AOF – Adsorbierbares organisch gebundenes Fluor

Um trotz häufig niedriger Konzentrationen ein umfassendes Bild über die Belastung einer Probe mit Fluor zu gewinnen, ist die Analyse des Summenparameters AOF (adsorbierbares organisch gebundenes Fluor) ein unverzichtbares Werkzeug. Besonders häufig wird er zur Überwachung und Analyse von Oberflächenwasser, Trinkwasser und Abwasser herangezogen.

Inhaltsverzeichnis

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AOF-Anreicherung zur Probenvorbereitung

Was ist AOF?

AOF repräsentiert einen wichtigen Summenparameter in der Umweltanalytik, der die Gesamtbelastung durch organische Fluorverbindungen in Proben widerspiegelt. Neben AOF gibt es weitere Parameter wie TF (Gesamtfluor), TOF (gesamtorganisches Fluor) und EOF (extrahierbares organisch gebundenes Fluor), die jeweils spezifische Aspekte der Fluorbelastung erfassen. AOF und EOF berücksichtigen dabei sowohl PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) als auch Nicht-PFAS-Verbindungen, die ähnliche Eigenschaften aufweisen.

Die Eigenschaften adsorbierbarer organischer Fluorverbindungen

AOF beschreibt eine Gruppe von Fluorverbindungen, die sich durch ihre Fähigkeit zur Adsorption, ihre organische Natur und die spezifische Bindungsform des Fluors definieren. Ihre Adsorptionsfähigkeit verweist dabei auf ihre physikalische Eigenschaft, sich an der Oberfläche eines anderen Materials anzulagern oder zu haften, ohne in dessen Volumen einzudringen. Dieser Prozess findet an der Grenzfläche zwischen zwei Phasen statt, beispielsweise zwischen einer festen Oberfläche und einer Flüssigkeit oder einem Gas.

AOF: Stabilität, Persistenz und Beständigkeit

Die Klassifizierung als „organisch“ verweist auf die chemische Zusammensetzung der Verbindungen, die Kohlenstoff enthalten – oft in Verbindung mit anderen Elementen wie Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Organische Fluorverbindungen umfassen eine Vielzahl von Substanzen, darunter auch solche, die synthetisch hergestellt werden, wie die weitverbreiteten per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS). Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie wasser- und ölabweisend sind und eine hohe Stabilität aufweisen. Kohlenstoff-Fluor-Bindungen sind bekannt für ihre außerordentliche Stärke und tragen zur Beständigkeit und Persistenz vieler organischer Fluorverbindungen in der Umwelt bei. Zusammenfassend beschreibt AOF eine Gruppe von Fluorverbindungen, die aufgrund ihrer chemischen Struktur und ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften zusammengefasst als Summenparameter analysiert werden können.

Was ist ein Summenparameter?

Um Merkmale bestimmter Stoffgruppen oder Substanzklassen zusammenfassend zu beschreiben, kommen Summenparameter oder summarische Wirkungs- und Stoffkenngrößen zum Einsatz. Unter definierten Analysebedingungen für die Summenparameter wird die Mehrzahl von Einzelsubstanzen einer Stoffklasse durch ein gemeinsames Merkmal erfasst, wodurch sie mit deutlich weniger Aufwand im Vergleich zu vielen Einzelstoffen bestimmbar sind. In der Regel gibt die Analyse des Summenparameters ausreichend Auskunft über das Gefährdungspotenzial.

Die Analyse des Summenparameters AOF
bei Quality Analysis

 

Die Analyse des Summenparameters AOF liefert entscheidende Einblicke in die Präsenz und Konzentration organischer Fluorverbindungen in Umweltproben, insbesondere in Wasser. Als essenziellen Screening-Parameter ermöglicht AOF eine effiziente Vorabschätzung der Fluorbelastung, die sowohl PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) als auch andere fluorhaltige organische Verbindungen einschließt.

  • Bestimmung des Summenparameters AOF nach DIN 38409-59
  • schnelles und zuverlässiges Screening von AOF in verschiedenen Wasserproben, um ein vollständiges Bild der Fluorbelastung in Ihrer Probe zu erhalten
  • Hochpräzise Analytik durch Einsatz der Combustion Ion Chromotographie (CIC)
  • Präzision und höchste Genauigkeit bei der Erfassung organischer Fluorverbindungen
  • Schnelle und zuverlässige Ergebnisse
  • Unsere Analyse erfüllt geltende Standards wie ASTM D7359-08 und ASTM D5987-96(2007) sowie DIN 38409-59

AOF-Analytik zur Überwachung und Bewertung

Die AOF-Analytik ist von großer Bedeutung für die Überwachung der Wasserqualität und die Bewertung von Umweltbelastungen, da sie im Vergleich zu komplexeren Methoden wie dem TOP-Assay oder der zielgerichteten Analyse mittels LC-MS/MS oder GC-MS/MS eine einfachere und direktere Quantifizierung ermöglicht. Die parallele Anwendung von AOF zusammen mit dem Summenparameter wie AOX kann ein umfassendes Bild der organischen Fluor- und Halogenbelastung einer Probe vermitteln, was für ein effektives Umweltmanagement unerlässlich ist. Die normative Verankerung des Verfahrens in der DIN 38409-59 unterstreicht die wissenschaftliche und regulatorische Bedeutung der AOF-Analytik für die Identifizierung und Bewertung von PFAS-Belastungen in der Umwelt.

Wie wird die Analyse des Summenparameters AOF durchgeführt?

Die AOF-Analyse, ein Schlüsselverfahren im nicht zielgerichteten Screening von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS), nutzt die Verbrennungsionenchromatographie (CIC) für eine präzise und empfindliche Messung. Diese Methode ist entscheidend für die Bewertung, da sie eine schnelle und effiziente Einschätzung potenzieller Kontaminationen durch PFAS und andere organische Fluorverbindungen ermöglicht.

AOF-Anreicherung zur Probenvorbereitung

Probenvorbereitung für die AOF-Analyse

Nach der DIN EN ISO 9562 wird die Probe zunächst durch Adsorption an Aktivkohle vorbereitet, eine Methode, die die organischen Fluorverbindungen effektiv isoliert. Diese Vorbehandlung ermöglicht es, die Probe von anorganischem Fluorid zu befreien und somit eine hohe Genauigkeit der Messergebnisse zu gewährleisten, indem die Aktivkohle anschließend mit Natriumnitrat (NaNO3) gewaschen wird. Für die Bestimmung des AOF ist es, im Gegensatz zu anderen adsorbierbaren organisch gebundenen Halogenen (d.h. AOCl, AOBr und AOI), zudem entscheidend, dass die Probe einen neutralen pH-Wert aufweist, um eine Adsorption von anorganischem Fluor zu vermeiden.

CIC für die Fluor-Analyse

Zerlegung der Fluorverbindungen in ihre ionischen Bestandteile

Die eigentliche Messung erfolgt auf Basis pyrohydrolytischer Verbrennung der angereicherten Kohle bei 1050°C, ein Schritt, der die organischen Fluorverbindungen in ihre ionischen Bestandteile zerlegt. Ein Aliquot dieser Lösung wird anschließend automatisch in die Ionenchromatographie (IC) zur Analyse injiziert. Diese Ionen werden dann in der Ionenchromatographie analysiert, wobei eine großvolumige Probenaufgabe die Sensitivität des Verfahrens zusätzlich steigert.

CIC-Chromatogramm der AOF-Analyse

Das Ergebnis

Die AOF-CIC-Methode ermöglicht die Bestimmung von Fluoridionen (F-) in einem Konzentrationsbereich von 1 bis 100 µg/L mit einer Nachweisgrenze (LOD) von 0,5 µg/L F-, gemäß DIN 32645. Diese hohe Sensitivität unterstreicht die Präzision der Methode bei der Identifizierung und Quantifizierung von Spuren organischer Fluorverbindungen. Neben PFAS erfasst die AOF-Analyse auch Nicht-PFAS-Verbindungen mit ähnlichen Eigenschaften, einschließlich Pestizide, Pharmazeutika und weitere fluorhaltige Verbindungen, die bei zielgerichteten Analysen oft unberücksichtigt bleiben.

AOF und PFAS

AOF, der Summenparameter für adsorbierbares organisches Fluor, spielt eine entscheidende Rolle im Kontext der Identifizierung von PFAS (per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen) in Umweltproben. Als Teil der Halogene erfasst AOF nicht nur PFAS, sondern auch eine Vielzahl anderer organischer Fluorverbindungen. Daher kann ein erhöhter AOF-Wert in einer Probe als Hinweis auf die Anwesenheit von PFAS gedeutet werden, obwohl er nicht exklusiv deren Präsenz anzeigt. Die Breite des AOF-Spektrums bedeutet, dass ein hoher Wert auch durch andere fluorhaltige organische Verbindungen verursacht sein könnte.

AOF-Analytik zur Bewertung der Umweltbelastung

Ein signifikanter AOF-Wert dient somit als Indikator für die Notwendigkeit tiefergehender Analysen. Er markiert den Ausgangspunkt für gezielte Untersuchungen, um spezifische PFAS-Verbindungen oder andere relevante organische Fluorverbindungen in der Probe zu identifizieren und quantitativ zu bestimmen. In diesem Sinne fungiert die AOF-Analyse als effektives Screening-Instrument, das den Weg für detaillierte und spezifische Umweltuntersuchungen ebnet und somit ein grundlegendes Werkzeug für die Bewertung der Umweltbelastung durch fluorhaltige Verbindungen darstellt.

AOF-Analytik in der Praxis

AOF-Analyse zur Abwasseranalytik
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Abwasser

In Abwasserbehandlungsanlagen oder bei der Trinkwasseraufbereitung kann die AOF-Analyse dazu verwendet werden, die Effektivität von Verfahren zur Entfernung organischer Fluorverbindungen zu bewerten. Ein Vergleich der AOF-Werte vor und nach der Behandlung gibt Aufschluss darüber, wie gut das Verfahren organische Fluorverbindungen entfernt.

AOF-Analyse zur Umweltüberwachung
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Umweltüberwachung

Für Umweltbehörden und -organisationen bietet die Bestimmung von AOF eine Möglichkeit, die Belastung von Gewässern, Böden und anderen Umweltmedien mit organisch gebundenem Fluor zu überwachen und zu bewerten. Dies kann zur Identifizierung von Kontaminationsquellen und zur Bewertung von Risiken für Ökosysteme und die menschliche Gesundheit beitragen.

AOF-Analytik zur Prozesskontrolle
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Industrielle Prozesskontrolle

In der chemischen Industrie, insbesondere bei der Herstellung von fluorierten Chemikalien, kann die AOF-Analytik zur Überwachung von Produktionsprozessen und zur Qualitätskontrolle der Endprodukte eingesetzt werden. Die genaue Kenntnis des Fluorgehalts ist für die Prozesseffizienz und die Einhaltung von Produktstandards entscheidend.

Zusammenfassung: AOF

Der Summenparameter AOF liefert wichtige Informationen über die Belastung durch organische Fluorverbindungen in Umwelt- und Industrieproben, einschließlich PFAS und Nicht-PFAS. AOF, zusammen mit anderen Summenparametern wie EOF und AOX, ermöglicht dadurch ein umfassendes Verständnis der Fluor- und Halogenbelastung. Die Methode ist essenziell für ein effektives Umweltmanagement und hilft bei der Überwachung der Wasserqualität und Bewertung von Umweltbelastungen.

Ihre Ansprechpartnerin

Julia Banzhaf

Vertrieb

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