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.

Trois échantillons environnementaux aqueux différents - une eau de surface et deux eaux usées - ont été analysés pour déterminer leur teneur en AOF selon la procédure décrite dans la norme DIN 38409-59.

Contrairement à d'autres halogènes organiques adsorbables (c'est-à-dire AOCl, AOBr et AOI), il est crucial pour la détermination de l'AOF que les échantillons aient un pH neutre afin d'éviter l'absorption de fluor inorganique. Les échantillons ont donc été préparés en ajoutant 0,5 ml d'une solution de nitrate de sodium 2 mol/L à 100 ml d'échantillon. L'adsorption du fluor organique a été réalisée sur du charbon actif lors d'une étape automatisée de préparation des échantillons (APU sim, Analytik Jena). L'automatisation en fait une méthode de préparation standardisée avec une excellente répétabilité et un débit d'échantillons élevé. En bref, deux cartouches de charbon connectées en série sont rincées avec 100 ml d'échantillon à un débit de 3 ml/min. Après adsorption, les deux cartouches de carbone sont lavées avec 25 ml d'une solution de nitrate de sodium 0,01 mol/L à un débit de 3 ml/min. Après avoir terminé la préparation de l'échantillon, le contenu complet des deux cartouches est transféré dans deux cuves en céramique séparées pour l'analyse par CIC.

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).