Ayva ve salatalıkta tarım ilacı amitrazın bozunma sürecinin izlenmesi ve bozunma ürünlerinin karakterizasyonu
Monitoring of degradation process of pesticide amitraz and karacterization of degradation products in quince and cucumber
Yazar: NİHAT ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN AKMAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Amitraz = Amitraz ; Gaz kromatografisi = Gas chromatography ; Kütle spektroskopisi = Mass spectroscopy ; Pestisitler = Pesticides

Özet:
yanında böcekler, yabani otlar ve bitki hastalıkları gibi sebeplerden kaynaklanan ürün kayıplarının azaltılmasını da sağlar. Yapılan tahminlere göre dünya da üretilen gıdanın %40 ı pestisit kullanılmadığı zaman tehlikeye girmektedir. Diğer taraftan tarımda pestisit kullanımı insan sağlığı ve çevre için ciddi bir risk oluşturmaktadır. Yapılan çalışmalarda yüzey ve yer altı sularında pestisitlere rastlanmaktadır. İnsan sağlığının yanında pestisitler doğal bitki yaşamının yok edilmesini, doğal böcek nüfusunda azalmaların yanında balık ve vahşi yaşamını da olumsuz etkilemekte hatta zararlıların evrim geçirmesiyle ikincil zararlı problemlerine yol açmaktadır. Gelişmiş ülkelerde yapılan tüketici anketlerinde gıda güvenliği konusunda tarımsal ilaç kalıntıları en önemli problem olarak görülmektedir.Türkiye'de Avrupa birliğine oranla daha az miktarda pestisit kullanılmasına rağmen rastlanan pestisit kalıntısı sorunu daha fazladır. Meyve ve sebzelerdeki hastalık ve zararlılara karşı yapılan bilinçsiz mücadele çalışmaları sonucunda yetiştirilen ürünlerde pestisit kalıntılarına rastlanmakta bu da ürünlerimizin ihracatını ciddi bir şekilde tehlikeye sokmaktadır.Amitraz sistemik olmayan akarasit ve insektisittir. Amitraz maytların, sineklerin, yaprak bitlerinin armut/turunçgiller, çekirdekli meyveler, çalı, yumuşak meyveler, su kabağı, kırmızı biber ve domates gibi çok çeşitli ürünlerde büyümelerinin kontrol edilmesi için kullanılır. Türkiye'de amitraz kullanımı yasaklanmış olmasına rağmen sebze ve meyve ürünlerinde sıklıkla amitraz kalıntısına rastlanmaktadır. Özellikle yurt dışına ihraç edilen sebze ve meyveler de sıklıkla rastlanan amitraz kalıntısı Türkiye kaynaklı sebze ve meyve ürünlerinin itibarını kaybetmesinin yanı sıra çok ciddi ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Nitekim Avrupa Birliğine ihraç edilen gıda ürünlerinde rastlanan olumsuz sonuçların yayınlandığı raporlara göre Türkiye amitrazdan dolayı 2010 yılının ilk altı ayın da 6, 2009 yılında 12, 2008 yılında 30, 2007 yılında da 8 uyarı aldığı görülmektedirAmitraz kullanımı Türkiye'de yasak olmasına rağmen hem arıcılıkta hem de sebze ve meyve üretiminde sıklıkla kullanıldığı görülmektedir. Amitrazın tespiti için literatürde çeşitli yöntemler mevcuttur. Bu metotlar genellikle HPLC, GC-ECD, GC-MS ya da LC-MS/MS tekniklerine dayanmaktadır. Bu analizler genellikle kalıntı izleme programlarında kullanılan çoklu pestisit kalıntısı analiz metotlarıdır. Fakat son yıllarda yapılan çalışmalar göstermiştir ki amitraz kararlı bir yapıya sahip olmayıp sıcaklık, nem, pH gibi çeşitli faktörlere bağlı olarak bozunmaktadır. Mevcut verilere göre amitrazın hızlı bir bozunmaya uğrayarak 2,4 dimetilformamidin (DMF), N-(2,4-dimetil-fenil)-N'-metilformamidin (DMPF) ve 2,4 dimetil anilin (DMA) verdiği bilinmektedir. Toksikoloji çalışmaları molar düzeyde metabolitlerin toksinliğinin ana molekül kadar olduğu yönündedir. Sonuç ürün olan DMA (2,4 dimetil aniline) ise amitraza göre çok daha toksiktir ve buna ilaveten genetik bozukluğa ve kansere sebep olur. Dolayısıyla bu pestisitin kararlı anilin türevine bozunması önemli çevresel ve sağlık problemlerine yol açmaktadır.Bu çalışmada, ülkemizde kullanılması yasak olmasına rağmen yurt dışına ihraç ettiğimiz sebze ve meyvelerde sıklıkla problem olarak karşımıza çıkan amitrazın ve bozunma ürünlerinin tayini için uygun, doğru, güvenilir ve kolay uygulanabilir analiz yöntemi geliştirilmiş ve geçerli kılınması yapılmıştır. Daha sonra bu yöntem kullanılarak ayva ve salatalıkta amitrazın bozunma süreci izlenerek bozunma ürünlerinin tespiti ve tanımlanmasını gerçekleştirilmiştir.Çalışmamız meyve ve sebzelerdeki kalıntı sorununu gündeme getirilmekle beraber, ülkemizde kullanımı yasak olmasına rağmen her yıl ihraç ettiğimiz ürünlerde rastlanıp sorun oluşturan amitrazın salatalık ve ayvada farklı sıcaklıklardaki kararlılığı incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar aşağıda sıralanmıştır.Amitraz ve bozunma ürünlerinin; DMA, DMF, DMPF in tayini için GC-MS metodu geliştirilmiştir. GC metodunda PTV enjeksiyon şekli en uygun enjeksiyon türü olarak belirlenmiştir. Kütle spektrometresinde SIM modu kullanılmış olup her pestisit için bir hesaplama birde doğrulama iyonu kullanılmıştır.Amitrazın salatalık ve ayvadan alınması için quechers metodundan faydalanmıştır. Metotta numuneler asetonitril ile magnezyum sülfat ve tuz varlığında alındıktan sonra santrifüj edilip üst fazdan alınan 1 ml lik kısma MSPD uygulanmıştır. Bu metot geçerli kılınarak analitik gereksinimleri karşıladığı görülmüştür.Metodun geçerli kılınmasından sonra üzerlerine amitraz uygulanan salatalık ve ayva numuneleri farklı sıcaklıklarda saklanarak bozunma süreci izlenmiştir. Amitrazın sıcaklık arttıkça daha hızlı bozunduğu ve temel olarak 3 bozunma ürününün DMA, DMF, DMPF in oluştuğu ayrıca bu üç bozunma ürününün haricinde iki adet daha bozunma ürününün oluştuğu gözlemlenmiştir.Sonuç olarak yaş sebze ve meyve yetiştiriciliği açısından önemli bir merkez olan ülkemizde ciddi pestisit kalıntısı sorunları yaşanmaktadır. Özellikle son yıllarda ihraç ettiğimiz ürünlerde amitraz a rastlanmasından dolayı ihraç ettiğimiz meyve ve sebzelerde çeşitli ülkelerle sorun yaşanmaktadır. Amitraz kullanımı ülkemizde yasak olmasına rağmen çeşitli ürünlerde bilinçsizce kullanılmaktadır. Amitrazın tayini için kullanılan analitik yöntemlerin birçoğu sadece diğer pestisitlerin yanı sıra amitrazın tespitine odaklanmıştır. Oysa ki amitraz hızlı bir şekilde farklı bileşiklere parçalandığından kullanılan analitik metotların bunların tespitini içerecek şekilde güncellenmesi gerekmektedir.

Abstract:
The use of pesticide in agricultural application causes not only significant increase in product yield but also decreasing product loses results from insects, herbs and plant diseases. It is estimated that if pesticides were not used 40% of foods would be under risk. On the other hand, pesticides have negative effects on human health and environment. Pesticide residues were detected in ground and underground water. Besides to human health, pesticides destroy ecological life and even cause secondory pest problems by evolution of pest. Acording to costumer surveys which are made in developed countries show that pesticide residue is the most important food safety problem.Although, in Turkey less pesticides are used with respect to European Union countries, detected pesticide residues problems are more than European Union countries. Unconscious pesticide applications against to pest in fruit and vegetables production causes pesticide residues problems in final product which causes serious risk on exporting our agricultural products.Amitraz is a non systemic acaracide and insecticide. Amitraz is used to control mites, flyers, greenflyers in vegatable sand fruits such as pear, citrus fruits, stone fruits, squash, red piper and tomato. Although application of amitraz in agricultural production has been banned amitraz residues stil detected in fruits and vegetables. Detection of amitraz residues on exported fruits and vegetables not only brings about economical losses but also decrease the prestige of Turkish products. According to report of ?rapid alert system for food and feed? Turkey have had 6 notification in first six month of 2010. Turkey also had 12, 30 and 8 notifications in respectively 2009, 2008 and 2007.Even though amitraz is a banned pesticide it is often used both beekeeping and fruits and vegetables production. There are some mothods for detection of amitraz. These methods usually based on HPLC, GC-ECD, GC-MS and LC-MS-MS techniques. These methods are multi residues methods and used for pesticede residues monitoring. But latest studies on amitraz showed that amitraz is not a stable pesticide and it degredates to 2,4 dimetilformamidin (DMF), N-(2,4-dimetilfenil)-N?-metilformamidine (DMPF) ve 2,4 dimetil aniline (DMA) depends on temperature, moisture, pH and some other parameters. Toxicology studies prove that degradation product of amitraz are toxic as parent molecule. Moreover final product DMA is more toxic than amitraz and it is also mutagenic, oncogenic and genotoxic. Therefore degradation of amitraz is caused health and environmental problems.In this study, a reliable, accurate practical method were developed and validated for determination of amitraz and its degradation products which are great problem in exported fruits and vegetables. Then, with suggested method degredation process of amitraz in quince and cucumber were monitored.In our study not only stability of the amitraz which is banned pesticide was studied on in quince and cucumber but also brings to agenda a big problem of Turkey. Results of the study are follows;A GC-MS method is developed for degredation product of amitraz DMA, DMF and DMPF. PTV injection technique is determined as suitable injection techniques. For detection of substances SIM mode is used and one ion is used for detection and other is confirmation.To extract amitraz and its degredation products in quince and cucumber quechers methods is used. Samples are extracted with acetonitrile in presence of sodium chloride and magnesium sulphate. Solution is centrifuged and MSPD is applied to 1 ml supernatant. This method was validated.The validated method was used to monitore degredation process of amitraz in quince and cucumber in different temperature. Amitraz is degredation is increase with temperature amd mainly three degradaion products forms. Besides this three main degredation product two other degredation pruducts were detected.In conclusion, as a important center for fruit and vegetable production Turkey has serious pesticide residues problems. Expecially in past years amitraz was detected in exported products which were coming from Turkey. Although application of amitraz has been banned it is used unconscionly in agricultural production. Most of the methods which are used to determination of amitraz is focused on detection only of amitraz. However amitraz degredate rapidly different molecules. Therefore analytical methods must be modified to be able to detect amitraz and degredation products