Atomik absorpsiyon spektroskopisi
Atomik absorpsiyon spektroskopisi, çözeltideki metal ve bazı metaloid elementlerin derişimini, serbest atomların kendilerine özgü dalga boylarındaki ışığı soğurmasına dayanarak belirleyen nicel bir analiz tekniğidir. Su kalitesi laboratuvarlarında arsenik, kurşun, kadmiyum, krom, nikel, bakır, demir, mangan, selenyum ve cıva gibi elementlerin içme suyu, yüzey suyu, yeraltı suyu, atık su ve proses suyu örneklerinde izlenmesi için kullanılır. Yöntem; arıtma performansının doğrulanması, mevzuat uyumunun değerlendirilmesi, endüstriyel deşarjların kontrolü ve iz element kirliliğinin araştırılması açısından temel laboratuvar tekniklerinden biridir.[1][3]
Bilimsel Temel
Atomik absorpsiyon spektroskopisinin temelinde, gaz fazındaki serbest atomların yalnızca belirli enerji geçişlerine karşılık gelen dar dalga boylarında ışık soğurması yer alır. Numunedeki element önce atomlaştırıcı ortamda serbest atom hâline getirilir; ardından o elemente özgü ışık atom bulutundan geçirilir. Atomların soğurduğu ışık miktarı, uygun kalibrasyon koşullarında numunedeki element derişimiyle ilişkilendirilir.[1]
AAS cihazlarında ışık kaynağı çoğunlukla oyuk katot lambasıdır. Bu lambada katot, ölçülecek elementten veya o elementi içeren bir malzemeden yapılır; böylece yayılan ışık, analitin absorpsiyon çizgileriyle uyumlu dar spektral çizgiler içerir. Bu özellik, yöntemin element seçiciliğinin temel nedenlerinden biridir. Monokromatör, ölçülecek dalga boyunu ayırır; dedektör ise atom bulutundan geçen ışık şiddetindeki azalmayı ölçer.[1]
Absorbans genel olarak şu ilişkiyle ifade edilir:
A = log₁₀(I₀/I)
Burada A absorbansı, I₀ atom bulutuna ulaşan başlangıç ışık şiddetini, I ise atom bulutundan geçtikten sonra dedektöre ulaşan ışık şiddetini gösterir. Uygulamada numune derişimi doğrudan yalnızca bu eşitlikten hesaplanmaz; bilinen derişimlerde hazırlanan standartlarla kalibrasyon eğrisi oluşturulur ve numune sinyali bu eğriye göre değerlendirilir.
Su Analizlerinde Kullanım Alanı
AAS, su laboratuvarlarında özellikle inorganik element analizleri için kullanılır. Alevli atomik absorpsiyon spektrofotometrisi, suda çözünmüş veya sindirimle çözeltiye alınmış metallerin ölçümünde basit ve hızlı bir yaklaşım sağlar. EPA SW-846 Method 7000B, alevli AAS tekniğinin yeraltı suyu, sulu numuneler, ekstraktlar, endüstriyel atıklar, topraklar, çamurlar ve sedimanlar gibi farklı çevresel örneklerde metalleri belirlemek için kullanılabileceğini belirtir; ancak çözünmüş fraksiyon dışındaki numunelerde genellikle sindirim gerekir.[2]
Grafit fırın atomik absorpsiyon spektroskopisi ise daha düşük derişimlerin ölçümünde tercih edilir. EPA Method 200.9, grafit fırın AAS ile yeraltı suyu, yüzey suyu, içme suyu, yağmur akışı, endüstriyel ve evsel atık sularda çözünmüş ve toplam geri kazanılabilir iz elementlerin belirlenmesine yönelik bir yöntemdir.[3] ISO 15586:2003 de yüzey suyu, yeraltı suyu, içme suyu, atık su ve sedimanlarda Ag, Al, As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Tl, V ve Zn gibi iz elementlerin grafit fırında elektrotermal atomizasyonla belirlenmesini kapsar.[4]
AAS Türleri
Atomik absorpsiyon spektroskopisi tek bir cihaz düzeninden ibaret değildir. Su analizlerinde numune matrisi, beklenen derişim aralığı, element türü ve yasal raporlama gereksinimine göre farklı atomlaştırma yaklaşımları kullanılır.
| Yöntem | Temel prensip | Su analizindeki tipik kullanım | Sınırlama |
|---|---|---|---|
| Alevli AAS | Numune aleve püskürtülür ve metal atomları alevde atomlaştırılır. | mg/L veya daha yüksek µg/L düzeylerindeki birçok metalin rutin analizi. | Düşük iz düzeylerde duyarlılık grafit fırına göre sınırlıdır. |
| Grafit fırın AAS | Küçük hacimli numune grafit tüpte kurutulur, piroliz edilir ve atomlaştırılır. | İçme suyu ve yeraltı suyunda düşük µg/L düzeyindeki iz elementler. | Matris etkileri, daha uzun analiz süresi ve dikkatli kalite kontrol gerektirir. |
| Soğuk buhar AAS | Cıva kimyasal olarak elementel Hg⁰ hâline indirgenir ve buhar fazında ölçülür. | Su örneklerinde toplam cıva tayini. | Özel indirgeme, oksidasyon ve kontaminasyon kontrolü gerektirir. |
| Hidrit oluşturmalı AAS | Arsenik veya antimon gibi elementler uçucu hidritlere dönüştürülür. | As ve Sb gibi hidrit oluşturabilen elementlerin düşük düzey tayini. | Element türüne, oksidasyon basamağına ve kimyasal ön işleme duyarlıdır. |
Alevli Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi
Alevli AAS yönteminde numune, nebulizatör aracılığıyla ince aerosol hâline getirilir ve genellikle hava-asetilen veya bazı elementlerde azot oksit-asetilen alevine gönderilir. Alevde çözücü buharlaşır, tuzlar ayrışır ve analit atomları serbest atom hâline gelir. Atom bulutundan geçen elemente özgü ışığın zayıflaması ölçülür. EPA Method 7000B, bu yöntemin metallerin çözelti hâlinde hızlı ve geniş kapsamlı analizine uygun olduğunu belirtir.[2]
Alevli AAS, sertlik bileşenleri olan kalsiyum ve magnezyumun, korozyon ve renk sorunlarıyla ilişkili demir ve manganın, endüstriyel atık sularda bakır, nikel, çinko ve krom gibi metallerin ölçümünde kullanılabilir. Bununla birlikte, içme suyu mevzuatında çok düşük sınır değerleri bulunan bazı elementlerde grafit fırın AAS, ICP-MS veya başka bir doğrulanmış yöntem gerekebilir. Yöntem seçimi yalnızca cihaz bulunabilirliğine göre değil; istenen tayin sınırı, matris yapısı ve raporlama amacına göre yapılmalıdır.
Grafit Fırın Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi
Grafit fırın AAS, alev yerine elektrikle ısıtılan bir grafit tüp kullanır. Numunenin küçük bir hacmi grafit tüpe verilir; kurutma, piroliz, atomizasyon ve temizleme basamakları ardışık sıcaklık programıyla yürütülür. Bu yaklaşımda atomlar optik yol üzerinde daha uzun süre kaldığı için alevli AAS’ye göre daha düşük derişimler ölçülebilir. EPA Method 200.9, grafit fırın AAS ile Al, Sb, As, Be, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Pb, Mn, Ni, Se, Ag, Tl ve Sn gibi elementlerin belirlenmesini kapsar.[3]
Grafit fırın tekniğinde matris düzenleyiciler, zemin düzeltmesi ve sıcaklık programı yöntemin başarısını doğrudan etkiler. Suyun tuzluluğu, çözünmüş organik madde içeriği, yüksek klorür veya sülfat derişimi, askıda katı madde ve numune asitliği atomizasyon davranışını değiştirebilir. Bu nedenle grafit fırın AAS yalnızca cihaz sinyalinin okunması değil, aynı zamanda numune hazırlama, kalibrasyon, zemin düzeltmesi ve kalite kontrolün birlikte yönetildiği bir analiz sistemidir.
Soğuk Buhar AAS
Soğuk buhar AAS, özellikle cıva analizleri için geliştirilmiş bir yaklaşımdır. EPA Method 245.1’de su örneği potasyum permanganat-potasyum persülfat çözeltileriyle oksitlenir; ardından cıva kalay(II) klorür ile elementel cıvaya indirgenir ve soğuk buhar atomik absorpsiyon tekniğiyle ölçülür. Yöntemin belirtilen çalışma aralığı 0,2–10 µg Hg/L’dir; ancak gerçek tayin sınırı ve doğrusal aralık numune matrisi, cihaz yapılandırması ve çalışma koşullarına bağlıdır.[5]
Cıva analizlerinde kap, reaktif ve laboratuvar ortamından bulaşma riski yüksektir. Ayrıca cıvanın farklı kimyasal formları aynı analitik yanıtı vermeyebilir. Bu nedenle yöntem, toplam cıva tayini hedefliyorsa oksidasyon basamağının yeterliliği ve kalite kontrol örneklerinin kabul ölçütleri bakımından titizlikle uygulanmalıdır.
Hidrit Oluşturmalı AAS
Hidrit oluşturmalı AAS, arsenik ve antimon gibi uçucu hidrit oluşturabilen elementlerde kullanılır. EPA SW-846 Method 7062, antimon ve arsenik için 1–400 µg/L aralığındaki derişimlerin borohidrit indirgeme ve atomik absorpsiyonla belirlenmesine yönelik bir yöntemdir. Bu yöntemde uygun ön işlemden sonra elementler uçucu hidritlere dönüştürülür, gaz akımıyla optik yoldaki ısıtılmış kuvars hücreye taşınır ve absorpsiyon sinyali ölçülür.[6]
Hidrit oluşturmalı yöntemlerde oksidasyon basamağı, indirgeme koşulları, asit derişimi ve girişim yapan iyonlar belirleyicidir. Bu nedenle sonuçlar, yalnızca toplam element derişimi açısından değil, uygulanan kimyasal ön işlemin hangi türleri kapsadığı açısından da değerlendirilmelidir.
Numune Hazırlama ve Koruma
AAS analizlerinde numune hazırlama, ölçümün doğruluğunu cihaz kadar etkiler. Çözünmüş element analizi ile toplam geri kazanılabilir element analizi aynı anlama gelmez. Çözünmüş element tayininde numune genellikle 0,45 µm membran filtreden geçirilir ve filtrat asitle korunur. EPA Method 200.9, çözünmüş element tayini için numunenin 0,45 µm filtreden geçirilmesini ve filtrattan sonra nitrik asitle pH <2 olacak şekilde asitlendirilmesini belirtir.[3]
Toplam geri kazanılabilir element analizinde ise numune filtrelenmez; askıda katı maddeyle ilişkili metal fraksiyonunun çözeltiye alınması için asit sindirimi veya uygun ön işlem uygulanır. EPA Method 200.9’a göre sulu numunelerde toplam geri kazanılabilir element tayini için numune nitrik asitle pH <2’ye asitlendirilir; asitlendirme sonrasında numunenin karıştırılması, bekletilmesi ve analiz öncesi pH doğrulaması önemlidir.[3]
Numune koruma işlemlerinde yüksek saflıkta asit, uygun kap seçimi ve kontaminasyondan kaçınma temel gerekliliklerdir. EPA Method 7000B, reaktiflerin hedef analitleri en düşük kantitatif düzeyde içermediğinin gösterilmesi gerektiğini ve cam malzeme temizliğinde kromik asit gibi bazı temizlik ajanlarının, analiz edilecek elemente bağlı olarak sorun oluşturabileceğini belirtir.[2]
Çözünmüş, Toplam ve Toplam Geri Kazanılabilir Metal Ayrımı
AAS sonucunun doğru yorumlanması için hangi fraksiyonun ölçüldüğü açıkça belirtilmelidir. Aynı su örneğinde çözünmüş metal, toplam metal ve toplam geri kazanılabilir metal farklı sonuçlar verebilir. Özellikle bulanık yüzey suları, atık sular, endüstriyel proses suları ve dağıtım sistemi tortusu içeren örneklerde bu ayrım kritik hâle gelir.
| Analitik ifade | Numune hazırlama yaklaşımı | Yorum |
|---|---|---|
| Çözünmüş metal | Genellikle 0,45 µm filtrasyon sonrası asitlendirilmiş filtrat analiz edilir. | Suda çözünmüş veya filtreden geçen fraksiyonu temsil eder. |
| Toplam geri kazanılabilir metal | Filtrelenmemiş numune asitle işlenir ve çözünebilen fraksiyon ölçülür. | Çözünmüş metallerle birlikte asit sindirimiyle çözeltiye geçen partikül bağlı fraksiyonu içerir. |
| Toplam metal | Daha kuvvetli sindirim veya tam çözündürme yaklaşımı gerekebilir. | Numunedeki metalin mümkün olan en geniş fraksiyonunu hedefler; yöntem tanımına bağlıdır. |
Raporlarda yalnızca “kurşun 8 µg/L” gibi bir ifade yeterli değildir; analizin çözünmüş kurşun mu, toplam geri kazanılabilir kurşun mu, yoksa belirli bir sindirim yöntemiyle elde edilen toplam kurşun mu olduğu belirtilmelidir. Mevzuat, izleme programı veya arıtma performansı değerlendirmesi hangi fraksiyonu istiyorsa laboratuvar yöntemi buna göre seçilmelidir.
Kalibrasyon ve Ölçüm Kalitesi
AAS kantitatif bir yöntem olduğu için güvenilir sonuç, doğru hazırlanmış kalibrasyon standartlarına, uygun kör örneklere, cihaz performans kontrollerine ve matrise uygun doğrulama örneklerine bağlıdır. EPA Method 200.9, laboratuvar reaktif körü, laboratuvar güçlendirilmiş kör, laboratuvar güçlendirilmiş numune matrisi ve cihaz performans kontrol çözeltisi gibi kalite kontrol uygulamalarını tanımlar.[3]
Kalibrasyon eğrisi, bilinen derişimlerdeki standartların absorbans sinyalleriyle oluşturulur. Numune sinyali bu eğriye yerleştirilerek derişim hesaplanır. Ancak numune matrisi standart çözeltilerden çok farklıysa, sinyal baskılanabilir veya yükseltilebilir. Bu durumda standart ekleme yöntemi, matrise eşleştirilmiş kalibrasyon, seyreltme, kimyasal matris düzenleyici veya alternatif cihaz tekniği gerekebilir.
| Kalite kontrol aracı | Amacı | Önemi |
|---|---|---|
| Kalibrasyon körü | Cihazın sıfır noktasını ve kalibrasyon tabanını belirlemek. | Reaktif veya su kaynaklı arka plan sinyalini ayırmaya yardımcı olur. |
| Laboratuvar reaktif körü | Reaktif, cam malzeme ve hazırlama basamaklarından bulaşma olup olmadığını görmek. | Özellikle µg/L düzeylerinde yanlış pozitif sonuçları önlemek için gereklidir. |
| Güçlendirilmiş kör | Yöntemin bilinen derişimdeki analiti doğru geri kazanıp kazanmadığını kontrol etmek. | Metodun laboratuvar koşullarında çalıştığını gösterir. |
| Güçlendirilmiş numune matrisi | Gerçek numune matrisinin analit geri kazanımını etkileyip etkilemediğini belirlemek. | Atık su, tuzlu su veya yüksek organik madde içeren örneklerde önemlidir. |
| Tekrarlı analiz | Hazırlama ve ölçüm tekrarlanabilirliğini değerlendirmek. | Raporlanan sonucun analitik belirsizliğini anlamaya yardımcı olur. |
Girişimler
AAS analizlerinde girişimler spektral, kimyasal, fiziksel ve iyonlaşma kaynaklı olabilir. Spektral girişim, ölçülen dalga boyunda analit dışı absorpsiyon veya ışık saçılması meydana geldiğinde görülür. Grafit fırın analizlerinde zemin absorpsiyonu, özellikle yüksek tuz, organik madde veya partikül içeren numunelerde önemli olabilir. Bu nedenle döteryum zemin düzeltmesi, Zeeman zemin düzeltmesi veya uygun boş düzeltme teknikleri kullanılabilir.[1]
Kimyasal girişimler, analitin atomlaştırıcı ortamda serbest atom hâline geçmesini engelleyen bileşikler oluştuğunda ortaya çıkar. Örneğin fosfat, sülfat veya klorür gibi türler bazı elementlerin atomizasyon davranışını değiştirebilir. Fiziksel girişimler ise numunenin viskozitesi, yüzey gerilimi, asit derişimi, çözünmüş katı madde miktarı ve aerosol oluşumu gibi etkenlerden kaynaklanır. EPA Method 7000B, askıda katı maddelerin aspirasyon hızını değiştirebileceğini ve bazı metallerin yalnız nitrik asit içeren sindirim çözeltilerinde yeterince kararlı olmayabileceğini belirtir.[2]
Grafit fırın AAS’de matris etkileri daha belirgin olabilir; çünkü çok küçük numune hacmi doğrudan grafit yüzeye uygulanır ve atomizasyon sıcaklık programına bağlıdır. Kimyasal matris düzenleyiciler, analiti piroliz basamağında daha kararlı hâle getirebilir veya matris bileşenlerinin daha erken uzaklaştırılmasına yardımcı olabilir. Ancak matris düzenleyicinin kendisi de kör sinyal veya kontaminasyon kaynağı olabileceği için ayrıca kontrol edilmelidir.
Standart Yöntemlerde AAS
AAS, su ve atık su analizlerinde uzun süredir yer alan standartlaştırılmış bir tekniktir. Standard Methods 3111, metallerin alevli atomik absorpsiyon spektrometrisiyle tayinine ilişkin yöntem ailesini kapsar; numunenin aleve verilmesi, atomlaştırılması ve metal atomlarının absorpsiyonunun ölçülmesi temel yaklaşımdır.[7] Standard Methods 3113 ise metallerin elektrotermal atomik absorpsiyonla tayinine yöneliktir ve grafit fırın yaklaşımının düşük derişim analizlerindeki kullanımını kapsar.[8]
ASTM D4691, su ve atık suda elementlerin alevli atomik absorpsiyon spektrofotometrisiyle nicel tayini için genel hususları kapsar ve yöntemin içme suyu, yüzey suyu, evsel ve endüstriyel atık sularda geniş element kapsamına sahip olduğunu belirtir.[15] ASTM D3919 ise su ve atık suda iz elementlerin grafit fırın atomik absorpsiyon spektrofotometrisiyle ölçülmesine ilişkin genel uygulamaları kapsar.[16]
AAS, ICP-OES ve ICP-MS Karşılaştırması
Modern su laboratuvarlarında AAS, indüktif eşleşmiş plazma-optik emisyon spektrometrisi (ICP-OES) ve indüktif eşleşmiş plazma-kütle spektrometrisi (ICP-MS) ile birlikte değerlendirilir. EPA Method 200.7, su ve atıklarda metallerin ve iz elementlerin ICP atomik emisyon spektrometrisiyle belirlenmesini kapsar.[9] EPA Method 200.8 ise su ve atıklarda iz elementlerin ICP-MS ile çok elementli tayinine yönelik bir yöntemdir.[10]
| Teknik | Güçlü yön | Sınırlama | Uygun kullanım |
|---|---|---|---|
| Alevli AAS | Basit, hızlı ve birçok element için yeterli doğrulukta ölçüm sağlar. | Genellikle tek elementli çalışır ve düşük iz düzeylerde sınırlı kalabilir. | Rutin metal analizleri, yüksek derişimli proses ve atık su örnekleri. |
| Grafit fırın AAS | Düşük µg/L düzeylerde ölçüm yapabilir ve az numune gerektirir. | Analiz süresi uzundur; matris etkileri dikkatli yönetilmelidir. | İçme suyu ve yeraltı suyunda iz metal tayini. |
| ICP-OES | Çok elementli ve geniş dinamik aralıklı analiz sağlar. | Bazı çok düşük derişimli toksik elementlerde duyarlılık yetersiz kalabilir. | Atık su, proses suyu, çok elementli taramalar. |
| ICP-MS | Çok düşük derişimlerde çok elementli ölçüm yapabilir. | Cihaz maliyeti, uzmanlık ihtiyacı ve spektral girişim düzeltmeleri daha karmaşıktır. | İçme suyunda ultra iz elementler, araştırma ve yüksek duyarlılık gerektiren analizler. |
AAS’nin hâlâ yaygın kullanılmasının nedeni, belirli elementlerde yeterli duyarlılık sağlaması, işletme maliyetinin ICP-MS’ye göre daha düşük olabilmesi ve birçok standart yöntemde yer almasıdır. Bununla birlikte, çok sayıda elementin aynı anda düşük tayin sınırlarıyla ölçülmesi gerekiyorsa ICP-MS veya ICP-OES daha uygun olabilir. Laboratuvar yöntemi seçilirken mevzuatın kabul ettiği yöntemler, hedef tayin sınırı, numune matrisi, cihaz doğrulaması ve kalite güvence gereklilikleri birlikte değerlendirilmelidir.
İçme Suyu Mevzuatı ve Laboratuvar Sonucunun Yorumu
İçme suyunda metal ve metaloidlerin değerlendirilmesi yalnızca “ölçüldü” veya “ölçülmedi” şeklinde yapılamaz. Sonuç; derişim, ölçüm belirsizliği, numune alma noktası, numune tipi, kimyasal tür, mevzuat değeri ve analiz yönteminin tayin sınırı ile birlikte yorumlanmalıdır. Dünya Sağlık Örgütü içme suyu kılavuzları, ulusal standartların oluşturulmasında sağlık temelli hedefler, risk yönetimi ve su güvenliği planları yaklaşımının önemini vurgular.[11]
Avrupa Birliği İçme Suyu Direktifi, insan tüketimine yönelik suların kalite gerekliliklerini ve kimyasal parametrelerin izlenmesini düzenleyen temel çerçevelerden biridir.[12] ABD’de EPA Ulusal Birincil İçme Suyu Düzenlemeleri, bazı inorganik kirleticiler için maksimum kirletici seviyeleri veya arıtma tekniği gereklilikleri tanımlar; kurşun ve bakır gibi parametrelerde korozyon kontrolüne dayalı işlem tekniği yaklaşımı uygulanır.[13]
Türkiye’de insani tüketim amaçlı suların kalite ve izleme hükümleri, Sağlık Bakanlığı tarafından yayımlanan İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik kapsamında ele alınır. Sağlık Bakanlığı ilgili sayfası, yürürlükteki mevzuat belgesine erişim sağlar.[14] AAS ile elde edilen bir metal sonucu, bu tür mevzuat değerleriyle karşılaştırılacaksa numunenin doğru noktadan alınmış olması, akredite yöntemle analiz edilmesi, ölçüm belirsizliğinin bilinmesi ve rapordaki birimin mevzuattaki birimle uyumlu olması gerekir.
Arıtma Sistemleriyle İlişkisi
AAS doğrudan bir arıtma yöntemi değildir; arıtma performansını ölçen analitik bir araçtır. Örneğin bir ters ozmoz, iyon değişimi, adsorpsiyon, koagülasyon veya kimyasal çöktürme sisteminin arsenik, kurşun, kadmiyum, nikel, bakır veya mangan gibi elementleri hangi düzeyde azalttığı AAS veya başka doğrulanmış element analiz yöntemleriyle izlenebilir. Ancak arıtma verimi tek bir ölçümle kesin genelleme yapılacak bir değer değildir; ham su kimyası, pH, alkalinite, iyonik güç, rekabetçi iyonlar, membran türü, reçine kapasitesi, filtre yaşı ve işletme koşulları sonucu etkiler.
Ters ozmoz sistemlerinde AAS, besleme suyu, permeat ve konsantre akımdaki metal derişimlerini karşılaştırmak için kullanılabilir. İyon değişimi sistemlerinde rejenerasyon öncesi ve sonrası numuneler, reçinenin kapasite kaybını veya rekabetçi iyon etkisini gösterebilir. Demir-mangan gideriminde oksidasyon ve filtrasyon öncesi-sonrası AAS sonuçları, yalnız çözünmüş metalin değil, toplam geri kazanılabilir fraksiyonun da izlenmesi gerektiğini gösterebilir.
Arıtma sonuçlarının değerlendirilmesinde numune fraksiyonu özellikle önemlidir. Çözünmüş demir düşük görünürken toplam geri kazanılabilir demir yüksek çıkıyorsa, sorun çözünmüş iyonlardan çok partikül taşınımı veya filtre kaçaklarıyla ilişkili olabilir. Benzer şekilde, kurşun analizinde ilk akış numunesi ile belirli süre akıtıldıktan sonra alınan numune farklı sonuç verebilir; bu fark dağıtım sistemi veya bina içi tesisat etkisini gösterebilir.
Sık Yapılan Yanlışlar
AAS sonuçlarında en yaygın hatalardan biri, cihaz çıktısını tek başına suyun sağlık açısından uygunluğu olarak yorumlamaktır. Bir elementin tespit edilmesi, derişim mevzuat veya kılavuz değerleri aşmadığı sürece tek başına sağlık riski anlamına gelmez. Tersine, cihazın “tespit edilmedi” sonucu da elementin mutlak olarak sıfır olduğu anlamına gelmez; yalnızca yöntemin tayin sınırının altında olduğunu gösterebilir.
İkinci hata, çözünmüş metal sonucu ile toplam metal sonucunu eşdeğer kabul etmektir. Filtrelenmiş ve asitlendirilmiş numune, filtrelenmemiş ve sindirilmiş numuneyle aynı fraksiyonu temsil etmez. Bu ayrım özellikle atık sularda, yüzey sularında, kuyu temizliği sonrası alınan örneklerde ve tortulu dağıtım sistemi numunelerinde belirleyicidir.
Üçüncü hata, alevli AAS ile grafit fırın AAS’nin aynı duyarlılıkta olduğunu varsaymaktır. Alevli AAS birçok rutin analiz için yeterli olabilir; ancak düşük µg/L düzeyindeki içme suyu parametrelerinde grafit fırın AAS, ICP-MS veya başka bir doğrulanmış düşük tayin sınırı yöntemi gerekebilir. Bu nedenle laboratuvarın raporlama limiti, mevzuat değerinden yeterince düşük olmalıdır.
Dördüncü hata, organometalik veya partikül bağlı türlerin sindirim yapılmadan eksiksiz ölçüleceğini varsaymaktır. EPA Method 7000B, organo-metalik türlerin numune sindirilmezse tespit edilemeyebileceğini açıkça belirtir.[2] Bu nedenle analiz öncesi hedef fraksiyon ve numune hazırlama basamağı doğru tanımlanmalıdır.
Laboratuvar Raporunda Bulunması Gereken Bilgiler
AAS ile yapılan bir su analiz raporu, yalnızca element adı ve sonuç değerinden oluşmamalıdır. Güvenilir bir raporda yöntem adı, numune alma tarihi, koruma yöntemi, numune fraksiyonu, birim, tayin sınırı, ölçüm belirsizliği, akreditasyon kapsamı ve kalite kontrol bilgileri yer almalıdır. Özellikle içme suyu veya deşarj uyumu için kullanılacak sonuçlarda, raporlanan yöntemin ilgili mevzuat veya izleme programı için kabul edilebilir olduğunun doğrulanması gerekir.
| Rapor alanı | Neden önemlidir? |
|---|---|
| Analiz yöntemi | Sonucun hangi standart veya doğrulanmış prosedüre göre üretildiğini gösterir. |
| Numune fraksiyonu | Çözünmüş, toplam geri kazanılabilir veya toplam metal ayrımını açıklar. |
| Raporlama limiti | “Tespit edilmedi” sonucunun hangi derişim eşiği için geçerli olduğunu gösterir. |
| Ölçüm belirsizliği | Sonucun karar limitlerine yakın olduğu durumlarda değerlendirme için gereklidir. |
| Koruma ve saklama bilgisi | Numunenin analiz öncesinde kimyasal olarak kararlı tutulup tutulmadığını gösterir. |
| Akreditasyon kapsamı | Laboratuvarın ilgili matris, yöntem ve parametre için yetkinliğini gösterir. |
Benzer Terimlerden Farkı
Atomik absorpsiyon spektroskopisi, atomik emisyon spektroskopisi ve kütle spektrometrisiyle karıştırılabilir. AAS’de ölçülen olay, serbest atomların dışarıdan verilen ışığı soğurmasıdır. Atomik emisyon tekniklerinde ise atomlar veya iyonlar uyarılır ve yaydıkları ışık ölçülür. ICP-MS’de ise atomlar plazmada iyonlaştırılır ve kütle-yük oranlarına göre ayrılarak ölçülür. Bu tekniklerin her biri element analizi yapabilir; ancak duyarlılık, çok elementli analiz kapasitesi, girişim türleri ve işletme maliyeti farklıdır.
AAS ayrıca kolorimetrik testlerle de karıştırılmamalıdır. Kolorimetrik yöntemler belirli bir kimyasal reaksiyonla renk oluşumunu ölçerken, AAS elementin atomik absorpsiyon çizgisini ölçer. Bu nedenle AAS, birçok metal için daha seçici ve nicel bir laboratuvar yöntemi sağlar; ancak organik kirleticileri, mikrobiyolojik parametreleri, pH’ı, iletkenliği veya TDS’yi ölçmek için kullanılan bir yöntem değildir.
Kaynaklar
- David Harvey. 10.4: Atomic Absorption Spectroscopy. Chemistry LibreTexts, 2022.
- U.S. Environmental Protection Agency. Method 7000B: Flame Atomic Absorption Spectrophotometry. US EPA, 2007.
- U.S. Environmental Protection Agency. Method 200.9, Revision 2.2: Determination of Trace Elements by Stabilized Temperature Graphite Furnace Atomic Absorption. US EPA, 1994.
- International Organization for Standardization. ISO 15586:2003 Water quality — Determination of trace elements using atomic absorption spectrometry with graphite furnace. ISO, 2003.
- U.S. Environmental Protection Agency. Method 245.1, Revision 3.0: Determination of Mercury in Water by Cold Vapor Atomic Absorption Spectrometry. US EPA, 1994.
- U.S. Environmental Protection Agency. SW-846 Test Method 7062: Antimony and Arsenic (Atomic Absorption, Borohydride Reduction). US EPA, 2025.
- American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation. 3111 Metals by Flame Atomic Absorption Spectrometry. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.
- American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation. 3113 Metals by Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.
- U.S. Environmental Protection Agency. Method 200.7: Determination of Metals and Trace Elements in Water and Wastes by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry. US EPA, 1994.
- U.S. Environmental Protection Agency. Method 200.8, Revision 5.4: Determination of Trace Elements in Waters and Wastes by Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry. US EPA, 1994.
- World Health Organization. Guidelines for drinking-water quality: fourth edition incorporating the first and second addenda. WHO, 2022.
- European Parliament and Council of the European Union. Directive (EU) 2020/2184 on the quality of water intended for human consumption. Official Journal of the European Union, 2020.
- U.S. Environmental Protection Agency. National Primary Drinking Water Regulations. US EPA, 2025.
- T.C. Sağlık Bakanlığı. İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik. T.C. Sağlık Bakanlığı.
- ASTM International. D4691 Standard Practice for Measuring Elements in Water by Flame Atomic Absorption Spectrophotometry. ASTM International.
- ASTM International. D3919 Standard Practice for Measuring Trace Elements in Water by Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrophotometry. ASTM International.