Analysis of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) and phenolic compounds in Swedish rivers over four different seasons

Syftet med denna studie var att undersöka miljökoncentrationer, sammansättning, säsongsvariation och flöden av 28 PFAS-substanser och 10 fenolära ämnen i 10 svenska vattendrag över fyra olika årstider (oktober 2016, januari 2017, april 2017 och juli 2017). Totalt detekterades 7 av 28 PFASämnen i relativt låga nivåer (i genomsnitt 3,2 ng per liter för Σ28PFAS) i flodvatten (n = 40). Koncentrationerna av de fenolära föreningarna var generellt högre (genomsnittshalt 230 ng per liter för summan av alla fenoler som mättes; n = 38). Detektionsfrekvensen var dock låg (i genomsnitt 50%), vilket resulterade i låga mediankoncentrationer för summahalten (0 ng per liter). De dominerande PFAS-substanserna var perfluorbutansulfonsyra (PFBS, 38% av Σ28PFAS), perfluoroktansyra (PFOA, 21%) och perfluoroktansulfonsyra (PFOS (grenad), 8,9%) medan de dominerande fenolära föreningarna var 4-nonylfenol (4-NP, 67%), 4-tert-nonylfenol-dietoxilat (4- NP-EO2, 20%) och 2,4,6-tribromfenol (TBP, 10%). Koncentrationerna av PFAS och fenolföreningar uppvisade ingen säsongsvariation under de fyra undersökta årstiderna, vilket indikerar ett relativt stabilt flöde av dessa två ämnesklasser till vattendragen. De uppmätta PFAS-koncentrationerna var inte relaterade till koncentrationerna av fenolära föreningarna, vilket indikerar olika källor för de två ämnesklasserna. Flödena för totalhalterna uppskattades till 220 g per dag (81 kg per år) för Σ28PFAS, och >70 gånger högre för de fenolära ämnena med totalflöden på 16000 g per dag (5700 kg per år). Miljökvalitetsstandarden för ett årligt genomsnitt (AA-EQS) som anges i EU: s ramdirektiv för vatten (WFD) överskreds för 33% (n = 13) av vattenproverna för summan av linjära och grenade PFOS och för 13% (n = 5) av för 4-NP. Detta indikerar att halterna av PFOS och 4-NP utgör en potentiell risk för vattenmiljön. AA-EQS för 4-oktylfenol (4-OP) och pentaklorfenol (PCP) överskreds inte i något fall. vatten (WFD) överskreds för 33% (n = 13) av vattenproverna för summan av linjära och grenade PFOS och för 13% (n = 5) av för 4-NP. Detta indikerar att halterna av PFOS och 4-NP utgör en potentiell risk för vattenmiljön. AA-EQS för 4-oktylfenol (4-OP) och pentaklorfenol (PCP) överskreds inte i något fall.Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) and phenolic compounds are emerging organic pollutants characterized by their persistency, bioaccumulation and toxicity potential. In this study, 28 PFASs and 10 phenolic compounds were investigated in 10 Swedish rivers over four different seasons (October 2016, January 2017, April 2017 and July 2017). The objective was to investigate the levels, composition profiles, sesonal trends and fluxes for both compound classes. In total, 7 out of 28 PFASs and 9 out of 10 phenolic compounds were detected in surface water from the 10 rivers. The average concentration in all samples was 3.2 ng L-1 for Σ28PFASs (median 2.4 ng L-1, n = 40), while 230 ng L-1 for the sum of the phenolic compounds (median 0 ng L-1, n = 38). Highest average Σ28PFAS concentrations were found in Rönneån with 10 ng L-1 (median 11 ng L-1), followed by Norrström with 9.0 ng L-1 (median 9.1 ng L-1), whereas no PFASs were detected in Umeå älv and Ångermanälven. On the other hand, highest average of the sum of the phenolic compound concentrations were found in Nyköpingsån with 1500 ng L-1 (median 57 ng L-1), while for the other rivers the average ranged between 50 ng L-1 and 140 ng L-1, except for Emån where TBP was only detected in one sample with 0.33 ng L-1. This indicates that PFASs and phenolic compounds origin from different sources. The dominant PFASs were perfluorobutane sulfonic acid (PFBS, 38 % of the Σ28PFASs), perfluorooctanoic acid (PFOA, 21 %), and perfluorooctane sulfonic acid (PFOS (branched), 8.9 %), while the dominant phenolic compounds were 4- nonylphenol (4-NP, 67 %), 4-tert-nonylphenol-diethoxylate (4-NP-EO2, 20 %), and 2,4,6- tribromophenol (TBP, 10 %). The concentrations of PFASs and phenolic compounds were relatively constant during the four investigated seasons which indicates a relatively steady input of these two compound classes into the river systems. The daily fluxes of Σ28PFAS was estimated to be in total 220 g d-1 (81 kg year-1), whereas the daily fluxes of phenolic compounds was estimated to be 16000 g d-1 (5700 kg year-1) for all 10 investigated rivers. The Annual Average Environmental Quality Standard (AA-EQS) of the EU Water Framework Directive (WFD) was exceeded in 33% (n = 13) of the surface water samples for the sum of linear and branched PFOS and in 13% (n = 5) of the surface water samples for 4- NP. This indicates that there is a potential risk for the aquatic environment. The AA-EQS of 4-octylphenol (4-OP) and pentachlorophenol (PCP) was not exceeded in any surface water sample