Die Wissenschaftler Ryan Davis und Nathan Beals vom Sandia National Laboratory, das dem US-Energieministerium unterstellt ist, haben eine schnelle Methode zur Wasseranalyse entwickelt, die die Nachweiszeit für PFAS im Wasser erheblich verkürzt. PFAS sind eine Gruppe von per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen, die als „ewige Chemikalien“ bezeichnet werden und aufgrund ihrer schwierigen natürlichen Zersetzung in der Umwelt besondere Aufmerksamkeit erregen.
Der herkömmliche PFAS-Nachweis in der Wasseranalyse erfordert wiederholte Schritte wie Extraktion, Konzentration und Aufbereitung. Dabei müssen typischerweise mehrere teure Filterpatronen zur Behandlung von über einem Liter Wasserprobe verwendet werden, was zeitaufwändig und kostspielig ist. Davis erklärt: „Worüber wir und andere, die PFAS-Analysen durchführen, uns oft beklagen, ist die langsame Nachweisgeschwindigkeit und die potenziell hohen Kosten, je nach verwendeter Technologie.“ Die neue Methode basiert auf der Desorptions-Elektrospray-Ionisation (DESI)-Technik. Zuerst wird ein etwa reiskorngroßes Adsorptionsmittel für drei Minuten in die zu testende Lösung gegeben. Nach dem Entnehmen wird es vor ein Massenspektrometer platziert und mit geladenen Tröpfchen besprüht. Diese Tröpfchen entfernen die PFAS vom Adsorptionsmittel und führen sie dem Massenspektrometer zur Analyse zu. Der gesamte Vorgang dauert nur fünf Minuten.
Beals und Davis entdeckten diese Wasseranalysemethode zufällig, als sie mit experimentellen Massenspektrometern und der DESI-Technologie arbeiteten. Davis erinnert sich: „Als wir einige vorläufige Tests durchführten, bestätigten wir nicht nur die Anwesenheit von PFAS, sondern stellten auch fest, dass unsere Ergebnisse weit über den Bereich der Standardanalysen hinausgingen.“ Beals fügt hinzu: „Schritt für Schritt verbesserten wir uns von der Detektion von PFAS auf Teilchen pro Million (ppm) über Teilchen pro Milliarde (ppb) bis hin zu den niedrigen Teilchen pro Billion (ppt).“ Die beiden haben die detaillierten Informationen zu diesem Verfahren bereits veröffentlicht und hoffen, dass es kommerzialisiert und weit verbreitet für die Umweltüberwachung eingesetzt werden kann, um die Verbreitung von Wasseranalysetechnologien voranzutreiben.
Davis, der sich seit Jahren der Entwicklung von Technologien zur Beseitigung von PFAS widmet, sagt, dass die neue Methode es Regulierungsbehörden ermöglichen wird, PFAS in der Umwelt zu verfolgen, und Bürgern erlauben wird, ihr eigenes Leitungswasser zu testen, wodurch die Zugänglichkeit von Wasseranalysen verbessert wird. Beals sagt: „Meine gesamte Karriere dreht sich um die Sanierung der Umwelt. Ich bin ein naturliebender Mensch, meine Frau und ich lieben es, in der Natur zu sein, und wir möchten nicht sehen, dass unsere Welt auf diese Weise verschmutzt wird.“ Zu den Schwerpunktbereichen der PFAS-Sanierung gehören US-Luftwaffenstützpunkte, wo Boden und Grundwasser durch den langjährigen Einsatz von Löschschaum beeinträchtigt sind. Das Sandia National Laboratory mit Standorten in Albuquerque, New Mexico, und Livermore, Kalifornien, wird von Sandia LLC für die National Nuclear Security Administration des US-Energieministeriums betrieben.
