PFAS u bioti: Kontekst rizika i robusna analitička rješenja

Kako PFAS kontaminiraju biotu

Onečišćenje vode i tla:
PFAS se ispuštaju u okoliš iz različitih izvora, uključujući industrijska postrojenja, odlagališta otpada i vatrogasne
pjene. PFAS kratkog lanca vrlo su mobilni i postojani u površinskim i podzemnim vodama, dok se mnogi PFAS dugog lanca vežu na organsku tvar i akumuliraju u sedimentima.

Bioakumulacija u vodenom hranidbenom lancu:
Vodeni organizmi poput riba i školjkaša apsorbiraju PFAS iz vode i kontaminiranih izvora hrane, pri čemu se oni nakupljaju u njihovim tkivima. Ovo nakupljanje često se pojačava duž hranidbenog lanca (biomagnifikacija), osobito kod PFAS-a dugog lanca (npr. PFOS) u grabežljivim ribama.

Kontaminacija kopnenih životinja:
Na pogođenim područjima životinje su izložene putem vode za piće, hrane te tla ili prašine. PFAS se vežu na proteine i akumuliraju prvenstveno u krvi i jetri. Može doći do prijenosa u proizvode životinjskog podrijetla (npr. mlijeko i jaja).

Kontaminacija usjeva:
Biljke uzgojene na kontaminiranom tlu ili navodnjavane kontaminiranom vodom mogu apsorbirati PFAS. Stope unosa variraju; PFAS kraćeg lanca općenito se lakše usvajaju putem korijena, što olakšava njihov ulazak u kopneni hranidbeni lanac.

Dodatni putovi izloženosti i razmatranja:
Prekursori PFAS-a mogu se transformirati u postojane perfluoroalkilne kiseline (PFAA), poput PFOS-a i PFOA-e, čime se s vremenom povećava opterećenje organizama u bioti. Sedimenti i bentosni organizmi predstavljaju ključne putove izloženosti u vodenim sustavima. Atmosferski prijenos i taloženje doprinose onečišćenju tla i vode; dodatno, primjena mulja iz uređaja za pročišćavanje otpadnih voda (biosolida) na tlo te korištenje kontaminirane vode za navodnjavanje mogu unijeti PFAS u poljoprivredne sustave.

Utjecaj na biotu

Akumulacija tijekom vremena:
Zbog svoje kemijske stabilnosti i sporog izlučivanja, mnogi PFAS-i dugog lanca postojani su u organizmima, a njihove se koncentracije mogu povećavati tijekom vremena. Vežu se na proteine te se skloni akumulaciji u krvi i jetri, kao i u jajima. Biomagnifikacija se može pojaviti na višim trofičkim razinama.

Potencijalni zdravstveni učinci:
Izloženost PFAS-u u divljih životinja povezuje se s imunosupresijom; poremećajima endokrinog sustava i štitnjače; promjenama metabolizma lipida i toksičnošću za jetru; te razvojnim i reproduktivnim učincima (npr. smanjenim uspjehom izlijeganja). U pogledu karcinogenosti, Međunarodna agencija za istraživanje raka (IARC) klasificira PFOA kao kancerogenu za ljude (skupina 1), a PFOS kao moguće kancerogenu za ljude (skupina 2B).

Majčinski prijenos i osjetljivost razvojnih faza:
PFAS se mogu prenositi s odraslih jedinki na potomstvo putem jaja i laktacije, čineći rane razvojne faze posebno osjetljivima.

Praćenje i obrasci biomagnifikacije

Divlje ribe i beskralježnjaci diljem EU-a imaju mjerljive razine PFAS-a u organizmu (PFOS i PFCA) u rasponu od nekoliko
desetaka do niskih stotina μg/kg (mokre mase). Morski vršni predatori često pokazuju povišene razine PFOS-a u odnosu na EQS vrijednosti za biotu. Obrasci biomagnifikacije razlikuju se među pojedinim spojevima, no nekoliko PFAS-a dugog lanca pokazuje izraženu bioakumulaciju. 

Analitičke metode

ALS Laboratories koristi LC–MS/MS metodu akreditiranu prema ISO/IEC 17025 za određivanje PFAS-a u bioti, koja služi
kao ključni pokazatelj onečišćenja okoliša. Ova je metoda rigorozno validirana na širokom rasponu matrica, uključujući ribu i druge morske plodove (školjkaše, rakove, glavonošce), meso, jaja, mlijeko te različita biljna tkiva.

Logistika i rukovanje uzorcima:
Kako bi se očuvala cjelovitost analita i spriječila biološka razgradnja, provode se strogi protokoli transporta. Uzorke je potrebno slati brzom dostavom (preko noći). Ako se šalju zamrznuti, moraju se transportirati na način koji osigurava da tijekom cijelog prijevoza ostanu zamrznuti.

Masa uzorka:
Iako laboratorij može obraditi već 10 g uzorka, preporučujemo dostavu 50 g kako bi se osigurala reprezentativnost. Kako bi se
dobio stabilan i homogen ispitni uzorak, uzorci se liofiliziraju (suše zamrzavanjem), a zatim temeljito homogeniziraju. Ovaj postupak stabilizira matricu i predkoncentrira analite, omogućujući detekciju na razinama u tragovima.

Ekstrakcija i analiza:
Analitički postupak koristi modificiranu QuEChERS ekstrakciju kako bi se osigurao učinkovit povrat analita, nakon čega slijedi pročišćavanje ekstrakcijom na čvrstoj fazi (SPE) radi uklanjanja interferencija iz matrice. Konačna separacija i detekcija provode se na najsuvremenoj UHPLC–MS/MS opremi (ExionLC™ u kombinaciji sa SCIEX QTRAP® 6500).

Kvantifikacija:
Koncentracija svakog PFAS-a određuje se kalibracijom s internim standardima. Omjeri odziva povezuju se s omjerima koncentracija nativnih analita i njihovih odgovarajućih izotopno obilježenih internih standarda, čime se osigurava robusna korekcija mogućih matriksnih učinaka te visoka točnost i preciznost.

Popis ciljanih PFAS spojeva

 LOQ: Granica kvantifikacije (μg/kg)