Anion analysis in mineral water samples by ion chromatography withsuppressed conductivity detection
İletkenlik dedektörlü iyon kromatografi ile maden sularında anyon analizleri
- Tez No: 683630
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLÇİN YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 73
Özet
Türkiye Cumhuriyeti Doğal Maden Suları Hakkında Yönetmeliğe göre doğal maden suları, içerdiği mineral, element ve diğer bileşenleri ile ifade edilen, yeraltında çeşitli derinliklerde elverişli jeolojik koşullarda kendiliğinden oluşan, mikrobiyolojik yapısı uygun, kontaminasyon riski minimize edilmiş, tek veya birçok kaynaktan kendiliğin-den yeryüzüne çıkan veya uygun yöntemlerle çıkarılan sulardır. Kaliteli suya olan talep her geçen gün tüm dünyada artmaktadır. Bu nedenle insan sağlığına olan faydaları göz önünde bulundurulduğunda maden suyu tüketimi de bu-na paralel olarak artmaktadır. Araştırmalara göre maden suyu tüketimi kötü (LDL) kolesterolü düşürürken iyi (HDL) kolesterolü yükseltmektedir. Aşırı kolesterol kalp hastalığı veya diğer dolaşım sistemi problemi risklerini artırır, maden suyu tüketimi ise kalbinizin sağlıklı ve düzgün çalışmasına yardımcı olur. Ayrıca maden suyu tüketimi tansiyonu düşürür. Maden suyu, kabızlık ve hazımsızlık gibi sindirim sistemi sorunları yaşayan kişiler tarafından da oldukça tüketilmektedir. Maden suyu kabızlık ve hazımsızlık etkilerini azaltmaya yardımcı olur ve tüketiciyi rahatlatır. Maden suyu tüketiminin pek çok faydası olmasına rağmen yüksek miktarda tüketilmesi yüksek mineral ve karbondioksit alımına ve birçok rahatsızlığa neden olabilir. Bu nedenle günlük önerilen miktar aşılmamalıdır. Şişeleme esnasında, suyun natürel yapısı bozulmayacak ve mikrobiyolojik yapısı değişmeyecek şekilde karbondioksit eklemesi yapılabilir. Maden sularına karbondi-oksit dışında herhangi bir madde ilavesi yapılamaz. Sıcaklık, mineral içerik, elektriksel iletkenlik gibi maden suyuna ait birçok özgün özellik suyun kaynağındaki yapısı ile küçük ölçekli doğal farklar dahilinde aynı olmalıdır. Birçok çeşit sulu içecek üretimi maden suları kullanılarak yapılabilir. Şişelenmiş maden sularının üretim sürecinin ana aşamaları ayrıştırma ve filtrasyon, dolum, etiketleme ve depolamadır. Tüm bu işlemler son derece hijyenik koşullarda ve otomatik olarak yapılmaktadır. Bu işlemler suyun kalitesinde ve onu karakterize eden önemli elementlerin miktarında değişikliğe neden olmamalıdır. Kimyasal ve fiziksel bileşim aynı kalmalıdır. Tüm sistem, kirlenme ve hasarı elimine edecek şekilde dizayn edilmiştir. Maden suları iyon bakımından zengindir. Bu nedenle maden sularının basit, hızlı ve güvenilir analizi insan sağlığı için çok önemlidir. Bu analizler, iyon kromatografinin en önemli çalışma alanlarından biridir. Birçok anyona vücut tarafından ihtiyaç duyulmasına rağmen, yüksek seviyeleri insan dokularında ciddi hasarlara neden olabilir. Bu nedenle anyonların kolay, doğru ve hızlı analizi insan sağlığı açısından büyük önem taşımaktadır. Sağlık riskini en aza indirmek için maden sularının üretim süreçleri ile kimyasal ve fiziksel bileşimi Türk Gıda Kodeksi gibi yönetmeliklerle kontrol edilmektedir. İnsan vücudu için temel eser elementlerden biri olan flor, özellikle destek ve hareket sistemi sağlığında, kemik gelişiminde ve diş sağlığında önemli rollere sahiptir. 1,5 mg/L'den fazla florür iyonu içeren içme suyunun uzun süreli tüketimi dişlerde ve iskelet sisteminde florozis hastalığına neden olur. 4 mg/L'nin üzerindeki konsantrasyona maruz kalma durumunda, nörolojik hasar ve çeşitli toksik etkiler gözlemlenebilir. Sudaki nitrat ve nitrit seviyeleri su kalitesi için önemlidir. Nitratın akut zehirleyiciliği çok nadirdir. Çoğu vaka, nitratın nitrite indirgenmesinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Nitrattan farklı olarak, nitritin akut zehirleyiciliği yaygındır ve bu duruma bağlı olarak çok sayıda ölüm bildirilmiştir. Sülfatlar su kaynaklarına birçok endüstriyel aktivite sonrasında salınır. Sülfat maru-ziyetinin yüksek düzeyde olması sonucunda genellikle ishal gibi gastrointestinal sis-tem problemleri yaşanır. Yiyecek ve içecek sektöründe sıklıkla koruyucu olarak kullanılan sülfitlerin yüksek dozda vücuda alınması astimatik reaksiyon, hipotansiyon ve ishal gibi birçok ciddi probleme sebebiyet verir. Ispanak gibi birçok antioksidanca zengin besinde bulunan okzalat anyonunun yüksek miktarlarda vücuda alındığı durumlar böbrek taşı oluşumu görülür. Özellikle kemik ve diş sağlığında önemli rol oynayan, kasların çalışması ve sinir ak-tivitesi üzerine görev yapan fosfat anyonunun vücuda ihtiyaçtan fazla alınması hiper-fosfatemi hastalığına sebep olur. Bu çalışmada, maden suyu numunelerinde florür, nitrit, nitrat, sülfat, sülfit, oksalat ve fosfat anyonlarının düzenli analizleri için doğru, yüksek hassasiyetli, kolay, hızlı, ekonomik ve çevre dostu baskılanmış iletkenlik dedeksiyon teknolojisi ile bir iyon kromatografik yöntem geliştirilmiştir. Bu amaçla yöntem, suprasörlü iletkenlik de-dektörü ile donatılmış bir Dionex iyon kromatografi cihazı kullanılarak geliştirilmiştir. Anyonların kromatografik ayrımları ve analizleri Dionex ICS-3000 (Sunnyvale, CA, USA) IC sistemi kullanılarak yapılmıştır. Sistem, DP ikili pompa, hem tekli hem de ikili pompa sistemlerine uygun EG elüent üreteci, DC Dedektör-Kromatografi Modülü ve otoörnekleyici AS bölümlerinden oluşmaktadır. Sistemde ayrımdan sonra sinyalleri toplamak için baskılanmış bir iletkenlik dedektörü (ASRS 300 baskılayıcı ve iletkenlik hücresi) kullanılmıştır. Ayrım koşulları ise belirtildiği gibidir: mobil fazın akış hızı 0,25 mL. dk-1, suprasör akımı 8 mA, kolon sıcaklığı 35 °C, dedektör hücre sıcaklığı 40 °C, enjeksiyon hacmi ve sample loop hacmi ise sırasıyla 40 μL ve 10 μL'dir. Farklı konsantrasyonlarda florür, nitrit, nitrat, sülfit, sülfat, oksalat ve fosfat iyonları içeren kalibrasyon eğrileri için dokuz farklı standart çözelti hazırlanmıştır. Her anyon, farklı aralıklarda iyi bir doğrusallık göstermiştir. Anyonların lineer aralıkları aşağıdaki gibidir: florür için 0,01 – 5,0 mg.L-1, nitrit için 0,01 – 5,0 mg.L-1, nitrat için 0,05 – 5,0 mg.L-1, sülfat için 0,05 – 10,0 mg.L-1, sülfit için 0.05 – 10.0 mg.L-1, oksalat için 0.05 – 5.0 mg.L-1 ve fosfat için 0,03 – 5,0 mg.L-1. Ayrıca her bir anyon için R2 değerleri 0,999 olarak belirlenmiştir. Her maden suyu numunesi ile her anyon için tekrarlanabil-irlik çalışmaları yapılmış ve bağıl standart sapma değerleri hesaplanmıştır. %RSD değerlerinin kabul sınırları içerisinde olduğu belirlenmiştir. Sonuçların yasal uygun-luğu yasal sınır değerler baz alınarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada maden suyu numunelerinin düzenli analizleri için doğru, yüksek hassasiyetli, kolay, hızlı, ekonomik ve çevre dostu bir iyon kromatografik yöntem geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
According to Turkish Regulation on Natural Mineral Waters, natural mineral water is naturally occurring in various depths of the earth's crust under appropriate geological conditions and self-emerging from one or more sources or extracted by technical methods. It is defined by its mineral content, residual elements and other components. All over the world, the demand for high quality water is increasing day by day. For this reason, mineral water consumption is increasing in parallel due to its health benefits. Mineral water helps maintaining your heart healthy and functioning correctly, as excessive cholesterol raises your risk of heart disease or other problems. According to the previous researches, mineral water consumption reduces bad (LDL) cholesterol levels meanwhile increases good (HDL) cholesterol levels. In addition, mineral water consumption lowers the blood pressure. Mineral water is also highly consumed by the people who are dealing with digestive system problems such as constipation and indigestion. Mineral water helps by decreasing effects of constipation and indigestion and relieves the consumer. Although mineral water consumption has many benefits, its consumption in high amounts can cause high mineral and carbon dioxide intake and digestive system disorders. Therefore, the daily recommended amount should not be exceeded. The mineral content, temperature, electrical conductivity and characteristics of the natural mineral water to be bottled should be the same as the structure of the water source within natural fluctuations. No chemicals other than carbon dioxide are added to natural mineral water. The added carbon dioxide should not damage the natural structure of the water. Other beverages can also be produced from natural mineral waters. Separation and filtration, filling, labeling and storage are the main steps of production process of bottled mineral waters. All of these processes are done under highly hygienic conditions and automatically. These processes must not cause change in the quality of the water and the amount of important elements that characterize it. The chemical and physical composition must remain the same. The whole system is designed in order to prevent any contamination and any damage. Mineral waters are rich in ions. Therefore, simple, fast and reliable analysis of mineral waters is very important for human health. These analyses are one of the most im-portant fields of study of ion chromatography. Even if the anion is very needed by the body, high levels can cause severe damages to human tissues. For this reason, easy, accurate and fast analysis of anions has great importance for human health. In order to minimize the health risk, the production processes and the chemical and physical composition of mineral waters are controlled by certain regulations such as Turkish Food Codex. This study represents a simple, sensitive and greener method for the simultaneous determination of fluoride, nitrite, nitrate, sulfate, sulfite, oxalate and phosphate ani-ons in mineral water samples. For this purpose, the method was developed by using a Dionex ion chromatography device equipped with a conductivity detector with a suppressor. The analysis was performed by using an anion exchange column and gra-dient elution. The separation conditions were as indicated: flow rate of the mobile phase was 0.25 mL min−1, the suppressor current was 8 mA, the column temperature was 35°C, detector cell temperature was 40°C, the sample loop volume and the injec-tion volume were 10 μL and 40 μL, respectively. Nine different standard solutions were prepared for calibration curves that contains fluoride, nitrite, nitrate, sulfite, sulphate, oxalate and phosphate ions in different con-centrations. Each anion has shown good linearity in different ranges. The linear rang-es of the anions were as follows: for fluoride, 0.01 – 5.0 mg.L-1, for nitrite 0.01 – 5.0 mg.L-1, for nitrate 0.05 – 5.0 mg.L-1, for sulfate 0.05 – 10.0 mg.L-1, for sulfite 0.05 – 10.0 mg.L-1, for oxalate 0.05 – 5.0 mg.L-1 and for phosphate 0.03 – 5.0 mg.L-1. In addition, for each anion the R2 values were determined as 0.999. Repeatability stud-ies were performed for each anion with every mineral water sample and relative standard deviation values were calculated. The precision found to be high according to %RSD values. The legal compliance of the results was evaluated according to the legal limit values. In conclusion, in this study, an accurate, highly sensitive, easy, rapid, economic and environmentally friendly method was improved to be used in routine analyses for the simultaneous determination of fluoride, nitrite, nitrate, sulfate, sulfite, oxalate and phosphate in mineral water samples.
Benzer Tezler
- Gazlı aromalı içeceklerin iyon kromatografi-kondüktivite dedektörü ile anyon tayini
Anion determination of carbonated flavored beverages with ion chromatography - conductivity dedector
BÜŞRA İPEK
- Saray (Tekirdağ) ve Pınarhisar (Kırklareli) kömürlerinin sülfür ve iz element içeriğinin kökeni ve kömürlerin çevresel etkisinin hidrojeokimyasal açıdan değerlendirilmesi
The origin of the sulfur and trace elements of the Saray (Tekirdağ) and Pinarhisar (Kirklareli) coals and evaluation of environmental effects on hydrogeochemistry
CEMİLE ERARSLAN
Doktora
Türkçe
2018
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL ÖRGÜN TUTAY
- Büyükkızılcık (Göksun-Kahramanmaraş) ve çevresindeki mineralli su kaynaklarının çevresel izotop özellikleri
Environmental isotope properties of Buyukkizilcik (Goksun-Kahramanmaras) and environmental mineral water resources
VOLKAN DALYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Jeoloji MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF URAS
- Bebek mamalarındaki nitrat ve nitrit iyonlarının kapiler elektroforez (CE) yöntemi ile tayini
Determination of nitrate and nitrite ions in baby foods by capilar electrophores (CE) method
NIGAR KAMILOVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL GÖLCÜ
ÖĞR. GÖR. ZEYNEP KALAYCIOĞLU
- Aksaray ilindeki jeotermal enerji kaynaklarının potansiyeli ve ısıtma sisteminde kullanımına yönelik araştırmalar
The potential of geothermal energy resources in Aksaray and investigations regarding the usage of geothermal energy in heating systems
ESRA ZENGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Çevre MühendisliğiAksaray ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİM ELHATİP