DENİZ KİRLİLİĞİ VE ANALİZ YÖNTEMLERİ

Deniz kirliliği ve analiz yöntemlerinde kullanilan aletler: Kromatografi kimyasal karışımla birbirinden ayırmak için kullanılan ayırma yöntemidir. AMAÇ: Hedeflediğimiz maddeyi karışım içinden ayırmak ve miktarını belirlemektir.

Kromatografik ayırma: Bu sütun TLC,gaz,katı- sıvı,sıvı-sıvı,katı-gaz şeklinde olur. Maddeler birbirine karışmayan iki faz arasında dağılırlırlar.Biri hareketli faz diğeri durgun faz denir. Hareketli faza ilgisi olan maddeler daha hızlı hareket ederken sabit faza daha çok ilgisi olan maddeler daha yavaş hareket ederler.

İki maddeli bir karışımın ayırma kromatografisi yöntemiyle ayrılmasını gösteren şematik diyagram

Kromatogram:Kolandan çıkan her maddenin konsantrasyon profili pik olarak adlandırılır, piklerin oluşturduğu tabloya denir. Kromatografik kolonda A ve B maddeleri karışımı bir örneğin, sıyırma işleminin kısa ve uzun olması halinde verdiği konsantrasyon profili görülmektedir. Maddelerden A'nın ayrılma katsayısı B'ninkinden daha büyüktür; bu nedenle göç işlemi sırasında A geride kalır. Kolonun buyu uzadıkça iki pik arasındaki uzaklık artar.

A ve B maddeleri kolondan aşağı ilerlerken iki ayrı noktada alınan konsantrasyon profilleri

1-YÜKSEK PERFORMANS SIVI KROMATOGRAFİSİ (HPLC)

HPLC normal sıcaklıkta uçucu olamayan ve yüksek polariteye sahip maddelerin analizinde kullanılır.HPLC sistem çözücüde çözünebilen bütün maddelere uygulanır. Sistem başlıca; pompa, enjektör, kolon, detektör ve kaydediciden oluşur.

HPLC sistemde farkli ayırma teknikleri kullanilir,bunlar için uygun kolon sisteminin seçilmesi gerekmektedir. Bunlar; 1- Normal faz kromatografisi 2- Ters faz kromatografisi 3- Ters faz iyon çifti 4- İyon kromatografısı 5- Jel geçirgenliği kromatografısı 6- Kiral ayırma

1.1.NORMAL FAZ KROMATOGRAFİSİ Kullanılan kolonlar şunlardır; 1-Silika 2-Siyano (CN) 3-Amino (NH2) 4-Diol (OH) 5-Nitro (NO2) Bu kullanılan teknikte hareketli faz olarak diklorametan yada hegzan gibi apolar çözücüler kullanılır. Örneklerin kolonla etkileşimi hidrojen bağı ile oluşur.

1.2.TERS FAZ KROMATOGRAFİSİ Bu sistemde kolon apolar hareketli faz ise metanol, asetonitril ve su gibi polar çözücüler kullanılır. En çok kullanılan kromatografi tekniğidir. Kullanılan kolon çeşitleri ; 1-C18 (ODS) 2-C8 3-C4 4-C2 5-Phenyl 6-CN (RP) 7-NH2(PR)

1.3.İYON KROMATOGRAFİSİ

İçme suyu ve deniz suyundaki katyon ve anyon analizinde kullanılır sistem olarak iyonların çekim gücünden yararlanılır. HPLC aletinin tanıtımı : Pompa: Hareketli fazı sistem içine pompalama ve hareketli fazın sistem içinde sürükleme görevini yapar. Gradient: mobil fazın içerisindeki karışımın oranının zamanla değişerek maddelerin kolon içerisinde birbirinden iyi ayrılmasına ve analiz sürelerinin kısaltılmasını sağlayan ayırmaya denir.

HPLC sistemi pompa yapisina göre 3’e ayrilir ; 1-İzokratik sistem 2-Düşük basınçlı gradient sistem 3-Yüksek basınçlı gradient sistem 1-İzokratik sistem:Bir pompa ve tek hareketli fazdan oluşan sistemdir. 2-Düşük basınçlı gradient sistem:Tek pompa ve pompa öncesinde bir gradient valf bulunur bu sayede dörtlü karışım imkanı verir.

3-Yüksek basınçlı gradient sistem:Karışım sayısı kadar pompa kullanılır.

Degasser: Hareketli faz içindeki hava kabarcıklarının sisteme girmeden ortamdan uzaklaştırılır. Otoenjektör: Örneği vialden alıp analizi başlatır. Kolon Fırın: Stabil bir ortam sağlar. Detektör:Kolonda ayrılan maddeler bu modülde okunur.Kullanılan dedektör arasında ; ultraviolet-Görünür bölge dedektörü(UV/VIS) Foto diode array dedektör(PDA,DAD) Floresan dedektörü(RF,FL) İletkenlik dedektörü (CDD) Kırılma indeksi dedektörü (RID) Elektrokimyasal dedektör (ECD) Buharlaşarak ışığın saçılması dedektörü

Foto diode array dedektör: prensip olarak UV ve görünür bölgede çalışan dedektör sistemidir. Kırılma indeksi dedektörü :Bu sistem herhangi şekilde ışığın absorbsiyonlanması olmadan sadece ışığın kırılma prensibine göre çalışır. İletkenlik dedektörü:Özellikle iyon kromatografisi sisteminde kullanılan kullanımı oldukça eskidir.Hedeflenen iyonun iyi iletkenliğinin ölçülmesine göre çalışır.

2-GAZ KROMATOGRAFİSİ

Hareketli faz olarak N2,He veya H2 gibi taşıyıcı gaz kullanılır. Taşıyıcı gaz:Genelde bu amaçla azot, helyum argon ve karbondioksit kullanılır. Örnek enjeksiyon bloğu :Sıçaklığı numuneyi gaz fazına geçirecek yeterliliktedir. Kolonlar:Genel olarak kapiler ve dolgulu olmak üzere 2 farklı kolon tipi kullanılır.Dolgulu kolonlar; Sıvı sabit faz ile kaplanmış ,küçük çaplı ,inert dolgu maddelerinden oluşur.

Kolon fırını: sıçaklığı sürekli veya kademeli olarak artırılarak ayriştırma sağlanır. Dedektör: a-Seçiçi olmayan dedektörler ; taşıyıcı gaz dışında tüm bileşiklere cevap verir. b-Seçici dedektör:Belli yapılardaki birleşiklere cevap verir. c- Sipesifik dedektör: Tek bir kimyasal bileşiğine cevap verir. Alev iyonisazyon dedektör:FID dedektörü hemen hemen bütün organik bileşiklere cevap verir. Elektron yakalama dedektörü:Genellikle halojen, sülfür ve nitro gibi elektronegatif grup içeren birleşiklere uygundur. Termal İletkenlik dedektörü: Özellikle dogal gazların analizinde çok kullanılır ,çevre analizlerinde öenmli yer tutar.

Alev fotometrik dedektör: Kükürt ve fosfor içeren bileşiklere karşı seçicidir.Özellikle fosfor içeren pestisidlerinin analizinde oldukça fazladır. Azot ve fosfor dedektörü: Azot ve fosfor içeren bileşiklere karşı seçici olan dedektördür.

3-GAZ KROMATOGRAFİSİ VE LİKİT KROMATOGRAFİSİ KÜTLE SPEKTOSKOPİSİ HPLC sistemlerine bağlanan kütle spektoskopi dedektörünün gelişimini daha yeni tamamlamışlardır.Her iki sistemi karşılaştırırsak LC/MS ve GC/MS sistemlerini kendi içinde 3 bölümde oluşur; 1-Örnekleme kısmı 2-İyonlaşma kısmı 3-Kütle analizörü

İyonlaşma Bölümü : Birbirinden farklı mekanizmada çalışan 3 ayrı iyonlaşma grubu bulunur. 1-Elektro spray iyonizasyonu(ESI) 2-Atmosferik basınç iyonizasyonu(APCI) 3-Atmosferik basınç foto iyonizasyon (API, APPI) 1-ESI PROB:Atmosferik basinç altında ve N2 gazı yardımıyla nebunize olur sonra proba yüksek voltaj uygulanarak iyon haline geçer.İyon haline geçen kütle spektoskopisine yönlendirilir. 2-APCI PROB:İyon kaynağına gelen örnek ESI probda oldugu gibi N2 gazı ile nebulize olur bu arada hareketli fazın buharlaşmasına yardımcı olmak için prob ısıtılır. Bu sırada hareketli fazda probun ucunda bulunan corona iğnesinin yardımıyla proton alarak iyonlaşır.

3-APPI PROBE:HPLC sisteminden gelen eluent ve hareketli faz nebulizer gaz ve sıcaklıkla birlikte hareketli faz buharlaşırken Krypton lamba yaardımıyla ile örnekler ışın enerjisi kullanılarak iyonlaşma sağlanır. Kütle Analizör Bölümü : iyonlar kütle / yük oranına göre dedektöre yönlendirilir. LC-MS sistemlerini bu bölüme göre 3 grupta toplanır. a- Quadrapol b- İyon tuzaklı c- Uçuş zamanlı

Quadrapol Analizör: Yüksek voltaja dayanıklı 4 metal çubuktan oluşan bir sistemdir. Vakum sistemi : LC-MS sistemlerinin verimli çalışabilmesi için oldukça yüksek bir vakuma ihtiyaç vardır.

Gaz Kromatografisi Kütle Spektrometresi 1-Üniteler: iyonizasyon kaynağı, kütle analizörü ve iyon dedektörüdür. MS sistemlerinde genelde kütle analizörü olarak 4 kutuplu yapı ve iyon tutucu sistemleri kullanılır. 2-Vakum pompaları :Vakum pompalarının en önemli iki özelliği elde edilebilecek en düşük basıncın sağlanması ve dakikada vakumlanan litre (1 pm) olarak gösterilen pompa hızıdır.

3-Kütle spektrometresi iyonizasyon metotları: a- Elektronik etki iyonizasyon (EI): akımdaki bir elektron analit atomundan veya molekülünden bir elektron kopartarak iyonları oluşturur. b-Kimyasal iyonizasyon (CI) : Bu kaynak analit molekülleri ile reaksiyona girerek proton veya nitrat transferi saglayan reaktif iyonlarını kullanır. 4- Quadropole Kütle Analizörü : Bu kaynak dört paralel metal çubuktan oluşur. Kütle spektromu metal çubukların voltajları değiştirilerek Quadropole filtreden geçen iyonların izlenmesi elde edilir.

4-SPEKTROFOTOMETRİK YÖNTEMLER Bu cihazlar oldukça geniş kullanım alanına sahiptir. Cihazlar ultraviyole ve görünür bölge spektrofotometrikler olmak üzere 2 tanedir.Prensip olarak ışığın absorblanmasına dayanır. Ultraviyole (UV)/Görünür bölge (VIS) olmak üzere 2 ayrılır; 1- TEK IŞINLI 2-ÇİFT IŞINLI

1- TEK IŞINLI :Slit denilen hareketli ayna ile istenilen dalga boyu seçilir.Yansıtılan ışık örneğin bulunduğu hücreden geçerek çıkan ışığın şiddeti ölçülerek absorbans belirlenir. Burada ışık yolu sabit kaldığı için absorbans konsantrasyonuna bağlı olarak değişir.

2-ÇİFT IŞINLI :Bu spektrofotometreler tek ışınlı sistemlere göre farklı ışık slitten geçtikten sonra ışık ikiye ayrılır birincisi referans hücresinden , ikincisi örnek hücresinden geçerek daha doğru ölçümler alınır.

SPEKTROFLUOROMETRE: Bazı aromatik halka içeren organik maddeler , bazı konjuge çifte bağlı alifatik ve alisiklik karbonil birleşikler için yüksek seçicilik gösteren bir sistemdir. Bu sistemler likitkromatografi sistemlerinde dedektör olarakta kullanırlar. Fluoresans Işıma şeması

Floresans Spektrofotometrenin Şeması

5- ATOMİK ABSORBSİYON(AAS)

Atomik absorbsiyon spektrofotometri cihazında atomların kendine özgü ışığın absorblaması prensibine dayanır.Örnekleri atomlaşmasını sağlamak için gerekli sistemler alevli ve alevsiz olmak üzere ikiye ayrılır; 1)Alevli Atomik Absorbsyon Aleti 2)Alevsiz Atomik Absorbsyon Aleti

1)Alevli Atomik Absorbsyon Aleti Alevli atomlaşma sistemlerinde örnek sisteme verildikten sonra hava ve yakıtla karışarak aerosol halinde aleve gönderilerek örnek atomlaştırılır.Alev için kullanılan hava yakıt karışımlarının sıcaklıkları tabloda verilmiştir.

2)Alevsiz Atomik Absorbsyon Aleti Kimyasal girişimlerle en çok deniz suyu ve çamuru gibi örneklerde karşılaşılabilinir.Sıvı-sıvı elektraksiyonla istenilen element ortamdan alınır.Ayrıca Sr,La veye EDTA gibi girişimi baskılayıcılar kullanılır. Spektroskobik girişimler içinde zemin düzeltmesi yapılır ve bunun içinde iki teknik kullanılırılır. 1)D2 Zemin Düzeltmesi 2)Zaman Effect Zemin Düzeltmesi

INFRARED (TİTREŞİM) SPEKTOSKOPİSİ (IR) Infrared spektroskopisi maddenin infrored absorblaması üzerine dayanır.IR sisteminde fotometre,monokronatör ve dedektör mevcuttur.Örnek olarak su moleküllerinin yaptığı titreşim hareketleri aşağıda verilmiştir.

SORULAR

1-Yüksek performanslı sıvı kramatografisinde (HPLC) sistem çözücüde kullanılmayan alet hangisidir? A)Pompa B)Enjektör C)Kolon D)Kaydedici E)Spesifik Dedektör

1-Yüksek performanslı sıvı kramatografisinde (HPLC) sistem çözücüde kullanılmayan alet hangisidir? A)Pompa B)Enjektör C)Kolon D)Kaydedici E)Spesifik Dedektör

2-Sistemde kolon apolar hareketli faz ise metanol , asetonitril ve su gibi polar çözücüler kullanılır. En çok kullanılan bu kromatografi tekniği hangisidir? A)Ters faz kromatografisi B)İyon kromatografisi C)Normal faz kromatografisi D)Ters faz iyon çifti E)Gaz kromatografisi

2-Sistemde kolon apolar hareketli faz ise metanol , asetonitril ve su gibi polar çözücüler kullanılır. En çok kullanılan bu kromatografi tekniği hangisidir? A)Ters faz kromatografisi B)İyon kromatografisi C)Normal faz kromatografisi D)Ters faz iyon çifti E)Gaz kromatografisi

3-Aşağıdakilerden hangisi HPLC sistemi pompa yapısıdır ? A)Kütle analizötürü B)İyonlaşma kısmı C)İzokratik D)Atmosferik basınç iyonizasyonu E)Seçici olmayan dedektör

3-Aşağıdakilerden hangisi HPLC sistemi pompa yapısıdır ? A)Kütle analizötürü B)İyonlaşma kısmı C)İzokratik D)Atmosferik basınç iyonizasyonu E)Seçici olmayan dedektör

4-Spektrofotometrik yöntemler kaça ayrılır ? B)3 C)4 D)5 E)6

4-Spektrofotometrik yöntemler kaça ayrılır ? B)3 C)4 D)5 E)6

5-Normal faz kromatografisinde kullanılmayan kolon hangisidir? A)Siyano (CN ) B)Amino (NH2) C)Diol (OH)A D)Nitro (NO2) E)C18 (ODS)

5-Normal faz kromatografisinde kullanılmayan kolon hangisidir? A)Siyano (CN ) B)Amino (NH2) C)Diol (OH)A D)Nitro (NO2) E)C18 (ODS)

kaynakça www.analitik.hacettepe.edu.tr/Demolar/kromatografi.p df veterinary.ankara.edu.tr/fidanci/Ders_Notlari/Biyotekn oloji/Kromatografi.html cevre.erciyes.edu.tr/dosyalar/dokumanlar http://www.egitimajansi.com/haber/su-kirliligi-tarihe- karisiyor-haberi-31359h.html http://turkish.alibaba.com/product-gs/lc-100- professional-liquid-chromatography-hplc-system- 60154008592.html http://www.antteknik.com/tr/urunlerimiz/kromatografi- sistemleri/ic-iyon-kromatografiler http://www.antteknik.com/tr/urunlerimiz/kromatografi- sistemleri/gc-gaz-kromatografiler Deniz Kirliliği Analiz Yöntemleri İlgili Uluslar Arası Sözleşmeler Kitabı