ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜtraglor.cu.edu.tr/objects/objectFile/fffegzFa-1692013-22.pdf · 2018-04-12 · Çukurova Ünİversİtesİ fen bİlİmlerİ

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

Pınar YARDIM

TOPRAK ve BİTKİ ÖRNEKLERİNDE TOPLAM AZOT BELİRLENMESİNDE KJELDAHL ve MİKRODALGA YAŞ YAKMA YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

TOPRAK ANABİLİM DALI

ADANA, 2009


Pınar YARDIM

YÜKSEK LİSANS TEZİ

TOPRAK ANABİLİM DALI

Bu Tez ..18../..08..../.2009... Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oy

Birliği/Oy Çokluğu İle Kabul Edilmiştir.

İmza………………………. İmza…………………… İmza…………………

Prof. Dr. M.Rıfat DERİCİ Prof. Dr. Oktay GENÇER Prof. Dr. Zülküf KAYA

Danışman Üye Üye

Bu Tez Enstitümüz Toprak Anabilim Dalında Hazırlanmıştır.

Kod No:

Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü İmza ve Mühür Bu Çalışma Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir.

Proje No : ZF2007YL43 Not: Bu tezde kullanılan ve başka kaynakta yapılan bildirimlerin, Çizelge, Şekil ve Fotoğrafların

kaynak olarak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı fikir ve sanat eserleri kanunundaki hükümlere tabidir.

TOPRAK ve BİTKİ ÖRNEKLERİNDE TOPLAM AZOT BELİRLENMESİNDE KJELDAHL ve MİKRODALGA YAŞ YAKMA

YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

I

ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ

Pınar YARDIM


TOPRAK ANABİLİM DALI Danışman: Prof. Dr. M. Rıfat DERİCİ Yıl : 2009, Sayfa: 42 Jüri : Prof. Dr. M. Rıfat DERİCİ Prof. Dr. Oktay GENÇER Prof. Dr. Zülküf KAYA

Toprak ve bitki örneklerinin toplam azot içeriği yaygın Kjeldahl yaş yakma, amonyumun (NH4

+) buhar destilasyonu ve titrasyonu yöntemiyle belirlenmektedir. Bu işlemlerle belirlenen amonyum (NH4

+) azotun en indirgenmiş biçimi olup, buna karşılık Kjeldahl yöntemi azotun örneklerde bulunabilecek nitrat (NO3

-) ve nitrit (NO2

-) gibi oksitlenmiş biçimlerini algılayamamaktadır. Ayrıca, Kjeldahl yöntemi uğradığı birçok değişikliklere karşın zaman alıcı ve pahalı bir yöntem olmaya devam etmektedir. Bu çalışmada Kjeldahl yönteminin yukarıda anılan dezavantajlarını içermeyen, daha basit bir mikrodalga yaş yakma yöntemi ve örneklerdeki tüm azotu NO3

-’a yükseltgeyen 6 farklı yaş yakma karışımı önerilmiştir. Örneklerin mikrodalga setinde önerilen yaş yakma karışımları ile yakılmasıyla elde edilen süzüklerin NO3

- içerikleri UV-Viz spektrometrede belirlenmiş ve bu değerlerden toplam N içerikleri hesaplanmıştır. Çalışmada ele alınan toprak ve bitki örneklerinin toplam N içerikleri Kjeldahl yöntemiyle de belirlenmiştir. Her iki yöntemin sonuçları karşılaştırıldığında önerilen yöntem bitki örneklerinin N içeriklerinin Kjeldahl yönteminkinden çok daha düşük, toprak örneklerinde ise 4 kata kadar daha yüksek algılanmasına neden olmuştur. Bunun nedeninin kullanılan yakma karışımlarının bitki örneklerindeki azotun tamamını NO3

-‘a yükseltgeyemediği, ya da azotun önemli bir bölümünün N2 gibi gaz formundaki diğer N bileşiklerine dönüştürdüğü sanılmaktadır. Toprak örneklerinde ise yakma çözeltisinin topraktaki mineral bileşikleri çözündürdüğü bunun da spektrometrik NO3

- ölçümlerini etkilediği düşünülmektedir. Dolayısıyla, önerilen yöntemin ve yaş yakma karışımlarının, daha ayrıntılı çalışmalarla geliştirilmeden, toprak ve bitki örneklerinin toplam N içeriklerini sağlıklı olarak belirleyemediği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler: Azot, Kjeldahl yöntemi, Mikrodalga yaş yakma

TOPRAK ve BİTKİ ÖRNEKLERİNDE TOPLAM AZOT BELİRLENMESİNDE KJELDAHL ve MİKRODALGA YAŞ YAKMA

YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

II

ABSTRACT MSc THESIS

Pınar YARDIM

DEPARTMENT OF SOIL SCIENCE

INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF CUKUROVA

Supervisor: Prof. Dr. M. Rıfat DERİCİ

Year : 2009, Pages: 42 Jury : Prof. Dr. M. Rıfat DERİCİ Prof. Dr. Oktay GENÇER Prof. Dr. Zülküf KAYA

Determination of nitrogen content in soil and plant material is performed by the conventional Kjeldahl wet digestion followed by steam distillation and titration of ammonium (NH4

+). Ammonium (NH4+) determined in this procedure is the most

reduced form of nitrogen but this method cannot detect oxidized forms of nitrogen such as nitrate (NO3

-) and nitrite (NO2-) that might be present in the samples.

Furthermore, the Kjeldahl method, despite its various modifications, is still time consuming and expensive. In order to overcome the disadvantages of the Kjeldahl method, a simpler wet microwave digestion technique with 6 different mixtures of oxidizing chemicals to convert all the nitrogen in the samples to NO3

- were proposed. The NO3

- contents of the digests were determined on a UV-Vis. Spectrometer. The same samples were analyzed by the conventional Kjeldahl method too. Comparison of the results indicate that the conversion of organic-N in plant samples to NO3

- were either incomplete or N was lost in other oxidized forms such as gaseous nitrogen (N2). In soil samples the nitrogen contents determined by the oxidizing method were up to four times those of the Kjeldahl method suggestive of the severe interference of the dissolved mineral materials in the soil digests. Therefore, it has been concluded that the proposed method and the mixtures of wet digestion mixtures could not yet be used for determination of total nitrogen in soil and plant samples.

Key words: Nitrogen, Kjeldahl digestion, Wet microwave digestion

COMPARISON OF KJELDAHL AND MICROWAVE WET DIGESTION METHODS FOR DETERMINATION OF TOTAL

NITROGEN CONTENT IN SOIL AND PLANT SAMPLES

III

TEŞEKKÜR

Bu tez çalışması süresince bilgilerini, tecrübelerini ve yardımlarını

esirgemeyen danışman hocam sayın Prof. Dr. M. Rıfat DERİCİ’ ye sonsuz

saygılarımı ve teşekkürlerimi sunarım.

Tezimin oluşum aşamasında yardımlarını esirgemeyen sayın Doç. Dr. M.

Bülent TORUN, Doç. Dr. Ayfer TORUN, Dr. Özlem ÇAKMAK, Arş. Gör. Ebru

KARNEZ ve Arş. Gör. Halil ERDEM’e sonsuz teşekkürlerimi sunarım.

Tezimin laboratuar çalışmaları sırasında en çok desteğini gördüğüm çalışma

arkadaşlarım Burcu ŞENTÜRK, M. Nuri DÖLEK, Osman ÖZDEMİR ve özellikle

Arş. Gör. O. Barış DERİCİ’ ye sonsuz teşekkürler.

Eğitimim süresince bütün desteklerinden dolayı aileme sonsuz teşekkürler.

IV

İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZ............................................................................................................................. I

ABSTRACT............................................................................................................. II

TEŞEKKÜR............................................................................................................. III

İÇİNDEKİLER………………………………………………………………….... IV

ÇİZELGELER DİZİNİ.......................................................................................... VI

ŞEKİLLER DİZİNİ ............................................................................................... VIII

SİMGELER VE KISALTMALAR……………………………………………. IX

1.GİRİŞ.................................................................................................................... 1

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR.................................................................................. 4

2.1. Toplam Azot Belirlenmesinde Kullanılan Analiz yöntemleri ........................ 4

2.1.1. Toprak için Kullanılan Yöntemler………………………………....... 4

2.1.2. Bitkiler için kullanılan yöntemler…………………………………..... 7

2.1.3. Sediment, Atık Su ve Bazı Deniz Ürünleri İçin Kullanılan

Yöntemler…………………………………………………………...

10

3. MATERYAL ve METOD…………………………………………………… 17

3.1 Materyal……………………………………………………………………... 17

3.1.1. Denemede Kullanılacak Standart Örnekler………………………...... 17

3.2. Metod……………………………………………………………………….. 17

3.2.1. Kjeldahl Yöntemi ile Total Azot Analizi…………………………..... 17

3.2.2. Yükseltgeyici Yaş Yakma Yöntemi………………………………... 19

3.2.2.1. Mikrodalga Yakma Setinde Yapılan İşlemler………………...... 19

3.2.2.2 Spektroskopik Nitrat Analizleri……………………………….... 21

3.2.2.3 Standart eklenmesi işlemleri…………………………………...... 22

4. ARAŞTIRMA BULGULARI ve TARTIŞMA……………………………… 23

4.1. Standart Seri Ölçüm Miktarları………………………………………........ 23

4.2. Referans Bitki ve Toprak Örneklerinde Kjeldahl Yaş Yöntemiyle Bulunan

Toplam Azot İçerikleri…………………………………………………….

26

4.3. Referans Bitki ve Toprak Örneklerinde Mikrodalga Yaş Yakma

Yöntemiyle Yakılan ve Spektrofotometrik Yöntemle Bulunan Toplam

V

Azot İçerikleri……………………………………………………………. 26

4.4. Standart İlavesi ile Elde Edilen Sonuçlar………………………………....... 30

4.5. Farklı Yakma Karışımlarının Referans Bitki ve Toprak Örneklerini

Oksitleme Yüzdelerinin Kıyaslanması……………………………………....

33

4.6. Toprak Örneklerinin 220 ve 275 nm Dalga Boyundaki Kontrol Sonuçları... 34

5. SONUÇ ve ÖNERİLER……………………………………………………... 35

KAYNAKLAR…………………………………………………………………. 36

ÖZGEÇMİŞ………………………………………………………………….. 42

VI

ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa Çizelge2.1. Mikrodalga Kjeldahl ve Geleneksel Kjeldahl yöntemiyle yakılan

toprak ve bitki örneklerindeki toplam azot değerlerinin

karşılaştırılması…………………………………………………...

11

Çizelge 2.2. 665 W mikrodalga gücü kullanılarak toplam Kjeldahl azotunun

belirlenmesinde standart yöntem ve mikrodalga yaş yakma

yönteminin karşılaştırılması……………………………………...

12

Çizelge 2.3. Mikrodalga, otoklav ve sıcak su banyosu azot dönüşümlerinin

kıyaslanması……………………………………………………..

14

Çizelge 2.4 Alkali persülfat solüsyonu kullanarak mikrodalgada yaş yakılarak

yapılmış toplam azot ölçümlerinin sertifikasyon değerleriyle

karşılaştırılması ………………………………………………….

16

Çizelge 3.1 Mikrodalga yaş yakma yönteminde bitki ve toprak örneklerine

eklenen oksitleyici karışımlar.........................................................

20

Çizelge 4.1. Oksitleyici Karışımlarla Yaş Yakılan Nitrat Standartlarının

Absorbans değerleri……………………………………………...

23

Çizelge 4.2. Referans Bitki ve Toprak Örneklerinin Kjeldahl Yaş Yakma

Yöntemiyle Bulunan Toplam Azot Değerleri……………………

26

Çizelge 4.3. Domates yaprağının Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga

(CMd) yaş yakma yöntemleri ile bulunan toplam N

konsantrasyonları ve bunların CMd,/ CKj oranları…………….....

27

Çizelge 4.4. Şeftali yaprağının Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga (CMd)

yaş yakma yöntemleri ile bulunan toplam N konsantrasyonları ve

bunların CMd,/ CKj oranları ……………………………………..

27

Çizelge 4.5. Buğday ununun Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga (CMd)

yaş yakma yöntemleri ile bulunan toplam N konsantrasyonları ve

bunların CMd,/ CKj oranları……………………………………...

27

Çizelge 4.6. Montano toprağının Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga


konsantrasyonları ve bunların CMd,/ CKj oranları……………...

28

VII

Çizelge 4.7. Saint Jearman toprağının Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga


konsantrasyonları ve bunların CMd,/ CKj oranları……………….

28

Çizelge 4.8. Domates yaprağında standart eklenmesi ile elde edilen

konsantrasyon (Ck) ve hesaplanan konsantrasyonlarının (Ch) ve

Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması………………………............

31

Çizelge 4.9. Şeftali yaprağında standart eklenmesi ile elde edilen


Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması………………………...........

31

Çizelg 4.10. Buğday ununda standart eklenmesi ile elde edilen


Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması………………………...........

31

Çizelge 4.11. Montana toprağında standart eklenmesi ile elde edilen


Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması…………………………….

32

Çizelge 4.12. Montana toprağında standart eklenmesi ile elde edilen

konsantrasyon (Ck) ve hesaplanan konsantrasyonlarının (Ch)

ve Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması………………………...

32

Çizelge 4.13. Bitki örnekleri için yakma karışımlarının kıyaslanması……...... 33

Çizelge 4.14. Toprak örnekleri için yakma karışımlarının kıyaslanması…….... 33

Çizelge 4.15. Toprak örneklerinin 220 nm dalga boyundaki absorbans ölçüm

ve 275 nm dalga boyunda kontrol absorbansları…………………

34

VIII

ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa Şekil 4.1. 1 ml H2SO4 +2 ml H2O2 + 4 ml H2O ile yakılmış nitrat standartlarının

absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki………………………………

24

Şekil 4.2. 1 ml H2SO4 +2 ml H2O2 + 0,5 g K2O8S2 + 4 ml H2O ile yakılmış nitrat

standartlarının absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki………………...

24

Şekil 4.3. 1 ml H2SO4 +2 ml H2O2 + 1 g K2O8S2 + 4 ml H2O ile yakılmış nitrat

standartlarının absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki………………..

24

Şekil 4.4. 2ml H2SO4 +5 ml H2O2 ile yakılmış nitrat standartlarının absorbans ve

konsantrasyon arasındaki ilişki………………………………………………

25

Şekil 4.5. 2 ml H2SO4 + 5 ml H2O2 + 0,5 g K2O8S2 ile yakılmış nitrat standartlarının

absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki……………………………….. 25

Şekil 4.6. 2 ml H2SO4 + 5 ml H2O2 + 1 g K2O8S2 ile yakılmış nitrat standartlarının

absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki………………………………..

25

IX

SİMGELER VE KISALTMALAR

N : Azot

S : Kükürt

K : Potasyum

Mg : Magnezyum

Al : Aluminyum

Se : Selenyum

Cu : Bakır

M : Molar

ml : Mili litre

da : Dekar

mg : Miligram

g : Gram

kg : Kilogram

% : Yüzde

UV : Ultraviole 0C : Derece santigrat

pH : Asitlik-Alkalilik Faktörü

TPN : Toplam Persülfat Azotu

ISE : İyon Seçici Elektrot

ISA : İyonik Güç Azaltıcı

TKN : Toplam Kjeldahl Azotu

PON : Partiküler Organik Azot

Ckj : Kjeldahl Toplam Azot İçeriği

Cmd : Mikrodalga Toplam Azot İçeriği

Ck : Standart İlavesi İle Elde Edilen Konsantrasyon

Ch : Hesaplanan Konsantrasyon

1. GİRİŞ Pınar YARDIM

1

1. GİRİŞ

Azotun, kütle numaraları 12 ila 17 arasında olan radyoaktif ve kararlı

izotopları vardır. Azotun radyoaktif olan 12N, 16N ve 17N izotopları çok kısa yarı

ömürleri oldukları için pratikte kullanılmazlar. Sadece 13N izotopu 10.05 dakikalık

yarı ömrü olduğu için çok kısa süreli tarımsal çalışmalarda kullanılabilir. Azotun en

uygun izotopları, 14N ve 15N kararlı izotoplarıdır. Azot, bitkilere mutlak gerekli

elementler içerisinde, oksidasyon sayısı (değerliği) en fazla olan elementtir. Bu

elementin indirgenmiş biçimi olan NH4+ (-3 değerli) ile en yükseltgenmiş biçimi

olan NO3- (+5 değerli) arasında 11 oksidasyon basamağı bulunmaktadır. Oksidasyon

sayısı bakımından azotu izleyen element 8 oksidasyon basamağı (-4 ile +4 arası) ile

karbondur. Oksidasyon sayısının fazla oluşu azotun özellikle biyolojik sistemler

içerisindeki zengin dinamiğinin bir göstergesi sayılabilir.

Atmosferi oluşturan gazların yaklaşık olarak % 78’ ni azot oluşturmaktadır

(Foth ve Ellis 1988). Atmosferde bulunan toplam azotun yaklaşık % 99.634’ ü 14N

atomundan, % 0,366’ sı 15N atomundan meydana gelmektedir. Ancak, atmosferdeki

elementel halde ve gaz formunda (N2) bulunan azotu bitkiler doğrudan protein

sentezinde kullanamaz. Atmosferdeki elementel azotun toprağa kazandırılması bazı

özel mikroorganizmalar tarafından gerçekleştirilir. Yılda 172 milyon ton azot

biyolojik fiksasyonla, atmosferden toprağa bağlanmaktadır (Chatt 1976). Bitkilerin

azot kaynaklarını, atmosfer, azotlu gübreler ve toprak oluşturmaktadır. Toprakta

bitkiler tarafından yararlanılabilir şekildeki azotun asal kaynağı toprak organik

maddesi ve humustur. Topraklardaki toplam azot içerikleri, genellikle % 0,05 ile %

0,2 arasında değişmektedir.

Azot, bitki gelişiminde, yaşamsal öneme sahip bir bitki besin elementidir.

Azot bitkilerde birçok organik bileşiğin yapısında yer alır. Bu organik bileşikler

proteinler, klorofil, ATP, ADP, amino asitler, enzimler ve nükleik asitlerdir. Azot bu

organik bileşiklerin yapısında bulunması bakımından bitki gelişmesi için gerekli olan

hidrojen, karbon ve oksijenden sonra en fazla kullanılan elementtir. Bitki çeşidine,

yaşına ve organlarına bağlı olarak azot içeriği % 0,2- % 6,0 arasında değişir (Johnson

ve Ulrich 1959).


2

Azotun bitki gelişimi üzerine hayati etkileri vardır. Karbonhidrat içeriği, bitki

öz suyu, kök büyümesi ve tepe/kök oranı, dane ve meyve verimi, yatma, hasat

zamanı ve hastalıklara karşı dayanıklılık bitkilerin azot beslenmesi ile yakından ilgili

olduğu için bu element bitkisel üretimde noksanlığı en sık görülen elementlerden

biridir. Bu nedenle, baklagiller dışında kalan bitkilerin, genellikle azot ile

gübrelenmesi gerekmektedir. Bazı kültür bitkilerin azotlu gübre gereksinimleri

şöyledir. Pamukta 15-20 kg N/da, buğdayda 12-20 kg N/da, mısırda 25-30 kg N/da,

soyada 2-4 kg N/da’ dır.

Azot, bitkiler tarafından, nitrat (NO3-) ve amonyum (NH4

+) iyonları şeklinde

alınmaktadır. Bitkiler tarafından amonyum ve nitrat alımı, ortam pH’sı ile yakından

ilgilidir. Nötr ve nötre yakın pH’larda NH4+ alımı yüksek olup, pH asit yöne doğru

değiştikçe azalır. Buna karşın NO3- asit pH’larda daha fazla ve daha hızlı alınır (Rao

ve Rains 1976). Ayrıca, bitkilerde azot alımı üzerine ortam sıcaklığının önemli etki

yaptığı ve düşük sıcaklıklarda NO3- ve NH4

+ alımının azaldığı

saptanmıştır.(Clarkson ve Warner 1979). Bitkilerin bünyesinde NO3-

konsantrasyonu, genellikle, NH4+ konsantrasyonundan yüksektir. Bitkilerin bu iki

azot formu arasındaki tercihleri, bitki tür ve çeşidi, yaşı ve bazı çevre faktörlerine

bağlıdır. Tahıllar, mısır, şeker pancarı ve çeltik her iki formu da kullanırlar. Ayrıca,

bitkiler, çok az miktarlarda da olsa bünyesine doğrudan üre [CO(NH2)2]

alabilmektedirler (Neumann 1982, Ikeda ve ark. 1991).

Bitki dokularındaki azot, bir miktar metabolize edilmemiş (NO3-) dışında,

organik bileşiklere bağlı, indirgenmiş bir biçimdedir. Toprak organik maddesi

kapsamındaki azot da aynı durumdadır. Organik bağlı azotun analizi iki aşamadan

oluşur. Birinci aşamada organik madde asitlerle yüksek sıcaklıkta ( ve kimi

yöntemlerde yüksek basınç altında ) parçalanarak içerdiği azot NH4+ veya NO3

- gibi

mineral azot biçimlerine dönüştürülür. İkinci aşamada da birinci aşamada elde edilen

süzük içerisindeki NO3- veya NH4

+ konsantrasyonu uygun bir yöntemle belirlenir.

Toplam azot analizinin birinci aşamasında tüm azotun NH4+ ‘ a dönüştürüldüğü yaş

yakma yöntemlerinde örnek içerisindeki organik bağlı azotun tamamı bu elementin

indirgenmiş bir formunda (NH4+) çözelti ortamına geçer. Buna karşın azotun yaş


3

yakılarak NO3- ‘a dönüştürüldüğü yöntemlerde ise azotun tamamı “ oksitleyici “

niteliktedir.

Topraklarda azotun bulunuş şekillerine ilişkin bilgilerin yeterli olmaması ve

azot miktarının azlığı, toplam azot belirlemelerinde karmaşa yaratmaktadır

(Bremner, J.M. 1965). Çevre koşulları ve iklimin topraklarda bulunan azotun miktar

ve şekli üzerine, diğer elementlere oranla daha fazla olduğu belirtilmektedir. Gübre

programları hazırlanırken, fazla girdi kullanımını engellemek, çevresel ve ekonomik

zararları en aza indirmek amacıyla mutlaka laboratuvarlarda toprak ve bitki

analizlerin yapılması gerekmektedir.

Kjeldahl yaş yakma yönteminde toplam azotun belirlenmesinde bazı sorunlar

yaşanmaktadır. Özellikle üç aşamadan oluşan (yakma, destilasyon ve titrasyon)

Kjeldahl yaş yakma yöntemi, oldukça fazla zaman almaktadır. Bu da bitki için kritik

dönemlerde, azotun uygulaması gereken durumlarda, uygulamayı geciktirebilmekte

ve bitkinin yeterince azot alabilmesini engellemektedir. Bir diğer problem ise bir

defada yakılacak örnek sayısının kıyaslanacak yöntemden nispeten daha az

olmasıdır. Ayrıca, Kjeldahl destilasyon aleti kapalı sistem olmasına karşılık, yakma

sonrasındaki destilasyon sırasında toplam azot belirlemede amonyak (NH3)

şeklindeki kayıplar engellenememekte, böylece olması gereken değerden daha az

değerler ölçülebilmektedir.

Diğer bir problem ise Kjeldahl yönteminde kullanılan kimyasalların fazlalığı

ve bunun yarattığı ekonomik sıkıntılardır. Bitki ve toprak örneklerini mikrodalgada

yaş ortamda yakıp bütün azot formlarını yükseltgenmiş N olan nitrat (NO3-) formuna

dönüştürüp, elde edilen çözeltideki nitratı belirleyerek yöntemi daha pratik ve

ekonomik hale getirmenin yollarını araştırmak bu çalışmanın amacını

oluşturmaktadır.

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Pınar YARDIM

4

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR

2.1. Toplam Azot Belirlenmesinde Kullanılan Analiz yöntemleri 2.1.1. Toprak için Kullanılan Yöntemler

Bitkisel üretimin hemen hemen tamamı toprakta gerçekleşmektedir. Bu

nedenle toprak bitkilerin azot dahil besin elementlerinin temel kaynağıdır. Çoğu

mineral toprakların toplam azot içerikleri % 0,02 ile % 0,5 arasında değişmekte olup

ortalama miktar % 0,15 kadardır. Toprakta bulunan azot, elementel, inorganik ve

organik azot bileşikleri şeklindedir. Elementel azot (N2), toprak havasında gaz

şeklinde ve toprak suyunda ise çözünmüş halde bulunur. İnorganik azot bileşikleri,

nitroz oksit (N2O), nitrik oksit (NO), azot dioksit (NO2), amonyak (NH3), amonyum

(NH4), nitrit (NO2-) ve nitrattır (NO3

-). Topraklarda organik azot, amino asitler ya da

proteinler, bağımsız amino asitler, amino şekerler ve diger organik N içeren

bileşikler şeklinde bulunurlar. Toprakta proteinler, killer, lignin ve diğer materyal, ile

bileşik oluşturmuş şekilde bulunduğundan parçalanmaya direnç gösterirler.

Mikrobiyel parçalanma sonucu, organik azot bileşikleri, inorganik azot bileşiklerine

ya da elementel azota dönüşür. Mineralizasyon ile bitkilerin yararlanabileceği

formda azotu verebilen en önemli azot fraksiyonlarının amino asitler ve amid azotları

olduğu Başkaya (1987) tarafından bildirilmiştir. Normal koşullar altında, her yıl,

organik azotun % 2-3 kadarı mineralize olur. Toprakta bitkiler tarafından kolay

yararlanılabilir şekilde bulunan NO3- ve NH4

+ miktarı, toplam azotun nadiren % 1-2’

sinin üzerindedir. Ancak fazla miktarda kimyasal gübrelerin kullanıldığı topraklarda

bu miktar artar. Azot formlarının bu kadar fazla ve değişken olması, toplam azot

olmak üzere nitrat, nitrit, değişebilir ve fikse edilmiş amonyum ile organik zot

belirlemelerinin de yapılmasını gerekli kılmaktadır.

Topraklarda toplam azotun belirlenmesinde, Dumas (1831) kuru yakma

yöntemine göre toprak örnekleri, arılaştırılmış karbondioksidin taşıyıcılık-

süpürücülük yaptığı klonlarda, 600 oC’den daha yüksek sıcaklıklarda, CuO ile

yakılmaktadır. Bu yakma işlemi organik karbonu karbondiokside, azotun ise

elementel azota (N2) yükseltgemektedir. Elde edilen N2-CO2 karışımı, konsantre bir


5

baz çözeltisi (KOH) içeren bir nitrometreden geçirilmek suretiyle CO2 absorbe

edilmekte ve N2 gazının hacmi, dolayısıyla, örneğin, toplam N içeriği

belirlenmektedir. Dumas yöntemi uygulanması güç ve zaman alıcı olmasının yanı

sıra, kimi hata kaynakları, analiz değerlerinin organik maddece zengin topraklarda

özellikle Kjeldahl yöntemiyle elde edilenlerden daha yüksek N değerleri

vermektedir. Buna neden olarak yakma (oksidasyon) işlemi sırasında karbon

bileşiklerinin tamamının karbondiokside dönüşmeyip, bir bölümünün metan gibi

hidrokarbonlar oluşturması gösterilmektedir. Bu hidrokarbonlar da baz çözeltisinde

karbonat olarak tutulamadıkları için nitrometrede hataya neden olacak biçimde N2

olarak ölçülmektedirler. Bu yöntemde diğer bir hata kaynağı, kullanılan taşıyıcı

karbondioksit gazının yeterince saf olmayıp bir miktar N2 gazı içermesidir. Bir diğer

hata kaynağı da kuru yakma işlemi sırasında kimi organik bileşiklerin okside

edilemeyen azotlu kömüre dönüşmesidir. Bu son hata da Dumas yönteminin özellikle

heterosiklik bileşikler içeren örneklerde N değerlerinin diğer yöntemlere oranla daha

düşük çıkmasına neden olmaktadır.

Yükseltgen Dumas yöntemine karşı, Kjeldahl yaş yakma yöntemi toprak

örneğinin H2SO4 ile yakılarak organik maddeye bağlı azotun amonyum (NH4+)

formunda açığa çıkarılması ilkesine dayanır (Kjeldahl, 1883) Yakma işleminden

geçirilen örnek daha sonra bazik ortamda su buharı ile yapılan destilasyondan

geçirilip açığa çıkan amonyak (NH3), bir asit çözeltisinde (H2SO4), bir amonyum

tuzu ( (NH4)2SO4 ) olarak tutulmaktadır. Daha sonra tutucu cözeltide kalan

kullanılmamış asit miktarı standart bir baz çözeltisi ile yapılan geri titrasyonla

belirlenmekte, buradan da örneğin N içeriği hesaplanmaktadır. Orjinal Kjeldahl

yönteminde yaş yakmada organik maddenin parçalanması için yalnızca H2SO4

uygulanmış, ancak oksidasyonunun tamamlanabilmesi için ortama K2MnO4

eklenmiştir. Kjeldahl yöntemi çeşitli değişikliklere uğramıştır.

Bremner (1965) tarafından yapılan değişiklikler, H2SO4’in yaş yakma hızını

arttırmak ve organik N’un NH4-N’ a tamamen dönüşümünün, ortam sıcaklığını

yükselterek sağlaması için çeşitli tuzların uygulanmasının ve organik maddenin

oksidasyonunu kolaylaştırması için de katalizör maddelerin karıştırılmasının yararlı

olacağını göstermiştir. Yakma sıcaklığını yükseltmek için K2SO4 ya da Na2SO4 tuzu


6

uygulanmakta ve organik maddenin oksidasyonunu kolaylaştırmak için de katalizör

olarak Se, Hg ve Cu kullanılmaktadır. Bu değişiklikleri çeşitli araştırıcılar tarafından

yapılan diğerleri izlemiş, yöntemin güvenirliliği ve etkinliği giderek arttırılmıştır.

Kjeldahl yöntemiyle elde edilen toplam N içerisinde toprakta bulunan serbest

NH4+ ‘un yanı sıra kil mineralleri tarafından tabakalar arasında fiske edilmiş NH4

+’un

da bulunabileceği ileri sürülmektedir. Yapılan çalışmalar doğal olarak fiske edilmiş

NH4+’un değil, daha çok azotlu gübrelerden fikse edilen NH4

+ ‘un Kjeldahl

yöntemiyle algılandığını göstermektedir (Gw ve Da 1955).

Kimi topraklarda yüksek konsantrasyonlarda bulunabilen NO3- ve NO2

- toplam

N analizlerinde sorun olabilmektedir. Aslında uygulanan yöntem sırasında uygulanan

işlemler, bu N formlarının toprakta bulunan miktarlarını etkilememektedir. Temel

sorun örnekte bulunan NO3- ve NO2

- ‘in ne kadarının yöntem tarafından

algılandığının bilinememesidir. Bu formların toplam azota dahil edilen miktarları

örneklerin nem ve organik madde içeriklerine bağlı olarak değişiklik göstermektedir.

Organik topraklarda algılanma oranının yüksek olduğu görüldüğü için Kjeldahl

yakma işlemi sırasında NO3- kaybını önlemek için örneklere organik madde (glukoz)

eklenmesi önerilmiştir. Kjeldahl asit yaş yakma yöntemi yukarıda anılan sorunu

çözerek önemli düzeylerde NO3- ve NO2

- içeren toprak örneklerine uyarlanmak üzere

1916-1929 yılları arasında üç değişikliğe uğramıştır. Bunlardan birincisinde Kjeldahl

yaş yakma işleminden önce toprak örneğine eklenen konsantre H2SO4 içerisinde

çözünmüş salisilik asitle nitrat tepkimeye sokularak nitro bileşiklerinin oluşması

sağlanmaktadır. Daha sonra, bu bileşikler, sodyum thiyosülfat ya da Zn tozuyla

ısıtılarak amino bileşiklerine dönüştürülmekte ve sonuçta da NH4+ olarak

algılanılması saplanmaktadır. Ancak, yine Kjeldahl yönteminin bu biçiminin toprak

NO3-‘tının ne kadarını amino bileşiklerine dönüştürebildiği kesin olarak

bilinememektedir (%50-%75). Diğer bir sorun da bu işlemin nem içeriğine çok

duyarlı olmasıdır. Kjeldahl yaş yakma yönteminin ikinci değişikliği bazik indirgeme

modifikasyonu olarak bilinmektedir. Bu yöntemde, toprak örnekleri, NO3- ve NO2

-

formlarını NH4+’a dönüştürmek için önce Devarda alaşımı ve baz eklenerek buharla

destile edilmekte ve çıkan NH4+ H2SO4 içerisinde tutulmaktadır. Destilasyon (ve

indirgenme) tamamlanınca tutucu H2SO4 Kjeldahl yaş yakma balonuna aktarılarak


7

normal yakma işlemine devam edilmektedir. Toprak örneklerindeki NO3- ve NO2

-

formlarının algılanıp ölçülebilmelerini sağlamak için bir diğer değişiklik, yaş yakma

işleminden önce örneklerdeki NO2- ‘in potasyum permanganat ve sülfirik asitle NO3

-

formuna yükseltgenmektedir. Sonra da NO3-, indirgenmiş demir ile NH4

+’a

dönüştrülmektedir. Bu yöntemin ıslak topraklar dahil NO3- ve NO2

- formlarının

kantitatif algılamasını sağlayabildiği bildirilmiştir(Olsen,1929 ve Davisson, 1919).

Kjeldahl yönteminin buhar destilasyonu aşaması ile ilgili değişiklikler de

yapılmıştır.Yaş yakma sonucu elde edilen toprak çözeltisinin (digestin) destilasyonu

sonucu açığa çıkan amonyağın (NH3) tutulmasında H2SO4 yerine H3BO3 çözeltisinin

kullanılmaya başlaması geri titrasyon işlemine gereksinimi ortadan kaldırmıştır.

Böylece asidik H3BO3 ortamında tutulabilen NH4+ bu ortam içerisinde aynen bir baz

gibi standart H2SO4 ya da HCl çözeltisi ile doğrudan titre edilebilmektedir. Borik

asitte tutulan NH4+ titrasyonunda yukarıda anılan asitlerin yanı sıra sülfamik asit

(Wagner ve ark. 1952), (NH2SO2OH) ve potasyum biiyodat (McKenzie ve Wallace

1954), da (KH(IO3)2 başarıyla kullanılmıştır. Titrasyon bitiş noktasını belirlemek için

metil oranj, kongo kırmızısı, brom-fenol mavisi ve metil kırmızısı gibi çeşitli

indikatörler uygulanmaktadır. Ancak, değişik araştırıcılar titrasyonda son noktanın

daha açık görülebilmesi için farklı indikatörler önermektedirler. Bunlar arasında

tetrabromfenol mavisi + metil kırmızısı, metilen mavisi + metil kırmızısı ve Brom-

kresol yeşili + metil mavisi karışık indikatörleri bulunmaktadır( Ma ve Zuazaga

1942, Stover ve Sandin 1931, Meeker ve Wagner 1933).

2.1.2 Bitkiler için kullanılan yöntemler Kjeldahl (Bremner 1965) yaş yakma yönteminde esas olarak örneklerdeki azot,

konsantre H2SO4 ile yakılarak amonyuma (NH4) dönüştürülmekte ve alkali bir

ortamda yapılan destilasyon (damıtma) sonunda açıga çıkan amonyağın (NH3)

titrasyonu sonucunda toplam azotun belirlenmesi esasına dayanmaktadır. Ayrıca

yakılan bitki çözeltisindeki amonyum miktarı, destilasyondan başka

spektrofotometrik, spektrometrik (ICP-OES, Inductively coupled plasma-optical

emission spectrometer) ve iyon seçici elektrot (ISE) yöntemleriyle (Horneck ve

Miller, 1998) de belirlenebilmektedir. Kjeldalh yöntemi, makro ve mikro yöntemler


8

olarak uygulanabilir. Esas olarak aynı olan makro ve mikro Kjeldahl yöntemlerinde,

kullanılan cihazlar yalnızca büyüklük bakımından birbirinden farklıdır. Bunun

sonucu olarak analizde kullanılan örnek miktarları ile kimyasal madde miktarları da

farklı olmaktadır. Mikro Kjeldahl yönteminde kullanılan balonların 10, 30 ve 100 ml

kapasiteli olmalarına karşın, makro Kjeldahl yönteminde 800 ml’ye kadar değişik

hacimlerdeki balonlar kullanılmaktadır. (Kacar 1995).

Sülfirik asit ile organik aksamın oksidasyon hızını artırmak amacıyla Se, Hg ve

Cu içeren çeşitli katalizörler kullanılmaktadır. Katalizör olarak Hg’ nın yerine

kullanılabilecek bileşikler üzerinde yapılan çalışmalar, titanyum oksitin (TiO2)

önemli bir katalizör olduğunu göstermiştir. Kane (1987)’ye göre CuSO4 ile birlikte

Ti kullanımı, hayvan yemlerinde yakma süresini 40 dakikaya indirmiştir. Bu

katalizör 1:60 CuSO4/ TiO2 şeklinde kullanılmaktadır. Organik aksamın oksidasyon

hızını arttırmak amacıyla Cotton (1945) ve Miller ve Miller (1948) az miktarda

konsantre hidrojen peroksitin (H2O2) kullanılmasının yararlı olacağını

belirtmişlerdir.

Wolf (1982), Hu ve Barker (1999)’ in geliştirmiş olduğu H2SO4 ve H2O2 ile

yaş yakma sonucu elde edilen süzükte toplam azot belirlemesi yapılmaktadır.

Yöntemde belirli miktarda tartılan bitki örnekleri, konsantre H2SO4 ile ıslanması

sağlandıktan sonra 30 dakika bekletilir ve üzerine % 30’luk H2O2 ilave edilir. Yakma

ünitesinde 350 oC sıcaklıkta 30 dakika süreyle yakılır. Yanan örneklerin rengi

berraklaşıncaya kadar H2O2 ilavesine devam edilir ve son hacim 50 ml’ye

tamamlanır ve silisyumun çökmesi için en az 5-6 saat beklenir veya santrifüj edilerek

silisyum çözeltiden ayrılır. Açıklanan yöntemle yaş yakılan örneklerde azot dahil

olmak üzere makro ve mikro element ile ağır metal belirlemeleri de yapılabilir.

Sahrawat ve ark. (2002)’ nın geliştirdiği yönteme göre, öğütülmüş ve

kurutulmuş bitki örneğinden belirli miktar tartılarak % 0,5’lik sülfirik asit-Se

karışımı ilave edilmektedir. Örnekler blok yakma ünitesinde 100 0C sıcaklıkta 20

dakika ön yakmaya tabi tutulduktan sonra 370 0C sıcaklıkta yakmaya devam edilerek

renksiz bir çözelti eldesi sağlanır. Örnekler, 100 ml’ye tamamlanır. Açıklanan bu

yöntemle azot, fosfor, potasyum, kalsiyum, magnezyum gibi makro element

belirlemeleri yapılabilir.


9

Bowman ve ark. (1988) tarafından bildirilen ve Kjeldahl yöntemimin

değiştirilmiş bir şekli olan yöntemde kurutulmuş ve öğütülmüş bitki örneğinden

belirli miktar tartılarak yakma tüplerine konmuş, üzerine potasyum sülfat, titanyum

dioksit ve susuz bakır sülfattan oluşan tuz karışımı ve konsantre sülfirik asit ilave

edilerek 360-410 C de renksiz çözelti elde edilene kadar yakılmış ve bundan sonra 60

dakika daha yakmaya devam edilmiştir. Yanan örnekler daha sonra 500 ml’ ye

tamamlanarak üç farklı yolla azot belirlemeleri yapılmıştır. Bunlardan birincisi

destilasyon yoluyla azot belirlemesidir. Bir diğeri spektrofotometrik yöntemdir.

Spektrofotometretik yöntemde 500 ml’ye sulandırılmış örnekten 2 ml alınarak 11 ml

tampon çözeltisi, 8 ml sodyum salisilat-sodyum nitroprussid çözeltisi ve son olarak 4

ml sodyum hipoklorit çözeltisi ilave edilerek 50 ml’ye tamamlanır ve rengin tam

olarak oluşması için 25 C sıcaklıkta 45 dakika veya 37 C sıcaklıkta 15 dakika

bekletilir. Renkli çözeltinin ışık absorpsiyonu 650 nm dalga boyuna ayarlı

spektrofotometrede belirlenir. Standart kurve 0-5-10-15-30-40 ve 50 mg/l N

içermelidir. Son yöntem ise iyon metre yöntemiyle azot belirlemesidir. Elektrot,

cihaz ve kurve eğimi (slope) (Mills 1980, Plank 1992)’ye göre yapılmalıdır. Elektrot

ve cihazın kontrolü şu şekildedir. Birbiriyle 10 kat olacak şekilde standartlar

hazırlanır ve iki okuma arasındaki potansiyel fark 56±2 mV ise elektrot doğru

çalışmaktadır. Her 100 ml örnege 2 ml ISA ( ionic strenght adjuster, 2M (NH4)2SO4)

eklenerek isteğe bağlı olarak mV veya konsantrasyon ölçüm seçeneğinde yapılabilir.

Ayrıca iyon metre ölçümleri mutlaka manyetik karıştırıcı kullanılarak yapılmalıdır.

Miller (1998a) iyon metrelerin radyo frekans dalgalarından etkilendiğini belirtmiştir.

Bu nedenle iyon metreler bu tür cihazların yakınına konulmamalıdır.

Kjeldahl yönteminin değiştirilmiş bir şekli olan ve Hollanda bölge

laboratuvarlarında kullanılmakta olan yöntemde ( Schuffelen ve ark. 1961), bitki

örneği Lindner ve Harley (1942)’ ye göre yakılmakta ve Silverstein ve Perthel (

1950) tarafından önerildiği şekilde borik asidin titrasyonu potasyum biiyodat ile

yapılmaktadır. Bu yöntemin tercih edilen en önemli özelliği tek bir bitki çözeltisinde

azota ilaveten K, Ca, Mg ve P belirlemelerininde yapılabilmesidir.


10

2.1.3 Sediment, Atık Su ve Bazı Deniz Ürünleri İçin Kullanılan

Yöntemler

Kanalizasyon ve atık sularda toplam kjeldahl azotu belirlenmesinde Lo ve

ark. (2005) yaptığı çalışma sonucunda kapalı sistem mikrodalga yöntemi

geliştirilmiştir. Geliştirilen bu mikrodalga yönteminde 5 ml sülfirik asit, 0,6 g

potasyum sülfat ve 0,02 g cıva oksit karışımı kullanılmıştır. Mikrodalga yakma

yöntemiyle geleneksel blok yakma yöntemi arasındaki doğruluk karşılaştırılmış ve

toplam kjeldahl azotu (TKN) değerleri ile birbirine çok yakın bulunmuştur. Bu iki

yöntem karşılaştırıldığında ilk olarak yakma süreleri arasındaki farklılık öne

çıkmaktadır. Toplam yakma süresi geleneksel blok yakmada 2-4 saat iken

mikrodalga yaş yakma yöntemiyle bu süre 25 dakikaya düşürülmüştür. Ayrıca yakma

sıcaklığıda 380 C’ den 200 C’ ye düşürülmüştür.

Colina ve Gardniar (1999) ‘ in geliştirmiş olduğu yöntem, % 22’ lik hidrojen

peroksit ve mikrodalga kapalı sistem kullanarak azotun nitrata, fosforun fosfata ve

kükürtün sülfat iyonlarına oksidasyonu olarak tanımlanabilen bir yöntemdir.

Hidrolizi engellemek amacıyla azot, kükürt ve fosfor içeren solusyona formik asit

ilave edilmiş ve böylece methodun etkinliği test edilmiştir. Bu oksidasyon ürünleri

iyon kromotografi yöntemiyle analiz edilmiş ve tatmin edici sonuçlar bulunmuştur.

Bu metodta sertifikalı örnekler olan istridye kabuğu (NIST, SRM, 1566a) ve Buffalo

gölü sedimentleri (NIST, SRM 2704) kullanılmış ve sertifika değerlerine yakın

ölçümler yapılmıştır.

Zhou ve ark. (2003) yaptığı çalışmaya göre, persülfat oksidasyonu

kullanılarak yapılan analiz hızlı, güvenilir ve elverişli olması nedeniyle doğal su

kaynakları, toprak çözeltisi ve toprak ekstaksiyonlarının toplam azot ve fosfor

içeriklerinin beklirlenmesinde, son yıllarda kullanılan ve kabul gören bir methoddur.

Bununla birlikte K2S2O8 ve NaOH oksitleyici bileşimi çeşitli araştıcılar tarafından

kullanılmaktadır. Bu çalışmada da, çeşitli oksitleyicilerin etkinliğini belirlemek

amacıyla standart üre solusyonu kullanılmıştır. Sonuçlar göstermiştir ki, oksidasyon

etkinliği sadece potasyum persülfat miktarına değil aynı zamanda sodyum hidroksit

konsantrasyonunada bağlıdır. Tüm azot formlarının nitrata oksidasyonunu sağlamak


11

için ortam pH’ sı çok büyük rol oynamaktadır. O,5 mol L-1 potasum sülfat (K2SO4)

ekstakte edilen toprak örneklerinin, 0,15 mol L-1 NaOH içerisinde hazırlanan 3%’ lük

K2S2O8 ile oksidasyonuyla sağlanan değerler ile geleneksel kjeldahl metoduyla

yakılan örnekler arasında yakın bir ilişki kurulmuştur. Fazla zaman alan ve yüksek

sıcaklıklarda konsantre asitlerle patlama tehlikesi yaratan Kjeldahl metoduna

altarnatif olarak geliştirilen, güvenli ve hızlı persülfat oksidasyon yöntemi doğal su

kaynakları ve toprak örneklerinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. (Murphy ve

ark. 2000, Koroleff ve ark. 1983, Hagedorn ve ark. 2000)

He ve ark. (1990) toprak, bitki ve basit organik azot bileşiklerinin analizinde

toplam azot belirlemesinde kullanılan geleneksel Kjeldahl yaş yakma yöntemi ile

H2O2, H3BO3 ve HF-HCl kullanılarak geliştirilen yöntemi karşılaştırmışlardır.

Alternatif olarak geliştirilen mikrodalga yaş yakma yöntemi konsantre sülfirik asit ve

potasyum sülfat katalizör karışımıyla kjeldahl yakma yönteminide içermektedir. Bu

prosedürle 5 adet örnek 30 dakikada yakılmıştır. Organik azot içeren bir çok örnekte

azotun hemen hemen tamamı ( ≥98% ) ölçülebilmiştir. Mikrodalga Kjeldahl

yöntemiyle bitki örnekleri ölçüm değerleri ile geleneksel Kjeldahl yöntemi ölçüm

değerleri birbirine çok yakın bulunmuştur. Buna rağmen toprak örnekleri mikrodalga

methodunda Kjeldahl yöntemine göre daha düşük bulunmuştur.

Çizelge 2.1. Mikrodalga Kjeldahl ve Geleneksel Kjeldahl yöntemiyle yakılan

toprak ve bitki örneklerindeki toplam azot değerlerinin karşılaştırılması (gN kg-1)

Örnekler Geleneksel Kjeldahl Mikrodalga Kjeldahl

Bitki örnekleri

Buğday yaprağı 26,95 26,633

Mısır yaprağı 14,428 14,472

Pirinç sapı 10,085 9,995

Toprak örnekleri

Plainfield 0,241 0,247 Cisne 1,291 1,25 Catlin 1,732 1,761

Flanagan 1,993 1,951


12

Karthikeyan ve ark. (2009) yağmur suları, atmosferik partiküller, fırtına suları

ve caddelerden elde ettikleri toz örneklerinin toplam azot miktarının belirlenmesinde

mikrodalga ekstaksiyon methodu kullanarak, tüm azot formlarını nitrata

dönüştürmek amacıyla persülfat oksidasyonunu kullanmışlardır. Bu yöntemde nitratı

nitrite indirgemede kullanılan kadmiyum indirgeme yönteminden sonra ışılölçüm

(spektrofotometre) yöntemi kullanılarak tamamlanmıştır. Bu methot 0,5 mg l-1N ve

5,2% N duyarlılıkla test edilmiştir. Ayrıca, bu yöntem analitik tekniklerin

kıyasalanması ve laboratuarlar arası sonuçların karşılaştırılması yoluyla ayrıntılı bir

biçimde irdelenmiş ve sonuçların doğrulukları kanıtlanmıştır.

Ramon ve ark. (2005) tarafından uygulanan diğer bir yöntem ise, endüstriyel

suların toplam Kjeldahl azotunun belirlenmesinde H2O2 oksidasyon ve

mineralizasyonunu içeren mikrodalga yaş yakma yöntemidir. Mikrodalga yaş yakma

yönteminde yönteminde mikrodalga gücü, mineralizasyon zamanı ve oksidasyon

zamanı hususlarındaki fikir ayrılıklarını gidermek amacıyla referans materyaller

kullanarak deneysel taslaklar oluşturulmuş ve bu method optimize edilmiştir.

Yapılan deneyler göstermiştir ki mikrodalga gücünün çok az bir etkisi olmakla

birlikte, oksidasyon ve mineralizasyon zamanı her ikisi içinde 10 dakikadır.

Çizelge 2.2. 665 W mikrodalga gücü kullanılarak toplam Kjeldahl azotunun belirlenmesinde standart yöntem ve mikrodalga yaş yakma yönteminin karşılaştırılması

TKN standart TKN mikrodalga

Örnekler (mg N l-1) (mg N l-1)

Agrofood 521,18 523,74 Pharmaceutical 606,10 570,22 Waste Treatment 1 260,65 310,64 Waste Treatment 2 1009,41 899,78 Fruit processing 20,48 21,65 Food canning 57,84 76,09


13

Raimbault ve Slawyk (1991)’ in kullandığı teknik, deniz suyundaki toplam

azotun nitrata oksitlenmesi prosedüründen yararlanılarak yapılmıştır (Kroleff 1969,

1970). Fiberglas filtre üzerinde toplanan partiküler organik azotun (PON) analizinde

120 0C’ de peroksidisülfat oksidasyonu kullanılmıştır. Partiküler organik azotun

hücre kültürleri ve doğal deniz suyu örneklerinde % 100 bulunması, 800 0C’ de kuru

yakma yapılarak doğrulanmıştır. Nötralizasyon için kullanılan tampon çözelti ve pH

ayarlarının gerekliliği tespit edilmiş fakat Technicon Autoanalyzer system

kullanılarak yöntem basitleştirilmiştir. Bu yöntem, nitratın fitoplankton kültürleri

tarafından bağlanması büyümenin son evresindeki hücreler tarafından açığa çıkan

azotlu bileşiklerin salınımlarını takip etmede kullanılmıştır. Yakma methodu için,

gerekenden daha az miktarlarda deniz suyu filtre etmek methodun hassasiyetini

mümkün kılmıştır. Ayrıca bu metod denizde kullanıma kolayca adepte

edilebilmektedir.

Valderrama (1981)’ a göre toplam azot belirlenmesinden önce su örnekleri

peroksidisülfat ile başarılı bir şekilde parçalanabilmektedir. Dafner ve ark. (1999)

yaptığı çalışmaya göre mikrodalga fırının kullanımı ve sıvı örneklerinden elde edilen

düzeltmenin doğruluğu ve hassasiyeti otoklav kullanılarak kıyaslanmıştır. Kıyaslama

üre, aminoasit, nükleik asit ve doğal su örnekleri gibi referans çözeltileri

kapsamaktadır. Her ne kadar gözlenen farklılıklar az ise de, mikrodalga parçalanma

tekniğinin daha doğru olduğu kanıtlanmıştır. Ayrıca kullanım kolaylığı, daha doğru

ve hassaslığı açısından mikrodalga parçalama tekniği daha çok tavsiye edilmektedir.

Cerda ve ark. (1997)’ geliştirdikleri metod, atıksularda toplam azot

belirlenmesinde mikrodalga yaş yakma yönteminin kararlılığının araştırılması olarak

tanımlanmaktadır. Ayrıca bu metod, radyosyon kaynağı olarak kullanılan mikrodalga

fırında peroksidisülfat oksitlenmesi temeline dayanmaktadır. Nitrat alkalin (bazik)

koşullarda, sülfanilamid ve N-(1-naphtyl) etilen diamin kullanılarak nitrite

indirgendikten sonra Griess-Ilosuay tepkimesiyle belirlenmiştir. Bu metod en iyi

şartlarda 20 mg l-1 N’ a kadar ki konsantrasyonlardaki bileşiklerin parçalanmasında

kullanılabilmektedir. En düşük azot sınırı ise 0,21 mg l-1’ dir. Metod saatte yaklaşık

10 örneğin analizini sağlayabilmektedir.


14

Maher ve ark. (2002)’ göl suları ve atık suların toplam Kjeldahl azot

değerlerini ve toplam fosfor konsantrasyonlarını alkalin peroksidisülfat

oksitlenmesiyle düşük basınçlı mikrodalga, otoklav ve sıcak su banyosu kullanarak

kıyaslamışlardır. Bu yakma yöntemlerinin etkinliği, sülfirik asit, potasyum sülfat ve

bakır sülfat karışımı kullanılan Kjeldahl yakma prosedürüyle kıyaslamışlardır.

Mikrodalga yaş yakması işleminde örnekler 0,045M potasyum peroksidisülfat ve

0,04M sodyum hidroksit ile oksitlenmiştir. Standat örnek olarak, göl sedimenti ve

doğal atık sular kullanılmıştır. Fosfor ve azotun en iyi dönüşümü mikrodalga yaş

yakmada solusyonun 95 oC’ de 40 dakika yakılmasıyla elde edilmiştir. Damıtma

suyuna eklenen C-N bağlarını içeren azotun dönüşmü % 94-96 olarak ölçülmüştür.

Atık suları bu üç yöntemle analizinde aynı oranda fosfor ve azot sonuçlarını

vermiştir. Azotun varlığının tespiti için konsantrasyonunun 20 mg N/l olması

gerekmektedir.

Çizelge 2.3. Mikrodalga, otoklav ve sıcak su banyosu azot dönüşümlerinin kıyaslanması

Kartikeyan ve ark. (2008) azotun iyon kromotogrofisiyle belirlenmesinden

yola çıkarak, persülfat oksidasyon yardımlı mikrodalga metodunu kuru tortu

örneklerinde azotun tespiti için geliştirmişlerdir. Oksidasyon karışım

konsantrasyonu, mikrodalga gücü, ekstraksiyon zamanı gibi parametreler toplam

azotun nitrata tamammen çevrilebilmesi için optimize edilmiştir. Optimize edilmiş

koşullarda kuru tortu örneklerini 400 W mikrodalga gücünde 7 dakika boyunca

Dönüşüm (%) Azot bileşimi Mikrodalga Otoklav Sıcak su banyosu EDTA 99 99 102 Nikotinik asit 97 96 101 Glutamik asit 100 103 112 Üre 99 98 94 Hexamine 96 96 96


15

mikrodalga metoduyla yakmak için 0,012 M potasyum persülfat ve 0,024 M sodyum

hidroksit gerekmiştir. Optimize edilmiş bu ekstraksiyon metodunda organik azotun

çeşitli formları formları ön yakmadan geçirildikten sonra tatmin edici sonuçlar elde

edilmiştir. Ayrıca bu metodun pratikte uygulanabilirliğini değerlendirmek için mart-

nisan 2007 peryodu boyunca Singapur’ da toplanan çok sayıda kuru ve yaş tortu

örnekleri analiz edilmiştir.

Pujo ve Raimbault’a göre (1994) tarafından filtrede toplanan partükül organik

azot ve partükül organik fosforun eş zamanlı analizi için yeni bir yakma tekniği

ortaya atılmıştır. Bu metod doğal sulardaki toplam partükül azot ve fosforun eş

zamanlı belirlenmesinde kullanılan eski yöntemle 120 0Cdeki standart persülfat

yakma prosedürlerini temel almaktadır. Günümüzde kullanılan partükül azot ve

fosforun ayrı ayrı belirlenmesi metoduyla karşılaştırıldığında eş zamanlı belirlemenin

daha etkili sonuç verdiği ortaya çıkmıştır. Bu prosedür rütin analizler için oldukça

uygun bulunmuştur.

Littou ve Engelhart (1990)’ın yapmış olduğu laboratuar çalışmasında

geleneksel toplam Kjeldahl azot yöntemine alternatif olarak toplam persülfat azotu

olarak adlandırılan TPN yöntemini geliştirmişlerdir. Bu yöntem ile bitki

dokuları,hayvan dokuları,çamur ve göl sedimetlerinin toplam azotu rahatlıkla tayin

edilebilmektedir. Nitrat azotu kadmiyum indirgeme metoduyla belirlenmektedir.

Oksidasyon solüsyonu olarak bir litre için 45 g potasyum persülfat ve 9.5 g sodyum

hidroksit kullanılmıştır ve bu karışım günlük hazırlanmıştır. Analizi yapılan örnekler

20 ile 80 mg arasında tartılmış ve 25 ml oksidasyon karışımı ile yakılmıştır.

Kadmiyum indirgeme metodunda nitrat analizi için, örnekler ve standart solusyonun

azotu 1 ppm’den az olmalıdır.


16

Çizelge 2.4 Alkali persülfat solüsyonu kullanarak mikrodalgada yaş yakılarak yapılmış toplam azot ölçümlerinin sertifikasyon değerleriyle karşılaştırılması

Örnekler Ölçülen değerler (%) Sertifika değerleri (%)

Turunçgil yaprağı 2, 71 2,86 Domates yaprağı 4,93 5,00

Çam yaprağı 1,11 1,20 Mısır yaprağı 1, 35 1,37 Midye dokusu 6,92 6,81 Göl sedimenti 9,76 10,70

3. MATERYAL VE METOD Pınar YARDIM

17

3. MATERYAL VE METOD

3.1. Materyal

3.1.1. Denemede Kullanılacak Standart Örnekler

Denemelerde bitki buğday unu, domates yaprağı, şeftali yaprağı ve toprak

örnekleri kullanılmıştır Kullanılan bitki standart örneklerinin % N değerleri şöyledir:

Buğday unu : % 2,4 ± 0,059

Şeftali yaprağı: % 2.97 ± 0,12

Domates yaprağı: % 3,03 ± 0,15

Montana toprağı : % 0,192

Saint jearman toprağı : % 0,20

3.2. Metod

Bu çalışmada bitki ve toprak örneklerinde toplam azot analizleri rutin Kjeldahl

yaş yakma-destilasyon yöntemi ile ve mikrodalga yükseltgeyici yaş yakma

yöntemiyle yakılarak elde edilen süzüklerde yapılan spektrometrik analizlerde

belirlenmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır.

3.2.1. Kjeldahl Yöntemi ile Total Azot Analizi Bitki ve toprak örneklerinde N analizi çoğunlukla Kjeldahl destilasyon

yöntemiyle yapılmaktadır. (Bremner, 1965). Bu yöntemin esası H2SO4 ile yaş

yakılan bitki ve toprak örneğindeki organik N’u, NH4-N’u şekline dönüştürmek ve

alkali ortamda yapılan destilasyon sonucu açığa çıkan ve borik asit içinde yakalanan

NH3 miktarından bitkilerin toplam N içeriğini belirlemektir.

Bu yöntemde kullanılan kimyasal maddeler ve analiz işlemleri aşağıda

verilmiştir:


18

Gerekli Kimyasallar:

• Konsantre Sülfürik Asit (H2SO4)

• % 33’lük NaOH

• % 4’lük Borik asit- indikatör karışım çözeltisi

• Kjeldahl tableti ( Potasyum sülfat (K2SO4), ve Selenyum karışımlarını içeren

tablet)

• 0,1 Normal Sülfürik asit

Kjeldahl yöntemi ile toplam azot analizi, yakma, destilasyon ve titrasyon

olmak üzere üç aşamada gerçekleşmektedir.

Yakma aşamasında öğütülmüş ve iyice karıştırılarak homojen hale getirilmiş

bitki veya toprak örneklerinden tartılarak alınan alikatlar kullanılmaktadır. Bu

aşamada alınacak örnek miktarı, analizi yapılacak olan materyalin N içeriğine bağlı

olup toprak ve bitki örneklerinden 0,1-0,3 g tartılmış ve Kjeldahl yakma tüplerine

aktarılmış konsantre sülfürik asit ve potasyum sülfat, bakır sülfat ve selenyum

karışımından oluşan bir tablet karışımıyla sıcaklığı termostatla ayarlanan bir yakma

bloğuna yerleştirilmiş tüpler içerisinde 385 oC de 120 dakika süreyle tepkimeye

sokulmuştur. Bu aşamada örnek içerisindeki organik madde yanarak parçalanmakta

ve tüm organik azot bileşiklerindeki N-NH4+ biçiminde açığa çıkarak asidik ortamda

(NH4)2SO4 olarak tutulmaktadır. Bu yakma işlemi, aşağıdaki tepkime ile

özetlenebilir.

Organik N + H2SO4 → (NH4)2SO4 + H2O + CO2

Yaş yakma aşamasında elde edilen amonyum sülfat ve bir miktar tepkimeye

girmemiş H2SO4 karışımı, ortama güçlü bir bazik bileşik olan sodyum hidroksit

(NaOH) eklenerek, su buharı ile destile edilmiştir. Bu işlem sırasında bazik ortamda

volatilize olarak buharla birlikte taşınan amonyak gazı Gerhart Vapodest marka

destilasyon aygıtının yoğuşturucu bölümünden geçip borik asit içerisinde tutulmuştur

(Hoskins, 1944). Destilasyon işlemi, aşağıdaki tepkimelerle özetlenebilir.


19

Volatilizasyon: (NH4)2SO4 + 2NaOH → 2NH3(gaz) + Na2SO4 + 2H20

Tutulma: NH4OH + H3BO3 → NH4H2BO3 + H2O

Titrasyon aşamasında, destilasyon sonucunda oluşan amonyum borat çözeltisi

Brand marka otomatik mikrobüret kullanılarak 0,1 M H2SO4 ile titre edilmiş ve

harcanan asit hacminden toplam azot miktarı belirlenmiştir. (Winkler, 1913).

Titrasyon işlemi sırasında meydana gelen tepkimeler aşağıdaki şekilde özetlenebilir.

NH3 + 2H3BO3 → NH4H2BO3 + H3BO3

NH3 + H3BO3 → NH4

+ + H2BO3

-

H + + H2BO3- → H3BO3

Bu üç aşamadan sonra kullanılan olan toplam azot denklemi aşağıda

verilmiştir:

Bitkide toplam AZOT (N) % = (T-B)*N*1,4 / S

Eşitlikte:

T : Titrasyonda kullanılan asit (ml)

B : Tanık titrasyonunda kullanılan asit (ml)

N : Asitin normalitesi

S : Alınan örnek miktarı (gr)’ nı simgelemektedir.

3.2.2. Yükseltgeyici Yaş Yakma Yöntemi 3.2.2.1. Mikrodalga Yakma Setinde Yapılan İşlemler Bu yöntem, ya da yöntemler grubu daha önce belirtildiği gibi tüm azotun

NO3- biçimine yükseltgenmesi ve NO3

- ‘ın da spektroskopik yöntemle ölçülmesi

üzerine kurgulanmıştır (Standart Methods, 1998).

Mineral maddeler, genellikle bitki örneklerinde bulunan organik maddenin

yakılmasından sonra belirlenir. Organik aksamın yakılmasında kullanılan

yöntemlerin başlıcalarından biri olan yaş yakma yönteminde, organik aksamın

parçalanması ve yakılması, sıvı bir ortamda erlenmayer içerisinde ve sıcak yüzey

üzerinde ( Kacar 1972, Zarcinas ve ark. 1987 ), basınca dayanıklı kapalı bir kapta (


20

Sah ve Miller 1992 ) veya mikrodalga fırında basınçlı ya da basınçsız olarak ( Miller

1998b) gerçekleşmektedir.

Yaş yakmada çoğunlukla nitrik asit ( HNO3 ), perklorik asit ( HClO4 ), ve

sülfirik asidin (H2SO4 ), hidrojen peroksit ( H2O2 ) içeren yada içermeyen ( Tolg

1974) nitrik-perklorik asit, nitrik-sülfirik-perklorik asit gibi çeşitli asit karışımları

kullanılmaktadır.

Bu araştırmada kullanılan yakma karışımları, bitki ya da toprak örneklerindeki

organik bağlı azotu ve NH4+ azotunu NO3

- azotuna yükseltgemesi beklenen kimi

karışımlar kullanılmıştır (Çizelge 3.1). Bitki örneklerinden 0,1 g ve toprak

örneklerinden 0,1-0,3 g alt örnekler mikrodalga tüplerine aktarılmış ve CEM Mars-

Xpress marka mikrodalga yakma setinde 200 oC sıcaklıkta 50 dakika yakılmışlardır.

Yakma programının ilk adımı 15 dakika sıcaklığın 200 0C dereceye ulaşması, ikinci

adımı 30 dakika sabit sıcaklıkta kalması (200 0C) ve son adımı ise 5 dakika soğuma

şeklinde programlanmıştır. Yakma esnasında her tüpün sıcaklığının 190-200 0C

arasında değiştiği gözlenmiştir. Yakma işlemi tamamlanan örnekler daha sonra

özenli bir seri yıkama ile cam balonlara aktarılarak saf su ile 100 ml’ye

tamamlanmışlardır.

Çizelge 3.1 Mikrodalga yaş yakma yönteminde bitki ve toprak örneklerine eklenen oksitleyici karışımlar

Karışım no İçerik

1 1 ml H2SO4 +2 ml H2O2 + 4 ml H2O

2 1 ml H2SO4 +2 ml H2O2 + 0,5 g K2 S2O8 + 4 ml H2O

3 1 ml H2SO4 +2 ml H2O2 + 1 g K2 S2O8 + 4 ml H2O

4 2ml H2SO4 +5 ml H2O2

5 2 ml H2SO4 + 5 ml H2O2 + 0,5g K2 S2O8

6 2 ml H2SO4 + 5 ml H2O2 + 1 g K2 S2O8


21

3.2.2.2 Spektroskopik Nitrat Analizleri

Yakma işlemlerinin örneklerdeki tüm azot formlarını NO3- azotuna

yükseltgemesi beklendiği ve NO3- ölçümlerinin spektroskopik yöntemle yapılması

planlandığı için her bir yakma karışımı için ayrı bir standart seri hazırlanmıştır. Bu

amaçla Çizelge 3.1 de verilen yakma karışımlarından her birine 1000-2000-5000 ve

10000 mg l-1 N içeren KNO3 stok çözeltilerinden 1’er ml eklenerek yakma işlemleri

aynen tekrarlanmış ve sonuçta her bir yakma karışımı için 0-1-2-5-10 mg l-1 N içeren

standart seriler elde edilmiştir. Bu yaklaşım spektroskopik ölçümlerde örnek ve

standartların çözelti kompozisyonlarının benzer olmasını ve böylece matriks

hatalarının en aza indirilmesini sağlamıştır.

Mikrodalga yaş yakma setinde farklı karışımlarla yakılmış ve 100 ml’ye

tamamlanmış örneklerden 15 ml’lik cam tüplere 1 ml alınıp üzerine 0,2 ml 1 M HCl

ve 9 ml saf su eklenerek karıştırılmış ve spektrometrede okunacak duruma

getirilmişlerdir. Örnek içerisindeki mikroskobik kalsiyum karbonat kristallerinin

etkisini yok etmek amacıyla HCI kullanılmıştır. Aynı işlem farklı yakma karışımları

için hazırlanmış standart serilere de yapılmıştır. Spektrometrik ölçümler, UV

absorpsiyonu olan 220 nm dalga boyunda Hitachi marka spektrofotometrede

ölçülmüştür. Yakma esnasında yanmamış organik maddenin çözelti içerisinde

kalmadığının ve süzülemeyen kolloidal parçacıkların ortamda olmadığının

kontrolünü sağlamak amacıyla 275 nm dalga boyunda ikinci bir ölçüm yapılmıştır.

Ayrıca, kullanılan standart ve örneklerin absorbans değerlerinin 0,8’i geçmemesine

dikkat edilmiştir. 275 nm dalga boyunda ölçülen değerlerin, 220 nm dalga boyunda

ölçülen değerlerin % 10-15’ini geçmemesi gerekmektedir.

Farklı yakma işlemlerinde önce belli bir karışıma ilişkin standartların absorbans

değerleri okunarak kalibrasyon verileri elde edilmiş; sonra yakılan örneklerin

absorbans değerleri okunmuştur. Spektrometrenin sıfırlanmasında daima o serinin 0

(sıfır) çözeltisi (blank) kullanılmıştır.


22

3.2.2.3 Standart eklenmesi işlemleri

Farklı yakma işlemlerinin çözelti ortamında NO3

- absorbansını arttırıcı ya da

azaltıcı bir etkisi olup olmadığını araştırmak için yakılıp 100 ml’ye tamamlanmış

örneklerden alınan alikatlara 1:1 oranında 5 mgl-1 NO3- N standardından eklenmiş ve

bu çözeltilerde de ayrıntısı yukarıda verilen yöntemle spektrometrik ölçümler

yapılmıştır.

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Pınar YARDIM

23

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA

4.1. Standart Seri Ölçüm Miktarları

Nitrat ölçümleri spektrometrik yöntemle yapılmış ve standart kurvenin

oluşmasında kullanılan 0-1-2-5 ve 10 mg/ kg NO3- Metot bölümünde verilen Çizelge

3.1’deki oksitleyici karışımlarla yakılarak her bir uygulama için standart seri

hazırlanmıştır. Mikrodalga yaş yakma metoduyla hazırlanan standart serilerin

absorbans değerleri ise Çizelge 4.1’ de verilmiştir.

Çizelge 4.1. Oksitleyici Karışımlarla Yaş Yakılan Nitrat Standartlarının Absorbans değerleri

NO3 (mg/kg)

1. Karışım

2. Karışım

3. Karışım

4. Karışım

5. Karışım

6. Karışım

Absorbans 0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1 0,039 0,047 0,042 0,028 0,027 0,024 2 0,063 0,085 0,047 0,056 0,057 0,050 5 0,136 0,127 0,083 0,136 0,129 0,132

10 0,303 0,261 0,231 0,254 0,270 0,260

Nitrat konsantrasyonları ve absorbans değerleri arasında yapılan korelasyon

testinin R2 değerleri Şekil 4.1, 4.2, 4,3, 4.4, 4.5 ve 4.6’ da gösterilmiştir. Şekil 4.1 ile

4.6 arasındaki R2 değerlerinin 0,9603 ile 0,9997 arasında değiştiği

gözlemlenmektedir. En yüksek R2 değerini çizelge 4.1’de verilmiş olan karışım no 6

olan oksidasyon çözeltisi sağlamıştır. En düşük R2 değerini ise karışım no 2’ de

görülmektedir. Karışım no 1’ in R2 değeri 0,9949, karışım no 3’nin R2 değeri 0,9603,

karışım no 4’ ün R2 değeri 0,9979 ve son olarak karışım no 5’in R2 değeri 0,9991

olarak bulunmuştur.


24

y = 0,0298xR2 = 0,9949

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

0 2 4 6 8 10 12

Nitrat Kons. (mg/kg)

Abs

orba

ns

Şekil 4.1. 1 ml H2SO4 +2 ml H2O2 + 4 ml H2O ile yakılmış nitrat standartlarının absorbans ve konsantrasyon değerleri arasındaki ilişki

y = 0,0266xR2 = 0,963

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0 2 4 6 8 10 12Nitrat Kons. (mg/kg)

Abs

orba

ns

Şekil 4.2. 1 ml H2SO4 +2 ml H2O2 + 0,5 g K2O8S2 + 4 ml H2O ile yakılmış nitrat

standartlarının absorbans ve konsantrasyon değerleri arasındaki ilişki

y = 0,022xR2 = 0,9603

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0 2 4 6 8 10 12

Nitrat Kons.(mg/kg)

Abs

orba

ns

Şekil 4.3. 1 ml H2SO4 +2 ml H2O2 + 1 g K2O8S2 + 4 ml H2O ile yakılmış nitrat standartlarının absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki


25

y = 0,0258xR2 = 0,9979

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0 2 4 6 8 10 12

Nitrat Kons.(mg/kg)

Abs

orba

ns

Şekil 4.4. 2ml H2SO4 +5 ml H2O2 ile yakılmış nitrat standartlarının absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki

y = 0,0268xR2 = 0,9991

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0 2 4 6 8 10 12

Nitrat Kons.(mg/kg)

Abs

orba

ns

Şekil 4.5. 2 ml H2SO4 + 5 ml H2O2 + 0,5 g K2O8S2 ile yakılmış nitrat standartlarının

absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki

y = 0,026xR2 = 0,9997

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0 2 4 6 8 10 12

Nitrat Kons.(mg/kg)

Abs

orba

ns

Şekil 4.6. 2 ml H2SO4 + 5 ml H2O2 + 1 g K2O8S2 ile yakılmış nitrat standartlarının absorbans ve konsantrasyon arasındaki ilişki


26

4.2. Referans Bitki ve Toprak Örneklerinde Kjeldahl Yaş Yöntemiyle

Bulunan Toplam Azot İçerikleri

Kjeldahl yaş yakma yöntemiyle yakılan bitki ve toprak örneklerinin toplam

N içerikleri Çizelge 4.2’ de görüldüğü gibi, domates yaprağında % 3,060, şeftali

yaprağında % 2,915 ve buğday ununda % 2,374 olarak bulunmuştur. Yapılan bu

ölçümler ile referans örneklerin olması gereken toplam azot değeri birbirleriyle çok

yakın bulunmuştur.

Toprak örneklerinden Montana toprağının toplam N içeriği % 0,192 , Sean

J. toprağının ise % 0,2 olduğu görülmektedir.

Çizelge 4.2. Referans Bitki ve Toprak Örneklerinin Kjeldahl Yaş Yakma Yöntemiyle Bulunan Toplam Azot Değerleri

Bitki Örnekleri Toprak Örnekleri

% N Domates Yaprağı 3,060 Montano Toprağı 0,192 Şeftali Yaprağı 2,915 Saint J. Toprağı 0,200 Buğday Unu 2,374

4.3. Referans Bitki ve Toprak Örneklerinde Mikrodalga Yaş Yakma

Yöntemiyle Yakılan ve Spektrometrik Yöntemle Bulunan Toplam

Azot İçerikleri

İlk aşamada mikrodalga yaş yöntemiyle yakılan bitki ve toprak örnekleri,

ikinci aşamada spektrometrik yöntemle absorbans değerleri elde edildikten sonra, her

bir yakma karışımı Şekil 4.1-4.6’da elde edilen standart kurve eğrisinde karşılık

gelen konsantrasyonları elde edilmiş ve sulandırma faktörleri ile çarpılarak bitki

örneklerinin azot konsantrasyonları Çizelge 4.3, Çizelge 4.4, Çizelge 4.5, toprak

örneklerinki ise Çizelge 4.6 ve Çizelge 4.7 de verilmiştir.


27

Çizelge 4.3. Domates yaprağının Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga (CMd) yaş yakma yöntemleri ile bulunan toplam N konsantrasyonları ve bunların CMd,/ CKj oranları

Domates Yaprağı Cmd Ckj (Cmd/

Ckj)x100 % N

Karışım 1 0,254 3,060 8,32 Karışım 2 0,301 3,060 9,82 Karışım 3 0,256 3,060 8,35 Karışım 4 0,666 3,060 21,75 Karışım 5 0,667 3,060 21,78 Karışım 6 0,783 3,060 25,57

Çizelge 4.4. Şeftali yaprağının Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga (CMd) yaş yakma yöntemleri ile bulunan toplam N konsantrasyonları ve bunların CMd,/ CKj oranları

Şeftali Yaprağı Cmd Ckj (Cmd/

Ckj)x100 % N


Çizelge 4.5. Buğday ununun Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga (CMd) yaş yakma yöntemleri ile bulunan toplam N konsantrasyonları ve bunların CMd,/ CKj oranları

Buğday Unu Cmd Ckj (Cmd/

Ckj)x100 % N



28

Çizelge 4.6. Montano toprağının Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga (CMd) yaş yakma yöntemleri ile bulunan toplam N konsantrasyonları ve bunların CMd,/ CKj oranları

Çizelge 4.7. Saint Jearman toprağının Kjeldahl (CKj) ve 6 değişik Mikrodalga (CMd) yaş yakma yöntemleri ile bulunan toplam N konsantrasyonları ve bunların CMd,/ CKj oranları

Saint J. Toprağı Cmd Ckj (Cmd/

Ckj)x100 %N


Çizelge 4.3’ de görüldüğü gibi 1. karışım ile yanmış olan referans domates

yaprağının toplam azot içeriği %3,060 olması gerekirken, %0,254 olarak

bulunmuştur. 2. karışım ile yanan referans domates yaprağının toplam azot içeriği

%0,301 3. karışımda %0,256, 4. karışımda %0,666, 5. karışımda %0,667 ve son

olarak 6. karışımda ise % 0,783 bulunmuştur.

Montana Toprağı Cmd Ckj (Cmd/

Ckj)x100 %N



29

Çizelge 4.4’ de 1. karışım ile yanmış olan referans şeftali yaprağının olması

gereken toplam azot içeriği %2,915 iken, %0,251 bulunmuştur. 2. karışım ile yanan

referans şeftali yaprağının toplam azot içeriği% 0,361, 3.karışımda %0,231, 4.

karışımda %0,555, 5. karışımda %0,481 ve 6. karışımda ise %0,472 olarak

bulunmuştur.

Çizelge 4.5’ de görüldüğü gibi 1. karışım ile yanmış olan referans buğday

ununun toplam azot içeriği %2,374 olması gerekirken, %0,966 olarak bulunmuştur.

2. karışım ile yanan referans buğday ununun toplam azot içeriği %0,413, 3.

karışımda %1,488, 4. karışımda %0,453, 5. karışımda %0,567 ve son olarak 6.

karışımda ise %0,507 bulunmuştur.

Çizelge 4.6’ de incelendiğinde 1. karışım ile yanmış olan referans Montano

toprağının toplam azot içeriği %0,192 olması gerekirken, %0,103 olarak

bulunmuştur. 2. karışım ile yanan referans Montano toprağının toplam azot içeriği

%0,087, 3. karışımda %0,281, 4. karışımda %0,402, 5. karışımda %0,344 ve son

olarak 6. karışımda ise %0,341 bulunmuştur.

Çizelge 4.7’ de ise 1. karışım ile yanmış olan referans Saint J. toprağının

toplam azot içeriği %0,2 olması gerekirken, %0,421 olarak bulunmuştur. 2. karışım

ile yanan referans Saint J. toprağının toplam azot içeriği %0,519, 3. karışımda

%0,410, 4. karışımda %0,998, 5. karışımda %0,874 ve son olarak 6. karışımda ise

%0,833 bulunmuştur.

Çizelge 4.3, Çizelge 4.4, Çizelge 4.5, incelendiğinde bütün bitki referans

örnekleri için olması gereken toplam azot içeriğinin altında değerler bulunmasına

rağmen, Çizelge 4.6 ve Çizelge 4.7’deki referans toprak değerleri incelendiğinde

bulunması gereken toplam azot miktarlarının oldukça üzerinde ölçümler yapılmıştır.

Çizelge 4.3’ de Ckj/Cmd değerleri incelendiğinde, domates yaprağının 1.

karışım ile yanması ile bulunması gereken toplam azot içeriğinin %8,32’si, 2.

karışımda %9,82’si, 3. karışımda %8,35’i, 4. karışımda %21,75’i, 5. karışımda

%21,28’i, 6. karışımda da %25,57’si bulunabilmiştir.

Çizelge 4.4 incelendiğinde ise, şeftali yaprağının 1.karışımda olması

gereken toplam azot içeriğinin %8,62’si, 2. karışımda %12,38’si, 3. karışımda


30

%7,91’i, 4. karışımda %19,03’i, 5. karışımda %16,51’i, 6. karışımda da %16,20’si

bulunabilmiştir.

Çizelge 4.5 incelendiğinde, buğday ununun 1.karışım ile yanması sonucunda

bulunması gereken toplam azot içeriğinin %40,68’si, 2. karışımda %17,40’si, 3.

karışımda %62,65’i, 4. karışımda %19,09’i, 5. karışımda %23,87’i, 6. karışımda da

%21,36’si bulunabilmiştir.

Çizelge 4.6’ de Ckj/Cmd değerleri incelendiğinde, Montana toprağının 1.

karışım ile yanması ile bulunması gereken toplam azot içeriğinin %53,69’u, 2.

karışımda %45,43’ü, 3. karışımdan sonra ise bulunması gereken miktarların oldukça

üzerinde değerler bulunmuş ve bu değerler sırasıyla %146,34’i, 4. karışımda

%209,59’u, 5. karışımda %179,40’ı, 6. karışımda da %177,79’u olarak bulunmuştur.

Çizelge 4.7’ incelendiğinde, Saint J. toprağının 1. karışımdan itibaren olması

gereken azot içeriğinin üzerinde değerler bulunmuştur.1. karışım ile yanması ile

bulunması gereken toplam azot içeriğinin %210,55’i, 2. karışımda %259,69’u, 3.

karışımda %204,81’i, 4. karışımda %499,02’si, 5. karışımda %437,14’ü ve son

olarak 6. karışımda da %416,48’ i bulunmuştur.

Bitki örnekleri için yapılan 275 nm dalga boyunda ölçülen absorbansların 220

nm’de ölçülen absorbanların %10’nunu geçmediği saptanmıştır.

4.4. Standart İlavesi ile Elde Edilen Sonuçlar

Farklı yakma işlemlerinin çözelti ortamında nitrat absorbansını arttırıcı

veya azaltıcı yönde etkisi olup olmadığını araştırmak için yapılan bu işlemin

sonuçları bitki örnekleri için Çizelge 4.8, Çizelge 4.9, Çizelge 4.1’da, toprak

örnekleri için Çizelge 4.11 ve Çizelge 4.12 de verilmiştir.

Ck/Ch oranının 1 çıkması matriks etkisinin olmadığını, Ck/Ch<1 olduğunda

nitrat konsantrasyonunun spektrometrik analizde olması gereken değerden daha

düşük, Ck/Ch>1 olması durumunda ise matriks etkisinin nitrat konsantrasyonunun

olması gerekenden daha yüksek okunmasına yol açtığını göstermektedir.


31

Çizelge 4.8. Domates yaprağında standart eklenmesi ile elde edilen konsantrasyon (Ck) ve hesaplanan konsantrasyonlarının (Ch) ve Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması

Domates Yaprağı Ck Ch Ck/Ch

mg/kg Karışım 1 1,074 1,612 0,666 Karışım 2 18,540 18,552 0,999 Karışım 3 10,225 8,366 1,222 Karışım 4 15,180 10,918 1,390 Karışım 5 15,113 10,890 1,388 Karışım 6 15,127 11,243 1,345

Çizelge 4.9. Şeftali yaprağında standart eklenmesi ile elde edilen konsantrasyon (Ck) ve hesaplanan konsantrasyonlarının (Ch) ve Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması

Şeftali Yaprağı Ck Ch Ck/Ch mg/kg


Çizelge 4.10. Buğday ununda standart eklenmesi ile elde edilen konsantrasyon (Ck) ve hesaplanan konsantrasyonlarının (Ch) ve Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması

Buğday Unu Ck Ch Ck/Ch

mg/kg Karışım 1 13,255 13,248 1,001 Karışım 2 1,723 2,928 0,588 Karışım 3 15,228 15,051 1,012 Karışım 4 4,380 4,456 0,983 Karışım 5 13,808 9,738 1,418 Karışım 6 4,212 4,399 0,957


32

Çizelge 4.11. Montana toprağında standart eklenmesi ile elde edilen konsantrasyon (Ck) ve hesaplanan konsantrasyonlarının (Ch) ve Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması

Montano Toprağı Ck Ch Ck/Ch mg/kg


Çizelge 4.12. Montana toprağında standart eklenmesi ile elde edilen konsantrasyon (Ck) ve hesaplanan konsantrasyonlarının (Ch) ve Ck/Ch oranlarının karşılaştırılması

Saint J. Toprağı Ck Ch Ck/Ch mg/kg


Çizelge 4.8 incelendiğinde, domates yaprağında, 1. karışım için Ck/Ch

oranı 0,666, 2. karışım için 0,999, 3. karışım için 1,222, 4. karışım için, 1,390, 5.

karışım için, 1,388 ve 6. karışım için 1,345 olarak bulunmuştur.

Çizelge 4.9 incelendiğinde, şeftali yaprağında, Ck/Ch oranı 1. karışım için

0,827 , 2. karışım için 0,569 , 3. karışım için 0,953 , 4. karışım için, 1,421, 5. karışım

için 0,957 ve 6. karışım için 0,959 bulunmuştur.

Çizelge 4.10 incelendiğinde, ise buğday ununda, Ck/Ch oranı 1. karışım

için 1,001 , 2. karışım için 0,558 , 3. karışım için 1,012 , 4. karışım için, 0,983, 5.

karışım için 1,418 ve 6. karışım için 0,957 olarak bulunmuştur.


33

Toprak örneklerinde ise Montana toprağı için Çizelge 4.11’ ye bakıldığında

Ck/Ch oranı 1. karışım için 1,056 , 2. karışım için 1,074 , 3. karışım için 0,841 , 4.

karışım için, 1,158, 5. karışım için 1,230 ve 6. karışım için 1,257 olarak bulunmuştur.

Çizelge 4.12 incelendiğinde ise Saint J. toprağı için Ck/Ch 1. karışım için

0,985 , 2. karışım için 0,822 , 3. karışım için 0,971 , 4. karışım için, 1,043, 5. karışım

için 1,149 ve son olarak 6. karışım için ise 1,116 olarak bulunmuştur.

4.5. Farklı Yakma Karışımlarının Referans Bitki ve Toprak

Örneklerini Oksitleme Yüzdelerinin Kıyaslanması

Çizelge 4.13. Bitki örnekleri için yakma karışımlarının kıyaslanması

Uygulamalar Domates Yaprağı Şeftali Yaprağı Buğday Unu (Cmd/Ckj)*100


Çizelge 4.14. Toprak örnekleri için yakma karışımlarının kıyaslanması

Uygulamalar Montana Toprağı Saint J. Toprağı (Cmd/Ckj)*100

Karışım 1 53,69 210,55 Karışım 2 45,43 259,69 Karışım 3 146,34 204,81 Karışım 4 209,59 499,02 Karışım 5 179,40 437,14 Karışım 6 177,79 416,48

Çizelge 4.13 incelendiğinde domates yaprağı için en yüksek oksitlenmeyi

karışım 6 sağlarken, şeftali yaprağı için karışım 4, buğday unu için ise karışım 3

sağlamıştır.


34

Toprak örnekleri için çizelge 4.14 incelendiğinde hem Montana toprağı hem

de Saint J. toprağı için en yüksek oksitlenmeyi karışım 4 sağlamıştır.

4.6. Toprak Örneklerinin 220 ve 275 nm Dalga Boyundaki Kontrol

Sonuçları

Toprak örneklerinde beklenen toplam azot konsantrasyonundan fazla sonuç

bulunması, yakma esnasında yanmamış organik maddenin çözelti içerisinde

kalmadığının ve süzülemeyen kolloidal parçacıkların çözelti ortamında olmadığının

kontrolünü sağlamak amacıyla yapılan 275 nm dalga boyundaki ölçümün

yapılmasını gerektirmiştir. Bu araştırmanın sonuçları Çizelge 4.16’ da verilmiştir.

Çizelge incelendiğinde 275 nm dalga boyunda ölçülen absorbansların 220 nm’de

ölçülen absorbanların 10%’ unu geçmemesi gerekirken tüm yakma karışımlarında bu

değerin çok üzerine çıktığı görülmekte ve bu yöntemlerin kullanılabilirliğini olumsuz

hale getirmektedir.

Çizelge 4.15. Toprak örneklerinin 220 nm dalga boyundaki absorbans ölçüm ve

275 nm dalga boyunda kontrol absorbansları

Montana toprağı Saint J. Toprağı Uygulamalar 220 nm 275 nm 220 nm 275 nm

Karışım 1 0,119 0,074 0,218 0,090 Karışım 2 0,103 0,076 0,306 0,091 Karışım 3 0,196 0,077 0,159 0,092 Karışım 4 0,279 0,088 0,334 0,100 Karışım 5 0,300 0,086 0,368 0,106 Karışım 6 0,294 0,087 0,370 0,101

5. SONUÇ VE ÖNERİLER Pınar YARDIM

35

5. SONUÇ ve ÖNERİLER

Bitki ve toprak analizlerinde yaygın olarak kullanılan ve tutarlı sonuçlar

veren Kjeldahl analiz yöntemi, kullanılan yoğun kimyasallar nedeniyle çevreye olan

zararı, yüksek sıcaklıktan dolayı patlama tehlikesi yaratması ve analiz aşamasında

oldukça zaman almasından dolayı, bu yönteme alternatif olarak geliştirilmek istenen

yöntemler bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında Kjeldahl analiz yöntemine alternatif

olarak geliştirilmek istenen ve iki aşamadan oluşan mikrodalga yaş yakma ve

spektrofotometrik ölçümleri kapsayan yöntem araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar

aşağıda özetlenmiştir.

• Bitki örnekleri için altı farklı oksidasyon karışımını içeren yakma işlemleri

denenmiş ve referans örnekler için beklenen toplam azot konsantrasyonlarından

daha az konsantrasyonlar bulunmuştur. Denenen altı farklı karışım, her bir bitki

için farklı çevirim yüzdeleri vermiştir. Bu iki sonucun sebebi olarak tüm azot

formlarını nitrata dönüştürmek için oksitleyicilerin yetersiz kalarak

yükseltgenmenin tamamlanamaması ve yanma esnasında azotun N2 gazı şeklinde

kaçması olarak gösterilebilir.

• Toprak örneklerinin beklenen toplam azot konsantrasyonlarının üzerinde sonuç

vermesi süzülemeyen kolloidal parçacıkların çözelti ortamındaki varlığından,

yakmadan sonra berrak bir ekstraksiyon elde edilememesinden ve parçalanmamış

organik bileşiklerden kaynaklanabilecek olumsuz etkilerden veya çözelti

ortamında bilinemeyen fakat nitrat gibi davranabilecek bileşiklerden

kaynaklanabilmektedir.

• Sonuç olarak Kjeldahl yöntemine alternatif olarak geliştirilmek istenen bu

yöntem ile istenilen sonuçlar elde edilememiş ve Kjeldahl yöntemine göre

yetersiz kalmıştır.

36

KAYNAKLAR

BAŞKAYA, H.S. 1987. Topraktaki organik azot bileşikleri, belirlenmeleri ve bitkiye

yarayışlılıkları, Doğa, TU Kim. D.C. 11, 1, 8-21. Ankara.

BOWMAN, D.C., PAUL, J.L. and CARLSON, R.M. 1988. A method to exclude

nitrate from Kjeldahl digestion of plant tissues. Commun. Soil. Sci. Plant

Anal. 19: 205-213.

BREMNER, J. M. 1965. Total nitrogen. In. C.A. Black et. al. (ed). Methods of soil

Analysis. Part 2. Agronomy 9: 1149-1178. Am. Soc. of Agron., Inc. Madison,

Wisconsin, USA.

CERDA, A., OMS, M.T., FORTEZA, R. and CERDA, V. 1997. Total nitrogen

determination by flow injection using on-line microwave-assisted digestion.

Analytica Chimica Acta. 351: 273-279.

CHATT, J. 1976. Nitrogen Fixation-Future Prospect. Proceedings No. 155, Fertilizer

Soc. of London.

CLARKSON, D.T. and WARNER, A.J. 1979. Relationship between root

temperature and the transport of ammonium and nitrate ions by Italian and

perennial ryegrass. Plant Physiol. 64: 557-561.

COLINA, M. and GARDNIAR, P.H.E. 1999. Simultaneous determination of total

nitrogen, phosphorus and sulphur by means of microwave digestion and ion

chromatography. Journal of Chromatography A, 847: 285-290.

COTTON, R. H. 1945. Determination of nitrogen, phosphorus and potassium in leaf

tissue. Application of micro methods. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed., 17:734.

DAFNER, E., GALAN, S.D. and GOEYENS, L. 1999. Microwave digestion of

organic substances, a useful tool for dissolved organic nitrogen

measurements. Waf. Res. Vol.33, No.2, pp. 548-554.

DAVISSON, B.S. and PARSONS, J.T. 1919. The Determination of Total Nitrogen

Including Nitric Nitrogen Ind. Eng. Chem, 11 (4), pp 306–311.

DUMAS, J.B,A . 1831. Procedes de I’ analyse organique. Ann. Chim. Phys. 247:

198-213.

FOTH, H.D. and ELLIS, B.G. 1988. Soil fertility. p. 1-212. John wiley and Sons,

New york.

37

GW, H. and DA, S. 1955. Mineralization of organic nitrogen in soil. Adv Agron 7:

299-398.

HAGEDORN, F., SCHLEPPI, P. 2000. Determination of total dissolved nitrogen by

persulfate oxidation. J. Plant Nutr. Soil Sci. 163, 81-82.

HE, X.T., MULVANEY, R.L. and BANWART, W.L. 1990. A rapid method for total

nitrogen analysis using microwave digestion. Soil Sci. Soc. Am. J. 54: 1625-

1629.

HORNECK, D.A., and MILLER, R.O. 1998. Determination of total nitrogen in plant

tissue. In: Kalra, Y.P. Ed. Handbook of reference methods for plant analysis.

pp. 75-83. CRC Press, New York.

HOSKINS, J.L. 1944. An interchangeable micro and macro steam distilllation

apparatus. Analyst (London): 69-271.

HU, Y., and A.V. BARKER. 1999. A single plant tissue digestion for macronutrient

analysis. Commun. Soil. Sci. Plant Anal. 30: 677-687.

IKEDA, M., CHOI, W.K. and YAMADA, Y. 1991. Sucrose fatty acid esters enhance

efficiency of foliar-applied urea nitrogen to soybens. Fert. Res. 29: 127-131.

JOHNSON, C.M. and ULRICH, A. 1959. Analytical methods for use in plant

analysis. California Agricultural Experiment Station, Bulletin 766.

KACAR, B. 1972. Bitki ve toprağın kimyasal analizleri: II. Bitki analizleri. s. 1-646.

A.Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları 453, Uygulama Klavuzu 155, A.Ü. Basımevi,

Ankara.

KACAR, B. 1995. Bitki ve toprağın kimyasal analizleri: III. Toprak analizleri, A.Ü.

Ziraat Fakültesi Geliştirme Vakfı Yayınları No: 3

KANE, P.F. 1987. Comparasion of HgO and CuSO4 / TiO2 as catalysts in manual

Kjelhahl digestion for determination of crude protein in animal feed:

Collaborative study. J. Asscoc. Offical. Anal. Chem. 70: 907-911.

KARTHIKEYAN, S., HE, J., JOSHI, U.M. and BALASUBRAMANIAN, R. 2009.

Determination of total nitrogen in environmental samples: Validation by

comparison of techniques and Intralaboratory studies. Analytical Letters, 42:

948-957.

38

KARTHIKEYAN, S., HE, J., PALANI, S., BALASUBRAMANIAN, R. and

BURGER, D. 2009. Determination of total nitrogen in atmospheric wet and

dry deposition samples. Content list available at ScienceDirect. Talanta. 77:

979-984.

KJELDAHL, J. 1883. Neve Methode zur Bestimmung des Stickstoffs in organischen

Körpern. Z. Anal. Chem. 22: 366-382.

KORELEFF, F. 1983. Simultaneous oxidation of nitrogen and phosphorus

compounds by persulfate. In Methods of Seawater Analysis, 2nd Ed.,

Grasshoff, K., Ed., Verlag Chemie: Weinheimer, Germany, 168-169.

KOROLEFF, F. 1969/1970. Determination of total nitrogen in natural seawaters by

means of persulfate oxidation. Int. Counc. Explor. Sea (ICES). Pap.

C.M.1969/C: 8; revise 1970.

LINDNER, R.C. and HARLEY, C.P. 1942. A rapid method for the determination of

nitrogen in plant tissues. Science 96: 565.

LITTAU, S.E. and ENGELHART, W. G. 1990. Microwave Sample preparation for

total nitrogen and phosphorus determination. CEM Corporation P. O. Box

200.

LO, K.V., WONG, W.T. and LIAO, P.H. 2005. Rapid determination of total

Kjeldahl nitrogen using microwave digestion. Journal of Environmental

Science and health, 40: 609-615.

MA, T.S., and ZUAZAGA, G. 1942. Micro Kjeldahl determination of nitrogen. A

new indicator and an improved rapid method. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 14:

280-282.

MAHER, W., KRIKOWA, F., WRUCK, D., LOUIE, H., NGUYEN, T. and

HUANG, W.Y. 2002. Determination of total phosphorus and nitrogen in

turbid waters by oxidation with alkaline potassium peroxodisulfate and low

pressure microwave digestion, autoclave heating or the use of closed vessels

in a hot water bath: comparasion with Kjeldahl digestion. Analytica Chimica

Acta. 463: 283-293.

39

McKENZIE, H.A., and WALLACE, H.S. 1954. The Kjeldahl determination of

nitrogen: A critical study of digestion conditions-temperatures, catalyst and

oxidizing agent. Aust. J. Chem. 7: 55-70.

MEEKER, E.W., and WAGNER, E.C. 1933. Titration of ammonia in presence of

boric acid. Macro and micro Kjeldahl procedures. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed.

5: 396-398.

MILLER, G.L., and MILLER, E. E. 1948. Determination of nitrogen in biological

materials. Anal. Chem. 20: 481.

MILLER, R.O. 1998a. Extractable nitrate in plant tissue: Ion-selective methods. In:

Kalra, Y.P. Ed. Handbook of reference methods for plant analysis. pp. 85-88.

CRC Press, New York.

,1998b. Microwave digestion of plant tissue in an closed vessel. In: Kalra,

Y.P. Ed. Handbook of reference methods for plant analysis. pp. 69-73. CRC

Press, New York.

MILLS, H.A., 1980. Nitrogen specific ion electrodes for soil, plant and water

analysis. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 63: 797-801.

MURPHY, D.V., MACDONALD, A.J., STOCKDALE, E.A., GOULDING, K.W.T.,

FORTUNE, S., GAUNT, J.L., POULTON, P.R., WAKEFIELD, J.A.,

WEBSTER, C.P., WILMER, W.S. 2000. Soluble organic nitrogen in

agricultural soils. Biol. Fertil. Soils, 30, 374-387.

NEUMANN, P.M. 1982. Late-season foliar fertilization with macro-nutrients-Is

there theoretical basis for increased seed yields? J. Plant Nutr. 5: 1209-1215

OLSEN, C. 1929. On the determination of nitrogen in soils: with special reference to

the presence of nitrates and nitrites. Comptes Rendus des Travaux du

Laboratoire Carlsberg, 17 (3), 1-13.

PLANK, C.O. Ed. 1992. Plant analysis reference procedures for the southern region

of the United States. Southern Cooperative Services Bulletin # 368.

PUJO-PAY, M. RAIMBAULT, P. 1994. improvement of the wet-oksidation

procedure for simultaneous determination of particulate organic nitrogen and

puhosphorus collected on filters. Marine Ecologi Progress Series. Vol. 105:

203-207.

40

RAIMBAULT, P. and SLAWYK, G. A semiautomatic, wet-oxidation method for the

determination of particulate organic nitrogen collected on filters. American

Society of Limnology and Oceanagrapy, Inc. 36(2), 405-408.

RAMON, R., VALLE DEL, M. and VALERE, F. 2005. Use of a focused microwave

system for the determination of nitrogen in industrial wastewars. Analytical

Letters, 38: 2415-2430.

RAO, K.P. and RAINS, D.W. 1976. Nitrate absorption by barley. Plant Physiol. 57:

55-58.

SAH, R.N. and MILLER, R.O. 1992. spontaneous reaction for acid dissolution of

biological tissue in closed vessels. Anal. Chem. 64: 230-233.

SAHRAWAT, K.L., KUMAR, G.R. and MURTY, K.V.S. 2002. Sulfiric acid-

selenium digestion for multi element analysis in a single plant digest.

Commun. Soil. Sci. Plant Anal. 33: 3757- 3765.

SCHUFFELEN, A.C., MULLER, A. and VAN SCHOUWENBURG, J. CH. 1961.

Quick test for soil and plant analysis used by small laboratories. Neth. Jour.

Agric. Sci. 9: 2-16.

SILVERSTEIN, R.M., and PERTHEL, R. 1950. Kjeldahl micro-determination. Anal.

Chem. 22: 949.

STANDART METHODS, 1998. Standart methods for examination of water and

wastewater. American Public Health Association, American Water Works

Association, Water Environment Federation USA.

STOVER, N. M., and SANDIN, R.B. 1931. Use of boric acid in micro Kjeldahl

determination of nitrogen. Ind. Eng. Chem. Anal. Ed. 3: 240-242.

TOLG, G. 1974. The basis of trace analsis.In: Korte, E. Ede. Methodium chimicium,

Vol. I.Analytical Methods, Part B, Micromethods, Biolgical methods, Quality

control, Automation. Academic Press, New York, 698-710.

VALDERRAMA, J. C. 1981. The simultaneous analysis of total nitrogen and total

phosphorus in natural waters. Marine Chemistry 10, 109-122.

WAGNER, W. F., WUELLNER J.A. and FEILER, C. E. 1952. Sulfamic acid as a

standart reagent for alkalimetry. Anal. Chem. 24: 1491-1492.

41

WINKLER, L.W. 1913. Beitrog zur titirimetrischen bestimmung des Ammoniaks. Z.

Angew. Chem. 26: 231-232.

WOLF, B. 1982. A Comprehensive system of leaf analysis and its use for diagnosing

crop nutrient status. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 13: 1035-1059.

ZARCINAS, B. A., CARTWRIGHT, B. and SPAUNCER, L.P. 1987. Nitric acit

digestion and multielement analysiz of plant material by inductiveli coupled

plazma spectrometri. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 18: 131-147.

ZHOU, J., CHEN, Z. and LI, S. 2003. Oxidation efficiency of different oxidant of

persulfate method used to determine total nitrogen and phosphorus in

solutions. Communications in soil science and plant analysis. Vol. 34, Nos.

5&6, pp. 725-734.

42

ÖZGEÇMİŞ

1981 yılında Adana’da doğdum. İlk, orta ve lise eğitimimi Adana’da

tamamladım. 1999 yılında Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Teknolojisi

programında lisans öğrenimime başladım. 2005 yılında lisans öğrenimimi

tamamladıktan sonra aynı yıl Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Toprak

Anabilim Dalında Yüksek Lisans öğrenimime başladım. Halen aynı enstitünün

Toprak Anabilim dalında Yüksek Lisans öğrencisi olarak öğrenimime devam

etmekteyim.

Documents

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜtraglor.cu.edu.tr/objects/objectFile/fffegzFa-1692013-22.pdf · 2018-04-12 · Çukurova Ünİversİtesİ fen bİlİmlerİ