Awal tahun 2023, beredar berita yang menggemparkan bahwa terdapat zat kimia beracun PFAS ditemukan dalam “popcorn” yang di impor dari Amerika Serikat ke Indonesia yang dilaporkan oleh Nexus3 Foundation dan The International Pollutants Elimination Network atau IPEN. Per- and polyfluoroalkyl substance (PFAS) adalah senyawa yang memiliki karakteristik fisika dan kimia unik, terdiri dari ikatan Carbon-Fluorin yang merupakan salah satu ikatan kimia terkuat dalam kimia organic. Hal ini membuat senyawa PFAS sangat stabil dan hampir tidak dapat terurai oleh lingkungan, sehingga sering disebut sebagai Forever Chemical. Seiring dengan penggunaannya yang luas maka PFAS ter-akumulasi di lingkungan, sehingga meningkatkan kekhawatiran akan paparan bahan kimia ini pada manusia.
PFAS digunakan secara massif dalam aplikasi industri dan consumer product sejak tahun 1950-an. Senyawa ini digunakan dalam berbagai industri karena stabilitas kimia, stabilitas termal, dan sangat tahan terhadap degradasi. Beberapa sektor industri besar yang menggunakan PFAS antara lain dirgantara dan pertahanan, otomotif, penerbangan,tekstil. Selain itu, PFAS ditemukan diberbagai produk termasuk food packaging, kosmetik, non-stick cookware, elektronik, firefighting, perlengkapan medis, dan masih banyak lainnya seperti pada Gambar 1.
Gambar 1. Sumber PFAS
Disamping keungulannya, ternyata senyawa ini tergolong bahan pencemar yang membawa dampak buruk tidak hanya untuk lingkungan, namun juga dapat menyebabkan dampak yang cukup serius bagi kesehatan manusia, antara lain kanker, gangguan imunologis dan reproduksi. Bioakumulasi di lokasi produksi dan tempat pembuangan sampah memungkinkan PFAS larut ke dalam air tanah dan air permukaan. Air yang telah terkontaminasi PFAS kemudian dimanfaatkan untuk konsumsi manusia dan aplikasi agricultural (seperti pada Gambar 2) tanpa tindakan yang tepat untuk menghilangkan partikel terakumulasi. Oleh karena itu, dalam beberapa kasus PFAS bahkan ditemukan dalam darah manusia dan hewan, juga hadir sebagai pencemar dalam level rendah pada berbagai produk makanan dan lingkungan yang tersebar di seluruh dunia. PFAS ditemukan di tanah dan air dari berbagai sumber yang berbeda, tidak hanya air tanah, permukaan, dan air limbah. Lebih parahnya lagi, PFAS terdeteksi dalam air minum. Bayangkan, bahaya PFAS yang mengancam umat manusia ada di depan mata. Apakah kita hanya berdiam diri saja?
Gambar 2. Siklus pencemaran PFAS dalam lingkungan dan berdampak serius pada kehidupan manusia
Mitigasi dampak buruk paparan PFAS perlu menjadi perhatian kita semua. Pemerintah Indonesia harus segera memulai mengeluarkan regulasi yang tepat untuk memantau paparan PFAS dalam lingkungan untuk menyelamatkan manusia dari bahaya zat berbahaya ini. Salah satu langkah nyata yang diambil di Amerika melalui Environtmental Protection Agency (EPA) telah mengembangkan strategi regulasi untuk membantu mengatasi masalah kontaminasi PFAS dalam air minum.
Diantara senyawa-senyawa PFAS, asam perfluorooctanesulfonic (PFOS) dan asam perfluorooctanoic (PFOA) adalah senyawa yang paling umum ditemui di lingkungan dan masuk dalam berbagai pedoman regulasi.
Gambar 3. Struktur kimia PFOA dan PFOS
- U.S EPA Method 537.1 untuk penentuan 18 senyawa PFAS yang terkandung dalam air minum. Metode LC/MS/MS didasarkan pada standar internal isotropic dengan persiapan sampel reversed-phase solid-phase extraction
- U.S EPA Method 8327, dirancang untuk mengukur kelompok dari 24 senyawa PFAS dalam sampel air tanah, permukaan, dan air limbang dengan menggunakan LC/MS/MS dengan kalibrasi eksternal
- U.S EPA Method 533 menangani beberapa senyawa PFAS yang lebih pendek rantai ikatan kimianya dan lebih polar. Kelompok ini terdiri dari 25 senyawa PFAS (C4-C12) yang mencakup sebagian besar dari U.S EPA Method 537.1, dengan tambahan beberapa fluorotelomers dan ether carboxylic acids. Metode LC/MS/MS ini menggunakan preparasi sampel menggunakan isotropic dilution dan ion exchange SPE
- U.S EPA Draft Method 1633 diperkenalkan pada tahun 2021 dan digunakan dalam Clean Water Act (CWA). Metode ini merupakan metode gabungan mencakup 40 senyawa PFAS yang ditargetkan dalam berbagai matrik, termasuk aqueous, solids, biosolids, dan tissues.
- ISO 25101:2009 digunakan untuk penentuan PFOS dan PFOA dalam sampel air minum, air tanah, dan permukaan yang tidak di filter dengan menggabungkan SPE dengan LC/MS/MS
- Directive (EU) 2020/2184 adalah EU Drinking Water Directive, yang mencakup batas maksimum untuk total PFAS sebesar 0.5 µg/L. Untuk sejumlah 20 senyawa PFAS yang paling menjadi perhatian, batas maksimumnya adalah 0.1 µg/L, yang artinya membutuhkan limit of detection (LOD) sebesar 30 ng/L untuk total senyawa dan 1.5 ng/L untuk senyawa individu. PFAS yang relevan dengan lingkungan tidak boleh di tentukan hanya dari air minum bersih tetapi juga di tanah, permukaan, dan air limbah, hal ini berarti senyawa pengganggu dan matriknya perlu dipisahkan.
Ada beberapa tantangan analitis ketika menganalisis PFAS antara lain kapabilitas analite yang ultra-sensitive, ukuran sampel yang besar, persiapan sampel yang cukup panjang, dan juga penghilangan sumber kontaminasi PFAS dalama peralatan analitikal dan external source. Untuk menentukan PFAS berkadar rendah, peneliti membutuhkan Mass Spectrometer yang sangat sensitive atau teknik preparasi sampel yang cukup panjang. Gabungan Solid Phase Extraction (SPE) dengan LC/MS/MS telah menjadi salah satu pendekatan yang paling popular untuk analisis PFAS dalam sampel air dan telah diterapkan dalam metode EPA 537.1 dan 533.
Optimasi metode analitik untuk identifikasi dan kuantifikasi PFAS menjadi langkah yang sangat penting untuk assessment resiko. Metode analisis menggunakan LC/MS/MS menjadi solusi paling umum untuk masalah ini, di tunjang dengan sensitivitas, selectivity, dan kekuatan yang tinggi. Liquid chromatograpgy memungkinkan pemisahan PFAS yang beragam. Triple quadrupole mass spectrometry system, dengan dua kuadrupol dan collision cell, memungkinkan penyaringan transisi massa spesifik untuk setiap analit, penambahan lapisan selektivitas ekstra pada metode ini. Mass spectrometer memberikan massa yang tepat dan mampu untuk memisahkan puncak bahkan untuk perbedaan massa yang kecil. Hal ini membuat LC/MS/MS sangat cocok untuk mendeteksi ribuan senyawa secara simultan.
Gambar 4. QSight 220 LC/MS/MS PerkinElmer Triple Quadrupole System
Ada ribuan PFAS dan keberagaman struktur kimia membuatnya sulit untuk menetapkan metode sederhana dalam pengujiannya. Seiring dengan keberlanjutan peraturan limit yang lebih kecil, hal ini menjadi lebih menantang untuk dikembangkan dan divalidasi menggunakan metode analisis yang efisien. Level minimum konsentrasi terendah dilaporkan untuk metode EPA terbaru turun hingga dibawah single digit PPT (parts per trillion).
Dalam Penelitian terbaru, ilmuwan PerkinElmer mengoptimalkan metode EPA 533 dan EPA 537.1 pada sistem Qsight 220 LC/MS/MS. Metode 537.1 menjelaskan proses kromatografi setidaknya membutuhkan waktu kurang lebih 37 menit untuk memisahkan 18 analit, surrogates, dan internal standard. Dengan metode yang sama, para ilmuwan PerkinElmer mampu mencapai waktu proses hanya sekitar 10 menit. Hal ini menunjukkan penghematan waktu yang signifikan, dengan mempertahankan resolusi kromatografi yang excellent dan sangat baik dalam separasi isomer linier dan branched isomers, seperti Gambar 3 berikut ini.
Gambar 5. Hasil analisa senyawa PFAS menggunakan Qsight 220 LC/MS/MS
Dalam hal sensitivitas instrument, limit of quantitation (LOQ) dan limits of detection (LOD) mengkonfirmasi bahwa sistem QSight 220 LC/MS/MS sangat mampu untuk melakukan metode ini dengan sangat baik hingga konsentrasi yang sangat rendah.
Ancaman kontaminasi PFAS telah menjadi global concern, beberapa parameter yang menentukan keberhasilannya adalah otoritas regulasi, produsen teknologi alat analitikal, dan otoritas pengolahan air dengan menggabungkan upaya menggembangkan undang-undang dan inovasi untuk memfasilitasi penelitian dan mitigasi PFAS yang diperlukan. QSight 220 dan QSight 420 Triple Quadrupole Mass Spectrometer (LC/MS/MS) mampu untuk mengidentifkasi, meningkatkan throughput, menghilangkan resiko kontaminasi, dan mempersingkat runtime hingga hampir 70% untuk analisa PFAS yang cocok untuk ada di laboratorium anda.
