Deniz ortamındaki poliaromatik hidrokarbonların (PAH) izlenmesi amacıyla butil kauçuk esaslı pasif örnekleyicilerin optimizasyonu

Abstract

Pasif örnekleyiciler deniz ortamındaki organik kirleticilerin tespit edilmesi ve izlenmesi amacıyla kullanılan malzemelerdir. Sudaki düşük çözünürlükleri ve yüksek hidrofobisiteleri sebebiyle organik kirleticilerin su kolonundan alınan su örnekleri ile tespit edilmesi bazı durumlarda mümkün olmamakla birlikte, tespit edilebildiği senaryolarda da yüksek iş gücü ve maaliyet gerektirmektedir. Organik kirleticiler, su sevmeyen yapıları sebebiyle, organik madde ve canlı dokularda birikme eğilimine sahiptir ve kanserojenik ve mutajenik özellikleri göz önüne alındığında ekosistem için oldukça tehlikelidir. Pasif örnekleyiciler, canlıların yağ dokularını taklit etme özelliğine sahip malzemelerdir ve bu sayede su kolonuna veya sedimente yerleştirildiklerinde ilgili organik kirleticileri tıpkı bir canlı gibi bünyelerinde konsantre ederler. Bu sayede su örneklemesine nazaran çok daha kolay şekilde deniz ortamındaki organik kirleticilerin tespit edilmesine ve izlenmesine olanak sağlarlar. Geleneksel yöntem olan su kolonundan direkt su örneği alınması yöntemi, analitik zorluklarının yanında, aynı zamanda kirleticilerin su kolonundaki toksikolojik etkilerini direkt olarak belirleyen serbest çözünmüş konsantrasyonlarının hesaplanması noktasında da sıkıntılar barındırmaktadır. Su örneği alınırken, su kolonundaki askıda katı maddeler de örnek içerisinde yer alır ve yapılan analizler sonucu elde edilen konsantrasyonlar serbest çözünmüş konsantrasyonları değil toplam konsantrasyonları temsil eder. Bu durumun üstesinden gelmek için ya örnekler üzerinden ön işlemler yapmak gerekir ya da analiz sonrası çeşitli düzeltmeler yapmak gerekir ki bu durum ekstra efor gerektirmektedir. Öte yandan pasif örnekleyiciler su kolonuna yerleştirildiklerinde, içlerine sadece suda serbest çözünmüş kimyasallar absorbe olur ve daha sonra analizler sonucu hesaplanan konsantrasyonlar da hiçbir ekstra işlem gerektirmeden serbest çözünmüş konsantrasyonların hesaplanmasına olanak sağlar. Deniz ortamındaki kalıcı organik kirleticilerden olan poliaromatik hidrokarbonlar (PAH) hem Avrupa hem de Amerika çevre izleme ajansları tarafından öncelikli kirleticiler olarak sınıflandırılmıştır. Deniz ortamındaki tüm matrislerde yaygın şekilde bulunan bu kimyasallar, biyobirikim ve biyomagnifikasyon ile besin zincirinin en altından en üstüne kadar tüm canlılarda üreme, büyüme ve davranışsal problemlere yol açabilecek zararlı etkilere sahiptir. Bu tez kapsamında da bu kirletici grubundaki 16 PAH'ın örneklenmesi için geliştirilen bütil kauçuk (BK) örnekleyicilerin, pasif örnekleyici olarak kullanımına yönelik deneysel ve saha çalışmaları gerçekleştirilmiştir. BK örnekleyiciler, deniz ortamından petrol ürünlerinin uzaklaştırılması için geliştirilmiş sorbentlerdir ve hidrofobik yapıları sebebiyle organik kirleticilerin tespiti ve izlenmesi için pasif örnekleyici olarak kullanılabileceği hipotezi, bu tez çalışmasının temel hipotezidir. Bu amaçla, tez çalışmasında bu sorbentlerin PAH'ları örnekleme performansı incelenmiş ve pasif örnekleme parametreleri hesaplanarak sorbentlerin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, BK sorbentlerin sentez geometrisinin örnekleme performansına etkisi deneysel olarak incelenmiş ve tabaka şeklindeki sentez geometrisinin daha yüksek örnekleme performansına sahip olduğu belirlenmiştir. Daha sonra, ideal sentez çözücüsünün belirlenmesi için, iki farklı sentez çözücüsü (siklohekzan ve benzen) ile sentezlenmiş BK sorbentler karşılaştırılmıştır. Kısa süreli (24 saat) ve uzun süreli (12 gün) periyodlar için gerçekleştirilen örnekleme hızı ve örnekleme kapasitesi deneyleri ile ideal sentez çözücüsü olarak benzen kullanılmasının gerekliliği belirlenmiştir. BK sorbentler literatürdeki önceki çalışmalarda sadece tek tipte sentezlenmiştir fakat bu tez çalışması kapsamında farklı gözenek yapılarına sahip BK sorbentlerin performansları karşılaştırılmak istendiğinden, literatürde ilk olacak şekilde bu sorbentler farklı gözenek yapılarında temin edilmiş ve pasif örnekleyici performansları karşılaştırılmıştır.