Balık Dokularında Toplam Cıva Tayini

Cıva Tespiti İçin Doğrudan Analiz Kullanılarak Balık Dokularında Toplam Cıvanın Belirlenmesi

Özet

Cıvaya maruz kalmanın etkileri hem kamu hem de özel kurumların odak noktası olmaya devam ediyor. Bu nörotoksine aşırı maruz kalma nedeniyle fetüsler ve bebekler, beyin hasarı ve zihinsel engellilikten koordinasyon sorunlarına kadar çeşitli semptomlar sergileyebilir. Halkın aşırı maruz kalmanın etkileri konusunda daha bilinçli olmasını sağlamak amacıyla yerel balıkçılıkla ilgili çeşitli tavsiyeler başlatıldı. Balıklarda cıva analizi için çeşitli metodlar mevcuttur. Ancak bu metodların çoğu pahalı olan ayrıntılı hazırlık prosedürleri gerektirir. EPA Metot 7473’te açıklandığı gibi doğrudan cıva analizi, bu metodlara bir alternatiftir ve balık dokularındaki toplam cıvanın belirlenmesinde başarıyla kullanılmıştır. Bu teknik, numune hazırlama gerektirmez ve numune başına altı (6) dakika kadar kısa bir sürede sonuç verir; bu da onu geleneksel ıslak kimya tekniklerinden önemli ölçüde daha hızlı hâle getirir.

Giriş

Cıva doğal olarak toprakta bulunur ve fosil yakıtların yakılması, endüstriyel atıkların boşaltılması ve pestisit kullanımı yoluyla havaya ve suya karışır. Bu yeniden dağıtım yoluyla balık dokularında birikir. Organik formu olan metil cıva kastaki proteinlere bağlanır ve soyulma, deri yüzme veya pişirme yoluyla ortadan kaldırılamaz.

İnsanlar büyük miktarlarda balık ve deniz ürünleri tüketerek kendilerini bu nörotoksinin zararlı seviyelerine maruz bırakabilirler. Balık dokularında cıvanın belirlenmesi için çeşitli metodlar mevcuttur. Soğuk Buharlı Atomik Absorpsiyon (CVAA) ve ICP-MS gibi geleneksel analitik metodların her ikisi de analizden önce numune hazırlanmasını gerektirir. Bu, her iki tekniğin de maliyetli, emek yoğun ve dolayısıyla uzun bir geri dönüş süresine sahip olmasına neden olur. EPA Metodu 7473’te açıklandığı gibi doğrudan cıva analizi, bu yoğun, yaş kimya tekniklerine uygun maliyetli, kanıtlanmış bir alternatiftir. Doğrudan analiz, laboratuvara aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok fayda sağlar:
• Azaltılmış Örnek Geri Dönüş Süresi
(6 Dakika)
• Numune Hazırlama Yok
• Tehlikeli Atık Üretiminin Azaltılması
• Analitik Hataların Azaltılması
• Genel Maliyet Tasarrufları (%70’e kıyasla)
CVAA)

Deneysel Cihazlar

Milestone’un DMA-80 evo Doğrudan Cıva Analizörü, EPA Metodu 7473’te referans verildiği gibi bu çalışmada kullanılmıştır. DMA-80 evo, neredeyse sınırsız verim için dairesel, paslanmaz çelik, değiştirilebilir 40 konumlu bir otomatik örnekleyiciye sahiptir ve hem nikeli (500 mg) ve kuvars kaplar (1500 μL) uygulamanın gereksinimlerine bağlı olarak. Tek fazlı 110/220V,50/60 Hz güç kaynağıyla çalışır ve taşıyıcı gaz olarak normal dereceli oksijen gerektirir.

Şekil 1 Milestone DMA-80 evo

İşlem, cıvanın cıva iyonlarına dönüştürülmesini gerektirmediğinden, hem katı hem de sıvı matrisler, asitle parçalama veya başka numune hazırlamaya gerek kalmadan analiz edilebilir. Sıfır numune hazırlamanın gerekli olması, aynı zamanda tüm tehlikeli atık oluşumunu da ortadan kaldırır. Referans; anlık sıcaklıklar da dahil olmak üzere tüm sonuçlar ve cihaz parametreleri, Excel veya LIMS’e kolay aktarım özellikleriyle kontrol edilir ve kaydedilir.

Analizin Presibi

Doğrudan cıva analizi aşağıdaki çalışma sırasını içerir: Termal Ayrışma, Katalitik Dönüşüm, Amalgamasyon ve Atomik Absorbsiyon Spektrofotometrisi. Kuvars tüp içerisine yerleştirilen numunenin önce kurutulması ve daha sonra termal olarak ayrıştırılması için kontrollü ısıtma aşamaları uygulanır. Sürekli bir oksijen akışı, ayrışma ürünlerini halojenlerin, nitrojenin ve sülfür oksitlerin tutulduğu sıcak bir katalizör yatağına taşır. Tüm cıva türleri Hg(0)’a indirgenir ve daha sonra reaksiyon gazlarıyla birlikte cıvanın seçici olarak tutulduğu bir altın karıştırıcıya taşınır. Cıva dışındaki tüm buharlar ve ayrışma ürünleri, sürekli gaz akışıyla sistemden uzaklaştırılır. Karıştırıcı daha sonra ısıtılır ve sıkışan tüm cıvayı çift ışınlı, sabit dalga boylu atomik absorpsiyon spektrofotometresine salar. Absorbans, cıva içeriğinin bir fonksiyonu olarak 253,7 nm’de ölçülür.

Şekil 2 Milestone DMA-80 evo’nun Dahili Şeması.

Deneysel Tartışma

Bu belgede sunulan veriler, müşteri laboratuvarında canlı bir deney yapılırken elde edilmiştir. Başlangıçta CVAA aracılığıyla hazırlanan ve analiz edilen numuneler, DMA-80 evo’da yeniden analiz edildi. Numuneler eritildi ve değişen ağırlıklarda nikel numune teknelerine yerleştirildi, ardından analiz için otomatik numune alma cihazına yüklendi.

Kalibrasyon

Kalibrasyon standartları, %5 HCI içerisinde muhafaza edilen 1000 ppm Hg’lik bir NIST izlenebilir stok çözeltisi kullanılarak hazırlandı. 100 ppb ve 1 ppm’lik çalışma standartları hazırlanıp %0,5 HCl’de muhafaza edildi ve amber renkli cam şişelerde saklandı. Kuvars numune teknelerine artan numune hacimleri enjekte edilerek, 100 ppb ve 1 ppm standartları kullanılarak sırasıyla 0 – 20 ng (Şekil 3) ve 20 – 500 ng (Şekil 4) cıva kalibrasyon grafikleri oluşturuldu.

Şekil 3 – Ultradüşük seviye için 0 ng – 20 ng Kalibrasyon Grafiği

Şekil 4 – Düşük ila orta seviye için 20ng – 1000 ng Kalibrasyon Grafiği

Çalışma Koşulları

DMA-80 evo’nun tüm analizler için çalışma koşulları Tablo 1’de gösterilmektedir.

Tablo 1 Analiz Çalışma Parametreleri

Sonuçlar

Tablo 2, analiz sırasında elde edilen tüm sonuçları göstermektedir. Bilinmeyen sonuçların tümü önceki (ICP-MS/CVAA) belirlemeleriyle mükemmel uyum içindeydi. Analiz boyunca analiz edilen standart referans malzemelerine (SRM’ler) ilişkin sonuçlar da beklenen sertifikalı değerler dahilindeydi.

Tablo 2 Cıva Konsantrasyonları ve Geri Kazanım Yüzdesi

Şekil 5 DMA-80 ve CVAA/ICP-MS karşılaştırması

Sonuç

DMA-80 evo doğrudan cıva analiz cihazının sonuçları, daha önce ICP MS/CVAA’da elde edilen sonuçlarla mükemmel uyum içindeydi (Şekil 5). DMA-80 evo, yaş kimya tekniklerine hızlı, doğru ve güvenilir bir alternatiftir. Hiçbir numune hazırlamaya gerek yoktur, bu da herhangi bir tehlikeli atık oluşumu olmadan numunenin 6 dakika içinde geri dönmesini sağlar.

Referans: Milestone SRL