Nezastavitelné? Ultra-krátké PFAS v životním prostředí a vodních zdrojích

Výskyt, použití a zdroje

Na rozdíl od PFAS s delšími řetězci jsou USC-PFAS dosud málo prostudované a naše znalosti o jejich záměrných i nezáměrných transformačních procesech zůstávají omezené.

Zdrojů USC-PFAS je několik. Vznikají degradací prekurzorových sloučenin, atmosférickým rozkladem fluorovaných a chlorfluorovaných uhlovodíků používaných jako chladiva nebo jsou cíleně přímo používány v produktech, jako například v bateriích.

Důležitým faktem je, že kyselina trifluoroctová (TFA) – hlavní a reprezentativní zástupce USC-PFAS – vzniká také při environmentálním rozkladu fluorovaných pesticidů a léčiv.

USC-PFAS dále vznikají jako vedlejší produkty při výrobě delších PFAS zastaralou metodou elektrochemické fluorace (ECF). Nacházíme je také v komunálním i průmyslovém odpadu nebo v hasicích pěnách.

Osud a transport

Délka uhlovodíkového řetězce hraje klíčovou roli při určování fyzikálně-chemických vlastností různých PFAS látek. PFAS s dlouhým řetězcem jsou například hydrofobnější, což je vlastnost, která byla využita při technikách odstraňování pomocí uhlíkatých materiálů, jako je granulované aktivní uhlí (GAU).

Naopak PFAS s krátkým a ultra-krátkým řetězcem jsou hydrofilní, s charakteristicky nízkými hodnotami pKa (tj. jsou kyselejší), vysokou rozpustností ve vodě a sníženými hodnotami log Koc (tj. méně adsorbují organický uhlík).

Tyto vlastnosti znamenají, že USC-PFAS se ve vodném prostředí volně disociují a jsou méně náchylné k sorpci na přírodní pevné látky. Výsledkem je, že USC-PFAS jsou ve vodním prostředí vysoce mobilní a mohou se šířit na velké vzdálenosti od oblastí primární kontaminace.

Obrázek 2: Kategorizace PFSA a PFCA na základě délky uhlíkového řetězce – ultra-krátký řetězec (Ultrashort chain), krátký řetězec (Short-chain) a dlouhý řetězec (Long-chain). 

Globální regulační prostředí

Povědomí o perzistenci a bioakumulační povaze PFAS s řetězci C8–C14 začalo na přelomu tisíciletí vyvolávat obecné znepokojení, což brzy vedlo k zařazení PFOS, PFOA a PFHxS na seznam perzistentních organických polutantů (POP) Stockholmské úmluvy. V důsledku toho začali výrobci postupně přecházet na alternativy s krátkými a ultra-krátkými řetězci.

S přechodem z C8 na C4 a kratší fluorované uhlíkové řetězce však došlo ke snížení technické kvality výrobků a pro dosažení stejného efektu bylo zapotřebí většího množství látek.

Přestože je obecně uznáváno, že PFAS s krátkými a ultra-krátkými řetězci mají menší toxikologický účinek, environmentální rizika tím nutně nejsou vyloučena. Přítomnost USC-PFAS a jejich průběžné, kumulativní uvolňování naznačují, že se mohou v budoucnu projevit jejich nepříznivé dopady.

Globální regulace USC-PFAS se regionálně liší a tyto látky často spadají pod širší regulaci PFAS. Evropská unie například stanovuje konkrétní požadavky a limitní hodnoty pro celkovou koncentraci PFAS v pitné vodě podle směrnice (EU) 2020/2184 o jakosti vody určené k lidské spotřebě.

Směrnice o pitné vodě zavedla limit 0,5 µg/l pro ukazatel „PFAS celkové“ (PFAS Total), přičemž nadále probíhají odborné diskuse o metodice, zejména pokud jde o zahrnutí kyseliny trifluoroctové (TFA).

Kromě toho byla TFA doplněna na prioritní seznam pro původně navržený ukazatel sumy 24 PFAS v povrchových vodách.

Nádoby na odběr vzorků pro analýzu PFAS

Pro zajištění spolehlivých výsledků analýzy PFAS se doporučuje používat pouze testované a ověřené vzorkovací nádoby. Tyto nádoby jsou k dispozici na vyžádání v laboratořích ALS.

Analytické služby jsou stále dostupnější

Testování USC-PFAS je z analytického hlediska relativně náročné. Komplexnost matric a následný analytický šum komplikují stanovení těchto sloučenin, především TFA.

Příprava vzorku je další klíčovou výzvou analytického postupu, a to kvůli riziku křížové kontaminace. Postup přípravy vzorku byl proto cíleně navržen tak, aby byl co nejjednodušší a nejméně zdlouhavý.

Ostatní sloučeniny ze skupiny USC-PFAS zpravidla vykazují v testovaných vzorcích nižší koncentrace, což obecně usnadňuje dosažení nižších limitů stanovení (LOQ).

Kompletní seznam analyzovaných USC-PFAS je uveden v tabulce 1.

Tabulka 1: Rozsah cílových analytů

Legislativa

[1] Směrnice Evropského parlamentu a Rady (EU) 2020/2184 ze dne 16. prosince 2020 o jakosti vody určené k lidské spotřebě. 
Směrnice Evropského parlamentu a Rady (EU) 2020/2184 

[2] Rada EU, 23. září 2025: Znečištění vody: Rada a Parlament dosáhly předběžné dohody o aktualizaci prioritních látek v povrchových a podzemních vodách. 
Znečištění vody: předběžná dohoda o aktualizaci prioritních látek