Forskere afslører en metode til at opdage evige kemikalier på under 3 minutter

"PFAS kan ioniseres og hurtigt detekteres af et højopløseligt massespektrometer, som giver et klart overblik over hver PFAS-art, der er til stede og graden af ​​forurening ned til et parts-per-billion (ppt) niveau," forklarede Chen.

"Til mere komplekse matricer som jord har vi anvendt en beslægtet metode kaldet afsaltning af papirspraymassespektrometri (DPS-MS), der vasker salte væk, som normalt undertrykker ionsignalet fra PFAS. Sammen forbedrer de i høj grad vores evne til at detektere disse forbindelser ."

"Vores grænse for detektion for PFAS er ca. 1 ppt. Til sammenhæng er denne mængde blevet sammenlignet med en dråbe vand i 20 olympiske svømmebassiner," tilføjede Md. Tanim-Al Hassan, papirets første forfatter og Ph.D. kemistuderende ved NJIT.

I test var holdet i stand til at detektere PFAS på et minut eller mindre ved at analysere stykker af forskellige fødevareemballagematerialer direkte, herunder mikrobølge-popcornpapir, instant-nudle-æsker samt yngel- og burgeremballage fra to multinationale fastfood-restaurantkæder.

Analysen afslørede spor af 11 forskellige PFAS-molekyler – inklusive almindelige typer, der er blevet forbundet med øget kræftrisiko og immunsystemundertrykkelse, såsom PFOA (perfluoroktansyre) og PFOS (perfluoroktansulfonsyre).

I deres vandanalyse opdagede holdet spor af PFOA i prøver af lokalt postevand på under to minutter, mens de ikke fandt spor af PFAS i prøver taget fra universitetets filtrerede springvand.

"EPA har allerede foreslået at etablere maksimale kontamineringsniveauer (MCL'er) for seks PFAS i drikkevand landsdækkende, og PFOA og PFOS er blandt dem," sagde Mengyan Li, studiemedforfatter og NJIT-lektor i miljøvidenskab. "Denne analysemetode kunne lette mere intensive screeninger for giftig PFAS, som kan være nødvendig under et sådant forslag for at beskytte sikkerheden i vores vandforsyning."

Ved hjælp af DPS-MS identificerede holdet også to arter af PFAS fra så lidt som 40 mg jord på under tre minutter.

Allerede nu testes holdets hurtige detektionsmetode til brug sammen med banebrydende teknikker til afhjælpning af PFAS, som er ved at blive udviklet på NJIT's BioSMART Center.

"Bemærkelsesværdigt nok var vi i vores laboratorium i stand til at koble denne analysemetode til en ny nedbrydningskatalysator, som nedbryder 98,7 % af PFAS i drikkevandsprøver inden for tre timer," sagde Wunmi Sadik, medforfatter og formand for NJIT's Department of Chemistry. og miljøvidenskab.

"Dette arbejde kan have en national indvirkning, men den umiddelbare effekt vil kunne mærkes i det nordøstlige område. Omtrent 10 % af 9,2 millioner New Jersey-anere har høje niveauer af perfluoroktansyre i deres drikkevand sammenlignet med det nationale gennemsnit på 1,9 %."

Chen siger, at fremskridtet også kan have en hurtig indvirkning på overvågningen af ​​forbrugerprodukter, fra kosmetik og medicin til friske og forarbejdede fødevarer. Holdet planlægger også at demonstrere metodens muligheder for luftovervågning.

"Nært sigt kan dette være ekstremt nyttigt for at sikre sikkerheden af ​​fødevarer ... det kan tillade landbrugsprodukter at blive mere effektivt overvåget for PFAS-kontamination for eksempel," forklarede Chen. "Vores metode kan også fremme studiet af luftbåren PFAS på samme måde som det, vi har demonstreret i denne undersøgelse, hvilket yderligere vil hjælpe os med at løse dette udbredte miljøproblem."

Flere oplysninger: Md. Tanim-Al Hassan et al., Hurtig detektion af per- og polyfluoralkylstoffer (PFAS) ved brug af papirspraybaseret massespektrometri, Journal of Hazardous Materials (2024). DOI:10.1016/j.jhazmat.2023.133366

Journaloplysninger: Journal of Hazardous Materials

Leveret af New Jersey Institute of Technology