1. Tespit Hedefi
Suda 9 Ağır Metalin Tayini: Kobalt (Co), Nikel (Ni), Kadmiyum (Cd), Baryum (Ba), Krom (Cr), Bakır (Cu), Lityum (Li), Manganez (Mn), Stronsiyum (Sr)
2. Genel Bakış
Bu çözelti, ISO 11885 Su kalitesi - İndüktif olarak eşleştirilmiş plazma optik emisyon spektrometresi (ICP-OES) ile seçilmiş elementlerin belirlenmesi standardına uygundur. Bu Uluslararası Standart, farklı su türlerinde (örneğin yer altı, yüzey, ham, içme ve atık su) çözünmüş elementlerin, partiküllere bağlı elementlerin ve toplam element içeriğinin belirlenmesi için aşağıdaki elementler için bir yöntem belirtir: alüminyum, antimon, arsenik, baryum, berilyum, bizmut, bor, kadmiyum, kalsiyum, krom, kobalt, bakır, galyum, indiyum, demir, kurşun, lityum, magnezyum, manganez, molibden, nikel, fosfor, potasyum, selenyum, silisyum, gümüş, sodyum, stronsiyum, kükürt, kalay, titanyum, tungsten, vanadyum, çinko ve zirkonyum.
3. Giriş
Suda ağır metal kirliliği giderek daha ciddi bir sorun haline gelmekte ve sudaki ağır metallerin bilimsel ve doğru analizi, çevre izleme çalışmalarında temel bir görev haline gelmiştir. Test sonuçları, dokuz element (kobalt, nikel, kadmiyum, baryum, krom, bakır, lityum, manganez ve stronsiyum) için yöntem tespit limitlerinin, hassasiyetinin, doğruluğunun ve katkı maddesi geri kazanım oranlarının teknik kılavuzların gerekliliklerini karşıladığını ve tüm laboratuvar analitik koşullarının test gerekliliklerini karşıladığını göstermektedir. Atomik absorpsiyon spektrofotometresine kıyasla, indüktif olarak eşleştirilmiş plazma optik emisyon spektrometresi, eş zamanlı çoklu element tayini ve dokuz elementin tamamını analiz edebilen basit ve hızlı bir analitik yöntem avantajı sunmaktadır.
4. Sınav Hazırlığı
4.1 HKL-11885 Suda Seçilmiş Elementlerin Belirlenmesi için ICP Cihazı
1) Nebülizör gaz akışı: 0,70 L/dak
2) Plazma soğutma gazı akışı: 1,0 L/dak.
3) Yardımcı gaz akışı: 0,20 L/dak
4) RF gücü: 1300 W
5) Numune alma süresi: 30 s (radyal görünüm)
4.2 Reaktifler
1) 24 elementli karışık Kalibrasyon standart çözeltisi: Konsantrasyonu 100 µg/ml
2) Nitrik asit (HNO₃): Garantili Reaktif
3) Argon ve azot: Saflık ≥%99,999
4) Ultra saf su: Direnç >18.2 MΩ ·cm
4.3 Standart Eğrilerin Oluşturulması
Farklı elementler için cihaz tepki değerlerindeki farklılıklar nedeniyle iki ayrı standart eğri hazırlandı.
Co, Ni, Cd ve Ba tayini için Eğri 1 kullanıldı. 100 µg/ml'lik karışık standart çözeltinin 5,00 ml'lik bir kısmı (1+99) HNO₃ ile 50 ml'ye seyreltilerek 10 µg/ml'lik bir stok çözelti elde edildi. Stok çözeltiden 0,00, 1,00, 2,00, 4,00 ve 7,00 ml'lik altı adet 100 ml'lik hacimsel şişe hazırlandı ve (1+99) HNO₃ ile seyreltilerek 0,00, 0,10, 0,20, 0,40 ve 0,70 mg/L'lik standart konsantrasyonlar elde edildi.
Cr, Cu, Li, Mn ve Sr'nin belirlenmesi için Eğri 2 kullanıldı. Benzer şekilde, 100 µg/ml'lik karışık standart çözeltinin 5,00 ml'lik bir kısmı (1+99) HNO₃ ile 50 ml'ye seyreltilerek 10 µg/ml'lik bir stok çözelti elde edildi. Stok çözeltiden 0,00, 1,00, 2,00, 4,00 ve 5,00 ml'lik altı adet 100 ml'lik şişe hazırlanarak 0,00, 0,10, 0,20, 0,40 ve 0,50 mg/L'lik standart konsantrasyonlar elde edildi. Ölçümler optimum veya optimum altı dalga boylarında yapıldı ve her element için korelasyon katsayıları (R) Tablo 1'de listelenmiştir.
5. Test Prosedürü
Temiz yüzey suyu ve yeraltı suyundaki çözünebilir metallerin ön arıtımı: Numune toplandıktan sonra, su 0,45 µm'lik bir membran filtreden süzülür ve ilk 50-100 ml süzüntü atılır. Daha sonra, filtrelenmiş numunenin temsili bir hacmi alınır ve aletsel analizden önce muhafaza edilmesi için (1+1) nitrik asit ile pH < 2'ye asitlendirilir.
6. Sonuçlar ve Hatalar
6.1 Yöntem Tespit Sınırı (MDL)
Reaktif boş örneklerinde hedef maddelerden hiçbiri tespit edilmediğinden, tahmini MDL'nin yaklaşık 3-5 katı konsantrasyonlara sahip örnekler yedi tekrarlı ölçümle analiz edildi. Standart sapma (S) hesaplandı ve MDL, belirtilen formül kullanılarak belirlendi.
6.2 Standart Sapma
Dokuz element (Co, Ni, Cd, Ba, Cr, Cu, Li, Mn, Sr) için MDL'ler, tahmini MDL'nin 3-5 katı konsantrasyonlarda belirlendi. Aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi, MDL'ler 0,001 ile 0,009 mg/L arasında değişmekte olup, raporlama limitleri (RL'ler) 0,004 ile 0,036 mg/L arasında değişmektedir ve bunların tümü yasal gerekliliklerden önemli ölçüde daha düşüktür.
6.3 Hassasiyet
Hassasiyet, kontrollü koşullar altında homojen bir numunenin tekrarlanan ölçümleri arasındaki uyum derecesini ifade eder ve analitik yöntemin rastgele hatasını yansıtır. Daha düşük rastgele hata, daha yüksek hassasiyet anlamına gelir. Hassasiyet, düşük, orta ve yüksek konsantrasyonlarda değerlendirilmiştir (Tablo 2). Bağıl standart sapma (RSD) %0,39 ile %5,35 arasında değişmekte olup, iyi bir tekrarlanabilirlik göstermektedir. Düşük konsantrasyonlardaki Li hariç, tüm elementler düşük RSD değerleri sergileyerek, istikrarlı cihaz performansını ve minimum prosedürel değişkenliği doğrulamıştır.
6.4 Doğruluk Özeti
Doğruluk, belirli bir analitik prosedürle elde edilen analitik sonuçlar (tek ölçümler veya tekrarlanan ölçümlerin ortalamaları) ile varsayılan veya kabul edilen gerçek değer arasındaki uygunluğu değerlendirmek için yaygın olarak kullanılır. Bir analitik yöntemin veya sistemin doğruluğu, sonuçların güvenilirliğinin kapsamlı bir göstergesi olarak hizmet eden, birleşik sistematik ve rastgele hataları yansıtır. Bu çalışmada, Tablo 3'te sunulduğu gibi, dokuz elementin (Co, Ni, Cd, Ba, Cr, Cu, Li, Mn, Sr) doğruluğu üç konsantrasyon seviyesi kullanılarak test edilmiştir. Bağıl sapma -8,70% ile -0,38% arasında değişmiştir. Çoğu element, kalite kontrol aralığı içinde daha düşük değerler sergilerken, kromun önemli ölçüde daha düşük doğruluk göstermesi, muhtemelen önemli girişimden kaynaklanmaktadır.
 |  |
6.5 Ani Yükselişten Kurtulmanın Özeti
Örneklerin doğruluğunu değerlendirmek için bir diğer önemli ölçüt de örnek geri kazanımıdır. Bilinen miktarlarda standart referans malzemeleri gerçek örneklere eklenmiş ve geri kazanım oranları hesaplanmıştır. Tablo 4'te gösterildiği gibi, dokuz element (Co, Ni, Cd, Ba, Cr, Cu, Li, Mn, Sr) için örnek geri kazanım oranları %90 ile %110 arasında değişmekte olup, bu da minimum rastgele ve sistematik hataları göstermekte ve analitik sürecin kararlılığını ve güvenilirliğini doğrulamaktadır.
7. Sonuçlar
Dokuz element (Co, Ni, Cd, Ba, Cr, Cu, Li, Mn, Sr) için tespit limitleri, hassasiyet, doğruluk ve katkı maddesi geri kazanımı analitik testleri yoluyla:
(1) Tespit limitleri: 0,001–0,009 mg/L Kantifikasyon limitleri: 0,004–0,036 mg/L Yöntem tarafından tanımlanan tespit limitlerinden önemli ölçüde daha düşük.
(2) Hassasiyet: Bağıl standart sapma (RSD) %0,39 ile %5,35 arasında değişmekte olup iyi tekrarlanabilirliği göstermektedir.
(3) Doğruluk: Göreceli sapma -8,70% ile -0,38% arasında değişmektedir.
(4) Ani iyileşme oranları %90 ile %110 arasındaydı.