Determination of lead and nickel in air particulate materials

Abstract

ÖZET HAVA PARÇACIKLARI İÇERİSİNDEKİ KURŞUN VE NİKEL TAYİNİ ANWARI, Mohammad Ali Fen ve Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü Yüksek Lisans Tezi Tez Danışmam : Prof.Dr. O. Yavuz ATAMAN Yardımcı Danışman : Doç.Dr.Gürdal TUNÇEL Haziran, 1990, 109 sayfa Atmosferdeki parçacık örnekleri, düşük hacimli bir örnekleyici ve selüloz filitreler (Whatman-4i.) kullanarak, 1989 yaz ve kış aylarında Ankara'da Sıhhiye ve ODTÜ 'deki istasyonlardan toplanmıştır, Karadeniz'de havadaki parçacık örnekleri ise 1988 yılında yine selüloz filitre (Whatman-41) içeren yüksek hacimli örnekleyiciler ile toplanmıştır. Bu örneklerdeki kurşun ve nikel deriş imleri elektrotermal atomlaştırmalı atomik absorpsiyon spektrometri (ETA-AAS) yöntemiyle tayin edilmiştir, örneklerin Pb ve Ni içeriği, ultra-ses dalgalı temizleyici bir aygıtın 15 dakika sürede kullanılmasıyla 0.1 M HN0g çözeltisine alınmıştır. Atomlaştırıcı için sıcaklık programları da dahil olmak üzere tüm analitik parametreler optimize edilmiştir. Hem Pb, hem de Ni için kara ve deniz zenginleşme faktörlerinin yüksek değerlerde olması, bu elementlerin emisyonunun antropojenik kaynaklı olduğuna işaret etmektedir. 850 mba izobarlı geri trajektörler hesaplanmış ve örneklenmiş aeresollar içinkaynakların yerini tahmin etmekte kullanılmıştır. Avrupa trajektörlerinde hem Pb, hem de Ni değerleri yüksek olup bu durum, Avrupanın Pb ve Ni için kuvvetli bir kaynak olduğuna işarettir. Atmosferden Karadeniz'e Pb ve Ni akışları yaklaşık olarak hesaplanmıştır. Pb için, atmosfer akışı nehir giriş akışından daha büyüktür. buna göre, Pb için atmosferden akış, Karadeniz kirliliğinde önemli bir rol oynamaktadır, örnek setlerinde Pb ve Ni için frekans histogramlan ve dağılım eğrileri çizildi. Ankara örneklerindeki Pb ve Ni için frekans dağılımı genellikle log-normal bulundu. Yalnız Sıhhiye-yaz örneklerinde Pb için bimodal sonuçlar bulundu ; bu davranış, Pb için başka bir kaynağın, muhtemelen yol tozunun, varlığım göstermektedir. Pb ve Ni derişimleri için tozun katkısı, Ankara'da yalnız kış örnekleri için bulundu. Tozun Pb değerine katkısı % l'in altında bulundu, ancak bu değer için toz bileşiminin ortalama toprak bileşimine sahip olduğu varsayıldı. Ancak, toz yıllar boyunca Pb bakımından zenginleşmiş olabileceği için bu varsayım doğru olmayabilir. Anahtar kelimeler : Kurşun ve Nikel Tayini. Atomik Absorpsiyon Spektrometri. Elektrotermal Atomlaştırma. Ankara ve Karadeniz Atmosferindeki Parçalar. Kaynaklar ve Dağılım. Anabilim Sayısal Kodu: 405.03.01. vı

ABSTRACT DETERMINATION OF LEAD AND NICKEL IN AIR PARTICULATE MATERIALS ANWARI, Mohammad Ali Faculty of Arts and Science, Department of Chemistry M.Sc. Thesis Supervisor: Prof. Dr. O.Yavuz ATAMAN Co-supervisor: Assoc. Prof.Dr. Gtirdal TUNCEL June, 1990, 109 Pages Atmospheric particulate samples were collected from two stations in Ankara, namely Sıhhiye and METU stations using low-volume sampler and cellulose filter (Whatman-41) during Summer and Winter 1989. While high-volume sampler and cellulose filter were used to collect air particulate materials over Black Sea during 1988. Lead and nickel concentrations in these samples were determined by electrothermal atomization atomic absorption spectrometry (ETA-AAS). Pb and Ni containing particles were leached from the sample filter in 0.1M HNO^ after 15 min treatment in ultrasonic cleaner. All the analytical parameters, including the temperature programme for the atomizer have been optimized. High values for crustal and marine enrichment factors for both Pb and Ni suggest the emission of these elements from anthropogenic sources. 850 mba isobar ic back trajectories were calculated and used to estimate the source locations of sampled aerosols. Both Pb and Ni values are high in trajectory groups from Europe, this indicate that Europe is a strong source for Pb and Ni in the Black Sea atmosphere. Fluxes of Pb and Ni from atmosphere to the Black Sea were estimated. For Pb, atmospheric input value is iiihigher than riverain input fluxes. Therefore atmospheric flux of Pb plays an important role in the pollution of Black Sea. Frquency histograms and distribution curves were drawn for Pb and Ni in each sample set. The frequency distribution for Pb and Ni in Ankara samples are mostly log-normal. Only Pb in Sıhhiye, Summer sample is bimodal, this behavior indicate another source of Pb which is probably road dust. Dust contribution on Pb and Ni concentrations were estimated for Ankara, Winter samples. Contribution of dust on Pb is less than 1%, but this is after assuming that dust has average crustal composition. This is probably not correct because it may be enriched in Pb over years. Keywords : Lead and Nickel Determination, Atomic Absorption Spectrometry, Elctrothermal Atomization, Ankara and Black Sea Aerosols, Sources and Distributions. Scientific Code: 405.03.01. iv