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Die Wirkung von löslichen Kationen auf die Sorption in Böden einer Reihe anionischer PFAS ist nicht gut untersucht. Wir haben die Rolle von drei häufigen Kationen (Na+, Ca2+ und Mg2+) bei unterschiedlichen Konzentrationen in Lösungen auf die Sorptionskoeffizienten (Kd) von 18 anionischen PFAS in zwei kontrastierenden Böden untersucht. Die effektive Ladung der Bodenschlämme (Zeta-Potential) wurde weniger negativ, als die Konzentration dieser Kationen in den Bodenlösungen zunahm. Perfluorierte Verbindungen zeigten eine stärkere Sorption als polyfluorierte Verbindungen, wobei Sulfonate mit vergleichbaren Kettenlängen eine höhere Sorption als Carboxylate aufwiesen. Wir beobachteten, dass die Kd-Werte mehrerer PFAS in den beiden Böden positiv mit der Konzentration der Kationen in der Lösung korreliert waren, insbesondere in Gegenwart von mehrwertigen Kationen (Ca2+ und Mg2+). Die Veränderungen in der Sorption mit der Kationen-Konzentration waren bei langkettigen PFAS ausgeprägter, wobei C > 10 PFAS bei höheren Kationen-Konzentrationen vollständig aus der Lösung entfernt wurden. Die neu auftretenden PFAS (Ersatzverbindungen GenX und ADONA) zeigten vernachlässigbare oder geringe Sorption (Kd < 0,6 L/kg). Während mehrere Mechanismen zur Sorption von PFAS in Gegenwart von Kationen beitragen, schließen wir, dass der primäre Effekt von Kationen durch das Screening negativer Ladungen an Kopfgruppen von PFAS sowie die Umorientierung von Molekülen an der Grenzfläche zwischen organischen Oberflächen und Bodenlösung sowie die Ladungsneutralisation an der festen Bodenoberfläche erfolgt. Das Screening negativer Ladungen ermöglicht eine größere hydrophobe Wechselwirkung zwischen den hydrophoben Schwänzen von PFAS und Bodenoberflächen, was zu einer höheren Sorption führt. Die Erhöhung der Kationen-Konzentrationen in Bodenlösungen könnte somit die Mobilität von PFAS durch ein Bodenprofil verringern.
Cai et al. (Mon,) haben diese Frage untersucht.