Azo boyar maddelerin dağıtıcı sıvı sıvı mikroekstraksiyon sonrası gaz kromatografi kütle spektrometresi ile eser seviyelerde tayinleri
Determination of azo dyes at trace levels using gas chromatography mass spectrometry after dispersive liquid liquid microextraction
Yazar: UTKU BALÇIK
Danışman: PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Azo boyar maddeler = Azo dyestuffs

Özet:
Bileşiminde azo grubu içeren boyar maddeler genel olarak azo boyar maddeler olarak sınıflandırılmaktadır. Bu boyar madde sınıfı, birçok endüstriyel alanda kullanılmaktadır.  Ancak anaerobik ortamda bu azo boyar maddelerin bazılarının yapılarında bulunan azo gruplarının indirgenme sonucunda parçalanarak aromatik aminleri oluşturduğu bilinmektedir. Aromatik aminler insan ve diğer canlıların sağlığı üzerinde olumsuz etkilere yol açmaktadır. Bu nedenle bu maddelerin eser seviyede tayinleri insan sağlığını korumak açısından önem teşkil etmektedir. 
Bu çalışmada, kanserojen etki gösterdikleri bilinen 22 farklı aromatik aminin dağıtıcı sıvı sıvı mikroekstraksiyonu (DSSME) sonrası gaz kromatografi kütle spektrometresi ile eser seviyelerde eşzamanlı tayinleri için analitik bir yöntem geliştirilmiştir. Bu kapsamda, mikroekstraksiyon yönteminin ekstraksiyon verimini doğrudan etkileyen deneysel parametreler, belirlenen aromatik aminlerin tayinlerini maksimum hassasiyette gerçekleştirebilmek amacıyla optimize edilmiştir. Ekstraksiyon çalışmalarında ekstraksiyon çözücü türü ve miktarı, dağıtıcı çözücü türü ve miktarı, tuz etkisi ve miktarı değişken parametreler olarak belirlenmiştir. Optimum koşullar altında tüm analitler için yöntem analitik performans değerleri belirlenmiştir. Ölçümlerin doğruluk ve kesinliğini arttırmak amacıyla iç standart yöntemi ile analitik performans belirleme çalışmaları uygulanmış ve iç standart olarak Bisfenol A standart çözeltisi kullanılmıştır.  Kalibrasyon doğrularına ait korelasyon katsayıları 0.9990 -0.9994 aralığında elde edilmiştir. Tüm analitler için gözlenebilme limitleri 0.17 – 3.90 µg/L arasında hesaplanmıştır. Elde edilen gözlenebilme limitleri, her bir analit için GC-MS sisteminde elde edilen gözlenebilme limitleri ile karşılaştırıldığında; gözlenebilme limitlerinde 4.3 – 99.3 kat arasında iyileştirme olduğu görülmüştür. Yöntemin doğruluğunu ve uygulanabilirliğini tespit etmek amacı ile musluk suyu ve atık su örnekleri ile geri kazanım çalışmaları yürütülmüştür. 50 µg/L ve 100 µg/L derişimindeki musluk suyu örneklerinde geri kazanım yüzdeleri sırasıyla %91.7-106.9 ve %95.8-109.2 arasında; atık su örneklerinde ise geri kazanım yüzdeleri sırasıyla %91.5-109 ve %95.3-109.8 aralığında bulunmuştur. Elde edilen geri kazanım yüzdeleri, yöntemin doğruluğunu ve uygulanabilirliğini göstermektedir.
Aynı zamanda analitlerin bitkilere göçü ve biyoerişebilirliği araştırılmış olup, bu amaçla topraksız tarım uygulanmıştır. Bu kapsamda, yüksek su afinitesine sahip olduğu bilinen marul ve soğan bitkileri analitlerin bulunduğu ortamda yetiştirilerek gün aşırı ölçümler ile analitlerin bu bitkilere göçü değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonucunda bazı analitlerin bu bitkilere tehlikeli seviyelerde göç ettiği raporlanmıştır.

Abstract:
The dye products containing azo group in their composition are generally classified as azo dyes. This class of dyes is used in many industrial fields. However, in the anaerobic environment, it is known that azo groups present in the structures of some of these azo dyes are broken down to form aromatic amines by degradation. Aromatic amines have negative effects on the human health  and other living things. Therefore, the determination of these substances at trace levels is vey significant o protect human health.
In this study, an analytical method has been developed for the simultaneous determination of 22 selected aromatic amines that are known to be carcinogenic at trace levels using gas chromatography mass spectrometers after dispersive liquid liquid microextraction (DSSME). In this context, the experimental parameters which directly affect the extraction efficiency of the microextraction method were optimized to perform the determination of the selected aromatic amines with maximum precision. In optimization studies, the type and amount of extraction solvent, type and amount of dispersing solvent, salt effect and amount were determined as variable parameters. Method analytical performance values for all analytes were determined under the optimum conditions. In order to increase the accuracy and precision of the measurements, determination studies for analytical performance were applied with internal standard method, and Bisphenol A standard solution was used as internal standard. The correlation coefficients of the calibration plots were obtained in the range of 0.9990 -0.9994. Detection limits for all analytes were calculated between 0.17 - 3.90 µg/L. The enhancement in detection power of developed method was calculated in terms of detection limits by comparing with GC-MS system and 4.3 - 99.3 times enhancement in detection limits were observed for selected analytes. In order to determine the accuracy and applicability of the method, recovery studies were carried out for tap water and wastewater samples. Percent recovery values for tap water samples at 50 µg/L and 100 µg/L concentrations were found between 91.7-106.9% and 95.8-109.2%, respectively; for wastewater samples, the percent recoveries were found to be between 91.5-109% and 95.3 - 109.8%, respectively. The high percent recoveries showed the high accuracy and applicability of the developed method.
Furthermore, the migration of analytes into plants and their bioaccessibility have been investigated. In this context, lettuce and onion plants, which are known to have high water affinity, were grown in the presence of analytes and and the migration of the analytes into these plants were evaluated with the every second day measurements. As a result, some analytes have been reported to migrate into these plants at hazardous levels.