PFAS-Analytik

Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) sind eine große Gruppe von Chemikalien, die hohe gesellschaftliche Kosten verursachen, weil sie schwer zu beseitigen sind und schädliche Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit haben. Um wirksame technische, administrative und regulatorische Maßnahmen in Bezug auf PFAS ableiten zu können, ist ein umfassendes Wissen über ihr Vorkommen und ihren Verbleib in der Umwelt erforderlich. Um dieses Wissen zu erlangen, führen wir quantitative Monitoringstudien in der Umwelt und in Biota durch, identifizieren neue PFAS durch Screeningansätze und untersuchen das Schicksal von PFAS in Transformationsexperimenten.

PFAS-Monitoring

Mit regelmäßig aktualisierten, hochmodernen Methoden quantifizieren wir PFAS im Ultraspurenbereich in Wasser, Boden und Biota. Durch den Einsatz der polaritätserweiterten Chromatographie überwachen wir auch selten analysierte ultrakurzkettige PFAS.

Projekte:

PU2R
Die Wiederverwendung von Abwasser wird angesichts der durch den Klimawandel verursachten längeren Trockenperioden zunehmend an Bedeutung gewinnen. Das vom BMBF geförderte Projekt PU2R betrachtet die dezentrale Wiederverwendung von kommunalem Abwasser für die Landwirtschaft und untersucht das Potenzial von schwer entfernbaren Chemikalien wie PFAS, ins Grundwasser zu gelangen oder von Pflanzen aufgenommen zu werden.
Project link: https://bmbf-wave.de/wave/en/Joint+projects+by+topic/Municipal+Wastewater/PU2R.html

re:PM
Persistent and mobile (PM) chemicals including short chain PFAS pose a treat to drinking water supply as they can easily be transported to source waters and are difficult to remove during water treatment. In re:PM we monitor the occurrence of these chemicals in source waters for drinking water production to promote the development of efficient removal strategies.
Project link: https://www.ufz.de/index.php?en=50165

Fluorbank
UBA-gefördertes Projekt zur Überwachung eines breiten Spektrums von PFAS in Biota-Proben, die von der deutschen Umweltprobenbank zur Verfügung gestellt werden. Wir untersuchen und bewerten zeitliche Trends von konventionellen PFAS und deren Ersatzchemikalien.
Project link: https://www.ufz.de/index.php?en=45863

PROTECT
Das vom BMBF geförderte Projekt PROTECT untersucht den Verbleib persistenter und mobiler Chemikalien einschließlich PFAS im Wasserkreislauf, bewertet ihre Toxizität und erforscht Behandlungsmöglichkeiten.
Project link: https://www.ufz.de/index.php?en=46203

FluorTECH
Landwirtschaftliche Felder in der Nähe von Raststatt (Deutschland) wurden in den 2000er Jahren mit Kompost aus PFAS-versetzten Papierschlämmen kontaminiert. Im Rahmen des FluorTECH-Projekts werden Überwachungs- und Screening-Tools eingesetzt, um diese Kontamination und ihre Auswirkungen auf Boden, Pflanzen und Grundwasser zu charakterisieren.
Project link: https://www.ufz.de/index.php?en=46659

Beteiligte Wissenschafter:

PFAS-Screening

Mit über 5000 PFAS bekannten und wahrscheinlich noch mehr unentdeckten PFAS, kann ein umfassendes Verständnis der PFAS-Kontamination nicht allein durch eine Target-Analytik erreicht werden. Wir entwickeln und verwenden Suspect und nicht Non-Target Screening-Methoden, um Daten über das Vorkommen einer breiten Palette von PFAS zu generieren und neue PFAS zu identifizieren.

Projekte

FluoroRisk
Obwohl mehr als 5000 PFAS bekannt sind, ist das Risiko, das sie darstellen, nur für einen kleinen Teil dieser Chemikalien gut untersucht. Dieses von der DBU finanzierte Projekt zielt darauf ab, neuartige PFAS zu identifizieren und sie auf der Grundlage ihres Vorkommens in der Umwelt, ihrer Persistenz und ihrer Toxizität zu priorisieren.
Project link: https://www.ufz.de/index.php?en=51647

PMOCsGW
Das von der DFG finanzierte Projekt PMOCsGW untersucht das Vorkommen von persistenten und mobilen Chemikalien (PM) einschließlich PFAS im Grundwasser durch ein Suspect-Screening.
Project link: https://www.ufz.de/index.php?en=47147

PERFORCE 3
Im Rahmen des von der EU geförderten Innovative Training Network (ITN) PERFORCE 3 entwickelt und nutzt das UFZ modernste Screening-Methoden, die auf ultrahochauflösender Massenspektrometrie basieren, um eine breite Palette neuer und kaum untersuchter PFAS in Biota zu identifizieren.
Project link: https://perforce3-itn.eu/

Beteiligte Wissenschaftler:

PFAS-Transformation

Ein großer Teil der in der Umwelt gefundenen persistenten PFAS wird vermutlich nicht direkt emittiert, sondern aus fluorierten Vorläuferchemikalien in natürlichen und technischen Systemen gebildet. Das Wissen über diese Umwandlungsprozesse und die dabei entstehenden Endprodukte ist wichtig, um die Quellen und die Verteilung von PFAS zu verstehen und wirksame Sanierungsmaßnahmen zu konzipieren. Wir untersuchen die biotische und abiotische Umwandlung von PFAS in Experimenten im Labormaßstab und wenden die gewonnenen Erkenntnisse in Feldstudien an.

Projects

Beteiligte Wissenschaftler:

Daniel Zahn
Ann-Cathrin Krause
Thorsten Reemtsma

Publikationen

Cioni, L., Nikiforov, V., Benskin, J.P., Coêlho, A.C.M.F., Dudášová, S., Lauria, M.Z., Lechtenfeld, O.J., Plassmann, M.M., Reemtsma, T., Sandanger, T.M., Herzke, D. (2024): Combining advanced analytical methodologies to uncover suspect PFAS and fluorinated pharmaceutical contributions to extractable organic fluorine in human serum (Tromsø Study). Environ. Sci. Technol. 58 (29), 12943 - 12953
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c03758

Joerss, H., Freeling, F., van Leeuwen, S., Hollender, J., Liu, X., Nödler, K., Wang, Z., Yu, B., Zahn, D., Sigmund, G. (2024): Pesticides can be a substantial source of trifluoroacetate (TFA) to water resources. Environ. Int. 194 , art. 109198
https://doi.org/10.1016/j.envint.2024.109061

Dudášová, S., Wurz, J., Berger, U., Reemtsma, T., Fu, Q., Lechtenfeld, O.J. (2024): An automated and high-throughput data processing workflow for PFAS identification in biota by direct infusion ultra-high resolution mass spectrometry Anal. Bioanal. Chem. 416 (22), 4833 - 4848
https://doi.org/10.1007/s00216-024-05426-2

Muschket, M., Neuwald, I.J., Zahn, D., Seelig, A.H., Kuckelkorn, J., Knepper, T.P., Reemtsma, T. (2024): Fate of persistent and mobile chemicals in the water cycle: From municipal wastewater discharges to river bank filtrate. Water Res. 266 , art. 122436
https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122436

Seelig, A.H., Zahn, D., Reemtsma, T. (2024): Sources of persistent and mobile chemicals in municipal wastewater: a sewer perspective in Leipzig, Germany. Environ. Sci. Pollut. Res.
https://doi.org/10.1007/s11356-024-33259-0

Guckert, M., Rupp, J., Nürenberg, G., Nödler, K., Koschorreck, J., Berger, U., Drost, W., Siebert, U., Wibbelt, G., Reemtsma, T. (2023): Differences in the internal PFAS patterns of herbivores, omnivores and carnivores - lessons learned from target screening and the total oxidizable precursor assay. Sci. Total Environ. 875 , art. 162361
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162361

Rupp, J., Guckert, M., Berger, U., Drost, W., Mader, A., Nödler, K., Nürenberg, G., Schulze, J., Söhlmann, R., Reemtsma, T. (2023): Comprehensive target analysis and TOP assay of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in wild boar livers indicate contamination hot-spots in the environment. Sci. Total Environ. 871 , art. 162028
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162028

Schumann, P., Müller, D., Eckardt, P., Muschket, M., Dittmann, D., Rabe, L., Kerst, K., Lerch, A., Reemtsma, T., Jekel, M., Ruhl, A.S. (2023): Pilot-scale removal of persistent and mobile organic substances in granular activated carbon filters and experimental predictability at lab-scale. Sci. Total Environ. 884 , art. 163738
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163738

Schumann, P., Muschket, M., Dittmann, D., Rabe, L., Reemtsma, T., Jekel, M., Ruhl, A.S. (2023): Is adsorption onto activated carbon a feasible drinking water treatment option for persistent and mobile substances? Water Res. 235 , art. 119861 https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119861

Guckert, M., Scheurer, M., Schaffer, M., Reemtsma, T., Nödler, K. (2022): Combining target analysis with sum parameters—a comprehensive approach to determine sediment contamination with PFAS and further fluorinated substances. Environ. Sci. Pollut. Res. 29 (57), 85802 - 85814
https://doi.org/10.1007/s11356-022-21588-x

Neuwald, I.J., Hübner, D., Wiegand, H.L., Valkov, V., Borchers, U., Nödler, K., Scheurer, M., Hale, S.E., Arp, H.P.H., Zahn, D. (2022): Ultra-short-chain PFASs in the sources of German drinking water: Prevalent, overlooked, difficult to remove, and unregulated. Environ. Sci. Technol. 56 (10), 6380 - 6390
https://doi.org/10.1021/acs.est.1c07949

Arinaitwe, K., Keltsch, N., Taabu-Munyaho, A., Reemtsma, T., Berger, U. (2021): Perfluoroalkyl substances (PFASs) in the Ugandan waters of Lake Victoria: Spatial distribution, catchment release and public exposure risk via municipal water consumption. Sci. Total Environ. 783 , art. 146970
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.146970

Neuwald, I., Muschket, M., Zahn, D., Berger, U., Seiwert, B., Meier, T., Kuckelkorn, J., Strobel, C., Knepper, T.P., Reemtsma, T. (2021): Filling the knowledge gap: A suspect screening study for 1310 potentially persistent and mobile chemicals with SFC- and HILIC-HRMS in two German river systems. Water Res. 204, art. 117645
https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117645

I. J. Neuwald, D. Zahn, T. P. Knepper (2020): Are (fluorinated) ionic liquids relevant environmental contaminants? High-resolution mass spectrometric screening for per- and polyfluoroalkyl substances in environmental water samples led to the detection of a fluorinated ionic liquid. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 412, 4881-4892
https://doi.org/10.1007/s00216-020-02606-8

Muschket, M., Keltsch, N., Paschke, H., Reemtsma, T., Berger, U. (2020): Determination of transformation products of per- and polyfluoroalkyl substances at trace levels in agricultural plants. J. Chromatogr. A 1625, art. 461271
https://doi.org/10.1016/j.chroma.2020.461271