Plastik maddeler içerisinde PBDE ve PBB bileşiklerinin GC-IDMS yöntemiyle tayini
Determination of PBDE and PBB compounds by GC-IDMS in plastics
Yazar: BURCU BİNİCİ
Danışman: PROF. DR. İKBAL KOYUNCU ; DOÇ. DR. AHMET CEYHAN GÖREN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
PBDE ve PBB bileşikleri yangın geciktirici olarak polimerik malzemelere, tekstil ürünlerine ve yapı malzemelerine eklenen, yapılarında brom barındıran organik bileşiklerdir. Bu bileşiklerden en yaygın olarak kullanılanlar pentabromodifenileter (pentaBDE), oktabromodifenileter (octaBDE), dekabromodifenileter (decaBDE) ve dekabromobifenil (decaBB) bileşikleridir. Bulundukları yapıya kimyasal olarak bağlanmadıkları için çevre havasına kolayca salınabilmektedirler. Yapısal olarak çevresel ortamlarda, gıdalarda ve biyolojik ortamlarda birikme özelliğine sahiptirler. Canlılarda endokrin ve sinir sistemini etkileyerek sağlık açısından tehlike arz etmektedirler. Bu nedenle PBDE ve PBB bileşiklerinin polimerik malzeme içeren elektrikli ve elektronik eşyalarda kullanımına ilişkin gerek ülkemiz gerekse Avrupa Birliği tarafından sınırlamalar getirilmiştir. Bu sınırlamaya göre PBB ve PBDE bileşiklerinin elektrikli ve elektronik eşyalarda kabul edilebilir miktarları ağırlık yüzdesi olarak 1 gkg-1 (%0,1) olarak belirlenmiştir. Bu sınırlamaların getirilmesiyle birlikte bu bileşiklerin yönetmeliklere uygun bir biçimde kullanıldığının denetlenmesi gerekliliği söz konusu olur. 
Yapılan çalışmada, polietilen (PE), polipropilen (PP) ve akrilonitril butadien stiren (ABS) polimerleri içerisinde 2,2′,4,4′-tetra-bromodifenil eter (BDE-47), 2,2′,3,4,4′,5′,6-hepta-bromodifenil eter (BDE-183), 2,2′,3,3′,4,4′,5,5′,6-nona-bromodifenil eter (BDE-206), deka-bromodifenil eter (BDE-209) ve deka-bromobifenil (BB-209) bileşiklerini tayin etmeye yönelik GC-IDMS metodu geliştirilip validasyonu yapıldı. Metotta, bileşiklerin esktraksiyonu için basınçlandırılmış çözücü ekstraksiyon (PSE) yöntemi kullanıldı. Örnekler GC-MS/MS (Gaz kromatografi/tandem kütle spektrometre) cihazı ile analiz edildi. Kantitatif değerlendirme için izotop seyreltme kütle spektrometri (IDMS) yöntemi kullanıldı. Geliştirilen metodun ülke genelindeki elektrikli ve elektronik ürünlerde uygulaması yapıldı. Geliştirilen metot ile elde edilen geri kazanım değerleri % 79,6 ile % 93,9, % bağıl ölçüm belirsizlik değerleri ise 6,5 ile 13 arasındadır. Uygulaması yapılan örneklerde tayin edilen analit miktarları yasalarca belirlenen 1000 mg/kg limit değeri altında elde edilmiştir.

Abstract:
PBDEs and PBB are organic compounds which are added to polymers and other materials, containing bromine to improve their fire-resistant properties in diverse applications, such as textiles and building materials. The major marketed brominated flame retardants are pentabromodiphenylether (pentaBDE), octabromodiphenylether (octaBDE), decabromodiphenylether (decaBDE) and decabromobiphenyl (decaBB). Since they have been as an additive in materials, they can be released easily to the environment. They bioaccumulate in food, biological media and environmental area such as soil, surface water and air and they effect the endocrine and nervous system of human and animals. Therefore, European Union made a decision about limited usage of octaBDE and pentaBDE compounds in electric and electronic devices. According to this, limit value has set as 1 g kg-1 (0.1 %) for the sum of PBBs and PBDEs in plastic parts of electric and electronic devices. This regulation also is implemented in our country. 
In this study, a validated analytical method was developed for the determination of 2,2′,4,4′-tetra-bromodiphenyl ether (BDE-47), 2,2′,3,4,4′,5′,6-hepta-bromodiphenyl ether (BDE-183), 2,2′,3,3′,4,4′,5,5′,6-nona-bromodiphenyl ether (BDE-206), deca-bromodiphenyl ether (BDE-209) and deca-bromobiphenyl (BB-209) compounds in polypropylene (PP), polyethylene (PE) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) polymeric matrixes by using pressurized solvent extraction (PSE) technique and gas chromatography coupled tandem mass spectrometer (GC-MS/MS). The quantification of the target analytes were performed by isotope dilution mass spectrometry (IDMS). The method was applied on the selected electrical and electronic consumer products. The recovery and relative uncertainty values of developed analytical method were obtained between 79.6-93.9 % and 6.5-13 %, respectively. The mass fraction of target analytes in real samples were obtained under 1000 mg/kg limit value which has set by directives.