Fluoro organico totale
La quantificazione del fluoro organico totale (TOF) nell’acqua è fondamentale per monitorare la presenza e la persistenza di tutti i composti organici contenenti fluoro nell’ambiente. I composti polifluorurati (PFAS) e perfluorurati sono ampiamente utilizzati in agricoltura, industria e prodotti domestici grazie alle loro proprietà quali stabilità termica e idrofobicità.
A causa delle piccole dimensioni e dell’elevata elettronegatività dell’atomo di fluoro, il legame carbonio-fluoro (C–F) è il legame più forte in chimica organica con un’energia di dissociazione del legame di 105.4 kcal/mol. Tali composti sono quindi spesso resistenti ai processi di degradazione biologica e chimica che portano alla loro persistenza nell’ambiente.
L’analisi del fluoro organico totale fornisce una valutazione quantitativa sia dei composti polifluorurati sia di altri composti fluoroorganici non facilmente determinati dai test standard. La caratterizzazione completa delle sostanze per- e polifluoroalchiliche è necessaria per la valutazione e la gestione efficace del rischio nei siti contaminati.
Sebbene gli attuali metodi analitici siano in grado di misurare quantitativamente un numero di composti polifluorurati specifici, non forniscono un quadro completo di tutti i PFAS utilizzati nei prodotti commerciali e potenzialmente rilasciati nell’ambiente. Questi PFAS non misurati includono molti precursori che possono essere convertiti in sostanze chimiche PFAS correlate a l’ossidazione.
La determinazione del fluoro organico totale consente di colmare questo divario ossidando precursori e intermedi di PFAS sconosciuti e convertendoli in PFAS stabili con standard analitici stabiliti.
Determinazione del fluoro organico totale
La misurazione del fluoro libero (FF) e del fluoro organico totale in concentrazioni nell’intervallo da parti per miliardo (ppb) a parti per milione (ppm) è fondamentale per il monitoraggio di routine dell’acqua scaricata vicino ai siti di produzione e per tenere traccia degli sforzi di bonifica delle zone contaminate.
Il fluoro organico totale può essere determinato mediante combustione a 900° C. In un tubo di quarzo con catalizzatore al platino, seguita da una titolazione acido-base dei prodotti della combustione.
Sono stati sviluppati diversi metodi analitici per la determinazione del fluoro organico totale, tra cui la cromatografia ionica di combustione (CIC), la gascromatografia (GC), il metodo di iniezione del flusso e la cromatografia liquida ad alte prestazioni a fase inversa (HPLC).
Nella cromatografia liquida ad alte prestazioni a fase inversa la modalità di separazione cromatografica opposta a quella in fase normale, che prevede l’uso di una fase mobile polare e di una fase stazionaria idrofobica non polare.
Lo svantaggio della cromatografia ionica di combustione in cui i campioni vengono prima digeriti in atmosfera di argon nel forno e poi bruciati con ossigeno è il suo costo elevato poiché richiede apparecchiature sofisticate. Anche i metodi basati su HPLC, GC e sistema di iniezione a flusso presentano alcune limitazioni
Fluoro organico totale con U.V.
Considerando questi problemi nei suddetti metodi della determinazione del fluoro organico totale un altro approccio è costituito dalla fotolisi ultravioletta sotto vuoto (VUV) come metodo di pretrattamento seguito dall’analisi del fluoruro mediante cromatografia ionica (IC).
La tecnica dalla fotolisi ultravioletta sotto vuoto può essere utilizzata nella degradazione e defluorurazione dei composti poli e perfluorurati che sono tossici e spesso resistenti ai processi di degradazione biologica e chimica.
In particolare l’acido perfluoroottansolfonico (PFOS) costituente principale di vari prodotti antimacchia e idrorepellenti per tessuti e l’acido perfluoroottanoico (PFOA) usato come tensioattivo nella polimerizzazione in emulsione per la produzione di polimeri fluorurati sono stati elencati negli allegati A e B della Convenzione di Stoccolma.
La Convenzione di Stoccolma sugli inquinanti organici persistenti si prefigge di ridurre al minimo le emissioni globali di queste sostanze nell’ambiente.
Tramite la fotolisi ultravioletta sotto vuoto si innesca la formazione di molteplici specie reattive come radicali ossidrilici (·OH), atomi di idrogeno (·H) ed elettroni idrati e –(aq). Il metodo analitico per la determinazione del fluoro organico totale avviene attraverso tre passaggi sequenziali ovvero la separazione del fluoro organico totale dal fluoruro con elettrodialisi, conversione del TOF in fluoruro mediante fotolisi ultravioletta sotto vuoto e la misurazione del fluoruro mediante cromatografia ionica.
