Determination of Some Trace Elements in Drinking Water Samples of Elbistan District after Kahramanmaraş Earthquakes by ICP-MS

Abstract

It is known that in places where natural disasters such as earthquakes occur, earthquake waste is formed, infrastructure facilities are severely damaged, and water resources may be negatively affected as a result. In this study, the amounts of some trace elements in water samples used as drinking water and clean water sources in Kahramanmaraş Elbistan district after the major earthquake on February 6, 2023 were examined. The determination of chromium, iron, cobalt, copper, zinc, arsenic, cadmium, mercury and lead (Cr, Fe, Co, Cu, Zn, As, Cd, Hg and Pb) metals was performed by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). The detection limits (3s) of the studied elements were calculated as Cr: 0.129, Fe: 4.172, Co: 0.073, Cu: 1.023, Zn: 1.829, As: 0.259, Cd: 0.042, Hg: 0.035 and Pb: 1.501 μg L-1 for (n=11), respectively. The calibration slopes of the studied trace elements are higher than 0.997. The accuracy of the method was determined by the certified reference material (CWW-TM-D certified wastewater) study. The recoveries of heavy metals studied in the standard reference material analysis are between 95 and 105%. Samples were taken from the same water sources 3 times at different times and analyzed with the same method. The analysis results obtained were compared with the values of the Turkish Standards Institute, the European Union, the World Health Organization and the US Environmental Protection Agency. In our study, it was determined that the lead value in one sample was above the accepted value. It is seen that the elements studied in our other drinking water samples are at acceptable values.

Keywords

• Earthquake
• Water Analysis
• Metal Pollution
• ICP-MS

Kahramanmaraş Depremleri Sonrası Elbistan İlçesi İçme Suyu Örneklerinde Bazı İz Elementlerin ICP-MS ile Belirlenmesi

Abstract

Deprem gibi doğal afetlerin olduğu yerlerde deprem atıklarının oluştuğu, altyapı tesislerinin büyük zarar gördüğü, buna bağlı olarak da su kaynaklarının olumsuz yönde etkilenebileceği bilinmektedir. Bu çalışmada, 6 Şubat 2023 tarihinde yaşanan büyük deprem sonrası Kahramanmaraş’ın Elbistan ilçesinde içme suyu ve temiz su kaynakları olarak kullanılan su örneklerinde bazı iz elementlerin miktarları incelenmiştir. Çalışmada; krom, demir, kobalt, bakır, çinko, arsenik, kadmiyum, civa ve kurşun (Cr, Fe, Co, Cu, Zn, As, Cd, Hg ve Pb) metallerinin tayini indüktif eşleşmeli plazma-kütle spektrometresi (ICP–MS) ile yapılmıştır. Çalışılan elementlerin gözlenebilme sınırları (3s) sırasıyla Cr: 0.129, Fe: 4.172, Co: 0.073, Cu: 1.023, Zn: 1.829, As: 0.259, Cd: 0.042, Hg: 0.035 ve Pb: 1.501 μg L-1 (n=11) olarak hesaplanmıştır. Çalışılan iz elementleri kalibrasyon eğimlerinin 0.997’den yüksektir. Yöntemin doğruluğu, standart referans materyal (CWW-TM-D certified wastewater) çalışması ile belirlenmiştir. Standart referans madde analizde çalışılan iz elementlerin geri kazanımlarının % 95 – 105 arasındadır. Farklı zamanlarda 3 kez aynı su kaynaklarından örnekler alınmış ve aynı yöntem ile analiz edilmiştir. Elde edilen analiz sonuçları Türk standartları Enstitüsü, Avrupa Birliği, Dünya Sağlık Örgütü ve ABD Çevre Koruma Ajansı değerleri ile karşılaştırılmıştır. Çalışmamızda bir numune de kurşun değerinin kabul edilen değerinin üstünde olduğu belirlenmiştir. Diğer içme suyu örneklerimizde çalışılan elementleri kabul edilebilir değerlerde olduğu görülmektedir.

Keywords

• Deprem
• Su Analizi
• Metal Kirliliği
• ICP-MS

References

1. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı. (2024). Afet türleri. https://www.afad.gov.tr/afet-turleri
2. Akdemir, İ. O., Çağlıyan A., Dağlı, D. (2015). Kentsel Planlamada Coğrafi Bilgi: Elazığ Uygulaması. Fırat Üniversitesi Harput Araştırmaları Dergisi, 2(1), 53–76.
3. Canpolat, Ö., & Uzun, S. K. (2019). Kahramanmaraş Organize Sanayi Bölgesi atık sularının Sır Baraj Gölü’nde meydana getirdiği ağır metal kirliliğinin belirlenmesi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8(3), 816–825.
4. Daşbaşı, T., Saçmacı, Ş., Şahan, S., Ülgen, A., & Kartal, Ş. (2014). On-line preconcentration and determination of Au(III) in various environmental/industrial samples by flame atomic absorption spectrometry. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 94(9), 916–929.
5. Daşbaşı, T., Saçmacı, Ş., Ülgen, A., & Kartal, Ş. (2015). A solid phase extraction procedure for the determination of Cd(II) and Pb(II) ions in food and water samples by flame atomic absorption spectrometry. Food Chemistry, 174, 591–596.
6. Demir, İ. (2009). İnşaat yıkıntı atıklarının beton üretiminde kullanımı ve beton özelliklerine etkisi. AKÜ Fen Bilimleri Dergisi, 2009(2), 105–114.
7. Doğa Bitkileri ve Su Ürünleri Araştırma ve Uygulama Merkezi. (2022). İçme suyu kabul edilebilir değerler. https://dobisu.marmara.edu.tr/orta-menu/yararli-bilgiler/icme-suyu-kabul-edilebilir-degerler
8. Doğdu, G., & Alkan, S. N. (2023). Evaluation of Post-Earthquake Construction and Demolition Wastes: 6 February 2023 Kahramanmaraş Earthquakes. Artvin Çoruh University Journal of Engineering and Science, 1(1), 38–50.

9. Dökmeci, A. H. (2018). Toksikolojik çevresel ve endüstriyel afetler. Nobel Tıp Kitabevleri.
10. Eaton, A. D. (1999). Standard methods for the examination of water and wastewater (20th ed.). American Public Health Association.
11. Eaton, A. D. (2017). Standard methods for the examination of water and wastewater (23rd ed.). American Public Health Association.
12. Environmental Protection Agency. (2024). National Primary Drinking Water Regulations. 28 Ağustos 2024’te https://www.epa.gov/ ground-water-and-drinking-water/national-primary-drinking-water-regulations#Inorganics adresinden alındı.
13. Esmer Duruel, H. E., & Duruel, M. C. (2024, 6–8 Şubat). Depremden sonra ortaya çıkan bir diğer felaket: Sucul kirlilik [Bildiri Sunumu]. I. Uluslararası İstiklal Sempozyumu: Deprem ve Mekan, Kahramanmaraş, Türkiye.
14. Gemci, E., Akarsu, S., Zıba, C. A., & Dolaz, M. (2016). Kahramanmaraş’taki Ayvalı yüzey suyu, Pınarbaşı ve Karasu kaynaklarının içme suyu kalitesinin araştırılması. KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 19(1), 21–24.
15. He Q., Chang X., Huang X. ve Hu Z. (2008). Determination of trace elements in food samples by ICP-AES after preconcentration with p-toluenesulfonylamide immobilized on silica gel and nanometer SiO2. Microchimica Acta, 160, 147–152.
16. Kudrin, A. V. (2000). Trace elements in regulation of N F- zB activity. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, 14, 129–142.
17. Nasa, P. (2019). Heavy metal poisoning. In O. Singh, & D. Juneja (Eds.), Principles and practice of critical care toxicology (pp. 339–347). Springer.
18. Öztürk, M., Aslan, Ş., & Demirbaş, A. (2017). Sulama sularındaki arseniğin bitkilerde birikimi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(3), 289–297.
19. Shakerian, F., Dadfarnia, S., Haji Shabani, A. M., & Rohani, M. (2008). Multi simplex optimization of on-line sorbent preconcentration and determination of iron by FI-AAS and microcolumn of immobilized ferron. Talanta, 77, 551–555.
20. Sharma, R. K., Agrawal, M., & Marshall, F. (2007). Heavy metal contamination of soil and vegetables in suburban areas of Varanasi, India. Ecotoxicology and Environmental Safety, 66, 258–266.
21. T.C. Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığı. (2023). Kahramanmaraş ve Hatay Depremleri Raporu. https://www.sbb.gov.tr/ 2023-kahramanmaras-ve-hatay-depremleri-raporu/
22. Valfredo, A., Lemos, M., Selis, S., Graciete, T. D., Mardson, V. M., & Marcos, A. B. (2008). Development of a cloud-point extraction method for copper and nickel determination in food samples. Journal of Hazardous Materials, 159, 245–251.
23. Yıldız, D. (2019). Deprem ve Su. Su Politikaları Derneği.
24. Yiğiter, N. D. (2008). Planlamada afet bilgi sistemi ve yönetiminin coğrafi bilgi sistemleri ile modellenmesi: Adana örneği [Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi]. YÖK Ulusal Tez Merkezi. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi