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Maria Guerra de Navarro, a postdoctoral associate at FIU's Institute of Environment, is pictured collecting water samples. Her team at Florida International University has now built a laboratory method that returns PFAS results in 30 minutes, where testing used to take over six hours. PFAS are a family of so-called forever chemicals: they are nearly indestructible, found almost everywhere in the U.S., and linked to endocrine disruption, immune system impairment and cancer.
Maria Guerra de Navarro, Postdoktorandin am Institute of Environment der FIU, ist beim Entnehmen von Wasserproben zu sehen. Ihr Team an der Florida International University hat nun eine Labormethode entwickelt, die PFAS-Ergebnisse in 30 Minuten liefert, während die Prüfung früher über sechs Stunden dauerte. PFAS bilden eine Familie der sogenannten Ewigkeitschemikalien: Sie sind nahezu unzerstörbar, in den USA nahezu überall zu finden und werden mit endokriner Störung, Schwächung des Immunsystems und Krebs in Verbindung gebracht.
The stakes are local for South Florida. Drinking water there comes from the shallow Biscayne Aquifer, which is exposed to surface runoff from landfills, airports and military air bases, as well as to rainwater. Neither wastewater treatment plants nor drinking water facilities currently treat for PFAS, so contamination moves through the entire water cycle. Utilities are investing in activated carbon, reverse osmosis and nanofiltration membranes, but these systems concentrate the chemicals into a waste stream instead of destroying them. In Miami-Dade County, groundwater wells are monitored for PFAS every four months.
Für Südflorida ist die Sache eine lokale Angelegenheit. Das Trinkwasser dort stammt aus dem flachen Biscayne-Aquifer, der Oberflächenabflüssen von Deponien, Flughäfen und Militärflugplätzen sowie Regenwasser ausgesetzt ist. Weder Kläranlagen noch Trinkwasseraufbereitungsanlagen behandeln PFAS derzeit, sodass sich die Verunreinigung durch den gesamten Wasserkreislauf bewegt. Versorger investieren in Aktivkohle, Umkehrosmose und Nanofiltrationsmembranen, doch diese Systeme konzentrieren die Stoffe in einem Abfallstrom, anstatt sie zu zerstören. Im Miami-Dade County werden Grundwasserbrunnen alle vier Monate auf PFAS überwacht.
The new method automates sample cleanup using online solid-phase extraction, paired with high-precision testing tools that measure tiny traces of the chemicals. Because it uses smaller samples and less solvent, it reduces the risk of human handling errors. It detects 39 of the 40 EPA-listed PFAS. The team deliberately left out one compound, because tracking it would have raised the detection limits for PFOS and PFAS, the most regulated chemicals. Natalia Quinete, associate professor at FIU, called that trade-off an unacceptable compromise. The team has also shown that the method can analyze small and large PFAS molecules at the same time, and it is now working on smaller ones, which are frequently found in drinking water as larger molecules break down.
Die neue Methode automatisiert die Probenaufbereitung mithilfe der Online-Festphasenextraktion und kombiniert sie mit hochpräzisen Messverfahren, die winzigste Spuren der Stoffe erfassen. Da sie kleinere Proben und weniger Lösungsmittel benötigt, verringert sie das Risiko menschlicher Bedienfehler. Sie erkennt 39 der 40 von der EPA gelisteten PFAS. Das Team ließ bewusst eine Verbindung weg, weil deren Erfassung die Nachweisgrenzen für PFOS und PFAS erhöht hätte, die am strengsten regulierten Stoffe. Natalia Quinete, außerordentliche Professorin an der FIU, bezeichnete diesen Kompromiss als inakzeptabel. Das Team hat außerdem gezeigt, dass die Methode kleine und große PFAS-Moleküle gleichzeitig analysieren kann, und arbeitet nun an kleineren Molekülen, die im Trinkwasser häufig vorkommen, weil größere Moleküle zerfallen.
For a water utility, the change would be a shorter wait between a sample and a result, but the method is not yet usable in that role. It must first be certified through extensive validation studies across multiple independent laboratories, and the sources give no date for that. Guerra de Navarro said the EPA should consider incorporating this type of technology into a standard method, given the national demand for PFAS monitoring under new drinking water rules. The team has already characterized PFAS in tap water across several areas of Miami-Dade County and is now analyzing human serum samples. A simpler test for total PFAS, which could process 20 samples in a day with less expensive equipment, is in development, with real-time field assessment as the longer-term goal.
Für einen Wasserversorger würde die Neuerung eine kürzere Wartezeit zwischen Probe und Ergebnis bedeuten, doch in dieser Rolle ist die Methode noch nicht einsetzbar. Sie muss zunächst in umfangreichen Validierungsstudien über mehrere unabhängige Labore zertifiziert werden, und für diesen Schritt nennen die Quellen keinen Termin. Guerra de Navarro sagte, die EPA sollte in Betracht ziehen, diese Art von Technik in ein Standardverfahren aufzunehmen, angesichts der landesweiten Nachfrage nach PFAS-Überwachung im Rahmen neuer Trinkwasservorschriften. Das Team hat PFAS im Leitungswasser in mehreren Gebieten des Miami-Dade County bereits charakterisiert und analysiert nun Serumproben von Menschen. Ein einfacherer Test für PFAS insgesamt, der mit günstigerer Ausrüstung an einem Tag 20 Proben verarbeiten könnte, befindet sich in Entwicklung; langfristiges Ziel ist eine Bewertung direkt vor Ort in Echtzeit.