mindre effekt på PFOA. Det ble utført temperaturtest for aktivt kull også, men på grunn av svært lave responstall i kromatogrammet, var det ikke mulig å komme fram til noen konklusjoner. I Folkerepublikken Kina ble det gjort analyser med aktivt kull på vann fra elva Qinghe med prøveuttak i Beijing. Det ble oppdaget at matriks hadde liten eller ingen virkning på adsorbering av PFOA. Det ble ikke funnet kontaminasjon av PFOS i elvevannet, så den kortkjedede perfluorbutansulfonat (PFBS) ble brukt som måleobjekt istedenfor. Det ble påvist stor adsorbsjon for PFBS på aktivt kull ved 4 °C, noe som kan tyde på at perfluorerte sulfonater har en økende adsorberingseffekt på porøse overflater når karbonskjelettet er kort. Det ble gjort et nytt forsøk mot PFBS, men dette mislyktes under SPE kjøring. Et ukjent kjemikalie ble ved en feiltagelse brukt framfor metanol, noe som førte til komplett tap av alle analytter. Stort avvik i relativ responsfaktor mellom IS og analytter (RRFi) ble et problem ved gjennomføringen av forsøkene. Det ble også økende kontaminering av PFOS. I tillegg ble det brukt en MS som viste seg å ha store korrosjonskader. Dette har påvirket sensitivitet og nøyaktighet for målingene. Oppbevaring av stamløsninger ble også en feilkilde, da mengdeforholdet mellom PFOS og PFOA endret seg over tid. Dette kan skyldes at et av stoffene ble adsorbert til veggen på plasttubene de ble oppbevart i.