ESER ELEMENTLER, ANALİZ YÖNTEMLERİ

Transkript

1 ESER ELEMENTLER, ÖNEMLERİ VE ANALİZ YÖNTEMLERİ

2 Metalleri diğer toksik maddelerden ayıran en önemli özellikleri, insanlar tarafından ne oluşturulabilir nede yok edilebilir olmalarıdır. r. Periyodik tablodaki 105 elementin yaklaşı şık 80 ini metaller oluşturur. Birçok metal, insan ve hayvanlar için i in esansiyeldir. Esansiyel olanlar, eksikliklerinde olduğu u gibi fazla miktarlarda alınd ndıklarında da vücut homeostazını bozarak toksik etki oluşturabilirler.

3 Son zamanlarda ağır metal tanımı ile kimyasal maddelerin ekolojik sisteme verdikleri zarar genelleştirilerek gazete haberlerinde sık sık ağır metallerin, çevresel problemlere neden olduklarını yer almaya başlamıştır. Bunun nedeni çevresel problemler söz konusu olduğunda ağır metal tanımı sanki çok tanımlı ve kesin bir grupmuş gibi bu kavramın çok sık nispeten yüksek yoğunluğa sahip ve düşük konsantrasyonlarda bile toksik veya zehirleyici olan metal olarak kullanılmasıdır.

4 Bu yaygın kanıya, ağır metallerin belirli bir zaman aralığında canlı organizmada diğer metallere kıyasla akümülasyonunun fazla olması ve bunun sonucu negatif etkinin giderek artması yol açmaktadır. Gerçekte ağır metal tanımı fiziksel özellik açısından yoğunluğu 5 g/cm3 ten daha yüksek olan metaller için kullanılır. Bu gruba Kurşun, kadmiyum, krom, demir, kobalt, bakır, nikel, cıva ve çinko olmak üzere 60 tan fazla metal dahildir.

5 Bugün endüstriyel metaller olarak nitelendirilen yaklaşı şık k 50 metal ve alaşı şımı çeşitli amaçlarla kullanılmaktad lmaktadır. Ayrıca metaller ve tuzları tıpta ve veteriner hekimlikte ilaç, pestisit (fungusit, insektisit, herbisit, rodendisit gibi) olarak da kullanılmaktadır. 30 civarında metalin insanlarda toksisite oluşturduğu bilinmektedir.

6 İnsan vücudu için esansiyel olan ve olmayan metaller başta besinler olmak üzere diğer bazı yollarla (su, hava gibi) alınmaktadır. Böylece vücut metal yükü oluşmakta; bazıları ise (alüminyum, kurşun ve kadmiyum gibi) yaş ile birikerek vücuttaki konsantrasyonları artmaktadır.

7 METALLERE NASIL MARUZ KALIYORUZ?

8 Metaller, insanlar tarafından veya antrapojenik olarak hava, su, toprak ve besinlere çevresel taşınım sonucu besinler ve içme suları ile organizmaya girebilirler. Besinlerin normal bileşeni olabildikleri gibi kirlilik olarak da bulunabilirler.

9 Hava, su ve toprak, doğal kaynaklar ve teknolojik nedenlerle metallerle kirlenebilir. Metaller çevrede jeolojik ve biyolojik devirlerle dağılıma uğrarlar. Dağılım ve taşınma sonucu metaller emisyona uğradıkları yerlerden çok uzaklarda da birikerek çevredeki konsantrasyonları artar (Grönland buzullarında kurşun konsantrasyonunun daha önceki yıllara göre 200 defa artması bu yeniden dağılım ve taşınmayı gösterir).

10 Mineral yataklarından geçen sular buradaki metalleri çözerek zararlı hale getirmektedir. Örneğin Kütahya K Emet teki teki yer altı sularının n arsenikle kirlenmesi

11 Çevre kirlenmesi sonucu metaller biyoakkümülasyonla besin zincirine geçebilir. ebilir. Denizler, göller, g akarsular insan aktiviteleri (endüstri atıklar kları gibi) sonucu metallerle kirlenir. Metaller biyolojik parçalanmaya alanmaya dayanıkl klıdır. Ayrıca bazılar ları çevrede lipofil özellik kazanarak su bitki ve hayvanlarda birikirler. Böylece B besin zinciri ile insanlara ulaşı şırlar (Japonya da Minamata bölgesinde b cıva c ile kontamine olmuş balıklar kların n yenmesi ile görülen g zehirlenme olayı).

12 Doğal kaynaklar veya teknoloji nedeniyle metaller ile kirlenen toprakta yetişen en bitkilerde metal birikimi olabilir. Örneğin selenyumca zengin topraklarda yetişen en bitkilerde selenyum akkümüle olur. Hayvan ve insanlara geçerek erek keratindeki kükürdün n yerini alarak birikir.

13 Fosil kaynaklı katı ve sıvıs yakıtlar tların içerdiği i pek çok metal (arsenik, kurşun, un, kadmiyum, selenyum, vanadyum gibi) yakın çevremizdeki havayı kirletir. Ayrıca egzoz gazlarından çıkan kurşun un bileşikleri ikleri trafiğin in yoğun olduğu şehirlerin havasını kirletir.

14 Metalden yapılm lmış veya metal bileşikleri ikleri içeren i besin kaplarından metaller besinlere geçebilir. ebilir.

15 Endüstride metallerin işlenmesi i ve teknoloji sırass rasında doğrudan maruz kalma ile pek çok mesleksel zehirlenme olabilir. (Kronik kurşun, un, cıva, c kadmiyum zehirlenmesi gibi). Endüstride metal zehirlenmeleri başlıca inhalasyon yolu ile olmaktadır. Ancak talyum, alkil kurşun, un, nikel, arsenik ve berilyum gibi metallerin deri yolu ile de absorpsiyonları önemlidir.

16 Metal Toksisitesi ve Etkileyen Faktörler

17 Metallerin toksik etkileri her metalin özelliğine ine göre g değişmektedir. Ancak genel olarak metallerin hepsi birden fazla organ ve sistemi etkilemektedir. Bu nedenle metal zehirlenmelerinde hedef veya kritik organ, o metale en duyarlı olan etki yeri için i in kullanılmaktad lmaktadır. Örneğin kadmiyuma en duyarlı organ böbrekler b brekler olmakla beraber karaciğer ve akciğerlerde de toksik etki görülür. r.

18 Metal toksisitesini etkileyen faktörler birkaç grupta incelebilir: Esansiyel elementlerle etkileşim: im: Bazı metaller metabolik olarak benzedikleri elementlerin yerine geçerek erek toksik etki gösterirler. Örneğin kurşun un kalsiyuma benzer metabolizması ile kemik mineralizasyonunu, demir ve çinkonun yerini alarak ta hem metabolizmasını etkiler.

19 Metal-protein komplekslerinin oluşumu: umu: Bazı metallerin proteinlerle kompleks oluşturmas turması detoksikasyon veya koruyucu mekanizma olarak tanımlan mlanır. Örneğin metallotioneinler (sülfidril grubu içeren i proteinler) kadmiyum, çinko, bakır r ve diğer metallerle kompleks oluştururken, ferritin ve hemosiderin intasellüler ler demir-protein kompleksleridir.

20 Yaş ve gelişim im durumu: Çocuklar ve yaşlılar lar metal toksisitesine yetişkinlerden daha duyarlıdırlar. rlar. Yaşam am tarzı ile ilgili faktörler: Sigara içimi i imi veya alkol toksisiteyi indirekt etkileyebilir.

21 Metallerin kimyasal formu: Toksisiteyi önemli derecede etkiler. Cr +6 bileşiklerinin iklerinin Cr +3 bileşiklerinden, iklerinden, alkil kurşun un ve alkil cıva bileşikleri ikleri anorganik formlarından çok daha toksiktir.

22 İmmün n sistem: Cıva, altın, platin, berilyum, krom ve nikel immün n reaksiyonlar oluşturabilen metallerdir. Sistemik anafilaksi ve gecikmiş tipteki reaksiyonlar gibi çeşitli tipte alerjik reaksiyonlar oluşturabilirler (platinle oluşabilen deri ve bronşiyal hipersensitivite reaksiyonları,, organik altın n bileşikleri ikleri ile oluşabilen trombositopeni, nikel ve kroma maruziyetle gelişebilen ebilen kontakt dermatit, berilyum ve zirkoniyumla oluşabilen granülomalar gibi).

23 Risk değerlendirmesi erlendirmesi metalin bulunduğu u ortamdaki (hava, su, toprak, besin) konsantrasyonu ve bu ortamdan insana ulaşabilen abilen dozu esas alınarak yapılır. Bu amaçla bazı değerlere erlere ulaşı şılması gerekir:

24 M etallerin K arsinojenik E tkileri A. İnsanlarda K anser O luşturan M etaller M etal ve kaynağı K anser T ü rü A rsenik C u rafinerisi A s pestisitleri K im yasal tesisler İçm e suyu (oral) Sigara dum anı K adm iyum C d rafinerisi K rom C r rafinerisi K rom üretim i K rom at pigm entleri N ikel N ikel rafinerisi P ulm oner karsinom a L enfom a, lösem i D erm al karsinom a H epatik anjiyosarkom a Pulm oner karsinom a Pulm oner karsinom a G astrointestinal karsinom a Pulm oner karsinom a N azolarenks karsinom ası G astrik ve renal karsinom a Sarkom a?

25 DEMİR Vücudumuzda toplam g arasında bulunur. Kanda O 2 i taşıyan hemoglobinin yapıtaşıdır.kan tepkimelerini düzenler. Bir çok enzimin yapıtaşıdır,beyin için de gereklidir. Hem ferro hem de ferri demir nötral ph larda çözünmediği için Fe +3 ün vücutta çözünebilir kalmasına izin veren komplekslerin oluşumu söz konusudur.

26 Demir alımı ilk iki yaşta ve ergenlik döneminde kritiktir.hamilelerde ve emzirenlerde Fe ihtiyacı artar. Eksikliğinde vücut direnci azalır,halsizlik görülür,alyuvarlar azalır,anemi görülür. Erişkinlerin günde mg,emzikliler ve hamilelerin mg Fe e ihtiyacı vardır.

27 ÇİNKO Canlıların büyüme ve gelişmesi için gereklidir.fe den sonra insan vücudunda en fazla bulunan eser elementtir. Enzimatik ve hormonal işlemlerde aktifleyici ve katalizör role sahiptir. İnsülin hormonunun bileşiminde bulunarak büyümeyi etkiler,yara iyileşmesinde,amino asit döngüsünde,savunma sistemlerinde gereklidir.

28 Vücutta en çok karaciğer,pankreas ve böbreklerde bulunur. Büyük bir kısmı dışkıyla atılırken,idrarla atımı daha azdır. Deniz ürünleri,balıklar,sakatat,süt ürünleri,bakliyatlar,tahıllar,kepek,fındık,fıstık iyi birer Zn kaynağıdır. Hayvansal kaynaklı Zn alımı bitkisel kaynaklı alımlardan daha iyi değerlendiriliyor.

29 Erişkinlerin günde 15 mg,hamilelerin 20 mg Zn a ihtiyacı vardır. Eksikliğindeki tipik belirtiler;kaşınmalar,cilt bozuklukları ve lekeli tırnaklardır.çocuklarda büyüme ve gelişme bozuklukları,durgunluk ve neşesizlik görülür.ileri derece eksikliğinde ise saç dökülmesi,büyüme gelişme durması gözlenir.kronik zehirleyici etkisine rastlanmamıştır.

30 BAKIR Bakır çok yaygın bir maddedir ve doğada doğal olarak bulunur ve doğal olaylar yoluyla ile doğada yayılır. İnsanlar bakırı yaygın bir şekilde kullanırlar. Biyolojik önemi Fe e yakındır.az miktarda Cu bileşikleri halinde enzimlerde bulunur. Bakır birçok çeşit gıdada, içme suyunda ve havada bulunabilir. Bundan dolayı her gün yiyerek, içerek ve soluyarak önemli bir miktar bakırı vücudumuza alırız. Bakırın absorpsiyonu gereklidir, çünkü bakır insan sağlığı için gerekli olan bir iz elementtir.

31 Normal beslenmede Cu eksikliği gözlenmez.et,deniz ürünleri,fındık,kuru üzüm,baklagiller,tahıllar ve özellikle çocuklar için süt ve süt ürünleri zengin Cu kaynaklarıdır. Bakıra mesleki olarak maruz kalma sıklıkla olmaktadır. Bakıra uzun süreli maruz kalma burun, ağız ve göz tahrişine ve baş ağrılarına, karın ağrılarına, baş dönmesine, kusmaya ve ishale neden olmaktadır. Bakırın kasten yüksek miktarda alımı karaciğer ve bakır hasarlarına ve hatta ölüme bile neden olabilir. Bakırın kanserojen olup olmadığı da henüz saptanmamıştır

32 Eksikliğinde kanın yapısı bozulur,anemi görülür,saç ve deride renk kayıpları söz konusudur. Bakır dumanına, tozuna veya sisine endüstriyel olarak maruz kalma metal dumanı ateşi ile burunda mukoza membrandaki atrofik değişikliklerle sonuçlanmaktadır. Kronik bakır zehirlenmesi Wilson Hastalığı ile sonuçlanmaktadır ve karaciğer sirozu, beyin hasarı, demiyelinizasyon, böbrek hastalığı ve korneada bakır bırakma ile karakterize edilmektedir.

33 MANGAN Enzimlerin yapısında bulunur ve enzimleri aktifler.bağ dokusu yapımına,üre oluşumuna,protein ve yağ asitleri sentezine katılır.muhtemel yaşamsal öneme sahiptir. Günlük 2-5 µg Mn ihtiyacı söz konusudur,bu da bitkisel besinlerle rahatlıkla sağlanır.çay yaprağı,kepekli un,tahıl tohumları,ceviz ve kabuklu yemişler yüksek düzeyde Mn içerirler. 70 kg bir insanda yaklaşık 20 mg Mn vardır.karaciğerde,böbrekte,kalp,kas ve pankreasta bulunur.gözyaşındaki Mn derişimi kan serumunun yaklaşık 50 katıdır.

34 Anne sütü Mn yönünden yeterli değildir,yeni doğanlar eksik olan Mn ihtiyacını Karaciğerlerinde depolanmış Mn ile karşılarlar. Mn ın çok kısa bir biyolojik ömrü vardır.mn ve bileşikleri çok az zehirli maddeler arasında yer alır.yüksek düzeyde Mn zehir etkisi yapar.örneğin KMnO 4 ın derişik çözeltileri intihar amaçlı kullanılmıştır.mn buharları ve MnO 2 uzun süre solunursa solunum yolu enfeksiyonlarına ve akciğer iltihabına yol açar.geçici sinir bozukluğu yapabilir.

35 Mn madenlerinde,çelik endüstrisinde çalışanlarda Manganismus denilen rahatsızlık kendini yorgunluk,kaslarda zayıflama,ile gösterir. Manganez etkileri başlıca solunum sisteminde ve beyinde gözlenir. Manganez zehirlenmesinin belirtileri halüsinasyonlar, unutkanlık ve sinir hasarlarıdır. Manganez ayrıca Parkinson, akciğer ambolisi ve bronşite neden olabilir.

36 Manganez insan sağlığı için gerekli bir element olduğundan, manganez yokluğu da sağlık sorunlarına neden olabilir. Bu etkiler aşağıdadır: -Şişmanlık - Glikoz intoleransı - Kan pıhtılaşması - Deri problemleri - Düşük kolesterol sevileri -İskelet bozukları - Doğum hataları - Saç renginde değişiklikler - Nörolojik semptomlar

37 Özellikle tekstil ve kağıt üreten sanayi sularında Mn istenmez.leke bırakır. Mn ın kanserojen olduğuna dair bir delil yoktur.tersine birkaç çalışma Mn ın antikanserojen olduğunu göstermiştir.

38 KOBALT Co,B 12 vitamininin yapıtaşıdır.kırmızı vitamin olarak da bilinen B 12 vitamini çok önemli biyolojik katalizördür,kan sistemini kuvvetlendirir,dolayısıyla eksikliğinde anemi riski artar. Günlük Co ihtiyacı yaklaşık 5 µg kadardır.normal beslenmede eksikliği görülmez.ancak özellikle hayvansal gıdalardan alınması önemlidir,bu yüzden vejeteryanlarda Co eksikliği problemdir.

39

40 Co tuzları siyanür zehirlenmelerine karşı kullanılabilir. Co zehirlenmelerine Co tuzlarını soluyan ve cildi sürekli Co tuzlarıyla temasta olanlarda rastlanmıştır. Karaciğer,diğer sakatatlar,et,balık ve peynir başlıca B 12 vitamini kaynaklarıdır.

41 KROM İnsülin hormonu için gereklidir. Karbonhidrat çevriminde rol oynar. Günlük ihtiyaç µg kadardır.eksikliği çok ender söz konusudur.et,peynir,bira,karaciğer,böbrek, mantar ve baharatlar Cr açısından zengindir. Zehirlilik açısından Cr +6,Cr +3 den 100 kat daha toksiktir.

42 Endüstride; -Kromla kaplama (Korozyona karşı şı) -Boya endüstrisinde -Deri ve tekstil endüstrisinde vb. kullanılır.

43 Krom, doğada Cr 2 - Cr 6 oksidasyon basamaklarında bulunur. Ancak Cr 3 ve Cr 6 formları biyolojik olarak önemlidirler. En toksik olanı hekzavalan (Kromat) formudur. Hekzavalan formu akciğerler gibi çeşitli doku tiplerinin hücre h membranlarından ndan kolayca geçebilir ebilir ve hücre h içinde i inde Cr 3 e indirgenir.

44 Maruziyet başlıca deri ile temas sonucu ve krom içeren i toz ve buharların n inhalasyonu ile olmaktadır. Endüstride kroma dermal maruziyet kontakt dermatite neden olur. Hekzavalan krom deri ve burun mukoz membranlarına na şiddetli korroziftir (Krom( ülserleri ve burun delinmesi). Krom tozları farenjit ve bronşit ite e de neden olur. Hekzavalan kromun akciğer kanserleri ile ilişkisi olduğu u gösterilmig sterilmiştir. tir. IARC ın n insan karsinojenleri (Grup 1)grubundadır. r.

45 KALAY Erişkin bir insanda mg kadar bulunur.mide suyu üretiminde,gastrin hormonunu aktiflediği ve protein sentezinde etkilidir.akciğer ve kemikte birikir,kısmen de karaciğer ve beyne geçer. Normal beslenmeyle eksikliği görülmez,hatta kalaylı konserve kaplardan fazla miktarda kalay alındığı bilinmektedir.

46 Organik kalay bağları insanlar için en tehlikeli olan kalay formlarıdır. Kalay bileşikleri tarım alanında; tarım ilaçları gibi, plastik endüstrisi, boya endüstrisi gibi çok sayıda endüstride kullanılır. Organik kalay maddelerinin kullanıldığı alanların sayısı her gün artmaktadır. Organik kalay maddelerinin etkileri çeşitlilik gösterebilir. Bulunduğu maddenin çeşidine ve etki altında kalan organizmaya bağlıdır. Trietilkalay insanlar için en tehlikeli organik kalay maddesidir. İnsanlar kalay bağlarını gıdalarla, solunumla ve deri yoluyla alabilirler.

47 Kalay bileşiklerinin alınması ; uzun dönem etkileri kadar, akut etkilere de sebep olabilir. Akut etkileri : -Göz ve cilt tahrişleri -Baş ağrısı -Karın ağrısı -Bulantı ve baş dönmesi -Şiddetli terleme -Nefes darlığı -İdrara çıkma problemleri

48 Uzun dönem etkileri : -Depresyon -Karaciğer hasarları -Bağışıklık sistemlerinin yetersizliği -Kromozomsal zedelenme -Kırmızı kan hücrelerinin eksikliği Fakat gıdalardan kaynaklanan kalay zehirlenmeleri çok nadirdir ve sadece çevresel kirliliklerden sonra meydana gelir

49 FLOR Flor bileşikleri dişin mineral maddesi olan apatit oluşumunda önemlidir.flor bileşikleri diş tartarını önlediği gibi dişin oluşumu ve yenilenmesinde önemlidir.bundan dolayı yaşamsal öneme sahip elementler arasındadır. Sürekli Flor verilerek bebeklerin kemik oluşumu hızlandırılır,kilo almaları ve boylarının uzamaları sağlanır.raşitizm hastalığı önlenir.

50 Aşırı miktarda flor alınması da florosis denilen dişlerin sertleşmesine sebep olur. Bazı kaplıca suları,siyah çay flor kaynakları arasındadır. Florun zehirleyici etkisi daha çok HF ile söz konusudur. SF 6 ve OF 2 gibi anorganik bileşikleriyle bir çok organik bileşiği oldukça toksik,aşındırıcı ve çevre için zararlıdır.

51 İYOT İyot, troid hormonunun yapıtaşıdır. Dışarıdan alınması gereklidir.vücut tarafından üretilemez.iyot eksikliğinde troid bezi büyür(guatr). İyot ayrıca vücut ısısının ayarlanması,kan dolaşımı,solunum,büyüme-gelişme,sinir ve kemik dokunun yapısı ve yenilenmesi,saç ve tırnak gelişimi,a vitamini üretiminde vb birçok göreve sahiptir.

52 Günlük µg alınması gereklidir.iyot alımı için belirleyici etken toprağın iyot içeriğidir.denizler ve deniz ürünleri daha çok iyot içerdiği halde iç sular ve topraklar iyotça fakirdir.deniz ürünleri,balık yenmelidir.iyotlu tuz kullanılmalıdır. Eksikliğinde guatr yanında,halsizlik,kilo artışı,üşüme,zeka geriliği gibi hastalıklar oluşur.fazlalığında da eksikliğinde oluşan hastalıklar karşımıza çıkar.

53 NİKEL Nikel, çevrede çok düşük d k seviyede bulunan bir elementtir. Sertliği i ve korozyona dayanıkl klılığıığı nedeniyle birçok metal alaşı şımının n yapısına girer. Çelik üretimi, elektrolizle kaplama, alkali pil, boya ve elektronik üretimi gibi daha pek çok alanda kullanılır. Nikelin ağıa ğız z yoluyla alınmas nması,, kontamine olmuş besinler aracılığı ığı ile olur. Bir adet sigara 1-31 µg g Ni içerir. i

54 Nikele başlıca maruziyet, toz ve buharlarının n solunması ile olur. Nikele maruziyetin oluşturabilece turabileceği başlıca sağlık k riski solunum sistemi kanserleridir. Burun ve akciğer kanserleri en sık s k rastlanılanlard lanlardır. r.

55 30 ppm nikel karbonil e e 30 dak maruziyet fatal olabilmektedir. Başlang langıç semptomları; ; başağrısı,, yorgunluk, halsizlik, bulantı ve kusmadır saat içersinde, soluma zorluğu, u, göğüs g s ağrısıa oluşur. ur. Solunumun bozulmasını pnömoni izler. Nikele maruziyetin bir diğer önemli etkisi de alerjidir. Astım, ürtiker, eritem, kontakt dermatit oluşturabilir.

56 Zehirleyici ama Gerekli Elementler (As, Pb, Cd) Bu 3 elementte çevre kirliliğiyle insan vücuduna geçer.zehirli etkileri herkesçe bilinir.insan vücudunda doğal olarak çok düşük düzeylerde bulunur.yaşamsal öneme sahiptir.yiyeceklerde ve içme sularında çok az da olsa bulunurlar.çevre kirlenmesiyle,yiyecek kapları ve ambalajlarıyla tolore edilebilir değerlerin üzerine çıkması istenmez.

57 ARSENİK Metalloid özellik gösteren g ve yer kabuğunda unda en bol bulunan elementlerden biridir. Volkanik aktivitesi olan ve jeotermal bölgelerde b bulunur (As 2 S 3 ve FeAsS gibi). Arsenik, bulunabilen en toksik elementlerden bir tanesidir.

58 As neredeyse zehir kelimesiyle özdeşleşmiştir.asıl l bilinen zehir As 2 O 3 tir. İnsanlar arseniğe e gıdalar, g su ve hava yolu ile maruz kalabilirler. Ayrıca, arsenik içeren i toprak veya su ile deri teması yolu ile de maruz kalınabilir nabilir.

59 Anorganik formları: -Arsenik trioksit (Rodentisit) -Sodyum arsenit (İnsektisit)( -Bakır r aseto arsenit (İnsektisit)( -Arsenik triklorür r (İnsektisit)( -Arsenik pentoksit -Arsenik asit -Kurşun un arsenat (İnsektisit)( -Potasyum asit arsenat (Deri ve kağı ğıt endüstrisinde)

60 Organik formları: -Monometilarsonat -Dimetilarsinat (Herbisit) -Arsenobetain -Difenilklor arsin (Kimyasal savaş gazı) -Betaklorvinilklor arsin (Lewisit) (Kimyasal savaş gazı)

61 Çeşitli arsenik bileşikleri ikleri seramik, cam, pestisit, boya, cila, emaye, vernik ve lastik endüstrisinde kullanılırlar. Dünyada D yılda y ton arseniğin in işlendii lendiği, i, USA de bu metale yaklaşı şık k işçinin i inin mesleksel olarak maruz kaldığı tahmin edilmektedir.

62 Arseniğin in toksik etkisi, kimyasal şekline olduğu u kadar maruziyet şekli ve süresine s de bağlıdır. İnsektisit olarak arsenik triklorüre re maruziyet temas yerinde yanma ile ve olası bir bronkopnömoni gelişimi imi ile karakterizedir.

63 Arsin (AsH 3 ) renksiz ve hafif sarımsak kokulu bir gazdır r ve başlıca yarı iletken endüstrisinde kullanılır. Bu gazın n toksisitesi hemolize neden olarak şiddetli anemi ve sarılık k olarak ortaya çıkar. 250 ppm arsinin kısa bir süre s solunması veya ppm arsinin 30 dakika gibi daha uzun bir süre s solunması fatal olabilir.

64 Akut maruziyette,, ateş,, kusma, ekstremitelerde kramplar, anoreksi, melanozis oluşabilir. Kardiak aritmiler, konvülziyonlar ve paraliz gibi semptomlar ve ölüm m oluşabilir. Zehirlenen kişi hayatta kalırsa maruziyetten 1 veya 2 hafta sonra periferal nöropati ve kan tablosu değişimi (Kemik iliğini baskılanmasıyla anemi, lökopeni, granülositopeni) gibi diğer semptomlar da gelişir. Bu etkiler reversibldir. Arsenik trioksit için letal doz mg dır.

65 Kronik maruziyette arsenik bileşiklerinin iklerinin diagnozu zordur. Öncelikli hedef organları sinir sistemi ve deridir. Yıllar içinde i inde motor ve duyu nöronlarn ronlarında nda periferal nöropatiler n (Demiyelinizasyon) gelişebilir.derideki ebilir.derideki etkiler avuç içleri ve ayak tabanında nda dermatit, hiperpigmentasyon ve keratoz gelişimi imi ile karakterizedir.

66 Karaciğer hasarı,, arseniğin in kronik maruziyetinin bir diğer belirtisi olabilir. Sarılıkla başlar ve siroz şeklinde gelişir. ir. Periferal vasküler hastalıklar da gelişebilir ebilir (Taiwan ve Şili de içme i suyu ile arseniğe maruz kalan kişilerde ilerde görülen g gangren şeklinde vasküler etkiler)

67 Karsinojenik potansiyeli: Kronik arsenik maruziyeti ile çeşitli deri kanserleri (Bazal hücre h karsinoması, skuamoz hücre h karsinoması) ) oluşabilir. Ayrıca mesleksel olarak inhalasyonla arseniğe e maruziyet akciğer kanserine neden olabilir.iarc tarafından insan karsinojeni olarak tanımlanm mlanmıştır r (Grup1).

68 Tedavi: Akut zehirlenme tedavisi semptomatiktir. Sıvı hacmi replasmanı ve kan basınc ncının desteklenmesi dikkat edilmesi gereken noktalardır. Dimerkaprol (3 mg/kg IM her 4 saatte) semptomlar giderilene kadar verilir Bunu takiben oral penisillamin tedavisi yapılır. Kronik zehirlenmede yine dimerkaprol ve/veya penisillamin tedavisi uygulanır.

69 Zehirlenmenin tanımlanmas mlanması ve biyolojik indikatörleri: Arseniğe e maruziyetin biyolojik indikatörleri idrar, kan ve saç arsenik konsantrasyonlarıdır. r. İdrardaki arsenik, kandan daha iyi bir biyolojik indikatör r olup yakın n zamandaki maruziyeti gösterir. g

70 USA de Kalifornia ve Nevada da yapılan bir araştırmada içme suyundaki arsenik konsantrasyonu 400 µg/l ye ulaştığı zaman idrar konsantrasyonu 75 µg/l, kan konsantrasyonu 14 µg/l ye ulaşmaktadır. Saç ve tırnaktaki arsenik, geçmiş maruziyet için iyi bir indikatördür.

71 Arsenik Maruziyetinin Biyolojik İndikatörleri Normal Aşırı Maruziyet İdrar µg/l 5-50 > 100 Kan µg/l Saç µg/kg <1 Kaynak: Casarett & Doull s Toxicology The Basic Science of Poisones, Curtis Klaassen Publisher: Mc Graw Hill 2001, 6 th Edition

72 KURŞUN UN Gerek doğal olarak ve gerekse endüstride sık k kullanımına na bağlı olarak çevrede sık s rastlanılan bir metaldir. İnorganik tuzları: Kurşun arsenat, kurşun arsenit, kurşun kromat, kurşun fluoroborat, kurşun nitrat, kurşun tiyosiyanat Organik tuzları: Tetrametil kurşun, un, tetraetil kurşun un

73 -Kurşunlu unlu boyalar ( Kurşun un bazlı duvar boyaları,, oto boyaları) -İçme suları ( Kurşunlu unlu borular, kurşun un içeren endüstriyel emisyonlarla suların kirlenmesi) -Kurşun un içeren i besinler (Kurşun un içeren i toprakta yetişen en bitkiler, seramik kaplar, teneke kutular)

74 Kurşunun unun başlıca absorpsiyon yolu gastrointestinal ve solunum sistemidir. Gastrointestinal absorpsiyon Çocuklarda %40 Yetişkinlerde %10 Organizmaya absorbe olduktan sonra dozun %99 u u hemoglobine bağlan lanır.

75 Önce yumuşak dokularda dağı ğılır. Atılım m hızıh çok yavaştır. Maruziyetin devamı halinde kemiklerde depolanmaya başlar. İleri yaşlarda (50-60 yaş) ) vücut v kurşununun ununun %90 ı kemiklerde toplanır.

76 Akut kurşun zehirlenmesi nadir görülür.ya kurşun bileşiklerinin oral yolla alınması ya da kurşun buharlarının inhalasyonu ile meydana gelir.ağızda metalik tat, mide bulantısı, karın ağrısı ve kusma meydana gelir. SSS deki akut etkiler parestezi, ağrı ve kaslarda güçsüzlük olarak ortaya çıkar. Böbrek harabiyeti ve oligouri meydana gelir. Kronik kurşun zehirlenmesi (Plumbizm) belirtileri gastrointestinal, nöromüsküler, nörolojik, hematolojik ve renal etkiler olarak ortaya çıkar.

77 Gastrointestinal etkiler: -Anoreksi -Kurşun koliği Nörolojik etkiler: -Çocuklarda IQ skorlarında azalma -Kurşun ensefalopatisi (Beyinde sıvı toplanması, beyin damarlarında hasar, nöronlarda miyelin kaybı) -Periferal nöropati (Nöronlarda demiyelinizasyon ve aksonal dejenerasyon)

78 Hematolojik etkiler: -Kurşun un anemisi Hem sentezinin inhibisyonu Eritrositlerin yarı ömrünün n azalması Renal etkiler: -Proksimal Tubullerde hasar -İnterstisiyel nefropati -Saturnin gut (Ürik asit kristallerinin eklemlerde birikmesi)

79 Yüksek kan basınc ncı: -Kalsiyum metabolizmasının n etkilenmesiyle damar düz d z kaslarının n kontraksiyonu sonucu -Renal toksisite sonucu Gingivada mavi-siyah çizgi

80 KADMİYUM Kadmiyum içini in modern toksik metal denilir. Kadmiyum doğada başta çinko olmak üzere çeşitli mineral filizlerinde bulunan ve endüstride yoğun kullanımı olan bir metaldir.

81 Endüstride; -Elektrolizle kaplama ve galvanizleme proseslerinde (Antikorrozif) -Boya pigmenti ve plastiklerde -Nikel-kadmiyum kadmiyum pillerinde -Seramik ve cam yapımında vb.

82 Maruziyet başlıca oral ve inhalasyon yolu ile olur. Çeşitli tip et, balık k ve meyveler µg/kg Cd içerebilir. Tahıllarda 150 µg/kg a çıkabilir. Midye, istiridye gibi kabuklu deniz hayvan larında µg/kg a a kadar birikebilir. İnhalasyonla alınan kadmiyumun da %30 u absorbe olabilir. Sigara önemli bir Cd kaynağı ğıdır. Bir adet sigara 1-2 µg g Cd içerir. i

83 Ağız z yoluyla akut zehirlenme nadirdir. İnhalasyonla akut maruziyet pnömoni ve pulmoner ödeme e neden olur. 5 mg/m 3 havanın n 8 saat solunması ölüme neden olur. İnhalasyonla kronik maruziyet kronik bronşit, fibrozis ve amfizem gelişimine imine neden olur. Gerek akut gerekse kronik maruziyetlerde kadmiyum böbrek brek tübüllerindet (metallotionein sentezini arttırır r ve Cd-MT kompleksi halinde) birikir.

84 µg/g Cd böbrek b brek yükü, y, böbrek b brek tübülleri hücrelerinde h hasara neden olur. Kadmiyum, kalsiyum fosfat ve Vitamin D metabolizmasını bozarak kemikler üzerine de etkili olabilmektedir. Maruz kişilerde ilerde osteoporoz veya osteomalasia gelişir. ir. Örnek: 1946 da Japonya da itai- itai hastalığı adı verilen epidermik bir olay

85 Karsinojenik etkisi: Epidemiyolojik çalışmalar kadmiyum oksit toz ve buharlarına maruz kalan işçilerde i ilerde solunum yolu kanserlerini arttırd rdığını göstermektedir. IARC ın n sınıflamass flamasında Grup 1 de 1 (İnsanda( karsinojenik etkililer) bulunmaktadır. Tedavisi: Klinik kullanım m için i in onaylanmış bir şelasyon tedavisi yoktur. Deneysel olarak DMSA ve CaNa 2 EDTA iyi sonuçlar vermektedirler. BAL nefrotoksisiteyi arttırır. r.

86 CIVA Cıva normal sıcakls caklıkta kta sıvıs olan tek metaldir. Oda ısısında kolayca buharlaşabilir. abilir. Cıva yer kabuğunda unda bulunan temel elementlerden biridir. Doğal dağı ğılımla sürekli serbest hale geçti tiği i için i in insan dahil tüm m canlılarda larda iz halinde bulunur.

87 Maden yataklarından Volkanik aktivitelerden Fosil kaynaklı katı ve sıvıs yakıtlar tların yakılmas lmasıyla yılda ton cıvanc vanın çevreye yayıld ldığı tahmin edilmektedir.

88 Metalik cıva, c anorganik ve organik cıva c bileşikleri ikleri en az 80 endüstri yerinde 300 den fazla değişik ik şekilde kullanılmaktad lmaktadır: -Kloralkali ve kağı ğıt t endüstrisi -Elektrik cihazları -Boyalar -Fungusit -Amalgam yapımı -Tıpta antiseptik, diüretikve antisifilitik vb.

89 Cıvanın n toksik etkisi kimyasal bileşimine imine göre g değişir. ir. Genel olarak cıva c başlıca sinir sistemini ve böbrekleri brekleri etkiler. Metalik cıva c buharlarına akut maruziyet fatal olabilen korrozif bronşit ve pnömoniye neden olabilir. İyileşmeden sonra uzun süreli s etkiler gelişebilir. ebilir. Santral sinir sistemi etkilenerek tremor, aşıa şırı sinirlilik ve duyarlık k hali, unutkanlık gibi davranış bozuklukları gözlenen klinik belirtilerdir.

90 Kronik maruziyet sıklıkla kla merkürializm rializm olarak tanımlan mlanır. Tremor, tiroid büyümesi, b taşikardi, düzensiz d nabız, gingivitis gelişir. ir. Motor hareketlerin koordinasyon bozukluğu, u, davranış bozukluğu, u, sinirlilik hali, hafıza kaybı,, depresyon ve delirium merkezi sinir sisteminin etkilenmesi ile gelişen en nöropsikiatrik etkilerdir.

91 Cıva tuzları 1 gr gibi küçük üçük k dozlarda dahi fatal olabilen toksik ve korrozif maddelerdir. Bu tuzların n ağıa ğız z yoluyla alımı,, abdominal kramplara, kanlı diyare, gastrointestinal kanalda ülserasyon ve nekroza neden olur. Şok, dolaşı şım m kollapsı ve ölümle sonuçlanabilir. Eğer iyileşme olmuşsa proksimal tubullerde hasar nedeniyle renal hasar oluşabilir. Cıva tuzlarına kronik maruziyet otoimmün hastalıklara da (Glomerüler ler nefrit) neden olabilir.

92 Organik cıva c (Metil cıva) c cıvanın n en toksik formudur. Özellikle beyinin serebral korteksini ve serebellumunu etkiler. AğıA ğız, dudak ve ekstremitelerde uyuşukluk, ukluk, ataksiler, yorgunluk hali, konsantrasyon bozukluğu, u, işitme i itme ve görme g kayıplar pları, tremorlar gelişir. ir.

93 Çevrede cıvanc vanın n metilasyonu ve biyokonsantrasyonu: Anorganik cıva c bileşikleri ikleri genellikle besin zincirinde birikmez. CıvanC vanın n metilasyonu akarsu ve denizlerde bakteriyel sentezle oluşur ur (Biyometilasyon). Mikroorganizmalardan çevreye verilen metil cıva hızla h diffüzlenerek besin zincirine girer (Biyokonsantrasyon).

94 Örnek yıllary lları arasında Japonya da Minamata körfezinde k cıva c ile kontamine balık k ve istridyeleri yiyen halkta görülen epidemik zehirlenme olayı (Minamata Hastalığı ığı) 421 Akut zehirlenme 47 Ölüm Örnek yıllary llarında Japonya da Niigata bölgesinde b 48 zehirlenme olayı Örnek 3. Irak ta metil cıva c (fungusit) zehirlenmesi

95 ESER AĞIR METAL ANALİZ YÖNTEMLERİ 1)Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi a)faas b)gfaas 2)ICP-AES 3)ICP-MS 4)XRF 5)TXRF 6)NAA 7)Elektroanalitik Yöntemler (Polorografi, Voltametri)

96 ATOMİK SPEKTROSKOPİ Atomik spektroskopi,atomik tanecikler tarafından elektromagnetik ışının absorpsiyonu,emisyonu veya floresansını esas alan yöntemleri kapsar.bir numunede bulunan elementler,atomlaştırma denilen bir işlem ile gaz halinde atomlarına dönüştürülür.

97 Atomik spektroskopi,elektromanyetik spektrumun UV-VIS bölgesini ve X ışınları bölgesi olmak üzere 2 bölgesinde spektrum oluşturur. Enerji geçişleri elektronik enerji düzeyleri arasında gerçekleşir.

98 ATOMİK ABSORPSİYON SPEKTROSKOPİSİ AAS, ışığın gaz halindeki atomlar tarafından absorpsiyonunun ölçülmesi ilkesine dayanır. Bu ilkeye göre madde konsantrasyonu tayini yapmada kullanılan cihazlar atomik absorpsiyon spektrofotometreleridir. Işığı absorplayan atomlar, temel enerji düzeyinden kararsız uyarılmış enerji düzeylerine geçerler ve absorpsiyon miktarı, temel düzeydeki atom sayısına bağlıdır

99 Atomik absorpsiyon spektroskopisi, bir çok metal ve bazı ametallerin analizine uygulanabilen kantitatif bir metottur. AAS de ışın absorpsiyonunda Beer Yasası geçerlidir. Absorpslanan ışın miktarı veya absorbans, derişim ve atomlaştırıcıda aldığı yol ile orantılıdır.

100 Bu nedenle, AAS de uzun ışın yollu (10-11cm) alev başlıkları (yakıcılar= burner ) kullanılır. A = ε *b*c Beer Yasası na göre bir çözeltinin absorbansı o çözeltinin derişimi ve çözelti içinde kat edilen ışın yolu ile doğru orantılıdır.çözeltide aynı dalga boylu ışını absorplayan türler varsa; A Top = ε 1 *b*c 1 + ε 2 *b*c dir.

101 Işın tam monokromatik olmalı, absorpsiyon çözeltisinin her tarafında homojen ve absorplayıcı türler birbirlerinin absorpsiyonunu etkilememelidir. C<0,01M seyreltik çözeltilere uygulanabilir.

102 AAS nin Temel Kısımları Atomik Absorpsiyon Spektrofotometrelerinin en önemli bileşenleri: 1)Işın Kaynağı 2)Atomlaştırıcı 3)Monokromatör 4)Dedektör

103

104

105 AAS Cihazı

106 Işın n Yolu

107 Işın Kaynağı 1)Oyuk Katot Lambası 2)Elektrotsuz Boşalım Lambası Işın kaynağı,genellikle ölçülen elementin katodundan oluşan bir lambadır. Her element farklı lamba gerektirir.

108 Anot ile katot arasına voltluk bir gerilim uygulandığında lamba içindeki asal gaz atomları iyonlaşır. Oluşan iyonlar katoda çarparak yüzeydeki metal atomlarını koparır ve uyarırlar. Uyarılan atomlar temel enerji düzeyine dönerken katot elementine özgü dalga boyundaki ışımayı yayarlar.

109 Alümin minyum (Al) için in Oyuk Katot Lambası

110

111

112 Atomlaştırıcı 1)Alevli Atomlaştırıcılar 2)Elektrotermal Atomlaştırıcılar

113 Alevli Atomlaştırıcılar

114

115 ELEKTROTERMAL ATOMLAŞTIRICILAR

116

117 Monokromatör Atomik absorpsiyon spektrofotometrelerinde monokromatörün görevi, oyuk katot lambasının yaydığı, incelenen elementin rezonans hattını diğer hatlardan ayırmaktır.

118 Dedektör Atomik absorpsiyon spektroskopisinde ışık sinyalinin elektrik sinyaline dönüştürülmesi için, fotoçoğaltıcı tüpler kullanılır. Dedektör, alternatif akım sinyaline cevap verecek şekilde yapılmıştır.

119 Kantitatif analiz,bilinen konsantrasyonlardaki çözelti serilerinin absorbanslarının ölçümü ile gerçekleştirilebilir. Bir kalibrasyon doğrusu ve denklemi oluşturularak,bilinmeyenin (analit) absorbansı ölçülerek konsantrasyonu tayin edilebilir.