Utvärdering av standardmetoder för PFAS – Rätt metod för rätt syfte

För att bedöma lakning och fördelning mellan fast och lös fas av PFAS i jord utvärderades två standardiserade ISO-laktester. Metoderna var skaktest (ISO 21268-2:2019) med antingen avjoniserat vatten eller 1 mM CaCl₂ som lakvätska (L/S = 10)¹ samt perkolationstest (ISO 21268-3:2019) med 1 mM CaCl₂ som lakvätska.

Forskarna undersökte fyra jordar, en fältkontaminerad jord och tre jordar som tillsattes 12 olika PFAS och fick åldras fem månader i kylrum.

Resultatet visar att båda metoderna är användbara för att bedöma PFAS-lakning och fördelning i jord, men att valet av lakvätska och testmetod kan påverka resultatet. Skaktestet är enklast att använda, men perkolationstestet ger kompletterande information om lakningsdynamik och K_d -värden. För mycket mobila PFAS krävs särskild försiktighet vid tolkning av testresultat, vilket gäller båda testmetoderna.

Studiens slutsatser

Slutsatserna i studien Evaluation of standardised (ISO) leaching test for assessing leaching of PFAS kan sammanfattas i ett antal punkter:

1. Snabb desorptionskinetik och uppnådd jämvikt

• PFAS desorberades snabbt från jordarna och jämvikt uppnåddes inom 24 timmar i skaktestet, vilket är den föreskrivna skaktiden i standarden (ISO 21268-2).

2. Lakvätskans sammansättning påverkar PFAS-lakning

• För kortkedjiga PFAS (≤ C6) var lösligheten densamma i avjoniserat vatten och CaCl₂.
• För långkedjiga PFAS var lösligheten ofta lägre i 1 mM CaCl₂ än i vatten, troligen på grund av minskad laddningsrepulsion mellan jordytor och PFAS 
• Avjoniserat vatten kan ge mer konservativa (högre) uppskattningar av PFAS-lakning, medan 1 mM CaCl₂ sannolikt ger mer fältrelevanta värden.

3. Lakningsbeteende i perkolationstestet

• Kortkedjiga PFAS lakades ut snabbt och i stor utsträckning vid låga L/S-värden. Med L/S menas Liquid to soil ratio, det vill säga hur mycket lakvätska (liter vatten) som varit i kontakt med mängden av det fasta materialet som undersöks (kilogram jord).  
• Långkedjiga PFAS visade gradvis minskande eller konstanta koncentrationer i lakvätskan över ökande L/S 
• Modellering med en advektions-dispersionsmodell bekräftade att detta lakningsbeteende stämmer överens med ett förväntat kedjelängdsberoende.

4. Fördelningskoefficienter (K_d)

• K_d -värden från skak- och perkolationstester överensstämde generellt sett väl, men varierade med över tre storleksordningar mellan olika PFAS.
• På grund av den generellt sett höga lösligheten av PFAS kan inte totalhalten av PFAS i jorden användas direkt i beräkningen av K_d. Den fasta fasens koncentration måste korrigeras för den mängd PFAS som går ut i jämviktslösningen. 
• För mycket lösliga PFAS (K_d < 1) är perkolationstestet mindre lämpligt för att beräkna K_d, då initialt uppsamlat lakvatten vid L/S 0,1 teoretiskt har förhöjda koncentrationer beroende på uppkomna koncentrationsgradienter i kolonnen.
• För starkare adsorberande PFAS (K_d > 1) kan K_d beräknas utifrån perkolationstestdata med hjälp av de ekvationer som finns beskrivna i artikeln.
• Då skaktest används för att beräkna K_d bör låga L/S (≤ 2) användas för att erhålla tillförlitliga K_d -värden för lättlösliga PFAS (K_d < 1).

Vilken metod passar när? 

I den publicerade artikeln ges också ett antal praktiska rekommendationer för riskbedömning:

• Båda testmetoderna ger information om rörligheten av PFAS under mättade förhållanden.
• Skaktestet är enklare och förväntas bli det vanligaste använda testet i plats-specifika riskbedömningar.
• För att korrekt uppskatta K_d -värden bör L/S anpassas till PFAS-typ och jordens egenskaper.
• Perkolationstestet rekommenderas att användas om man önskar information om ett utlakningsförlopp.
• Den förslagna metoden för att beräkna K_d från perkolationstestdata bör ingå vid utvärdering, eftersom den visar hur lösligheten ändras allteftersom de studerade PFAS ämnena lakar ut (med ökad mängd vatten som gått igenom jorden).

Studien gjordes av forskare från Statens geotekniska institut (SGI), Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU), Kemikalieinspektionen och Linköpings universitet.