FiZİko-kimyasal özelliklerin belirlenmesinde kullanilan yöntemler
Yüklə 5,29 Mb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- Günler Şekil 1: Zaman-ağırlıklandırılmış ortalama örneği
- Tablo 1: Zaman-ağırlıklandırılmış ortalamanın hesaplanması
- C.21. TOPRAK MİKROORGANİZMALARI: AZOT DÖNÜŞÜM TESTİ YÖNTEM
- Azot Dönüşümü
Ek-IV Kimyasal analiz sonuçlarının kaydı için örnEk-Veri kağıdı
(B) Tanımlanan derişimin yüzdesi olarak ölçülen derişimler
Ek-V Bir zaman-ağırlıklandırılmış ortalamanın hesaplanması Zaman-ağırlıklandırılmış ortalama Verilen test maddesi derişimi ortam yenilemeleri arısındaki periyot boyunca azalabilir, ebeveyn Daphnia tarafından maruz kalınan derişim aralığındaki hangi derişimin temsili olarak seçileceğine karar vermek için gereklidir. Seçim istatistiksel olanlar kadar biyolojik sebepler de esas alınarak yapılmalıdır. Örneğin, eğer üreme maruz kalınan pik derişiminden daha çok etkilendiği düşünülüyorsa, o zaman maksimum derişim kullanılmalıdır. Fakat, toksik maddenin birikmiş veya daha uzun süreli etkileri daha önemli olarak dikkate alınmalıdır, o zaman ortalama derişim daha anlamlıdır. Bu durumda, kullanmak için uygun bir ortalama zaman-ağırlıklandırılmış ortalama derişimdir, çünkü bu süre boyunca derişimdeki anlık değişimleri dikkate alır.  Günler Şekil 1: Zaman-ağırlıklandırılmış ortalama örneği Şekil 1, Gün 1, 2 ve 4’ te ortam yenilemeleri ile 7 gün süren bir testi örnek olarak (basitleştiriliş) gösterir.
Zaman-ağırlıklandırılmış ortalama hesaplanır. Bu yüzden zaman-ağırlıklandırılmış ortalama altında kalan alan ile derişim eğrisi altında kalan birbirine eşittir. Yukarıdaki örnek için hesaplama Tablo1’ de gösterilmiştir. Tablo 1: Zaman-ağırlıklandırılmış ortalamanın hesaplanması
Günler yenileme periyodu içindeki gün sayısıdır. Derişim 0 her yenileme periyodu başlangıcında ölçülen derişimdir. Derişim 1 her yenileme periyodu sonundaki ölçülen derişimdir. Ln(Derişim 0) Derişim 0’ın doğal logaritmasıdır. Ln(Derişi 1) Derişim 1’in doğal logaritmasıdır. Alan her yenileme periyodu için üssel eğrinin altında kalan alandır. Şu şekilde hesaplanır: Zaman-ağırlıklandırılmış ortalama (TW Ortalaması) Toplam gün tarafından ayrılmış Toplam alandır. Tabiiki, Daphnia üreme testi için tablo 21 günü kapsayacak şekilde genişletilmelidir. Her yenilenme periyodunun başında ve sonunda gözlemler yapıldığında gerçekte üssel olan bozunma işlemini doğrulamak mümkün değildir. Farklı eğriler, farklı alan hesaplamaları ile sonuçlanacaktır. Fakat, üssel bozunma işlemi makul olan diğer bilgilerin yokluğunda kullanmak için belki de en iyi eğridir. Fakat, yenileme periyodu sonunda herhangi bir maddeyi bulmak için yapılan kimyasal analiz başarısız olursa dikkatli çalışma gereklidir. Maddenin çözelti içinde nasıl hızlı bir şekilde gözden kaybolduğunu hesaplamak mümkün olmadıkça, eğri altındaki gerçekçi alanı elde etmek imkansızdır ve dolayısıyla makul zaman-ağırlıklandırılmış ortalama elde etmek de imkansızdır. C.21. TOPRAK MİKROORGANİZMALARI: AZOT DÖNÜŞÜM TESTİ
Bu test metodu OECD TG 216 (2000) yöntemi ile eşdeğerdir.
Toprak kompleks veya heterojen karışım halinde canlı ve cansız varlıkları barındırır. Verimli topraklardaki organik maddelerin bozunmasında ve dönüşümünde verimliliğe farklı katkılar sağlayan diğer türler gibi mikroorganizmaların da önemli rolü vardır. Biyokimyasal yöntemlerdeki herhangi bir uzun vadeli engelleme besin döngüsünü ve toprak verimliliğini olumsuz etkiler. Bütün verimli topraklarda karbon ve azot dönüşümü olur. Bu dönüşümlerdeki mikrobiyal topluluklar topraktan toprağa farklılık gösterse de dönüşüm basamakları aynıdır. Bu açıklanan test metodu, maddenin, aerobik yüzey topraklarındaki azot dönüşümü üzerindeki uzun vadeli olumsuz etkilerini saptamaya yarar. Aynı zamanda bu test maddelerin, karbon dönüşümü üzerindeki etkisini toprak mikroflorasıvasıtasıyla bulmaya yarar. Nitrat, karbon-azot bağının bozunumuyla oluşur. Bundan dolayı işlemden geçmiş ve kontrol topraklarında eşit hızlarda nitrat oluşumu varsa buradaki ana karbon bozunumu işlemi sağlam ve iş görür durumdadır. Test için seçilen substrat’ın (toz hale getirilmiş kabayonca besini) uygun bir karbon azot oranı vardır (genellikle 12/1 ve 16/1 arasındadır). Bu yüzden test esnasında karbon açlığı azalmıştır ve eğer mikrobiyal topluluklar kimyasallar tarafından zarar gördüyse 100 gün içerisinde düzelebilirler. Bu test yönteminde geliştirilen testler toprağa ulaşan madde miktarını tahmin etmeye yöneliktir. Bölgedeki bitki koruma ürünlerinin uygulama oranının bilindiği durumlar örnek olarak gösterilebilir. Tarımsal kimyasallar için tahmin edilen veya umulan uyguluma oranı ile ilgili iki dozun testi yeterlidir. Tarımsal kimyasallar aktif madde veya formüle edilen ürünler olarak test edilebilir. Ama bu test sadece tarımsal kimyasallarla sınırlı değildir. Toprağa uygulanan test maddesinin miktarını değiştirerek ve verileri değerlendirme yöntemini değiştirerek, testi toprağa ulaşacak madde miktarını bilinmeyen kimyasallar için de kullanabiliriz. Böylece tarımsal kimyasallar dışındaki kimyasalların farklı konsantrasyonlarının azot dönüşümüne olan etkileri belirlenir.. Bu testlerden elde edilen verilerle doz-cevap eğrisi çizilir ve ECx değerleri hesaplanır (x , % etkidir).
Azot Dönüşümü: Azot içeren organik maddelerin nitratlaştırma ve amonyaklaşma işlemi ile mikroorganizmalar tarafından en iyi şekilde bozunarak, son ürün olan anorganik nitrata dönüşmesidir. ECx (Etkin Konsantrasyon): Azotun nitrata dönüşümündeki toprak içindeki yüzde x engellemeye sebep olan test maddesinin topraktaki konsantrasyonudur. EC50 (Ortanca etkin Konsantrasyon): Azotun nitrata dönüşümünün %50 oranında engellenmesine sebep olan topraktaki test maddesi konsantrasyonudur.
Yok.
Elenmiş toprak toz halindeki bitki yiyeceğiile iyileştirilir, ya test maddesiyle işlemden geçirilir ya da hiç bir işleme tabi tutulmaz (kontrol). Eğer tarımsal kimyasallar test ediliyorsa, en az iki test konsantrasyonu gereklidir ve bunlar alandaki umulan en yüksek konsantrasyon oranları olarak seçilir. 0, 7, 14 ve 28 günlük inkübasyon döneminden sonra uygun bir çözücü ile işlemden geçirilen toprak ürünleri ve işleme tabii tutulmayan toprak ürünleri özütlenir, özüt içindeki nitrat miktarı belirlenir. İşlemden geçirilen topraktaki nitrat oranı ile işleme tabi tutulmayan topraktaki (kontrol) nitrat oranı kıyaslanarak yüzde sapma hesaplanır. Bütün testler en az 28 gün sürer. Fakat 28. günün sonunda işlemden geçirilen toprak ile işleme tabii tutulmayan toprak arasındaki fark eşit veya farkı % 25’ten fazlaysa ölçümlere maksimum 100 güne kadar devam edilir. Eğer tarımsal kimyasallar dışındaki kimyasallar test ediliyorsa, test maddesinden farklı konsantrasyonlarda toprak örneğine eklenir, 28 günlük bir inkübasyon döneminden sonra işlemden geçirilen toprak ile işleme tabi tutulmayan topraktan (kontrol) oluşan nitrat miktarları ölçülür. Birden fazla konsantrasyon sonucu veren testlerde bir regresyon modeli analizi yapılır ve ECx değerleri hesaplanır (örneğin EC50, EC25 ve/veya EC10). Bakınız tanımlar.
Tarımsal kimyasalların test sonuçlarının değerlendirilmesi muamele edilmiş toprak örnekleri ve kontrol örneklerindeki nitrat konsantrasyonları arasındaki farkların nispeten az olması (ortalama değer ±25 %) temeline dayanır, bu yüzden kontroldeki büyük değişimler yanlış sonuçlara işaret eder. Bu yüzden kontroldeki işleme tabi tutulmayan (kontrol) toprak örneklerini tekrarları arasındaki fark ±15% den az olmalıdır.
Tepkimeye girmeyen kimyasal malzemelerden yapılmış test kapları kullanılır. Toprakların inkübasyonunda kullanılan prosedür ile uyum içerisinde uygun kapasitede olmalıdır (Bakınız bölüm 1.7.1.2). Test sırasında su kaybını en aza indirmeye ve gaz alış verişini sağlamaya dikkat edilmelidir (örneğin kaplar delikli polietilen folyo ile kaplanabilir). Uçucu maddelerin test edildiği durumlarda, sızdırmaz halde kullanılabilen ve gaz tutucu kaplar kullanılmalıdır. Bu kaplar, hacimlerinin dörtte birini toprak örneğinin dolduracağı boyutta olmalıdırlar. Aşağıdaki standart laboratuvar cihazları kullanılmaktadır :
Yalnız bir toprak kullanılır. Önerilen toprağın özellikleri aşağıda belirtilmiştir:
Çoğu durumda bu özellikleri taşıyan topraklar en kötü durumu temsil eder, çünkü, test kimyasalının absorpsiyonu minimum ve mikrofloralara olan uygunluğu maksimumdur. Sonuç olarak diğer topraklarla test edilmesi genel olarak gereksizdir. Fakat bazı durumlarda örneğin test maddesinin asidik orman toprağında bulunması durumunda veya elektrostatik olarak yüklü kimyasallar için, ek toprak çeşitleri kullanmak gerekli olabilir.
Toprak örneklerinin toplama alanlarının tarihi hakkında detaylı bilgiler mevcut olmalıdır. Bilgilerde kesin olarak toplama yerleri, yerin bitki örtüsü, bitki koruma ürünleriyle muamele edildiği tarihleri, organik ve anorganik gübrelerle muamele edildiği tarihleri ve biyolojik malzemelerin eklenmesi veya kazara meydana gelen kirlenme durumları belirtilir. Toprak toplanması için seçilen alan uzun vadede kullanılabilir olmalı. Sonsuz otlaklar, yıllık tahıl tohumları içeren alanlar (mısır hariç) veya yoğun yeşil ekili gübreli alanlar uygundur. Toplama için seçilen alanın örneklemeden önce en az bir yıldır bitki koruma ürünlerine maruz kalmamış olması gerekir. Aynı zamanda herhangi bir organik gübrenin toplama işleminden önce altı aydır toprağa uygulanmamış olması gerekir. Mineral gübre kullanımı sadece bitkinin gereksinimlerine uyumlu olduğunda kabul edilebilirdir ve gübre uygulamasından en az üç ay geçmeden toprak örnekleri alınmamalıdır. Biyosidal etkileri (örneğin kalsiyum siyanamid) olan gübrelerin kullanıldığı alanlardan toprak toplanmasından kaçınılmalıdır. Uzun süreli kuraklık (30 günden fazla) dönemlerinin hemen ardından veya toprağın su ile doygun olduğu durumlarında örnekleme yapmaktan kaçınılmalıdır. Sürülmüş topraklardan örnekler 0 ile 20 cm’ lik derinliklerden alınmalıdır. Uzun zamandır sürülmemiş topraklardan (en az bir büyüme sezonu) ise örnekler yerin 20 cm’ den biraz daha fazla derinliğinden alınmalıdır (25 cm’ ye kadar). Toprak örnekleri uygun kaplarda ve toprağın ilk özelliğini belirgin biçimde değiştirilmemesini garanti edecek sıcaklık altında taşınmalıdır.
Alandan taze toplanmış topraklar tercih edilir. Laboratuvarda depolanması kaçınılmazsa 4 ± 2 °C’ de karanlıkta maksimum üç ay depolanabilir. Depolama esnasında aerobik koşullar sağlanmalıdır. Eğer toprak örnekleri en az üç yıl boyunca donmuş olarak bulundukları bir yerden toplanmışsalar -18 °C ile -22 °C arasında 6 ay boyunca depolanabilirler. Depolanan toprakların mikrobiyal biyolojik kütlesi her deneyden önce ölçülür ve biyolojik kütledeki karbon toplam toprak organik karbon içeriğinin %1’i olmalıdır (Bakınız bölüm 1.6.2).
Toprak depolanmışsa (Bakınız bölüm 1.6.3.2) 2 ile 28 gün arasında ön inkübasyon gerekir. inkübasyon esnasında toprağın sıcaklığı ve nem içeriği testte kullanılan nem ve sıcaklık ile benzer olmalıdır (Bakınız bölüm 1.6.4.2 ve 1.7.1.3).
Toprak el ile büyük parçacıklardan (taş, bitki parçaları vb.) temizlenir ve daha sonra fazla kurutma olmaksızın 2 mm’ den daha küçük veya eşit olacak şekilde nemli elekten geçirilir. Toprağın nem oranı, %40 ve % 60’ lık maksimum su tutma kapasitesini geçmeyecek şekilde saf veya iyonu giderilmiş su ile ayarlanmalıdır.
Toprak uygun bir organik substrat ile iyileştirilmelidir. Bu amaç için örneğin toz haline getirilmiş C/N oranı 12/1 ve 16/1 arasında olan bir kabayonca-çimi-yeşil yiyecek (ana bileşen: Medicago sativa) kullanılabilir. Gerekli olan kabayonca-toprak oranı kilogram toprak başına (kuru ağırlık) 5 g kabayoncadır.
Test maddeleri genellikle bir taşıyıcı kullanarak toprağa uygulanır. Bu uygun taşıyıcı su veya ince kuartz toprağı gibi (partikül boyutu: 0,1-0,5 mm) etkisiz (inrt) bir katı olabilir. Su dışındaki sıvı taşıyıcılardan (örneğin, aseton, kloroform gibi organik çözücüler) kaçınılmalıdır çünkü mikroflorayı zedeleyebilirler. Taşıyıcı olarak kum kullanılırsa uygun çözücüde çözünmüş veya süspansiyon haline getirilmiş test maddesi ile kaplanabilir. Böyle durumlardaçözücü toprağa karışmadan buharlaştırılarak uzaklaştırılmalıdır. Test maddesinin toprakta optimum yayılımı için 10g kum/1kg (kuru ağırlık) toprak oranı gereklidir. Kontrol örnekleri yalnız eş değer miktardaki su ve/veya kuartz kumu ile muamele edilir. Uçucu kimyasallar test edildiğinde muamele esnasında madde kaybı mümkün olduğunca engellenmeli ve toprakla homojen bir dağılım elde edildiğinden emin olunması için çaba gösterilmelidir (örneğin test maddesi farklı bölgelerden toprağa enjekte edilmelidir).
Tarımsal kimyasallar test ediliyorsa en az iki tane konsantrasyon kullanılmalıdır. Düşük konsantrasyon elverişli koşullarda toprağa ulaşacak maksimum miktarı simgelerken; yüksek konsantrasyon düşük konsantrasyonun birkaç katı olmalıdır. Toprağa eklenen test maddesinin konsantrasyonu 5 cm’ lik bir derinlik ve 1,5 toprak yoğunluğuna uygun olarak hesaplanır. Toprağa doğrudan uygulanan tarımsal kimyasallar için veya toprağa ulaşan miktarı tahmin edilen kimyasallar için, gerekli test konsantrasyonları Tahmini Çevresel Konsantrasyondur (Predictable Environmental Concentration, PEC) ve bu konsantrasyonunun 5 katıdır. Toprağa bir sezonda çeşitli zamanlarda uygulanması umulan maddeler umulan en yüksek uygulama sayısı ile PEC’ in çarpılmasıyla elde edilmiş konsantrasyonlarda test edilmelidir. Test edilen yüksek konsantrasyon bir kerede uygulanan maksimum uygulama oranının on katını geçmemelidir. Tarımsal kimyasallar dışındaki kimyasallar test ediliyorsa geometrik seriler halinde en az beş konsantrasyon kullanılır. Bu test konsantrasyonları ECx değerlerini bulmaya yönelik aralığı kapsamalıdır.
Tarımsal kimyasallar test ediliyorsa toprak eşit ağırlıktaki üç eşit parçaya ayrılır. iki kısmı ürünü içeren taşıyıcı ile karıştırılırken, diğer kısmı ürün içermeyen taşıyıcı ile karıştırılır (kontrol). Hem işlemeden geçmiş hem de işleme tabi tutulmamış toprak örnekleri için en az üçer tane paralel örneğe ihtiyaç vardır. Tarımsal kimyasallar dışındaki kimyasallar test ediliyorsa toprak altı eşit ağırlıklı parçaya bölünür. Beş parçası test maddesi içeren taşıyıcı ile karıştırılırken altıncı parçası kimyasal içermeyen taşıyıcı ile karıştırılır. Hem işlemeden geçmiş hem de işleme tabi tutulmamış toprak için en az üçer tane paralel örneğe ihtiyaç vardır. İşlenmiş toprak örneklerinde test maddelerinin homojen dağılımına dikkat edilmelidir. Karıştırma esnasında, toprağın sıkıştırılmasından veya yuvarlanmasından kaçınılmalıdır.
Toprak örneklerinin inkübasyonu iki yolla uygulanır: birincisi işlemden geçmiş ve işlemden geçmemiş toprağın yığın halinde örnekleriyle veya işlemden geçmiş ve işlemden geçmemiş her biri eşit boyuta ayrılmış bir toprak örnekleri serisi halinde inkübasyon yapılır. Uçucu örneklerin testindeyse, seri halindeki ayrı ayrı örneklerle yapılmalıdır. Topraklar yığın halinde inkübasyon yapıldığında, işlenmiş ve işlenmemiş toprakların büyük miktarları hazırlanır ve test esnasında analiz etmek için gerektikçe küçük örnekler alınır. Her işlem ve kontrol için ilk başta hazırlanan miktar, küçük miktardaki örneklerin boyutuna, analizlerde kullanılan benzer küçük örneklerin sayısına ve umulan en fazla örnekleme zamanı sayılarına bağlıdır. Yığın halinde inkübasyon yapılan toprak küçük örnekler alınmadan önce tamamen karıştırılmalıdır. Topraklar tek tek seriler halinde inkübasyon yapıldığında, her işlemden geçmiş ve geçmemiş yığın örnek gerektiği kadar küçük örnek gruplarına bölünür ve bunlar gerektiği şekilde kullanılır. Deneylerde iki örnekleme zamanından daha fazlası beklendiğinde, bütün tekrarlar ve örnekleme zamanları için yeterli miktarda küçük örnek hazırlanmalıdır. Test toprağının en az üç eş örneği, aerobik koşullarda inkübasyon yapılmalıdır (Bakınız bölüm 1.7.1.1). Bütün testler esnasında, aerobik olmayan koşulların oluşmasından kaçınmak için yeterli kafa boşluğu olan uygun kaplar kullanılmalıdır. Uçucu maddeler test edilirken, test yanlızca küçük örnekler halindeki seriler ile yürütülmelidir.
Test oda koşullarında 20±2 °C’ de karanlıkta uygulanır. Toprağın nem oranı,test esnasında %40 ve % 60’lık maksimum su tutma kapasitesi aralığını geçmeyecek şekilde %±5 aralığında korunmalıdır. Saf su veya iyonu giderilmiş su gerektiğinde eklenebilir. Testlerin minimum süresi 28 gündür. Eğer tarımsal kimyasallar test ediliyorsa nitrat oluşum oranları işlemden geçen ile kontrol toprak örnekleri arasında karşılaştırılır. Ama 28. günün sonunda işlemden geçirilen toprak ile işleme tabi tutulmayan toprak (kontrol) arasındaki fark %25’ ten fazlaysa ölçümlere fark %25’ den az olana veya eşit olana kadar veya daha kısa da sürebilecek şekilde maksimum 100 güne kadar devam edilir. Tarımsal kimyasallar dışındaki kimyasallar için test 28 gün sonra bitirilir. 28’inci günde işlemden geçirilen toprak ile işleme tabi tutulmayan topraktaki (kontrol) nitrat miktarı belirlenir ve ardından ECx değerleri hesaplanır.
Tarımsal kimyasallar test ediliyorsa 0., 7., 14., ve 28., günlerde toprak örneklerinitrat için analiz edilir. Eğer daha uzun bir test gerekiyorsa 28 günden sonra 14 günlük aralıkla daha sonraki ölçümler yapılmalıdır. Eğer tarımsal kimyasallar dışındaki kimyasallar test ediliyorsa en az 5 test konsantrasyonu kullanılır ve başlangıçta (0. gün) ve maruz kalma periyodunun sonunda (28. gün) toprak örnekleri nitrat için analiz edilir. Gerekli görüldüğü takdirde ara günlerin birisinde (örneğin 7. günde) bir ölçüm daha yapılabilir. 28. günde elde edilen verilerle kimyasal için ECx değeri hesaplanabilir. İstendiği takdirde topraktaki nitratın başlangıçtaki miktarını rapor etmek için 0. günden elde edilen veriler kullanılabilir.
İşlemden geçirilmiş örneklerde ve kontrol örneklerinde oluşan nitrat miktarı her örnekleme zamanına göre saptanır. Toprak örneğinin uygun bir çözücüde (0.1 M KCl) çalkalanmasıyla topraktaki nitrat özütlenir. Eşdeğer gram kuru toprak başına 5 ml KCl çözeltisi oranı gereklidir. Özütlemeyi optimize etmek için toprağı ve özütleme çözeltisini taşıyan kabın yarıdan fazlası dolu olmamalıdır. İçindeki karışım 60 dakika 150 rpm’de çalkalanır. Karışım santrifüjlenir veya süzülür ve sıvı kısım nitrat için analiz edilir. Katı parçacık içermeyen sıvı kısım analiz edilmeden önce 6 aya kadar 20±5 derecede depolanabilir.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||