Background: Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) need to be effectively monitored in drinking water
treatment plants (DWTPs) to assess treatment performance and manage potential health risks. Grab sampling
provides only snapshot concentrations, whereas passive sampling offers time-weighted average concentrations
(CTWA). Polar organic chemical integrative samplers (POCIS) are widely used for polar contaminants, including
PFAS, yet their reliability for estimating CTWA in individual DWTP processes remains unclear.
Results: PFAS passive sampling performance was evaluated in controlled laboratory tests and a 14-day field study
at a pilot-scale DWTP. CTWA values were determined using POCIS consisting of a polyethersulfone membrane and
a hydrophilic-lipophilic balanced sorbent. Under controlled laboratory conditions with time-varying concentrations,
passive sampling reliably captured PFAS fluctuations, while 33% of the total accumulated mass of
perfluorooctanesulfonic acid was found in the membrane, highlighting the importance of whole-sampler uptake
for CTWA estimation. In the field study, passive sampling generally yielded lower PFAS concentrations than grab
sampling even after flow-specific sampling rates were applied to each process stage, especially in stages with
fluorooctanoic
acid was retained in the membrane, indicating that water-matrix effects altered sampler uptake.
Significance: POCIS provided reliable PFAS concentration estimates under controlled exposure conditions,
whereas field application was influenced by water-matrix conditions. These findings identify water-matrix effects
as an important source of uncertainty beyond hydrodynamic correction and highlight the need for matrix-aware
interpretation of passive sampling results in fields.