Numune koruma
Numune koruma, su veya atık su numunesi alındıktan sonra analiz edilinceye kadar numunenin kimyasal, fiziksel, mikrobiyolojik ve biyolojik özelliklerinin mümkün olduğunca değişmeden kalmasını sağlamak için uygulanan soğutma, ışık kontrolü, uygun kap seçimi, pH ayarı, kimyasal koruyucu ekleme, dondurma, filtrasyon, baş boşluğu bırakmama, dezenfektan nötralizasyonu ve zaman sınırlaması gibi işlemlerin bütünüdür. Su kalitesi analizlerinde numune koruma, ölçülen değerin gerçekten sahadaki suyu temsil etmesi için temel bir laboratuvar ve saha kalite güvencesi unsurudur; çünkü birçok parametre numune alındıktan sonra buharlaşma, oksidasyon, indirgenme, çökelme, adsorpsiyon, biyolojik tüketim, fotokimyasal bozunma veya mikrobiyal çoğalma yoluyla değişebilir.[1][2]
Bilimsel ve Laboratuvar Açısından Tanım
Numune koruma, numuneyi “sonsuz süre değişmez” hâle getiren bir işlem değildir; yalnızca belirli bir analit, belirli bir numune matrisi ve belirli bir analiz yöntemi için değişim hızını kabul edilebilir düzeye indirmeyi amaçlar. Bu nedenle koruma işlemi, analiz edilecek parametreye göre seçilir. pH, sıcaklık, çözünmüş oksijen ve bakiye klor gibi bazı parametreler sahada veya çok kısa süre içinde ölçülmelidir; buna karşılık bazı metaller asitlendirme ile daha uzun süre kararlı tutulabilir. ABD çevre mevzuatındaki 40 CFR Part 136 Table II, farklı parametreler için kap türü, koruma tekniği ve azami bekletme süresinin yöntem bazında tanımlanması gerektiğini açıkça gösterir.[3]
Numune koruma, numune alma planının sonradan eklenen bir ayrıntısı değil, planlama aşamasında belirlenmesi gereken bir bileşendir. Analiz edilecek parametreler, kullanılacak yöntem, numune kabı, koruyucu reaktif, soğuk zincir, saha ölçümleri, laboratuvara varış süresi ve zincirleme teslim kayıtları birlikte değerlendirilir. USGS Ulusal Saha El Kitabı, su kalitesi verilerinde güvenilirlik ve standartlaştırılmış saha uygulamalarının önemini vurgular; bu yaklaşım, numune korumanın yalnızca laboratuvarda değil, numunenin alındığı anda başladığını gösterir.[4]
Numune Korumanın Temel Amacı
Korumanın temel amacı, numune alındığı andaki hedef analit derişimini ve ölçülecek özelliği, analiz başlayıncaya kadar mümkün olduğunca temsilî tutmaktır. Bu amaç üç ana düzeyde ele alınır: numunenin kirlenmesini önlemek, numune içindeki hedef bileşenin kaybını veya dönüşümünü azaltmak ve analizi etkileyebilecek dış koşulları kayıt altına almak. Numune alımı sırasında kullanılan kap, numune alma cihazı, filtre, koruyucu kimyasal, buzluk veya soğutucu, etiket ve taşıma koşulları bu nedenle analitik zincirin parçası kabul edilir.[5]
Koruma işlemi, numunedeki bütün değişimleri durduramaz. Örneğin biyolojik oksijen ihtiyacı, askıda katı madde, uçucu organik bileşikler, nitrit, ortofosfat, serbest klor, çözünmüş oksijen ve pH gibi parametreler farklı mekanizmalarla hızla değişebilir. Bu nedenle bir numunenin “korunmuş” olması, her analiz için uygun olduğu anlamına gelmez. Uygunluk, parametreye özgü koruma koşullarına ve azami bekletme süresine göre değerlendirilir.[3]
Numunede Değişime Yol Açan Başlıca Mekanizmalar
Biyolojik Aktivite
Su ve atık su numunelerinde mikroorganizmalar, organik maddeleri ve bazı inorganik türleri tüketebilir veya dönüştürebilir. Atık su numunelerinde bu süreç daha hızlıdır; çünkü organik madde ve mikrobiyal aktivite genellikle içme suyu veya yeraltı suyuna göre daha yüksektir. Bu durum özellikle BOİ, amonyum, nitrit, nitrat, fosfor türleri ve mikrobiyolojik göstergeler açısından önemlidir. Soğutma, mikrobiyal aktiviteyi yavaşlatır; ancak sterilizasyon veya tam durdurma anlamına gelmez.[6]
Oksidasyon ve İndirgenme
Demir, mangan, sülfür, siyanür, arsenik türleri, krom türleri ve çözünmüş oksijen gibi parametreler redoks koşullarına duyarlıdır. Numune alındıktan sonra hava ile temas, baş boşluğu, sıcaklık değişimi veya numune kabındaki reaksiyonlar oksidasyon-indirgenme dengesini değiştirebilir. Bu nedenle bazı tür analizlerinde filtrasyon, pH kontrolü, oksitleyici veya indirgeyici etkilerin kontrolü ve hızlı analiz gerekir.[7]
Çökelme, Adsorpsiyon ve Kabın Etkisi
Metaller ve fosfat gibi bazı analitler, numunedeki partiküllere veya numune kabının yüzeyine adsorbe olabilir. Bazı türler ise pH değişimiyle hidroksit, karbonat veya fosfat bileşiği şeklinde çökelebilir. Bu nedenle toplam metal ve çözünmüş metal analizleri için koruma yaklaşımı farklıdır. Çözünmüş metal analizi için çoğu uygulamada saha filtrasyonu ve ardından asitlendirme gerekir; toplam metal analizinde ise numunenin partiküllü kısmı da analitik tanıma dahil olabilir. Numune kabı malzemesi de önemlidir; cam, plastik, floropolimer veya özel kapak malzemeleri analite göre seçilmelidir.[7][6]
Uçuculuk ve Gaz Alışverişi
Uçucu organik bileşikler, çözünmüş gazlar ve bazı dezenfeksiyon yan ürünleri, numune kabındaki baş boşluğu, sıcaklık artışı veya sarsıntı nedeniyle kayba uğrayabilir. Uçucu organik bileşikler için genellikle cam VOA şişeleri, sızdırmaz septumlu kapaklar, soğutma, uygun kimyasal koruma ve hava kabarcığı bırakmadan doldurma kullanılır. EPA’nın içme suyu numune toplama rehberi, VOC numunelerinde sodyum tiyosülfat veya askorbik asit ile klor nötralizasyonu, HCl ile pH <2 koşulu, ≤4 °C soğutma ve dondurmama gibi yöntem bazlı koruma uygulamalarını belirtir.[8]
Işık ve Fotokimyasal Bozunma
Bazı organik bileşikler, klor türleri ve alg pigmentleri ışığa duyarlı olabilir. Bu tür numunelerde koyu renkli cam şişe, alüminyum folyo ile ışık kesme, karanlıkta taşıma veya hızlı analiz gerekebilir. Işık kontrolü tek başına yeterli değildir; sıcaklık ve bekletme süresi de birlikte yönetilmelidir.
Başlıca Numune Koruma Yöntemleri
Numune koruma yöntemleri parametreye göre değişmekle birlikte temel uygulamalar soğutma, dondurma, kimyasal koruma, pH ayarı, filtrasyon, dezenfektan nötralizasyonu, uygun kap seçimi, baş boşluğu kontrolü ve kısa bekletme süresidir. Bu yöntemler çoğu zaman tek başına değil, birlikte uygulanır. Örneğin besin maddeleri için soğutma ve asitlendirme; mikroorganizmalar için steril kap, klor nötralizasyonu ve kısa bekletme; VOC için özel cam şişe, baş boşluğu bırakmama, soğutma ve gerektiğinde asitlendirme birlikte gerekebilir.[3][8]
| Koruma yöntemi | Temel amaç | Tipik kullanım alanı | Başlıca sınırlama |
|---|---|---|---|
| Soğutma | Biyolojik ve kimyasal reaksiyon hızını azaltmak | BOİ, besin maddeleri, askıda katılar, bulanıklık, mikrobiyolojik numuneler | Değişimi tamamen durdurmaz; soğuk zincir kayıt altına alınmalıdır |
| Asitlendirme | Çökelme, adsorpsiyon ve biyolojik aktiviteyi azaltmak | Metaller, KOİ, toplam organik karbon, bazı azot ve fosfor analizleri | Bütün analizler için uygun değildir; tür dağılımını değiştirebilir |
| Alkalileştirme | Asidik ortamda bozunabilecek türleri kararlılaştırmak | Siyanür ve sülfür gibi bazı özel analizler | Yanlış pH seçimi analit kaybına veya girişime yol açabilir |
| Dondurma | Bazı biyokimyasal süreçleri uzun süre yavaşlatmak | Sınırlı sayıda besin maddesi veya özel parametre | VOC, hücresel yapı, bazı mikrobiyolojik analizler ve cam kaplar için uygun olmayabilir |
| Filtrasyon | Çözünmüş fraksiyonu partikül fraksiyonundan ayırmak | Çözünmüş metaller, çözünmüş besin maddeleri | Toplam parametre analizlerinde uygun değildir; filtrasyon zamanı tanımı etkiler |
| Dezenfektan nötralizasyonu | Klor veya oksidanın numunede reaksiyona devam etmesini önlemek | Mikrobiyolojik analizler, VOC, THM ve bazı organik analizler | Fazla veya hatalı nötralizan bazı analizlerde girişim oluşturabilir |
| Karanlıkta saklama | Fotokimyasal bozunmayı azaltmak | Alg pigmentleri, bazı organikler, bazı dezenfeksiyon yan ürünleri | Işık kontrolü, sıcaklık ve süre kontrolünün yerine geçmez |
Soğutma ve Soğuk Zincir
Soğutma, su numunelerinde en yaygın koruma yöntemlerinden biridir. Ancak soğutma, numune alındıktan saatler sonra değil, mümkünse alım anından hemen sonra başlatılmalıdır. Türkiye’de Çevre Referans Laboratuvarı tarafından yayımlanan TS EN ISO 5667-3 eğitim dokümanında, çoğu parametre için soğutmanın koruyucu madde ilavesiyle birlikte kullanılabildiği ve soğutma ekipmanının 5±3 °C sağlayabilmesi gerektiği belirtilir.[6]
Soğuk zincirde önemli nokta yalnızca buz kullanılması değil, numunenin taşındığı ortamın uygun sıcaklık aralığında tutulması ve mümkünse kaydedilmesidir. Yalıtımsız kaplarda buzla yapılan taşıma, sıcak havada veya uzun süreli nakliyede yetersiz kalabilir. Numune alma aracında yüksek sıcaklıkta bekletilen numunelerde biyolojik ve kimyasal değişim hızlanabileceğinden, numune koruma planı saha lojistiğini de kapsamalıdır.[6]
Kimyasal Koruma ve pH Ayarı
Kimyasal koruma, numuneye kontrollü miktarda reaktif eklenerek hedef analitin veya ölçülecek parametrenin kararlılığını artırmayı amaçlar. En yaygın uygulamalar asitlendirme, alkalileştirme, oksitleyici veya indirgeyici reaktif ekleme ve dezenfektan nötralizasyonudur. Metaller için nitrik asit ile asitlendirme, KOİ ve bazı besin maddeleri için sülfürik asit ile pH düşürme, siyanür için sodyum hidroksit ile alkalileştirme ve klorlu numuneler için sodyum tiyosülfat kullanımı bu yaklaşımın örnekleridir.[3][8]
Kimyasal koruma gelişigüzel uygulanamaz. Koruyucu madde, hedef analitle reaksiyona girebilir, kullanılan analiz yönteminde girişim oluşturabilir veya numunenin tür dağılımını değiştirebilir. Bu nedenle koruyucu madde, laboratuvarın kullanacağı metoda göre önceden belirlenmeli; gerekirse numune kabına laboratuvar tarafından önceden eklenmelidir. Koruyucu içeren şişeler çoğu durumda numune ile çalkalanıp dökülmez; çünkü koruyucu maddenin kaybı, numunenin uygun korunmamasına neden olur.[8]
Bekletme Süresi ve Analitik Geçerlilik
Bekletme süresi, numunenin alındığı andan analiz veya numune hazırlama işlemine kadar geçen azami süredir. Bu süre, yönteme ve parametreye özgüdür. EPA rehberinde bekletme süresinin numune alımıyla başladığı ve hazırlık ya da analiz aşamasında sona erdiği belirtilir. Bu tanım önemlidir; çünkü numune laboratuvara zamanında ulaşsa bile analiz yöntemi için tanımlanan bekletme süresi aşılmışsa sonuç veri kalitesi açısından sınırlı kabul edilebilir.[8]
Bekletme süreleri arasında büyük farklar bulunur. 40 CFR Part 136 Table II’ye göre toplam bakiye klor, pH, çözünmüş oksijen prob ölçümü, sülfit ve sıcaklık gibi bazı parametreler 15 dakika içinde analiz edilmelidir. BOİ ve karbonlu BOİ için 48 saat, toplam kalıntı/TDS/TSS gibi bazı katı madde parametreleri için 7 gün, birçok metal için uygun asit korumasıyla 6 ay gibi farklı süreler tanımlanabilir. Bu değerler genel kural değil, ilgili yöntem ve mevzuat bağlamında değerlendirilmesi gereken örneklerdir.[3]
| Parametre grubu | Koruma açısından kritik nokta | Örnek bekletme yaklaşımı |
|---|---|---|
| pH, sıcaklık, bakiye klor, çözünmüş oksijen | Sahada hızlı değişir | Genellikle sahada veya çok kısa sürede ölçülür |
| BOİ ve karbonlu BOİ | Mikrobiyal aktivite ve oksijen tüketimi | Soğutma ve kısa bekletme süresi gerekir |
| Besin maddeleri | Biyolojik dönüşüm, nitrifikasyon, fosfat adsorpsiyonu | Soğutma, filtrasyon ve/veya asitlendirme analite göre seçilir |
| Metaller | Çökelme ve yüzeye adsorpsiyon | Çözünmüş/toplam tanımına göre filtrasyon ve asitlendirme uygulanır |
| VOC ve THM | Uçuculuk, baş boşluğu, klor reaksiyonları | VOA cam şişesi, baş boşluğu bırakmama, soğutma ve uygun kimyasal koruma gerekir |
| Mikrobiyolojik göstergeler | Canlı hücre sayısının artması veya azalması | Steril şişe, klor nötralizasyonu, soğutma ve kısa taşıma süresi gerekir |
Numune Kabı Seçiminin Koruma Üzerindeki Etkisi
Numune kabı, numunenin pasif bir taşıyıcısı değildir. Kabın malzemesi, kapak tipi, hacmi, temizliği, sterilitesi ve sızdırmazlığı analiz sonucunu etkileyebilir. Plastik kaplar birçok inorganik ve genel kimya parametresi için kullanılabilirken, uçucu organik bileşikler için septum kapaklı cam şişeler gerekir. Mikrobiyolojik analizlerde steril kap kullanılır; klorlu sular için kapta uygun nötralizan bulunması gerekebilir. Eser metal analizlerinde kap malzemesinden gelebilecek kirlenme veya analitin kap yüzeyine adsorpsiyonu dikkate alınmalıdır.[6][8]
Numune kabının çalkalanıp çalkalanmayacağı da parametreye bağlıdır. Genel kimya parametrelerinde bazı şişeler numune suyu ile birkaç kez çalkalanabilir; fakat steril mikrobiyolojik şişeler, içinde koruyucu bulunan şişeler ve VOC şişeleri genellikle çalkalanmaz. Bu ayrımın nedeni, sterilitenin bozulması, koruyucunun uzaklaştırılması veya uçucu bileşik kaybı gibi risklerdir.[8]
Filtrasyon ve Koruma İlişkisi
Filtrasyon, özellikle çözünmüş ve toplam fraksiyon ayrımında koruma ile doğrudan ilişkilidir. Çözünmüş metal veya çözünmüş fosfat gibi analizlerde filtrasyonun sahada ve kısa sürede yapılması, partikül yüzeyleriyle devam eden adsorpsiyon ve çözünme süreçlerini azaltabilir. Ancak filtrasyon, bütün analizler için uygun değildir. Toplam metal, toplam fosfor, askıda katı madde, bulanıklık veya partikül fazının analitik tanıma dahil olduğu parametrelerde numuneyi filtrelemek sonucu değiştirir.[7]
40 CFR Part 136 Table II, ortofosfat gibi bazı parametrelerde filtrasyonun çok kısa süre içinde yapılması gerektiğini belirtir. Bu tür hükümler, ölçülen parametrenin yalnızca kimyasal türüne değil, numune hazırlama zamanına da bağlı olduğunu gösterir.[3]
Mikrobiyolojik Numunelerde Koruma
Mikrobiyolojik numune koruma, kimyasal korumadan farklıdır; amaç mikroorganizmaları öldürmek değil, numune alındığı andaki mikrobiyal durumu kısa süre için temsilî tutmaktır. ISO 19458, mikrobiyolojik analiz için numune alma rejimlerinin planlanması, numune alma prosedürleri, taşıma, işleme ve analiz başlayıncaya kadar saklama konularına odaklanır.[9]
Klorlanmış içme suyu numunelerinde serbest klor veya diğer dezenfektanlar, numune şişede beklerken bakterileri öldürmeye devam edebilir. Bu durum sahadaki gerçek mikrobiyolojik durumu olduğundan düşük gösterebilir. Bu nedenle klorlu mikrobiyolojik numunelerde sodyum tiyosülfat gibi nötralizan içeren steril şişeler kullanılır. EPA içme suyu numune rehberi, total koliform, fekal koliform, E. coli, enterokok, heterotrofik bakteri ve kolifaj gibi biyolojik kirleticiler için steril 125 veya 150 mL plastik şişe, klorlu numunede sodyum tiyosülfat ve soğutma uygulanmasını belirtir.[8]
Mikrobiyolojik numuneler dondurulmamalıdır; çünkü donma ve çözülme hücre canlılığını ve sayım sonucunu değiştirebilir. Ayrıca steril şişenin iç yüzeyine veya kapağın iç kısmına dokunmak, numuneye dış kaynaklı mikroorganizma bulaştırabilir. Bu nedenle mikrobiyolojik numune alımında sterilite, hızlı taşıma, uygun sıcaklık ve doğru etiketleme kimyasal koruma kadar önemlidir.
İçme Suyu Numunelerinde Koruma
İçme suyu analizlerinde koruma yaklaşımı, parametreye göre değişir. Asbest gibi bazı analizlerde plastik veya cam şişe ve ≤4 °C soğutma uygulanabilir; klasik kimya parametrelerinde genellikle soğutma ve kısa sürede laboratuvara teslim gerekir; amonyak, nitrat+nitrit, Kjeldahl azotu ve toplam fosfor gibi parametrelerde sülfürik asit ile pH <2 koruması tanımlanabilir. VOC ve trihalometan numunelerinde ise cam VOA şişesi, klor nötralizasyonu, asitlendirme, soğutma ve dondurmama koşulları öne çıkar.[8]
İçme suyu numunesinin koruma gereksinimi, suyun arıtılmış olması nedeniyle ortadan kalkmaz. Arıtılmış ve dezenfekte edilmiş suda bakiye klor, organik maddeyle reaksiyona devam edebilir; uçucu bileşikler baş boşluğunda kaybolabilir; mikrobiyolojik numunelerde dezenfektan etkisi devam edebilir. Bu nedenle içme suyu numunelerinde özellikle dezenfektan nötralizasyonu, kısa bekletme süresi ve uygun kap seçimi kritik önemdedir.[8]
Atık Su Numunelerinde Koruma
Atık su numunelerinde koruma daha karmaşıktır; çünkü numune matrisi yüksek organik madde, askıda katı, yağ-gres, mikrobiyal aktivite, değişken pH, sülfür bileşikleri, uçucu maddeler ve endüstriyel kimyasallar içerebilir. Bu nedenle atık su numunesinde tek bir koruma koşulunun bütün parametreler için yeterli olduğu varsayılmaz. BOİ, KOİ, azot türleri, fosfor, yağ-gres, metaller, siyanür, sülfür, uçucu organikler ve toksisite testleri için farklı kap, koruyucu ve bekletme süresi gerekebilir.[3]
Türkiye’de Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Numune Alma ve Analiz Metodları Tebliği, pH, sıcaklık, oksijen ve iletkenlik parametrelerinin arazide ve yerinde hemen yapılacağını; numunenin toplanması ve analiz edilmesi arasında izin verilebilecek sürenin numunenin karakterine, yapılacak analizlere ve saklama koşullarına bağlı olduğunu belirtir. Aynı Tebliğ, mikrobiyolojik analiz parametreleri için 24 saat boyunca 5±3 °C’de saklama ve bu sürede dondurmama koşulunu ifade eder.[10]
Türkiye Mevzuatı ve Standartlarla İlişkisi
Türkiye’de su ve atık su numunesi koruma uygulamaları, analiz amacına göre farklı düzenlemelerle ilişkilidir. Çevre mevzuatı kapsamında atık su ve yüzeysel su numunelerinde Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Numune Alma ve Analiz Metodları Tebliği esas alınır. Tebliğ, koruma ve saklama metotlarının pH kontrolü, kimyasal madde ilavesi, soğutma ve dondurma işlemlerinden oluşabileceğini ve TS EN ISO 5667-3 standardının numune muhafaza, taşıma ve depolama için referans alındığını belirtir.[10]
Tebliğ ayrıca klorlanmış sulardan numune alırken serbest kloru nötralize etmek için tiyosülfatlı şişeler kullanılmasını ve yapılacak analizin türüne göre her numunenin ayrı saklama ve koruma işlemine tabi tutulmasını öngörür. Aynı numunenin kimyasal, mikrobiyolojik ve mikroskobik tayinler için kullanılamayacağı hükmü, numune korumanın analitik amaçla doğrudan bağlantılı olduğunu gösterir.[10]
Numune Koruma ve Kalite Güvencesi
Numune koruma, kalite güvence ve kalite kontrol sisteminin parçasıdır. Numune alımında yapılan hata, laboratuvar cihazı ne kadar hassas olursa olsun sonucu temsilî olmaktan çıkarabilir. USGS, su kalitesi verilerinin güvenilirliği için saha yöntemlerinin belgelenmiş, standartlaştırılmış ve teknik olarak savunulabilir olmasını vurgular. Numune koruma bu çerçevede saha ölçüm cihazı kalibrasyonu, temiz ekipman kullanımı, sahada boş numune, seyahat blankı, çift numune ve zincirleme teslim kayıtlarıyla birlikte değerlendirilir.[4][5]
Ölçüm belirsizliğinin yalnızca cihaz veya laboratuvar adımından kaynaklanmadığı, numune alma ve fiziksel hazırlama adımlarının da belirsizliğe katkı verdiği kabul edilir. Eurachem’in numune almadan kaynaklanan ölçüm belirsizliği rehberi, ölçüm sürecinin numunenin sahadan alınmasıyla başladığını ve numune hazırlama dâhil tüm adımların sonuç belirsizliğine katkı verebileceğini açıklar.[11]
Zincirleme Teslim ve Belgelendirme
Numune koruma yalnızca fiziksel veya kimyasal işlem değildir; belgelendirme de korumanın ayrılmaz parçasıdır. Numunenin nereden, ne zaman, kim tarafından, hangi kapla, hangi koruyucu ile, hangi sıcaklıkta ve hangi analiz amacıyla alındığı kayıt altına alınmalıdır. EPA içme suyu numune rehberi, zincirleme teslim formunda numune yeri, numune alan kişi, tarih ve saat, toplama yöntemi, yapılacak analiz ve kullanılan koruyucunun kaydedilmesini belirtir.[8]
Belgelendirme eksikse numunenin teknik olarak korunmuş olması yeterli olmayabilir. Örneğin şişede koruyucu olduğu bilinmiyor, numune alma saati yazılmamış, taşıma sıcaklığı ölçülmemiş veya zincirleme teslim kırılmışsa, sonuç raporunda yorum sınırlaması gerekebilir. Laboratuvar kalite sistemlerinde geçerli ve güvenilir sonuç üretme hedefi, numune kabul aşamasındaki uygunluk kontrolünü de kapsar.[12]
Yerinde Ölçülmesi Gereken Parametreler
Bazı su kalitesi parametreleri numune kabında bekletilerek güvenilir biçimde korunamaz. pH, sıcaklık, çözünmüş oksijen, oksidasyon-indirgenme potansiyeli, elektriksel iletkenlik ve bakiye dezenfektan gibi parametrelerde saha ölçümü tercih edilir veya zorunludur. Türkiye’deki Tebliğ, pH, sıcaklık, oksijen ve iletkenlik analizlerinin arazide ve yerinde hemen yapılacağını belirtir.[10]
Bu parametrelerin sahada ölçülmesinin nedeni, suyun kap içine alınmasıyla sıcaklık, gaz dengesi, karbonat sistemi, klor tüketimi ve elektrokimyasal denge koşullarının değişebilmesidir. Örneğin pH, CO₂ gaz alışverişi ve sıcaklık değişiminden; çözünmüş oksijen ise havayla temas ve biyolojik tüketimden etkilenebilir. Bu nedenle numune koruma planı, hangi parametrelerin laboratuvara taşınacağı ve hangilerinin sahada ölçüleceğini açıkça ayırmalıdır.[3]
Koruyucu Kimyasalların Güvenli Kullanımı
Koruyucu kimyasallar çoğunlukla asit, baz, oksitleyici, indirgeme ajanı veya dezenfektan nötralizanı olduğundan saha güvenliği açısından dikkat gerektirir. Sülfürik asit, nitrik asit, hidroklorik asit, sodyum hidroksit, askorbik asit ve sodyum tiyosülfat gibi reaktifler uygun etiketli kaplarda taşınmalı; kişisel koruyucu donanım kullanılmalı; laboratuvarın hazırladığı şişe setleri karıştırılmamalıdır. EPA rehberi, koruyucu içeren şişelerde numune alırken laboratuvar talimatına uyulmasını ve koruyucu kimyasallar kullanılırken eldiven ile göz koruması gibi güvenlik önlemlerini vurgular.[8]
Koruyucu kimyasalların yanlış kullanımı, numune kaybı kadar güvenlik riski de doğurur. Asit içeren şişeyi çalkalayıp dökmek, baz koruması gereken siyanür numunesini asitlendirmek, VOC şişesinde hava kabarcığı bırakmak veya klorlu mikrobiyolojik numuneyi tiyosülfatsız almak, sonucun analitik geçerliliğini zayıflatabilir.
Numune Koruma ile Numune Saklama Arasındaki Fark
Numune koruma ve numune saklama yakın kavramlardır; ancak aynı değildir. Koruma, numunenin kimyasal veya biyolojik değişimini azaltmak için uygulanan aktif işlemleri ifade eder. Saklama ise numunenin analiz öncesinde hangi sıcaklıkta, hangi sürede, hangi kapta ve hangi fiziksel koşulda bekletileceğini kapsar. Soğutma hem koruma hem saklama koşulu olabilir; fakat asitlendirme bir kimyasal koruma işlemidir. Bekletme süresi ise saklama koşulunun zaman boyutudur.
| Kavram | Anlamı | Örnek |
|---|---|---|
| Numune koruma | Analitin değişimini azaltmak için uygulanan işlem | HNO₃ ile pH <2’ye asitlendirme |
| Numune saklama | Numunenin analiz öncesi bekletildiği koşullar | 5±3 °C’de karanlıkta taşıma |
| Bekletme süresi | Numune alımı ile analiz veya hazırlık arasındaki azami süre | BOİ için kısa bekletme, metaller için yöntem bazlı daha uzun süre |
| Numune hazırlama | Analiz öncesi laboratuvar veya saha işlemleri | Filtrasyon, sindirim, ekstraksiyon |
Ters Ozmoz ve Arıtma Sistemleriyle İlişkisi
Numune koruma, ters ozmoz ve diğer arıtma sistemlerinin performans değerlendirmesinde de önemlidir. Ham su, ön arıtma çıkışı, membran besleme suyu, permeat ve konsantre numuneleri farklı kimyasal özelliklere sahiptir. Örneğin permeat düşük iyonik güçte olduğundan pH ve iletkenlik ölçümleri atmosferik CO₂ ile temas sonucu değişebilir. Konsantre akımında ise tuz, metal, organik madde ve antiskalant derişimleri daha yüksek olabilir; bu durum çökelme ve adsorpsiyon riskini artırabilir.
RO sistemlerinde SDI, bulanıklık, iletkenlik, pH, alkalinite, sertlik, silika, demir, mangan, klor, ORP ve mikrobiyolojik parametreler izlenirken numune koruma koşulları ayrı ayrı değerlendirilmelidir. Serbest klor gibi membrana zarar verebilen parametreler sahada ölçülmeli; metaller ve besin maddeleri için uygun kap, filtrasyon ve koruyucu kullanımı laboratuvarla önceden belirlenmelidir. Korunmamış veya yanlış korunmuş bir numune, membran kirliliği, antiskalant dozajı veya ön arıtma performansı hakkında hatalı işletme kararlarına yol açabilir.
Sık Yapılan Hatalar
- Tek şişe ile bütün analizleri yaptırmaya çalışmak: Kimyasal, mikrobiyolojik ve mikroskobik analizlerin aynı numuneden yapılması her zaman uygun değildir; Türkiye’deki Tebliğ de aynı numunenin bu farklı tayinler için kullanılamayacağını belirtir.[10]
- Soğutmayı geç başlatmak: Numune birkaç saat sıcak ortamda bekledikten sonra soğutulursa, önceki biyolojik ve kimyasal değişimler geri alınamaz.
- Koruyucu içeren şişeyi çalkalayıp dökmek: Bu işlem koruyucunun uzaklaşmasına ve numunenin yönteme uygun korunmamasına neden olabilir.
- Mikrobiyolojik şişeyi steril olmayan biçimde kullanmak: Şişenin iç yüzeyine veya kapağın iç kısmına dokunmak dış kaynaklı bulaşmaya yol açabilir.
- VOC şişesinde hava kabarcığı bırakmak: Baş boşluğu, uçucu bileşiklerin gaz fazına geçerek düşük ölçülmesine neden olabilir.
- Bekletme süresini laboratuvara varış saatiyle başlatmak: Bekletme süresi numune alındığı anda başlar; laboratuvara teslim saati bu sürenin yalnızca bir ara noktasıdır.[8]
- Yanlış koruyucu kimyasal kullanmak: Hatalı asit, baz veya nötralizan analitte kayba ya da analiz yönteminde girişime yol açabilir.
- Taşıma sıcaklığını kaydetmemek: Soğuk zincir kanıtlanamıyorsa numunenin uygun koşullarda korunup korunmadığı belirsiz kalır.
Benzer Terimlerden Farkı
Numune koruma, numune alma, numune taşıma, numune hazırlama ve analiz yöntemiyle yakından ilişkilidir; ancak bunların yerine geçmez. Numune alma, temsilî suyun sahadan alınmasıdır. Numune koruma, alınan numunenin değişimini azaltır. Numune taşıma, korunmuş numunenin laboratuvara ulaştırılmasıdır. Numune hazırlama, analiz öncesi filtrasyon, sindirim veya ekstraksiyon gibi işlemleri kapsar. Analiz ise hedef parametrenin ölçülmesidir.
| Terim | Numune korumadan farkı |
|---|---|
| Numune alma | Temsilî numunenin sahadan alınması işlemidir; koruma ise alımdan sonra değişimi azaltır |
| Numune taşıma | Numunenin laboratuvara ulaştırılmasıdır; taşıma sırasında koruma koşulları sürdürülmelidir |
| Numune saklama | Numunenin bekletildiği fiziksel koşulları ifade eder; koruma kimyasal işlemleri de kapsayabilir |
| Numune hazırlama | Analiz öncesi filtrasyon, sindirim veya ekstraksiyon gibi işlemlerdir; koruma, hazırlık öncesi kararlılığı hedefler |
| Zincirleme teslim | Numunenin kimde, ne zaman ve hangi koşulda olduğunu belgeleyen izlenebilirlik sistemidir |
Uygulamada Doğru Numune Koruma Yaklaşımı
Doğru numune koruma yaklaşımı, analiz listesinin laboratuvarla önceden paylaşılmasıyla başlar. Laboratuvar, her parametre için uygun şişe setini, koruyucuyu, gerekli hacmi, saklama sıcaklığını ve bekletme süresini belirlemelidir. Saha ekibi numune alma sırasında kapların etiketini, koruyucu durumunu, numune alma saatini, saha ölçümlerini, sıcaklık koşullarını ve özel gözlemleri kaydetmelidir.
Koruma planı özellikle çok parametreli su analizlerinde kritik hâle gelir. Aynı sahadan alınan numuneler; genel kimya, metal, VOC, pestisit, mikrobiyoloji, BOİ, yağ-gres, siyanür ve toksisite analizleri için farklı kaplara bölünebilir. Bu kapların her biri farklı koruyucu, farklı sıcaklık ve farklı bekletme süresi gerektirebilir. EPA SW-846 yaklaşımı da bekletme süresinin numune matrisi, analit, numune tipi ve proje veri kalite hedeflerine göre seçilmesi gerektiğini belirtir.[13]
Kaynaklar
- International Organization for Standardization. ISO 5667-3:2024 Water quality — Sampling — Part 3: Preservation and handling of water samples. ISO, 2024.
- APHA, AWWA, WEF. 1060 COLLECTION AND PRESERVATION OF SAMPLES. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater.
- U.S. Environmental Protection Agency. 40 CFR Part 136 — Guidelines Establishing Test Procedures for the Analysis of Pollutants. eCFR, güncel sürüm.
- U.S. Geological Survey. National Field Manual for the Collection of Water-Quality Data (NFM). USGS, 2019.
- U.S. Geological Survey. Chapter A4. Collection of Water Samples. USGS Techniques of Water-Resources Investigations 09-A4, 2006.
- T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı Çevre Referans Laboratuvarı. TS EN ISO 5667-3. Çevre Referans Laboratuvarı, 2021.
- U.S. Geological Survey. Chapter A5. Processing of Water Samples. USGS Techniques of Water-Resources Investigations 09-A5, 2002; revised 2009.
- U.S. Environmental Protection Agency. Quick Guide To Drinking Water Sample Collection. EPA, Second Edition Updated, 2016.
- International Organization for Standardization. ISO 19458:2006 Water quality — Sampling for microbiological analysis. ISO, 2006.
- Çevre ve Orman Bakanlığı. Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği Numune Alma ve Analiz Metodları Tebliği. Resmî Gazete, 2009; değişikliklerle.
- Eurachem. Measurement uncertainty arising from sampling: A guide to methods and approaches. Eurachem, 2019.
- International Organization for Standardization. ISO/IEC 17025 — Testing and calibration laboratories. ISO.
- U.S. Environmental Protection Agency. Holding Time & Preservation. EPA SW-846, 2026.