Development of a method for the extraction of microplastics for their identification and quantification in soil
Mikroplastiklerin toprakta tanımlanması ve miktarının belirlenmesi için çıkarılmasına yönelik bir yöntemin geliştirilmesi
- Tez No: 836784
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BEDRİ KURTULUŞ, DR. LAURENT LEMEE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sağlık sektöründen giydiğimiz giysilere kadar hayatımızın hemen her alanında kullanılan plastiklerin üretimi dünya çapında artmaktadır. Şekillendirilebilir, dayanıklı, hafif, esnek ve ekonomik oldukları için kolay erişilebilir malzemelerdir ve çoğunlukla tek kullanımlıktır. Böylece kısa sürede atık hale gelirler. Bu nedenle atılan plastikler zamanla çevreye, suya ve toprağa karışarak canlı organizmaları tehdit eden kirlilik haline gelmektedir. Bu çalışmada boyutları 1 μm ile 5 mm arasında değişen mikroplastiklerin çevresel örneklerde tanımlanması ve miktarının belirlenmesi için bir ön işlem methodu geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bugüne kadar okyanuslar, göller, tarım toprakları vb. gibi canlılık yaşamı için önemli ortamlardan mikroplastikleri uzaklaştırmak için kesin bir yöntem yoktur. Çeşitli çevresel örnekler üzerinde farklı mikroplastik uzaklaştırma yöntemleri, tanımlama ve miktar belirleme için farklı analiz yöntemleri kullanılarak çalışmalar yapıldığından karşılaştırmalı bir çalışma yapmak zordur. Bu çalışma, gaz kromatografisi ve kütle spektrometresi (Py-GC-MS) ile birleştirilmiş piroliz kullanılarak ölçümden önce topraklarda mikroplastiklerin ekstraksiyonu için uygun ve etkili bir yöntemin geliştirilmesine odaklanmaktadır. Bu yöntem geliştirilirken toprağın karmaşık yapısı ve analiz yönteminin hassasiyeti göz ardı edilmemelidir.Çalışmada ilki Poitiers Üniversitesi deney alanı Le Deffend'den, ikincisi ise OFB ve ADEME tarafından finanse edilen 4 ekibin yer aldığı ortak bir metroloji çalışmasından olmak üzere iki toprak örneği üzerinde çalışılmıştır. Çalışma boyunca topraktaki mikroplastiklerin (MP) analizine katkıda bulunacak bir ön analiz methodunun geliştirilmesine odaklanılmıştır. Toprak; mineraller, su ve organik madde içeren yapısıyla oldukça karmaşık ve çalışılması zorlu bir ortamdır. Özellikle organik maddeler, MP'lerin analizini zorlaştırdığı için topraktaki toprak organik maddesi miktarının azaltılması büyük önem taşımaktadır. Py-GC-MS, her plastik için belirli bir piroliz ürününün seçilmesi ve karşılık gelen kalibrasyon eğrisinin oluşturulması için gereken 12 MP'nin miktarını belirlemek üzere seçilmiştir. Py-GC-MS aynı zamanda toprak organik maddesinin karakterizasyonu için de kullanıldığından, MP'lerin pirolitik sinyaline müdahale eden organik maddenin, analizden önce toprakta miktarının azaltılması gerekmektedir. Bu bağlamda, bu çalışmanın temel amacı organik maddenin kaldırılmasına yönelik deneysel bir protokol uygulamaktır. Reaktiflerin sıcaklık ve reaksiyon süresi test edilmiştir ve son olarak oda sıcaklığında 48 saat süreyle bekletilmek üzere hidrojen peroksit organik maddenin azaltılması için uygun görülmüştür. Mineral içeriğini azaltmak için ise tane boyutu aralığını 1mm-250 µm ve 250- 20 µm fraksiyonla sınırlamaya karar verilmiştir.
Özet (Çeviri)
From the health care to the clothes we wear, plastics are used in almost every aspect of our lives, so their production is increasing worldwide. They are malleable, durable, light weight, flexible, and economically accessible and are mostly disposable. As such, they become waste in a short period of time. Discarded plastics therefore become pollution threatening living organisms by mixing with the environment, water, and soil over time. For this reason, discarded plastics become pollution that threatens living organisms by mixing with the environment, water, and soil over time. In this study, it was aimed to develop a pretreatment method for the identification and quantification of microplastics, whose sizes range from 1 μm to 5 mm, in soil samples. To date, there is no definitive method to remove microplastics from environments important for life, such as oceans, lakes, croplands, etc. It is difficult to conduct a comparative study on various environmental samples, as studies are carried out using different methods of microplastic removal and different analysis methods for identification and quantification. This work focuses on the development of a suitable and efficient method for the extraction of microplastics in soils prior to measurement using pyrolysis combined with gas chromatography and mass spectrometry (Py-GC-MS). While developing this method, the complex structure of the soil and the sensitivity of the analysis method should not be ignored. Two soil samples were studied, the first one from the Poitiers University experimental site“Le Deffend”and the second one was from a joint metrology exercise involving 4 teams funded by OFB and ADEME. Throughout the study, the focus was on developing a pre-analytical treatment that would contribute to the analysis of microplastics (MPs) in the soil. Soil is a very complex and challenging environment with its structure containing minerals, water, and organic matter. It is of great importance to reduce the amount of soil organic matter (SOM) in the soil, especially since organic materials make the analysis of MPs difficult. Py-GC-MS was selected to quantify 12 MPs which required to select a specific pyrolysis product for each plastic and to establish the corresponding calibration curve. Since Py-GC-MS is also used for SOM characterization, it is necessary to remove SOM that would interfere with the pyrolytic signal of MPs prior to their analysis. In this context the main goal of this study was to implement an experimental protocol for SOM removal. Reactants, temperature, and reaction time were tested and finally hydrogen peroxide was chosen for 48 h at room temperature. To lower the mineral content, it was decided to limit the particles size range to the 1 mm-250 µm and 250- to 20- µm fractions.
Benzer Tezler
- Comprehensive analysis of chlorination for micropollutant removal from wastewater: Method development, efficiency, and toxicity evaluation
Klorlamanın mikrokirletici giderimi açısından kapsamlı analizi: yöntem geliştirme, giderim verimliliği ve toksisite değerlendirmesi
NİLAY BİLGİN SARITAŞ
Doktora
İngilizce
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF PEHLİVANOĞLU
- Derin öğrenme tabanlı yaklaşımlarla mikroskop görüntülerinden plastik türlerinin sınıflandırılması
Classification of plastic types from microscope images using deep learning-based approaches
ADEM DELİASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ULAŞ YURTSEVER
- Polimerik malzemelerde kullanılan bazı katkı maddeleri ve metabolitlerinin tespitinde spektroskopik ve kromatografik yöntemlerin geliştirilmesi
Developement of analytical methods for the determination of some additives and their metabolites in polymeric materials by spectroscopic and chromatographic techniques
MURAT KAYAR
- Çevre örneklerinde nikelin eser seviyelerde tayini için eşzamanlı ekstraksiyon ve önderiştirme yöntemi geliştirilmesi
Development of a simultaneous extraction and preconcentration method for the determination of nickel at trace levels in environmental samples
İPEK ŞAHİN TAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
- Bazı organometalik bileşiklerin tepe boşluklu tek damla mikro özütleme ve grafit fırınlı atomik absorpsiyon spektrometri ile seçimli tayini için yöntem geliştirilmesi
Method development for the selective determination of some organometallic compounds by headspace single drop micro extraction and graphite furnace atomic absorption spectrometry
DENİZ YURTSEVER SARICA
Doktora
Türkçe
2011
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıGazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHBER A. TÜRKER