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Les composés alkylés per- et polyfluorés (PFAS) sont aujourd'hui présents partout: dans les champs, sur les glaciers, dans les rivières et les lacs, mais aussi dans l'eau potable [1, 2]. De nombreux représentants de cette classe de substances constituent un problème pour la santé – et représentent un défi analytique colossal. Il n’est actuellement pas possible d’analyser un groupe de plus de 10'000 substances distinctes à l’aide d’une seule technique – et ce, rapidement, à moindre coût, avec précision et à l’échelle des traces. Pourtant, les autorités, la population et les responsables politiques exigent (à juste titre) davantage d’informations et de connaissances.
Comment garantir une eau potable sûre et propre? Comment contrôler les sites contaminés ainsi que les eaux d'infiltration et les eaux souterraines qui s'y trouvent? Comment obtenir une image aussi complète que possible de la situation? Cet article propose une méthode supplémentaire destinée à compléter la boîte à outils existante.
Les PFAS sont des substances hydrofuges, oléofuges et anti-salissures utilisées depuis des décennies dans les textiles, les emballages alimentaires, les agents extincteurs et de nombreux autres produits. Aujourd’hui, ils constituent un véritable problème, car ils sont difficilement dégradables dans la nature, s’accumulent dans l’environnement et les organismes, et sont nocifs pour la santé – certains de manière avérée, d’autres probablement.
La contamination est particulièrement élevée dans les «points chauds» tels que les décharges, les sites industriels ou les lieux d’incendie. Ils ont attiré l’attention du grand public à la suite de cas tels que celui de Stein (AG), où des travaux d’excavation pour la construction de la nouvelle école cantonale ont mis au jour une contamination importante du sol et où des concentrations élevées de PFAS ont été mesurées dans les eaux souterraines [3]. La contamination de plusieurs sites dans le canton de Saint-Gall [4] est également bien connue: la viande bovine et le lait y présentaient des teneurs en PFAS trop élevées. Or, on détecte des PFAS dans toute la Suisse, ce qui impose des exigences correspondantes aux services d’approvisionnement en eau, à l’industrie, à l’agriculture et au législateur.
La Confédération et les cantons ont pris des mesures importantes pour faire face à la problématique des PFAS. Il y a bientôt dix ans, des valeurs limites pour le PFOS, le PFOA et le PFHxS ont été introduites dans l’eau potable. Il y a un peu plus de deux ans, des limites ont été ajoutées dans l’ordonnance sur les contaminants (OCont) pour ces substances, ainsi que pour le PFNA et leur somme totale dans les denrées alimentaires (œufs, poisson, viande, crustacés, coquillages). Fin 2025, le Conseil fédéral a adopté un plan d’action visant à réduire les substances chimiques persistantes. La consultation relative à la révision de l’ordonnance sur les sites contaminés (OSites), qui inclut des valeurs limites pour les PFAS, s’est récemment achevée. Son entrée en vigueur est prévue pour 2027. Actuellement, l’examen des valeurs maximales de PFAS dans l’eau potable est en cours, notamment au regard de la directive européenne 2020/2184 relative à  la qualité des eaux destinées à la consommation humaine.
Mais il reste encore beaucoup à faire. Il est important que les orientations politiques s’appuient sur ce qui est techniquement réalisable et que les lois et règlements soient appliqués de manière cohérente et fassent l’objet d’un suivi à long terme. Afin d’assurer une surveillance exhaustive sans pour autant que la charge de travail devienne démesurée, la normalisation et l’automatisation des mesures sont indispensables.
Afin de garantir une qualité suffisante de l’eau, de remonter à la source des PFAS et d’évaluer l’efficacité des procédés d’élimination dans le traitement de l’eau, il est nécessaire de les surveiller. L’accent est mis ici sur quatre PFAS considérés comme particulièrement toxiques: l’acide perfluorooctanesulfonique (PFOS), l’acide perfluorooctanoïque (PFOA), l’acide perfluorononanoïque (PFNA) et l’acide perfluorohexanesulfonique (PFHxS). On les désigne parfois sous le nom de «Top 4». Ceux-ci sont toujours mesurés individuellement par analyse, puis évalués sous forme de paramètre global «PFAS-4». Leur surveillance n’est pas encore obligatoire à l’échelle nationale, mais à partir de 2027 environ, de nouvelles valeurs limites légales deviendront contraignantes pour tous les distributeurs d’eau: 0,02 µg/l pour la somme de ces «Top 4» et 0,1 µg/l pour la somme des 20 PFAS les plus courants (y compris les «Top 4»).
Cette mesure est judicieuse, mais elle ne suffit pas, car, comme mentionné au début, des milliers de ces substances sont en circulation et seule la partie émergée de l’iceberg est donc surveillée. L’ampleur réelle de la contamination par les PFAS ne peut être évaluée par la seule observation de quelques substances cibles. Pour avoir une vision plus complète de la situation, il faut utiliser tous les outils analytiques disponibles.
Les halogènes adsorbables liés à des composés organiques (AOX) présents dans l’eau et les eaux usées sont déterminés à l’aide d’une méthode proposée dès les années 1970, puis normalisée dans les normes DIN EN ISO 9562 et EPA 1650 [5, 6]. En résumé, elle se déroule comme suit:
Le résultat du titrage correspond à la quantité totale d’halogènes liés organiquement, exprimée sous forme de paramètre global AOX. Cette méthode présente deux inconvénients: les teneurs en AOCl, AOBr et AOI ne peuvent pas être déterminées individuellement. Et comme les complexes de fluorure d’argent sont très solubles, la détermination des composés fluorés organiques n’est tout simplement pas possible. Pour contourner cette limitation, une approche normalisée dans la norme DIN 38409-59 et, depuis peu, dans la norme ISO 18127, s’impose.
Le fluor organique adsorbable (AOF) est aujourd’hui mesuré par chromatographie ionique par combustion (Combustion Ion Chromatography, CIC). Mais la CIC permet non seulement de déterminer le paramètre global AOF, mais aussi l’AOCl, l’AOBr et l’AOI.
La CIC est, comme son nom l’indique, un procédé en deux étapes. Une combustion automatique est suivie d’une analyse par chromatographie ionique. Cette méthode a été normalisée dans la norme DIN 38409-59/ISO 18127 et permet la quantification séparée des différents halogènes liés à des composés organiques. Cela permet d’identifier les sources d’AOX avec une précision nettement supérieure et de surveiller de manière ciblée les processus de traitement. De plus, par rapport à une analyse ciblée, cette méthode permet un criblage rapide et économique.
Afin de rendre l’utilisation de la chromatographie ionique par combustion pour la détermination des AOF, AOCl, AOBr et AOI, Metrohm a développé, en collaboration avec Analytik Jena, une solution d’analyse largement automatisée (Fig. 1).
Il est tout d’abord nécessaire de procéder à l’adsorption des AOX et des AOF sur du charbon actif. Le volume élevé des échantillons (100 ml) permet d’atteindre des limites de détection très basses.
Pour la mesure de l’AOCl, de l’AOBr et de l’AOI, un acidification préalable des échantillons est impérative (comme dans la norme DIN EN ISO 9562). Celle-ci s’effectue à l’aide d’acide nitrique jusqu’à un pH inférieur à 2. Pour la détermination de l’AOF, en revanche, l’adsorption s’effectue dans des conditions de pH inchangées et le lavage est également réalisé à l’aide d’une solution de lavage neutre. Le pH neutre est important pour éviter l’adsorption du fluor inorganique sur le charbon actif.
L’adsorption et la concentration des halogènes liés à des composés organiques lors de la préparation des échantillons s’effectuent, par exemple, dans le cadre d’une étape semi-automatisée utilisant le système APU-sim d’Analytik Jena. Ce procédé de préparation automatisé et standardisé permet de traiter six échantillons simultanément en moins de 45 minutes. Ce gain de temps est une condition préalable essentielle à une surveillance à grande échelle des PFAS. D'autres systèmes sont disponibles sur le marché pour un débit d'échantillons encore plus élevé.
100 ml d'échantillon sont rincés sur du charbon actif à un débit de 3 ml/min. Les halogènes liés à des composés organiques s'adsorbent alors sur le charbon actif. Afin d’obtenir une valeur à blanc faible et d’éviter toute contamination croisée, il est important d’utiliser des colonnes jetables spécifiques.
Les halogénures inorganiques sont ensuite éliminés par rinçage avec une solution de lavage, puis le charbon actif est transféré dans des nacelles d’échantillonnage en vue de l’analyse CIC.
La combustion s'effectue à 1050 °C par réaction avec de l'argon et de l'oxygène. Il s'agit d'une combustion pyrohydrolytique, ce qui signifie qu'outre la température élevée, un flux d'eau est également indispensable. L'eau transforme les halogènes en leurs formes hydrogénées (R-X + O2 + H2O → HX + CO2 + H2O).
Le contrôle de la vitesse de combustion est assuré par un capteur de flamme placé sur le tube de combustion, qui mesure la lumière émise lors de la combustion. La combustion ne doit pas se dérouler trop rapidement, car la formation de suie perturberait la mesure. Le capteur régule la vitesse de combustion en contrôlant l’avancement de la nacelle contenant l’échantillon dans le tube de combustion: selon les besoins, celle-ci est poussée vers l’avant ou ramenée vers l’arrière.
Ce contrôle automatique présente un avantage considérable: l’appareil ne se limite pas à la combustion de charbon actif. Il permet également d’analyser des liquides ou des gaz, mais aussi des solides tels que des échantillons de sol, des textiles ou des emballages. Grâce au capteur de flamme, il n’est plus nécessaire de mettre au point des profils de température et de combustion spécifiques: quelle que soit la matrice et la quantité d’échantillon, la combustion avec le capteur de flamme est complète, automatisée et optimisée en termes de temps.
Les gaz générés lors de la combustion sont captés dans une solution absorbante. Un aliquot de cette solution est ensuite analysé par chromatographie ionique afin de déterminer la teneur en halogénures et en sulfate.
La séparation des ions s'effectue sur une colonne d'échange d'anions, telle que la Metrosep A Supp 5 – 250/4.0. Sur cette colonne, le fluorure s’élue en moins de sept minutes et la détermination des AOX, y compris le soufre, nécessite environ 25 minutes. Ce temps peut être ramené à moins de 15 minutes grâce à la nouvelle génération de colonnes, par exemple la Metrosep A Supp 19.
Pour obtenir des résultats fiables, il est indispensable de réaliser des mesures à blanc avec de l’eau ultra-pure préconcentrée et des solutions de contrôle.
Dans le cadre d’une procédure de validation DIN, une série d’échantillons d’eau provenant de différents laboratoires a été analysée selon l’approche décrite dans cet article. L'ensemble complet des données est publié sur le site web de la Société allemande de chimie de l'eau. Il atteste de la validité et de la robustesse de l’ensemble de la procédure en tant que méthode de routine.
Les limites de détection globales (Limit of Detection, LOD, calculées selon la norme DIN 32645) étaient inférieures à 0,5 µg/l pour l’AOBr, l’AOI et l’AOF, et d’environ 1,4 µg/l pour l’AOCl (tab. 1).
| Â | Valeur Ă blanc (ÎĽg/l) |
LOD (DIN 32645) (ÎĽg/l) |
Plage de mesure DIN (ÎĽg/l) |
| AOF | 1,1 | 0,38 | ≥ 2 |
| AOCI | 2,6 | 1,36 | ≥ 10 |
| AOBr | 0 | 0,24 | ≥ 1 |
| AOI | 0 | 0,47 | ≥ 1 |
Il convient de souligner la particularité que constitue la commande via le logiciel MagIC Net. Un seul logiciel assure la commande des différents composants provenant de divers fabricants, ainsi que l’enregistrement et le calcul des données.
L’approche largement automatisée présentée ici ne rend pas les autres méthodes superflues. De même, la surveillance des «Top 4» et l’analyse ciblée de substances individuelles ne sont pas obsolètes. Il s’agit plutôt de montrer comment les différentes approches pourraient être combinées de manière optimale au service de la surveillance environnementale.
L’automatisation de la méthode améliore la répétabilité, la précision et la fiabilité des résultats. Elle permet de gagner un temps précieux en laboratoire et rend possibles des analyses 24 heures sur 24, ce dont tout laboratoire – qu’il s’agisse d’un laboratoire de recherche, de routine ou public – peut tirer profit. Seules des données plus nombreuses et une surveillance à grande échelle permettront d’aborder correctement la problématique des PFAS et de prendre les mesures qui s’imposent.
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[1] Kwok, K. Y. et al. (2013): Transport of Perfluoroalkyl substances (PFAS) from an arctic glacier to downstream locations: Implications for sources. Science of The Total Environment 447, 46–55.
[2] European Environment Agency EEA (2024): PFAS pollution in European waters. Briefing No. 19/24. ISBN: 978-92-9480-690-1 – ISSN: 2467-3196 –
[3] Aargauer Zeitung (2026): Kantonsschule Stein: Entsorgung von PFAS-belastetem Boden kostet 2,8Â Mio. Franken.
[4] Kanton St. Gallen: PFAS im Kanton St. Gallen.
[5] Xu, R. et al. (2021): Adsorbable Organic Halogens in Contaminated Water Environment: A Review of Sources and Removal Technologies. J Clean Prod 2021, 283, 124 645. DOI:
[6] SĂĽss, E. (2022): Fast assessment of adsorbable organically bound halogens (AOX) in waters. Metrohm AG, WP-081
[7] Arp, H.-P. et al. (2024): The Global Threat from the Irreversible Accumulation of Trifluoracetic Acid (TFA). Environ. Sci. Technol. 58 (45), 19 925–19 935. DOI:
[8] Metrohm AG. IC-MS/MS-Analyse von Trifluoressigsäure nach DIN 38 407-53. Application Note AN-M-017
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Lorsque les PFAS finissent par se dégrader, ils donnent naissance à de l'acide trifluoroacétique (TFA). Il s’agit du plus petit représentant de cette classe de substances et il peut être détecté dans les eaux souterraines partout dans le monde [7]. Cependant, comme le TFA se fixe mal au charbon actif, la chromatographie ionique par combustion (CIC) ne peut pas être utilisée pour sa détection. La détection du TFA est possible par chromatographie ionique (IC) suivie d’une détection par spectrométrie de masse (MS) à l’aide d’un spectromètre de masse à triple quadripôle (IC-MS/MS), comme décrit dans la norme DIN 38 407-53 [8].
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