Yeşil mikro özütleme teknikleri ile elektronik ekipmanlarda poliaromatik hidrokarbonların analizi için yöntem geliştirilmesi
Developing a method for analysis of polyaromatic hydrocarbons in electronic equipment with green micro extraction techniques
Yazar: EGE AKKUM
Danışman: DOÇ. DR. FÜSUN PELİT
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Plastik malzeme içeren elektronik ekipmanların son yıllardaki üretim ve kullanımının sürekli artması özellikle ev ortamında insanların bu ekipmanlar ile teması sonucu kimi organik kirleticilere maruz kalmasına neden olmaktadır. Bu organik kirleticilerden en önemlisi polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) bileşikleridir. PAH'lar, endişe verici kirleticiler arasındaki toksik, kanserojen ve mutajenik özelliklere sahip olan ve birçoğu kalıcı, biyolojik birikim yapan kimyasallardır. Bu nedenle kamuya arz edilecek ve PAH içeren piyasadaki ürünler, Kimyasalların Kaydı, Değerlendirilmesi, Yetkilendirilmesi ve Kısıtlanması (REACH) tüzüğüne göre belli bir PAH sınır değerinde tutulmuştur. Tanımlanan eşik limitleri, çocuk ürünleri için 0,5 mg kg-1 ve diğer tüm tüketici ürünleri için 1,0 mg kg-1 olarak tanımlanmıştır. Bu nedenle ekipmanlardaki PAH kirliliğini tespit etmek üzere duyar yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir.
Bu analizi gerçekleştirmek üzere laboratuvarlarda uygulanan standart yöntem sıvı-sıvı özütleme (LLE) tekniğidir. Bu örnek hazırlama tekniğinde numune herhangi bir önderiştirme basamağına uğratılmaksızın doğrudan büyük hacimli toksik çözgen ile muamele edilmektedir. Günümüzde daha çevreci, yeşil, önderiştirme adımı içeren ve hızlı örnek hazırlama tekniklerinin geliştirilmesine ilişkin çok sayıda çalışmaya rastlamak mümkündür. 
Bu tez kapsamında poliaromatik hidrokarbon (PAH) kalıntılarının duyarlı ve seçimli analizine olanak sağlayacak yeni bir mikroözütleme tekniğinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik olarak bu çalışmada, günümüzde yeşil özütleme tekniği olarak sıkça kullanılan dispersif sıvı sıvı mikro özütleme (DLLME) tekniğinin kullanılması hedeflenmiştir. Denemeler kütle dedektörlü gaz kromatografisi (GC-MS) kullanılmıştır. 
Gerçekleştirilen DLLME yönteminde sinyali etkileyebilecek parametrelerin sayısı göz önüne alındığında, yöntemi optimize etmek için Plackett Burmann tasarımı uygulanmıştır. Bu dizayn sonucunda rlde edilen standart etki değerlerinin büyüklükleri değerlendirildiğinde çalışılması gereken önemli parametreler olarak Solvent türü, pH ve Örnek miktarı seçilmiştir ve diğer tüm parametreler elde edilen standart etki değerleri de göz önüne alınarak sabit koşullarda çalışılmıştır. Daha sonra Box-Behnken Deney tasarımı optimizasyon için kullanılmıştır.Bu kemometrik tasarım sonucunda sinyali arttıracak optimum deneysel parametre olarak pH:12, Solvent türü olarak dodekanol, örnek miktarı 0.24 g olmuştur.
Kalibrasyon eğrileri 0,98'in üzerindeki korelasyon katsayıları ile doğrusal elde edilmiştir. Bağıl standart sapma (RSD) değerleri %5-17 aralığında değişmiştir. Belirtme sınırı değerleri 0,004 ile 0,1 ng ml-1 aralığında bulunmuştur. Yöntem, elektronik plastik numuneleri ile test edilmiştir.
Tez kapsamında uygulanan ektraksiyon yöntemi yeni geliştirilen ve özellikle elektronik ekipmanlarda bulunabilecek organik kirleticilerin analizinde kullanılmamış bir tekniktir.

Abstract:
The continuous increase in the production and use of electronic equipment containing plastic materials in recent years causes people to be exposed to some organic pollutants as a result of contact with these equipment, especially in the home environment. The most important of these organic pollutants are polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) compounds. PAHs are toxic, carcinogenic, mutagenic and carcinogenic chemicals, many of which are persistent, bioaccumulative pollutants of concern. For this reason, products on the market that are to be supplied to the public and that contain PAHs are subject to a certain PAH limit value according to the Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals (REACH) regulation. The threshold limits defined are 0.5 mg kg-1 for children's products and 1.0 mg kg-1 for all other consumer products. It is therefore necessary to develop sensitive methods to detect PAH contamination in equipment.
The standard method used in laboratories to perform this analysis is the liquid-liquid extraction (LLE) technique. In this sample preparation technique, the sample is directly treated with a large volume of toxic solvent without any preconcentration step. Nowadays, there are numerous studies on the development of more environmentally friendly, green, preconcentration step-inclusive and rapid sample preparation techniques.
The aim of this thesis is to develop a new microextraction technique for the sensitive and selective analysis of polyaromatic hydrocarbon (PAH) residues. For this purpose, the dispersive liquid liquid microextraction (DLLME) technique, which is widely used today as a green extraction technique, was used in this study. Gas chromatography with a mass detector (GC-MS) was used in the experiments.
Considering the number of parameters that can affect the signal in the DLLME method, Plackett Burmann's design was applied to optimize the method. When the magnitudes of the standard effect values obtained as a result of this design were evaluated, Solvent type, pH, and Sample amount were selected as the important parameters to be studied and all other parameters were studied under constant conditions considering the standard effect values obtained. Then Box-Behnken Experimental design was used for optimization. As a result of this chemometric design, pH:12, dodecanol as solvent type, and a sample amount of 0.24 g was chosen as the optimum experimental parameters to increase the signal.
The calibration curves were linear with correlation coefficients above 0.98. Relative standard deviation (RSD) values ranged from 5-17%. The limit of detection values was between 0.004 and 0.1 ng ml-1. The method was tested with electronic plastic samples.
The extraction method applied in this thesis is a newly developed technique that has not been used in the analysis of organic pollutants that may be present in electronic equipment.