/ /氟烷基物质(pfa)分析饮用水中

每-和氟烷基物质(pfa)引起了相当大的关注作为一个发展中在美国安全和环境威胁。pfa已经广泛应用于工业自1940年代以来,因为他们的热化学稳定性,以及他们的高电阻退化。

有各种各样的来源pfa如化学制造商,pfa热处理过程中释放浪费和不完全燃烧的产物。pfa也发现在许多产品,如化妆品、灭火泡沫,清洁用品,食品包装,不粘炊具。

生物体内积累在垃圾填埋场和生产地点允许pfa化合物吸收地面和地表水。水含有pfa随后被用于农业应用和人类消费的不适当的措施消除污染粒子。yabo214

美国环境保护署(EPA)建立了一个管理策略和pfa解决饮用水的污染。第五不受监管的法规,包括污染监控规则(UCMR 5),目前由于所需的分析尤其重要的pfa公共供水系统。

10000多个供水系统需要分析,这个采样周期预计在2025年结束时收集的采样数据来分析2026年审查。

有很多分析在评估pfa的挑战,如更大的样本量,ultra-sensitivity能力分析物,费力的样品制备,和消除污染来源分析设备内的pfa和外部来源。app亚博体育

评估pfa的低水平,高度敏感的质谱计或样品制备方法,涉及到一个集中的步骤是必需的。使用固相萃取(SPE)和LC / MS / MS是一个非常受欢迎的pfa的方法分析水样本,实现533年环保局方法和537.1。

应用方法533和537.1,PerkinElmer已经成功地创建并验证一个LC / MS / MS方法,可去除污染风险,增加吞吐量,减少运行时近70%样品表面和饮用水的pfa分析通过使用LX-50 UHPLC系统420 QSight三重四极质谱计。

本文介绍了关键的见解监管要求和最近的进展pfa分析。

环境保护署的pfa行动计划

环保署的pfa的行动计划总结了步骤,该机构正在应对pfa和保护公众健康。pfa行动计划需要供应的短期和长期的解决方案以应对公共机构自收到的输入pfa国家领导人峰会。

这个计划的主要行为提出了如图1所示。¹

图1所示。图片来源:PerkinElmer

环保署pfa的方法

pfa的集成方法由环保局包括三个中央指示,提高中心pfa的污染。²

1。研究

投资于研究和发展是由美国环保署改善理解pfa曝光和毒性。

这项研究包括研究pfa的生命周期,确保科学决策对pfa和方法进行分类,识别来源的污染和暴露途径,和理解pfa污染对社区的影响。亚博老虎机网登录

2。限制

环保署将专注于防止pfa进入环境和使用法定当局污染者负责。此外,他们将推出自愿项目pfa排放的减少和避免或最小化pfa排放的影响在所有的社区。

3所示。纠正

使快速、全方位的修复pfa的污染,EPA将利用法定当局的力量最大化责任方的资金和性能,加快实现pfa的治疗和处理,并通过公平优先保护弱势群体获得pfa的解决方案。

《安全饮用水法》和监管的过程

《安全饮用水法》(SDWA)使用风险和数据驱动的过程评估水污染物。环保局要求供水系统进行抽样每五年不污染由于SDWA。

环保署公布第五不受监管的污染物监测规则(UCMR 5) 2021年12月。这提出了关键的新数据更好的EPA 29 pfa的频率成分的理解国家的饮用水中发现,特别是水平。

UCMR 5预计将增加的数量参与饮用水系统、生产数据,这将提高他们的能力来执行本地和国家对污染的评估。³

《安全饮用水法》监管过程开始的草案污染物候选人名单(CCL)。一旦完成这个列表,它是用来创建一个UCMR,监测结果。

一起,CCL和UCMR利用分部确定初步的监管决定监管决定和随后的决赛。在这一点上,不需要行动如果决定不规范。

然而,如果一个决定来调节,最后提出监管决定将产生一个规则在24个月之内。后,最后一个规则,被称为全国主要饮用水监管(NPDWR),之后将一个额外的18个月。

结束这一监管过程是一个六年的回顾现有NPDWRs。安全饮用水法案监管过程的总结是显示在图2。³

监管的背景和UCMR 5项目

SDWA于1974年由美国环保署保护饮用水的质量。1986年修正案要求每三年25种新的制程,限制使用,打开国家循环贷款基金,作为msn三地。

进一步修正1996年综合风险标准,建立CCL UCMR和。重大基础设施融资与年度还建立了水煤浆的报告。

图2。安全饮用水法案监管过程。图片来源:PerkinElmer

1。UCMR 5项目

UCMR 5时间表的发展开始于2018年- 2020年,涉及众多的利益相关者会议。

文章建议计划实现始于2020年,开始实验室批准程序,SDWARS登记和库存PWS的通知,伙伴关系协议,状态监测计划和PWS库存。UCMR 5 12/27/21去年发表最终规则。⁴

EPA pre-sampling开始于2022年,与采样周期从2023年到2025年发生和postsampling活动发生在2026年。

UCMR 5宣称示例收集来自所有的公共供水系统,提供至少3300人和800年代表公共供水系统,提供不到3300人将在2023年1月至2025年12月之间的12个月里。

未来事项涉及的发展UCMR包括优先的额外pfa UCMR 6,作为技术措施pfa的进步和验证。⁴

以下重点定义关键理解UCMR 5范围:

• 公共供水系统(PWS):通过管道供应水供人类食用或其他交通工具构造至少15服务连接或服务平均至少25人每年至少60天。
• 社区供水系统(水煤浆):浆水相同的人口全年。
• 非暂时性、Non-community供水系统(NTNCWS):浆水的至少25人至少六个月的年/全年。
• 瞬态,Non-Community系统水系统(TNCWS): PWS提供水人们不能保持长时间。

2。关键变化从UCMR 4 UCMR 5

发生的主要变化从UCMR 4 UCMR 5包括:

• 清除各种需求基于系统大小,没有监控层列表
• 扩展到适用于所有水煤浆/ NTNCWS为至少3300人提供服务
• 800随机选择规模不到3300人服务
• AWIA 2018:资金增加了EPA PWS范围覆盖样本运输和分析成本。⁴

3所示。UCMR实现团队和抽样设计

环保署已修改其角色和指令支持小型和大型规模。

对小型规模,他们的角色包括UCMR实验室批准和合同的维护支持UCMR,编译接触和库存信息,执行示例包分配和跟踪,审核SDWARS NCOD数据和报告,利用SDWARS推广。⁴

EPA是UCMR实验室负责以下项目小浆:

• 参与规模和样本采集
• 资金费用取样工具、样品运输和样本分析
• 配合合同实验室样品分析和支付服务
• 审查结果和质量控制数据
• 报告结果通过SDWARS浆和州

对于大型规模,他们的角色包括审查SDWARS数据完整性、NCOD报告,支持的用户SDWARS系统浆库存,更新和根据需要安排,提供技术援助,并利用SDWARS拓展。⁴

大型pws UCMR实验室负责以下项目:

• 样品的成本分析
• 样品运输的协调和分析EPA-approved UCMR 5实验室
• 实验室SDWARS post数据
• 审查和批准SDWARS中的数据

州获得结果后大PWS审核期。

UCMR执行分配在三个实体:环保署区域办事处,环保局办公室地面和饮用水和合作状态。崩溃的每一个成员的职责是显示在图3。⁴

图3。UCMR实现团队和责任。图片来源:PerkinElmer

4所示。UCMR抽样设计、监控和报告的设计

抽样设计是由利益相关者评估,随后同行评议,800随机选择小pws 02/22/22(小于3300)通知。综述了数据质量目标如下:

• 选择每个州至少两个小系统

• 发生数据的无偏估计国家接触
• 人口加权
• 代表的规模大小和源水类型

监控

环保署正在寻求额外的资金来覆盖所有规模为3300 - 10000人。然而,只有8%是目前覆盖。

目前的战略评估监测包括建立全国污染物发生,开发一个主要层次和范围,利用可用的方法和常用技术,并确保一致性AWIA规定。⁵

报告

最低报告限制(推广)是最低定量,可以达到(95%置信)分析师在至少75%的美国实验室采用特定的方法。

环保署建立推广使用来自多个实验室的数据执行“最低浓度最低报告(LCMRL)研究识别能力。

每个实验室的LCMRL是未来的真实浓度最低复苏预计将下降到50% - -150%恢复,信心高为99%。

因此,LCMRL是指定的最低浓度测量可以由实验室质量。推广功能生产质量和一致性UCMR实验室而平衡实验室能力。⁶

5。UCMR实验室参与的过程和成本

实验室的过程参与UCMR大约持续三到六个月,由六个步骤。图4显示UCMR实验室参与过程的概述。⁷

图4。UCMR实验室参与过程概述。图片来源:PerkinElmer

关键变化由UCMR 4 UCMR 5实验室的参与包括:

• UCMR 4表示,参与UCMR实验室,在60天内登记需要的最终规则出版(12/20/16)和应用程序在120天内。UCMR 5表示,参与UCMR实验室,注册和应用程序被08/01/22需要完成。这些修正案实施实验室允许的灵活性增加兴趣。
• 关于能力测试(PT), EPA计划提供前三PT研究12/27/21(最终出版规则)和三个PT研究之后。

共有18个实验室被批准为UCMR 5 2022年1月,与PT进一步研究将被添加。基于现有的资金,参与小型规模的总数大约是1200年,高需求更多的批准实验室。⁷

表1给出了近似成本UCMR 5样本集和估计成本的提议UCMR 5 /五年周期。

表1。UCMR 5样本集的近似成本和估计成本的提议UCMR 5 /五年周期。来源:PerkinElmer

近似成本UCMR 5样本集
方法类型	平均每UCMR 5样品成本分析1
25 pfa使用EPA方法533 (SPE - LC / MS / MS)	376美元
4使用EPA方法pfa 537.1 (SPE - LC / MS / MS)	302美元
1金属使用EPA方法(ICP-OES / AES)或200.7米2或ASTM3	62美元
估计总21 UCMR 5样本集	740美元

¹平均分析成本是由四个饮用水实验室提供的平均估计
²标准方法(SM) 3120 B或SM 3120 B - 99
³ASTM国际D1976-19 (ASTM)

近似成本UCMR 5项目
Est。平均年成本提出UCMR 5 /五年周期1
pws实体	年平均成本(百万)(2022 - 2026)2
小系统(< 10000),包括劳动3只有(非劳动成本4由EPA)支付	0.3美元
大型系统(10001 - 100000),包括劳动力和非劳动成本	7.2美元
非常大的系统(> 100000),包括劳动力和非劳动成本	2.3美元
州,包括劳动力成本与实现协调	0.8美元
EPA,包括实施劳动和nonlabor小浆测试	10.5美元
平均每年国家总1 UCMR 5 2023 - 2026	21.1美元

¹基于小系统监控AWIA中描述的范围
²总数可能不等于组件由于舍入的总和
³劳动力成本属于系统、国家和美国环境保护署。成本包括的活动,如阅读规则,通知系统参与,样本收集、数据审核、报告和记录
⁴主要由EPA和非劳动成本将发生大的和非常大的规模。它们包括船样实验室进行测试的成本和成本分析

6。PWS抽样计划

地下水监测计划项目(GWRMP)是一个代表选择与地下水资源规模,帮助减少所需的监测。

主要UCMR 5 PWS提案要求如下:

• 站点地图显示所有位置除了所有提议代表井。
• 统一的污染敏感性代表井和代表。
• 地下水质量历史数据展示相似性代表/代表(s)。所有井都有相同的治疗或不治疗。

浆应用程序必须提交前6个月预定集合。浆与多个EPTDSs可能会建议取样代表性地点,而不是在每个EPTDS抽样。

pws可能重用以前UCMR GWRMPs如果没有EPTDSs配置发生了显著的变化。如果修改前必须进行计划,一项修正案要求是必需的。表2给出了关键日期GWRMP项目规模。⁸

pws的代表性抽样从批发商的连接是一个选择,获得水与多个连接相同的批发商来减少监测。⁸

7所示。UCMR 5抽样要求:频率和位置

pws会遵循传统UCMR采样协议,样本收集发生在入口点分布系统(EPTDS)所有UCMR 5污染物。表2显示一个大纲。

表2。UCMR 5采样频率和位置要求。来源:PerkinElmer

UCMR 5抽样要求,频率和位置
水源	时间表	频率
地表水、地下水地表水的直接影响下,或混合源系统	全年	系统必须监控连续12个月监测期间4次。样本事件必须发生3个月
地下水系统	全年	系统必须监控2 *连续12个月监测期间。样本事件必须发生5 - 7个月

——规模将遵循传统UCMR采样协议
——样品收集在分销系统入口点(EPTDS)所有UCMR 5污染物

8。SDWARS 5和CDX:报告

UCMR 5浆和批准加入实验室利用安全饮用水和报告系统(SDWARS 5)报告的结果。中央数据交换,一个安全的、基于互联网的电子报告系统,用于上传分析报告。⁸

环保署正在提供CDX和SDWARS用户指令,除了训练的关键利益相关者,包括规模、实验室和状态。

pfa分析方法来监测饮用水

SDWA要求EPA采用验证分析方法评估的新发现或身份不明的pfa化学品和更新进一步pfa监测分析方法。

作为新pfa化合物的识别问题发生时,美国环保署将获得认证的参考标准,为他们的饮用水中定量样品是必要的。

环保署还将进行评价分析方法以前发表的监测饮用水中pfa,包括环保署533年537.1和方法,建立扩大建立目标pfa的功效分析物列表包含任何新兴的pfa支持未来饮用水监测项目。²

强劲的技术检测和量化pfa至关重要的评价和支持各种技术修复的功效。UCMR 5坚持通过验证EPA 29 pfa化合物的分析方法对533和537.1。

表3细节有针对性的饮用水中pfa的列表。

表3。目标污染物和方法。来源:PerkinElmer

有机物- 29 pfa的化合物
EPA方法537.1固相萃取(SPE)液体Chromatography-Tandem质谱(质/女士)			EPA方法537.1固相萃取(SPE)液体Chromatography-Tandem质谱(质/女士)
PFBS0.003	PFDA0.003	NMeFOSAA0.006	NFDHA0.002	PFPeA0.003
PFHxA0.003	PFNA0.004	NEtFOSAA0.005	PFBA0.005	PFPeS0.004
PFHxS0.03	PFUnA0.002	11 cl-pf3ouds0.005	PFEESA0.003	2节FTS0.003
PFHpA0.03	PFDoA0.003	9 cl-pf3ons0.002	PFHpS0.003	6:2 FTS0.005
PFOA0.004	PFTA0.008	ADONA0.003	PFMPA0.004	宣告FTS0.005
PFOS0.004	PFTrDA0.007	GenX HFPO-DA () 0.005	PFMBA0.003

- EPA独有方法537.1环保局组织分析物常见方法537.1和533在533年推荐的工作流
——MRLs(最低报告限制)上标μg / L

金属
EPA方法200.7 电感耦合等离子体原子发射光谱法(icp - aes) 3120 B或ASTM D1976-20交替SM
锂9

533年pfa的优化分析方法和方法537.1

EPA优先更新他们的分析方法对pfa鼓励公司PerkinElmer验证和优化以下方法:

• 方法537.1:一个专门用于饮用水中pfa的分析方法
• 方法533:一个更具包容性的方法用于检测多种短链pfa的挑战来衡量使用方法537.1。

PerkinElmer的应用笔记法533和537.1,专家不仅验证方法,大大增强了PerkinElmer利用的方法QSight^®LX50终极高性能液相色谱(UHPLC)系统一起PerkinElmer QSight 220三重四极质谱计。

减轻pfa背景污染

一个重大的挑战参与跟踪数量的pfa污染分析。这包括空白的污染,SPE仪器,容量器皿,样品和QC样品(来自试剂使用的材料),样本收集材料、LC / MS系统,瓶,实验室环境。亚博网站下载

定制的解决方案是必不可少的医治pfa的LC / MS / MS系统背景污染。^9、10

这些补救措施包括以下:

• 被定位之间的延迟列autosampler取样阀,泵中的流动相混合机陷阱和延迟任何pfa化合物发展泵和流动相的溶剂。^9、10
• 标准LX50 autosampler含有聚四氟乙烯管内部,以及参与pfa的清洗液水库污染。这个污染可以通过更换矫正的聚四氟乙烯管autosampler PEEK油管。^9、10

优化运行时

PerkinElmer应用笔记也优化色谱方法详细描述533年环保局和537.1。^9、10

• 537.1 EPA的优化方法

PerkinElmer injectionto-injection减少运行时间从原来的EPA色谱方法,从37分钟10分钟为他们开发的方法。图5显示的总离子色谱图(TIC) PerkinElmer 537.1应用程序。⁹

• 533年美国环保署

PerkinElmer injectionto-injection减少运行时间从原来的EPA色谱方法,从35分钟10分钟为他们开发的方法。总离子色谱(TIC) 533年PerkinElmer应用注意呈现在图6。

来源:PerkinElmer

被分析物	峰#	RT(分钟)	是#裁判
可以	1	3.54	2
PFHxA	2	4.15	1
HFPO-DA	4	4.34	1
PFHpA	6	4.78	1
PFHxS	7	4.77	2
ADONA	8	4.84	1
全氟辛酸及其盐类(PFOA)	9	5.30	1
卵圆孔未闭	11	5.73	2
PFNA	13	5.74	1
9 ci-pf3ons	14	5.93	2
PFDA	15	6.13	1
NMeFOSAA	17	6.31	3
PFUnA	19	6.45	1
NEtFOSAA	20.	6.47	3
11 CI-PF3OUdS	22	6.56	2
PFDoA	23	6.72	1
PFTrDA	24	6.96	1
PDTA	25	7.16	1
13 c2-pfhxa SS # 1	3	4.15	1
13 c3-hfpo-da SS # 2	5	4.34	1
13 c2-pfda SS # 3	16	6.12	1
d5-NEtFOSAA党卫军# 4	21	6.46	3
13 c2-pfoa # 1	10	5.29	- - - - - -
13 c4-pfos # 2	12	5.74	- - - - - -
d3 - NMeFOSAA是# 3	18	6.30	- - - - - -

图5。80 ng / L的总离子色谱图中提取局部反馈样本包含所有方法分析物,代理人和内部标准。图片来源:PerkinElmer

图6。80 ng / L的总离子色谱图中提取局部反馈样本包含所有方法分析物和标准。图片来源:PerkinElmer

1633年pfa分析方法

清洁水法案的一部分(公告),方法1633被开发来确定固体(如土壤、沉积物和有机固体残),水,和组织样本使用液相色谱/质谱(质/ MS)。

这种方法使pfa的量化和校准分析物使用isotopically标签标准。虽然这不是一个需要方法在UCMR 5中,这是一个值得注意的方法饮用pfa分析矩阵。

pfa的未来

目前有超过7000 PFAS-related化合物,与更多的衍生pfa化合物的生产预计将发生在未来的发展。pfa产品的大规模需要仔细分析和审查是后天习得的。

主要突出了pfa的未来前景包括以下:

1。最后毒性评估GenX和额外的pfa

EPA已经表示,它将发布两个pfa的毒性评估。这些是氧化六氟丙烯二聚酸和铵盐,也称为GenX化学物质。

GenX化学物质被认为是饮用水中特别流行与已知的对人类健康的影响,如生殖系统和免疫毒性,以及环境。

GenX毒性评估的目的是继续开发一个健壮的理解这些额外的pfa如何影响环境和健康。

除了GenX pfa、办公室的研究和开发也在开发毒性评估五个进一步pfa,包括PFHxA PFBA, PFNA PFHxS, PFDA。²

2。有针对性的一道方法开发

环保署目前正在计划进一步的发展过程中有针对性的检测和测量的方法具体pfa和一道方法识别未知的pfa的环境。²

3所示。总pfa方法开发

附加的方法开发将用于总pfa的方法测量特定pfa pfa在环境样品没有确定。²总pfa方法开发时间表列出如下:

• 产生一个总能吸附的氟废水方法潜在的实验室验证(2027年秋季)。
• 开发额外的pfa在空气中排放的测量方法(2022年秋季)。
• 评估方法和方法草案pfa浸出从固体材料(2022年秋季)。亚博网站下载

4所示。识别pfa类别

困难的一部分在pfa收集信息是由于他们被这样一个庞大而多样化的一类化合物。为了应对目前pfa的大量使用,环保署计划分类pfa化合物分解成更小的类别。

这些类别将基于参数如理化性质、化学结构和毒理学特性。²

美国环保署对pfa的分类定义了两种技术:

1. 利用发展的毒性及毒性动力学数据pfa类别额外的风险评估和风险告知或hazard-based决策。
2. pfa类别的发展基于去除技术使用当前的理解治疗,修复,处理,破坏,减轻和控制原则。

这些方法将帮助识别的缺失的元素在EPA pfa的理解从除尘技术和风险评估的角度,帮助未来EPA优先行动。

环保署也会开发一个pfa分类数据库,将描述个人pfa的关键特征,如分类任务。²

结论

随着pfa测试走向的扩张pfa毒性评估、优化方法和识别进一步pfa的类别,它将成为越来越重要的在方法开发人员开发改进加强pfa分析。

解决问题pfa分析是至关重要的一个完整的理解的pfa毒性及其环境影响。

准确地开发和验证方法,包括那些由PerkinElmer,使污染减排,提高吞吐量和降低运行时在解决这些问题时。

pfa的危险污染是一个全球性的问题。派拉蒙,监管当局的联合努力,水处理设备,和分析技术制造商继续发展需要进步和立法使必要的pfa研究和缓解。

这些信息已经采购,审核并改编自PerkinElmer提供的材料。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问PerkinElmer。