Topraktaki Ağır Metallerin Güncel Analiz Yöntemleri

Öz

Toprak sahip olduğu özelliklerinden dolayı ekosistemin en önemli parçasıdır. Toprağın sağlığının yitirmesi demek tüm ekosistemin sağlığının yitirmesi demektir. Ağır metaller toprak sağlığını tehdit eden en önemli faktördür. Doğal ve yapay (Sanayi atıkları ve endüstri, kirli hava, trafik, kentleşme, kimyasal gübreler ve ilaçlar, kontrolsüz tarım faaliyetleri gibi) nedenlerden dolayı toprakta ağır metal kirliliği oluşması özellikle canlı organizmalarda bıraktıkları kalıcı zararlar açısından bir tehdit oluşturmaktadır. Bu zararlar ağır metallerin toprak yoluyla bitkisel ve hayvansal besinlere ve oradan da insanlara ulaşması ve birikimi ile oluşmaktadır. Bu nedenle toprağın muhtevasındaki ağır metallerin konsantrasyonlarının belirlenmesi ve düzenli periyotlarla takip edilmesi hem bitki hem de çevre sağlığı açısından oldukça önem arz etmektedir. Bu nedenle bu çalışmada toprakta güncel ağır metal analizi teknikleri derlenmiştir. Toprakta ağır metal konsantrasyonlarının belirlenmesi farklı teknikler ile gerçekleştirilmektedir. Bu tekniklerin başında Atomik Absorbsiyon Spektrometresi (AAS), İndüktif Eşleşmiş Plazma-Optik Emisyon Spektrometresi (ICP-OES), İndüktif Eşleşmiş Plazma- Atomik Emisyon Spektrometresi (ICP-AES), İndüktif Eşleşmiş Plazma- Kütle Spektrometresi (ICP-MS) gelmektedir. Analiz yöntemleri gelişen teknoloji ile hızla artmakta ve güvenirliği, hassasiyeti, tekrarlana bilirliği ve doğrulusu yüksek olan yöntemler öne çıkmaktadır. Bu tekniklerin avantaj ve dezavantajlarının bilinmesi topraktaki ağır metal analizleri öncesinde araştırma alanları ve konularına göre yönlendirici olacaktır.

Anahtar Kelimeler

• Ağır metal
• toprak
• mineral
• ICP
• AAS

Current Analysis Methods of Heavy Metals in Soil

Abstract

Soil is the most important part of the ecosystem due to its properties. The loss of the health of the soil means the loss of the health of the entire ecosystem. Heavy metals are the most important factor threatening soil health. Heavy metal pollution in the soil due to natural and artificial (industrial wastes and industry, polluted air, traffic, urbanization, chemical fertilizers and pesticides, uncontrolled agricultural activities) poses a threat especially in terms of permanent damage to living organisms. These damages occur when heavy metals reach and accumulate through the soil to plant and animal foods and from there to humans. For this reason, it is very important to determine the concentrations of heavy metals in the soil and to monitor them regularly, both in terms of plant and environmental health. For this reason, current heavy metal analysis techniques in soil were compiled in this study. Determination of heavy metal concentrations in soil is carried out by different techniques. At the beginning of these techniques are Atomic Absorption Spectrometer (AAS), Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometer (ICP-OES), Inductively Coupled Plasma- Atomic Emission Spectrometer (ICP-AES), Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer (ICP-MS). Analysis methods are increasing rapidly with the developing technology and methods with high reliability, sensitivity, reproducibility and accuracy come to the fore. Knowing the advantages and disadvantages of these techniques will guide the research areas and subjects before heavy metal analysis in the soil.

Keywords

• eavy metal
• soil
• mineral
• ICP
• AAS

References

1. AKYILDIZ, M., & KARATAŞ, B. (2018). Adana şehir merkezindeki topraklarda ağır metal kirliliğinin araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33(2), 199-214.
2. Başkaya, H. S. (2003). Metallerle kirlenmiş toprakların temizlenmesinde uygulanan teknolojiler.
3. Bezdicek, D. F., Papendick, R. I., & Lal, R. (1997). Introduction: Importance of soil quality to health and sustainable land management. Methods for assessing soil quality, 49, 1-8.
4. Blaylock, M. J. (2000). Phytoextraction of metals. Phytoremediation of toxic metals: using plants to clean up the environment, 53-70.
5. Brohi, A., Aydeniz, A., Karaman, M., & (1995.). Toprak Verimliliği. Tokat: T. G.O.P.Üniv.,Zir.Fak.Yay.
6. Carlson, C. L., Adriano, D. C., Sajwan, K. S., Abels, S. L., Thoma, D. P., & Driver, J. T. (1991). Effects of selected trace metals on germinating seeds of six plant species. Water, Air, and Soil Pollution, 59(3), 231-240.
7. Cunningham, S. D., Shann, J., Crowley, D. E., & Anderson, T. A. (1997). Phytoremediation of contaminated water and soil: ACS Publications.
8. Çepel, N. (1997). Toprak kirliliği erozyon ve çevreye verdiği zararlar: TEMA.

9. DÖKMECİ, A. H., Çelik, S. Ö., KAYKIOĞLU, G., & Öngen, A. (2017). Tekirdağ’da Çorlu ilinde endüstriyel alanlardaki toprakta ağır metal kirliliğinin çevresel ve insan sağlığı açısından etkileri. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 19(2), 256-263.
10. Ebubekir, İ., Enes, K., & KARAHAN, D. (2021). Investigation of some metals in honey samples produced in Different Regions of Turkey's Bingöl province by ICP-MS. Mellifera, 21(1), 1-17.
11. Fernandes, J., & Henriques, F. (1991). Biochemical, physiological, and structural effects of excess copper in plants. The botanical review, 57(3), 246-273.
12. Ferrarello, C., Fernández de la Campa, M., & Sanz-Medel, A. (2002). Multielement trace-element speciation in metal-biomolecules by chromatography coupled with ICP–MS. Analytical and bioanalytical chemistry, 373(6), 412-421.
13. Gardea-Torresdey, J., Polette, L., Arteaga, S., Tiemann, K., Bibb, J., & Gonzalez, J. (1996). Determination of the content of hazardous heavy metals on Larrea tridentata grown around a contaminated area. Paper presented at the Proceedings of the Eleventh Conf. on Hazardous Waste Research,(HSRC/WERC Joint Conference on the Environment), Edited by LR Erickson, DL Tillison, SC Grant, and JP McDonald, Albuquerque, NM.
14. Göçmez, S. (2006). Menemen ovası topraklarında İZSU kentsel arıtma çamuru uygulamalarının mikrobiyal aktivite ve biyomas ile bazı fiziksel ve kimyasal toprak özellikleri üzerine etkisi. Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak Ana Bilim Dalı, 224. İzol, E., & İzol, İ. (2022). Arı Ürünlerinin Spektroskopik Yöntemlerle Metal Konsantrasyonlarının Belirlenmesi ve Çevreye Etkileri.” In Tarimsal Üreti̇mde. In K. KÖKTEN & H. Ş. İNCİ (Eds.), TARIMSAL ÜRETİMDE, TARIMSAL KİRLİLİĞİN AYAK İZİ (Vol. bölüm 10). Ankara iksadyayinevi.
15. KARA, E. E., & Ertan, K. (2018). Toprakta Ağır Metal Kirliliğinin İnsan Sağlığına Etkileri ve Çözüm Önerileri. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 11(1), 56-62.
16. Kara, E. E., Pirlak, U., & Özdılek, H. G. (2004). Evaluation of Heavy Metals'(Cd, Cu, Ni, Ph, and Zn) Distribution in Sowing Regions of Potato Fields in the Province of Niğde, Turkey. Water, Air, and Soil Pollution, 153(1), 173-186.
17. Kent, C. (1998). Basics of toxicology (Vol. 3): John Wiley & Sons.
18. Koch, D., & Grupe, M. (1993). Mobility of Heavy Metals of Geogenic/Antropogenic Origin. Mitteilungen-derDeutschen-Bodenkundlichen-Gesellschaft.
19. Meagher, R. B. (2000). Phytoremediation of toxic elemental and organic pollutants. Current opinion in plant biology, 3(2), 153-162. Melih, O., TOZLU, E., metin KUMLAY, A., & PEHLUVAN, M. (2009). Ağır metallerin bitkiler üzerine etkileri. Alinteri Journal of Agriculture Science, 17(2), 14-26.
20. Olesik, J. (2003). meeting of the Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopy Societies. FACSS, Fort Lauderdale, FL. Özbek, H., Kaya, Z., Gök, M., & Kaptan, H. (1993). Toprak Bilimi.
21. P. Schachtschabel, H. P. Blume, G. Brummer, K.-H. Hartge, U. Schwertmann (Çeviri). ÇÜ Zir. Fak. Ders Kitapları Yay(16).
22. Özbek, Z. (2010). Topraktaki ağır metaller için sınır değerlerin uygulanabilirliğinin araştırılması. Fen Bilimleri Enstitüsü.
23. Özkan, A. (2017). Antakya-Cilvegözü karayolu etrafındaki tarım arazilerinde ve bitkilerdeki ağır metal kirliliği. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(3), 9-18.
24. Raskin, I., & Ensley, B. D. (2000). Phytoremediation of toxic metals: John Wiley.
25. Sanz-Medel, A., Gomis, D. B., Fuente, E., & Jimeno, S. A. (1984). Extractive fluorimetric determination of ultratraces of lead with 18-crown-6 and eosin. Talanta, 31(7), 515-519.
26. Seven, T., Büşra, C., Darende, B. N., & Sevda, O. (2018). Hava ve toprakta ağır metal kirliliği. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 1(2), 91-103.
27. Sinan, K., Volkan, G., & CENGİZ, İ. (2021). Toprak ve Bitkilerde Ağır Metal Kirliliğinin Araştırılması: Bayburt İli Örneği. Journal of Anatolian Environmental and Animal Sciences, 6(2), 195-203.
28. Thompson, M., & Walsh, J. N. (1984). Handbook Of Introductively Coupled Plasma Spectroscopy (Vol. 42-47). Chapman-Hall, New York.
29. Tok, H. (1997). Çevre Kirliliği. Trakya Universitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü Yayın No: 185, Ders Kitabı No: 20, Tekirdağ: Turkısh.
30. VURAL, A., & ÇİÇEK, B. (2020). Cevherleşme sahasında gelişmiş topraklardaki ağır metal kirliliği. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8(2), 1533-1547.
31. Wan, D., Han, Z., Liu, D., & Yang, J. (2016). Risk assessments of heavy metals in house dust from a typical industrial area in Central China. Human and Ecological Risk Assessment: An International Journal, 22(2), 489-501.
32. Wang, Y., Qiao, M., Liu, Y., & Zhu, Y. (2012). Health risk assessment of heavy metals in soils and vegetables from wastewater irrigated area, Beijing-Tianjin city cluster, China. Journal of Environmental Sciences, 24(4), 690-698. Zheng, X., Pang, L., Wu, J., Pei, L., Tan, L., Yang, C., & Song, X. (2012). Contents of heavy metals in arable soils and birth defect risks in Shanxi, China: a small area level geographic study. Population and Environment, 33(2), 259-268.