Halak nehézfémtartalmának elemzése különböző elemanalitikai módszerek alkalmazásával

Dátum
2014-05-19T13:24:55Z
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt

A kémiai környezetterhelés révén a mikroelemek és toxikus nehézfémek felhalmozódása egészségügyi, biológiai és ökológiai jelentőséggel bír. A nehézfém szennyeződések nem bonthatók le természetes folyamatok révén, a civilizációs eredetű nehézfém terhelés állandó növekedése veszélyezteti az élővilágot, a megfelelően kiválasztott tesztélőlényekben a fémfelhalmozódás arányosan változik a terhelés mértékével és idejével. A nehézfém szennyeződések kimutatását célzó vizsgálatok során jól használhatók a halfajok, hiszen jelzik a vízminőség változását, továbbá a nehézfémeket szerveikben felhalmozzák, így azok elemzéséből a nehézfémek szervezetbe való bekerülésének útjára is lehet következtetni. Az alap és alkalmazott tudományok összekapcsolásával, összehangolt interdiszciplináris kutatások keretében a halakban felhalmozódó nehézfémek mérése hozzájárul a vízfolyásokat, víztereket érő szennyeződések következményeinek vizsgálatához, nyomon követéséhez. Indokolt tehát az ökológiai kutatások során alkalmazható nagy érzékenységű elemanalitikai módszerek fejlesztése, melyek révén a biológiai minták elemi összetevőinek szimultán, széles rendszámtartományban végezhető elemzése megvalósítható. Munkám során a környezeti nehézfém terhelés kimutatására alkalmazható módszerfejlesztést tűztem ki célul a vizsgálati módszerek (AAS, ED-XRF, PIXE) alkalmazhatóságának, hatékonyságának, teljesítőképességének összehasonlítása, halminták nehézfémtartalmának elemzése szempontjából. A kutatómunka során vetődött föl a kérdés, hogy egy adott víztér nehézfém szennyezésének időbeli lefolyása rekonstruálható-e a területen élő halak pikkelyeinek utólagos analízisével (a növekvő halpikkelyekbe beépülő nehézfém szennyezők sugár-irányú eloszlásából meghatározható-e a szennyezés időbeli lefolyása). A balin (Aspius aspius L.) pikkely vizsgálatokhoz az ATOMKI-ban alkalmazott -PIXE (Particle Induced X-ray Emission) módszert alkalmaztuk, amely kiválóan alkalmas a pikkelysugár irányú elemeloszlások felvételére. Mivel ezen eloszlások felvétele rendkívül időigényes, előszelekciós méréseket végeztünk röntgen-fluoreszcenciás analízis XRF (X-ray Fluorescence Analysis), valamint kihozott és belső nyalábos PIXE módszerrel. Meghatároztuk az egyes elemekre az alkalmazott módszerekkel elérhető minimális kimutathatósági határokat (MDL), melyek ismeretében le tudtuk vonni a következtetést, hogy melyik elem esetében melyik módszert célszerű előszelekciós mérésekhez alkalmazni. A pikkely elemanalitikai vizsgálata mellett egy makro- és egy mikroelem (kalcium és cink) eloszlás vizsgálatára is sor került PIXE módszerrel. Ezt követően egy többlépcsős kísérletsorozat keretében laboratóriumi körülmények között ezüstkárászokban akkumulálódott rézkoncentráció vizsgálatát végeztem el PIXE és ED-XRF módszerrel. Through chemical environmental load the accumulation of microelements and toxic heavy metals have health, biological and ecological significance. Heavy metal contamination cannot be decomposed via natural processes and the continuous increase of heavy metal load of civilization origin endangers the biosphere. In the selected test living creatures metal accumulation increases proportional to the extent and time of load. Fish species can be used well in the course of the studies aiming to prove heavy metal contamination as fish indicate the change in water quality. Moreover fish accumulate heavy metals therefore analysing them may reveal the way of heavy metals enter the organization. Connecting scientific and applied research in the framework of a well established interdisciplinary project the measurement of heavy metals accumulating in fish contributes to trace and understand the consequences of contamination in rivers and other waters. As a result the development of highly sensible element analysis methods applicable in the simultaneous, wide range analysis of the element composition of biological samples. My primary aim was to develop methods applicable for detecting environmental heavy metal load considering the applicability and efficiency comparison of various methods (AAS, ED-XRF, PIXE) and the heavy metal analysis of fish samples. The question whether the change of heavy metal contamination in time in a given water area could be reconstructed by the subsequent analysis of the squama of fish living in the area (whether the pattern of the contamination in time could be determined from the radius orientated distribution of heavy metal contaminants incorporated into the growing squama) or not was raised in the course of the research. For the bream (Aspius aspius L.) squama investigations the -PIXE (Particle Induced X-ray Emission) method used in the Institute for Nuclear Research was applied which is excellent for identifying squama radius orientated element distribution. Since the measurement of such element distribution is time consuming pre-selection measurements were made using X-ray fluorescence analyses and brought out and inner beam PIXE method. Minimum detection limits (MDL) achievable by the methods applied for each element were determined. Based on the results, the optimal measurement methods were selected for each element. Apart from the element analytical investigation of the squama a macro- and a micro-element (calcium and zinc) distribution analyses were also made using the PIXE method. Following these I measured the copper concentration accumulated in Prussian carp was measured in the framework of a multiple-stage experiment series using the PIXE and ED-XRF methods.

Leírás
Kulcsszavak
nehézfém akkumuláció, heavy metal accumulation, ED-XRF, PIXE, AAS, Carassius gibelio B., Aspius aspius L., halpikkely, fish scale
Forrás