Toksisite Ölçüm Cihazı

Su Kirliligi Kontrol Yonetmeligimiz icindede zehirlilik seyreltme faktoru gecmektedir. Zehirlilik olcumunde kullanilan bir diger yontem olan Vibrio fischeri ile gerceklestirilebilen portatif yada laboratuvar tipi analizor cihazlari ile alternatifler sunulabilmektedir.

İçme suları tanklardan veya boru hatlarından sızan petrol türevleri, tarımsal alanlardan kaynaklanan böcek ilaçlari veya arıtılmamış atık sulardan kaynaklanan patojenler gibi çok sayıda etken yüzünden kontamine olur. Son zamanlarda artan terörizm ve sabotajlar yüzünden içme sularında tehlike oluşturabilecek potansiyel kirleticiler üzerinde çalışmalar artmıştır.

İçme suyu dağıtım sistemlerinin kasıtlı olarak kontaminasyonu durumunda, kullanılan maddenin ne olduğunun saptanması, kimyasal kirleticilerin çeşitliliği yüzünden cok zor olabilmektedir (biotoksinler veya farklı toksik maddelerin kombinasyonu olabilir). Son zamanlarda kullanılabilecek toksik maddelerin tespiti konusunda çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda çok sayıda bileşen tanımlanmıştır. Bunlar suda stabil ve çözünür olabilir, çok az kokuya veya renge sahip olabilir ve çok düşük konsantrasyonları bile insan sağlığını tehlikeye sokabilir. Bu toksik maddeler, askeri birimler tarafından kullanılan savaş kimyasalları (sarin, VX vs.), biyolojik toksinler (aflatoksin, risin, vs.), patojenler ( e-coli, salmonella, listeria), ve endüstriyel kimyasallar (siyanür, ağır metaller) şeklinde olabilmektedir.

Biotoksisite İzleme
İçme suyu izleme konusunda en çok kullanılan yöntem biotoksisitenin izlenmesidir. Toksisite testi, birçok kuruluş tarafından kontaminasyon tespiti için kullanılmaktadır. Toksisite izleme, geleneksel izleme ile birlikte ek bilgi edinmek açısından kullanılır. Bunun sebebi herhangi bir kontaminasyon olması durumunda kesin bir karara varılabilmesini desteklemektir.

Toksisite testinin temeli, canlı organizmaların test edilecek su veya atık su numunesi ile etkileşime girmesine ve canlı organizma üzerinde oluşan etkinin ölçülmesine dayanır. Standart Metotlarda bu konuya ilişkin balık biyodeneyi metodu bulunmaktadır fakat bu metot herhangi bir acil durum söz konusu olduğunda sonuç almak açısından oldukça yavaş kalmaktadır.

Bunun dışında kullanılmakta olan çok daha verimli başka bir yöntem ise bakteri kullanılan biosensör metodudur. Bu sistemde, bakteri türleri ile elektronik ölçüm aleti birlikte kullanılmakta, hassas ve hızlı ölçüm tek bir cihazla gerçekleştirilmektedir. Bu teknoloji, çok geniş aralıktaki toksik maddelerin hızlı bir şekilde tespit edilmesi açısından yaygın olarak tercih edilen bir teknolojidir.

Tüm canlı hücreler gibi bakteriyel hücrelerin metabolizması da geniş bir aralıkta sürekli biyokimyasal reaksiyonlarla desteklenir ve bu, toksik kimyasallar tarafından bozulabilir. Bakteri kullanılan biyosensörler, diğer organizmalara göre test için daha uygundur, çünkü bakteriyel hücreler sudaki toksisiteye daha hızlı cevap verirler. Bakteriyel hücreler, memeli hücrelerine göre daha hızlı metabolik hıza sahiplerdir ve yüksek organizmalarda bulunan kompleks organ sistemlerine sahip değillerdir. Bunun anlamı şudur; toksik maddeler bakteriyel hücrelerin metabolik sistemlerini çok daha hızlı bozmaktadır. Ayrıca, test organizmasının sayısını arttırarak ve biyolojik çeşitliliğin etkisini azaltarak küçük bir su numunesine milyonlarca hücre verilebilir. Bakteri kullanılan biyosensörler, saha testinde pratik olması ve hızlı sonuç alması açısından, portatif cihazlarla da kullanılabilmektedir.

Hızlı sonuç alma, kamu kuruluşları için önlem alınabilmesi açısından anahtar kelimedir. Numunenin alınması ile kontamine olmuş suyun tüketiciye ulaşması arasındaki süre; numune alma noktaları, suyun durumunu tayin eden hidrolik karakteristikler ve taşıma koşulları gibi etkenlere bağlı olarak değişmektedir. Daha hızlı bir uyarı sistemi, kuruluşlara su analiz raporu vermek açısından daha uzun bir süre sağlar ve güvenlik için süre yaratılmış olur.

Bakteri kullanılarak ölçüm yapılan biyosensörlü sistemler, geniş bir aralıkta kimyasal kontaminantların ve toksinlerin tespitini yapabilmektedir. Çünkü bu sistemler bileşiklerin toplam toksik etkisini tayin eder, spesifik bir bileşenin tayinini yapmazlar. Su kontaminasyonunda, farklı kimyasalların nedeniyle geniş anlamda izleme gereklidir.

Bakteri kullanılan biyosensörler, güvenilir ve tekrarlanabilir sonuçlar verir. Sonuçlar yüksek hassasiyetlidir ve hatalı sonuç verme oranı çok düşüktür. En iyi sonuçlar, yeterli veri sağlanarak, lokal su kalitesi referans alınarak elde edilir. Bu, su kalitesinde değişiklik olması durumunda karşılaştırma için gerekli olacaktır.

Lüminesant bakteri ışımasındaki azalmanın tespiti yöntemiyle çalışan Microtox toksisite ölçüm sistemi, ABD’de ve Kanada’da 90’dan fazla kamusal içme suyu arıtma tesisinde kullanılmaktadır. Microtox teknolojisi, Vibrio fisheri olarak bilinen bakteriyi kullanır. Bunun sebebi, tür olarak bu bakterinin birçok kimyasala karşı hassas olmasıdır. Bu mikroorganizma normal metabolizma sırasında ışık ürettiği için bu işleme çok uygundur. Numunedeki toksik maddeler, organizmaların metabolizmasını ters yönde etkiler ve lüminesansta azalmaya neden olur. Bunun anlamı; organizmanın daha az ışık üretmesidir. Normal koşullarda bu organizmalardan yayılan ışık sabittir ve uygun bir lüminometre ile kolaylıkla ölçülebilir. Sudaki toksisitenin yükselmesi, ışıkta azalmaya yol açar ve bu da Microttox tarafından ölçülerek toksisite analizi yapılır.

Microtox sistemi birçok kritik bölgede uzun süreden beri kullanılmaktadır. 11 Eylül 2001 öncesi Microtox Test Sistemi, ABD’de Olimpiyat Oyunları süresince 3 farklı şehirde, 2000 yılında Demokratik Ulusal Konvansiyonel’de ve 1991 Körfez Savaşı’nda güvenlik amaçlı olarak kullanılmıştır. 11 Eylül sonrası ABD ordusu mühendis heyeti Pentagon’a sağlanan içme sularını bu sistemle izlemeye almışlardır. Teknolojinin tipik uygulaması, su sistemlerinden, örneğin su kaynağından (rezervuar, nehir, vb.), arıtma prosesinin çeşitli noktalarından, klorlama öncesi ve sonrasından ve dağıtım sistemlerinin anahtar noktalarından düzenli aralıklarla numune toplanmasını gerektirir. Gerekirse, uzak noktalarda bulunan numuneleri analiz etmek için portatif biyosensör test sistemi kullanılabilir. Bu, kırsal alandaki su sistemleri için çok önemlidir. Bu tarz uygulamalar için de SDI DeltaTox sistemi kullanılabilmektedir. DeltaTox analizörü de aynı lümünesant bakteri sistemini kullanır ve doğrudan ölçüm yapılmasını sağlar. Ayrıca mikrobiyal kontaminasyon tayini için de kullanılabilir.

Toksisite analizi verileri, daha önceki analizlerden elde edilen referans toksisite verileriyle karşılaştırılır.Bu referans kontaminasyon değerinin üzerinde herhangi bir numune verisi, su kalitesindeki değişikliği gösterir. Bu da daha önceden planlanan önlemlerin başlatılmasını sağlar. Alınacak önlemler kontaminasyonun büyüklüğüne göre, ilk sonuçları kontrol etmek amaçlı ek testlerden, daha detaylı kontrollere, örneğin arıtmadaki değişim, kontamine kaynak girişini durdurma, bazı otorite ve medya kuruluşlarına bilgi vermeye kadar çeşitlendirilebilir.

Toksisitenin izlenmesi; kanalizasyon hatlarıyla ters bağlantı, geri akım kontaminasyonu veya boru ya da tanklardan sızan kaynak kontaminasyonları gibi kasıtlı olmayan durumlarda da yararlı olur.

Her içme suyu arıtma tesisinin etkin bir güvenlik programı olmalıdır. Fiziksel güvenlik önemlidir fakat yeterli değildir. İçme suyu kuruluşları rutin izleme ve acil durum operasyonları için hızlı analitik teknikleri göz önüne almalıdır. Bu teknolojiler, kapsamlı güvenlik planının en önemli bölümüdür ve herhangi bir kontaminasyon durumunda, su temininin kesilmesi ve otoriteleri bilgilendirme prosedürleri ile bağlantılı olarak kullanılmalıdır.


Ref: SDI, Environmental Protection, June 2003