مــرداب انزلي

مقدمه
مــرداب انزلي يكي از مهمتريــن مردابهاي بين المللي در ســطحجهان شــناخته شده است . بهعلت تنوع زيستي و وجود انواع پرندگانو جانوران و همچنين ســرازير شدن تعداد زيادي از رودخانه ها و آلودهنمودن آن توسط ســموم كشــاورزي و فاضلاب كارخانجات ،حفاظت،بررســي و كنترل كيفيت آب مرداب از وظايف مهم سازمانهاي ذيربطبه شــمار مي آيد. در اين راســتا آناليــز كيفي و كمــيدو تركيب مهمكه در كشــاورزي بهعنوان ســموم و علف كش بــهكار ميروند صورتپذيرفت.شــكل-۱ تالاب انزلي و مناطق نمونه برداري شــده را نشــانميدهد .
آناليــز آفتكش ها در ماتريسهاي مختلف آب ،خاك و هوا بهعلتمســائل زيست محيطي يك وظيفه اوليه محسوب مي شود. فشار بخارهوا ، نحوه توزيع آنها و شرايط محيطي باعث شده كه اينگونه تركيباتپايدار و مقاوم وارد محيط زيست و زنجيره غذائي انسان گردند.)۱۶(
روشــهاي مختلفي براي جداسازي و شناسائي سموم و آفت كشهامورد اســتفاده و توســعه يافتهاند .روش اســتخراج ميكرو با فاز جامد(۱۵،۸،۵)(SPME ) اســتخراج بــا فاز جامد (۱۶،۱۲،۱۱) اســتخراجمايع – مايع (۱۸،۷،۶) و اســتخراج ميكرو مايع-مايع (۱۷) مشهورترينو كاربرديترين روشهاي اســتخراج سموم و آفت كشها در ماتريسهايآبي ميباشند. بديهي است كه روشTrap و Purge (۴) و روشStatic Headspace(۳) غالبا تكنيكهائي هستند كه براي تركيبات آلي فرار ونيمه فرار به كار ميروند .براي تشخيص سموم ارگانوكلره و ارگانوفسفرهدستگاه كروماتوگرافي متصل به طيف سنج جرمي مجهز به يونيزاسيونبمباران الكتروني و يونيزاسيون شيميائي با ستون هاي با قدرت تفكيكبالا مورد استفاده قرارگرفته است(۱۵،۱۳،۱). روشهاي ديگر استخراج وتكنيكهاي آناليزي نظير استخراج با مافوق صوت (۲) و تكنيك طيفســنج جرميدو قلو (۹( )MS/MS ) نيز جهت جداســازي و شناســائيبه كار گرفته شــده اســت .هدف از اين مقاله مقايســه روش اســتخراجمايع- مايع ، اســتخراج ميكرو مايع-مايع و استخراج بهكمك فاز جامدو همچنين كارآئي دســتگاه كروماتوگرافي گازي و طيف ســنج جرمي براي جداسازي و شناسائي سموم ارگانو كلره و ارگانو فسفره مورد بحثقرار ميدهد .
آزمايش
مواد و معرف ها
مواد شــيميائي متانول ، استون ،نرمال هگزان و دي كلرو متان (۹۹٪)از شركت شيميائي آلدريچ خريداري گرديد. تركيبات فنيتروتيون و بوتاكلربهعنوان استاندارد در آزمايشگاه مورد استفاده قرار گرفتند .ستون فاز جامد(Bond Elut ) از نــوع ۱۸C از شــركت واريان خريداري گرديد .گاز هليوم بادرجــه خلــوص ۹۹/۹۹٪ به عنوان گاز حامل از شــركتAir Product تهيهگرديد .
نمونهبرداري
ســه ايســتگاه بهنام آببندان (شرق تالاب ) ، پاشاگارو (مركز تالاب) وآبكنار (شــرق تالاب) جهــت نمونهبرداري انتخاب گرديــد .يك ليتر از هرايســتگاه (يك ليتر از سطح آب، يك ليتر از وسط و يك ليتر از كف مردابانزلــي ) مخلوط كرده و يك ليتر بهعنوان نمونه آن ايســتگاه در نظر گرفتهميشــود. لازم به ذكر اســت كه نمونه بردار از نوع نســكين بوده و از سويمركز تحقيقات شــيلات در اختيار گذاشته شد . براي تثبيت نمودن و جلوگيري از تخريب نمونه ها كافي اســت كه چند ميلي ليتر اســيد كلريدريكبه نمونه اضافه گردد .
بديهي اســت كه ظروف شيشــه اي دودي براي نمونهبرداري مناسب وتوصيه ميگردد .نمونه برداري در ســه ماه خرداد ، شهريور و بهمن صورتگرفت .
استخراج مايع-مايع
دراينروش۱۰۰۰ميليليتر نمونه آبي رابا۶۰ ميليليترديكلرومتانبه مدت ۳۰ دقيقه تكان داده شد. اضافه كردن نمك طعام بهمقدار ۱۰ گرمباعث افزايش قطبيت و بهتر جداشــدن تركيبات آلي ميگردد. بعد از عملاســتخراج نمونه اســتخراجي را بهكمك جريان ملايــم گاز نيتروژن تغليظنموده بهطوريكه حجم نمونه استخراج شده به ۵/ميلي ليتر برسد .
استخراج ميكرو مايع-مايع
اينروشنيزمشــابه روشاســتخراجمايع-مايعميباشــد. دراينروشمقدار۵۳ ميليليترازنمونهآبي رابا۲ميلي ليترديكلرومتانمخلوط نمودهوبهمدت ۰۳ دقيقهآنرا تكانمي دهيم،سپسنمونهاستخراج شدهرانيز با جريانملايمگازنيتروژن تغليظنمودهو حجمآن رابه۵/ميلي ليترمي رسانيم.

استخراج با فاز جامد
درابتداستونهايمخصوصفازجامد( Bond Elut )راطبقدستورالعملشركت سازنده تعين شرايط و بهينه نموده يعني اينكه در ابتدا با يك حجممتانول و آب يون زدائي شــده شستشو داده ، ســپس نمونه استخراج شدهرا روي ســتونهاي(۸۱C) ۱۰۰ و ۵۰۰ ميلي گرم (شــركت واريان شــمارهكاتالوگ ۱۲۱۰-۲۰۰۱ و۱۲۱۰ -۲۰۲۸ ) قرار داده ميشود . سيستم خلاءآزمايشــگاهي ميتواند جهت سرعت بخشيدن به اين عمل كمك كند . بعداز قرار دادن نمونه روي ســتون با ۵/۲ ميليليتر ديكلرومتان شستشو دادهو ماده اســتخراج شــده را نيز بهكمك جريان ملايــم گاز نيتروژن به حجمكمتر از۱ ميلي ليتر رســانده مي شــود .بعد از عمل استخراج ، ستون موردنظر را مجدداً با آب و متانول شستشو داده جهت مراحل بعدي آمادهسازيمين مايند .
آناليز مواد بهكمك دستگاهSM/CG
نمونههــا پــس از مراحــل اســتخراج و تغليــظ شــدن، بــا دســتگاهكروماتوگرافي گازي مدل۳۴۰۰ شــركت واريان كه متصل به دستگاه طيفسنج جرمياز نوع تله يوني مدلSaturn II بوده مورد آناليز قرار گرفتهاند .دستگاه طيف سنج جرميب ا ماده شيميائي پرفلوروتري بوتيل آمين كاليبرهمورد استفاده قرار گرفت .سرعت طيف نگاري ۱ ثانيه و محدوده جرمي طيفنــگاري ۳۳-۴۵۰ واحد جرم اتميت نظيم گرديــد .گاز حامل هليوم با درجهخلوص بالاي ۹۹/۹۹٪ از ســتونهاي جاذب رطوبت و اكســيژن عبور دادهشده سپس وارد سيستم كروماتوگرافي گازي ميشوند .ستون موئين بهطول
۹
۳۰ متر و قطر داخلي ۰/۳۲ ميليمتر و ضخامت ۲۵ ميكرومتر از نوع ۵-DBمورد استفاده قرار گرفت . سرعت جريان گاز حامل ۱ ميليليتر در دقيقه ونحوه تقسيم۱:۳۰ با زمان تأخيري۴. دقيقه بهكار گرفته شده است .دمايمحل تزريق ۲۸۰درجه ســانتيگراد و دماي اتصال مشــترك دستگاه طيفسنج جرمي و كروماتوگرافي گازي نيز ۲۸۰ درجه سانتيگراد تنظيم گرديد.انــرژي الكترونها ۷۰ الكترون ولت و ولتاژ شــتابدهنده حدود ۲۰۰۰ ولتو دماي منبع يونيزاســيون ۲۰۰ درجه سانتيگراد اعمال گرديد . شرايط دمابرنامــه اي بــا دماي اوليه ۴۰ درجه (ا دقيقه) تا ۲۸۰ درجه ســانتيگراد (۵دقيقه) با سرعت ۱۰ درجه بر دقيقه تنظيم گرديده است . آناليز يونيزاسيونشــيميائي توســط گاز آيزوبوتــان در محدوده جرمــي۶۰-۴۵۰ واحد جرماتميانجام گرفت
بحث و نتيجهگيري
مــرداب انزلي بهعلت اهميت و تنوع زيســتي در آن بهعنــوان يكي ازمردابهاي بين المللي و مهم در جهان شــناخته شــده است . بهعلت سرازيرشــدن و وارد شدن آبهاي سطحي ، فاضلاب كارخانجات و سموم كشاورزيجداســازي و شناســائي تركيبات آلي و معدني از اهميت خاصي برخورداراســت . تركيب فنيتروتيون و بوتاكلر معمولاً در مزارع برنج مناطق شــمالايــران بهعنوان آفتكش و علفكش مورد اســتفاده قــرار ميگيرند .درصدباز يافت فنيتروتيون و بوتاكلر در آب با ســه روش اســتخراجي ذكر شــدهمورد اندازهگيري و مقايســه گرديد( جدول شــماره ۱ ) . جدول فوق نشانميدهد كه ميانگين درصد بازيافت با روش فاز جامد نســبتا بيشــتر از دوروش ديگر ميباشــد .از طرفي زمان اســتخراج با فاز جامد كوتاهتر از دوروش اســتخراج مايع-مايع و اســتخراج ميكرومايع-مايع ميباشــد . درصدبازيافت روش اســتخراج مايع-مايع تقريبا نظير استخراج ميكرو مايع-مايعميباشــد با اين تفاوت كه حلال بكار رفته در روش اســتخراج ميكرو مايع-مايع بهمراتب كمتر از روش اســتخراج مايع-مايع ميباشد و بهعلت مسائلزيســت محيطي داراي بر تري ميباشــد .همچنين جداول ۳،۲و۴ ســطوحغلظتي نمونهها را در ماههاي مختلف خرداد ، شــهريور و بهمن ماه نشــانميدهد. براي اندازهگيري كميو افزايش حساســيت دســتگاه طيف سنججرمي -كروماتوگرافي گازي از تكنيك مشــاهده يــون انتخابي (SIM ) كهبراي فنيتروتيون يون ۱۲۳ و براي بوتاكلر۸۳۲ در نظر گرفته شــده است .بديهي اســت كه تكنيك فوق در دستگاه تله يوني بهعلت ويژگيهاي خاصخود در بعضي مواقع يون مادر با يك واحد جرمي را بيشتر ظاهر ميكند كهاين پديده با دستگاههاي چهارقطبي و مغناطيسي بسيار متفاوت ميباشد.
شــكل۱: كروماتوگــرام كلــي نمونــه ايســتگاه آب بنــدان را بعــد ازمراحل اســتخراج نشــان ميدهد . با يك نگاه اجمالي به كروماتوگرام فوقميتوان اســتنتاج كرد كه الگوي پيكهاي ظاهر شــده نشــان دهنده الگويهيدروكربنهاي نرمال ( پارافيني) ميباشد. به عبارت ديگر آن منطقه به موادنفتي مخصوصا هيدروكربنهاي پارافيني آلوده گشــته و مقدار آنها نيز قابلملاحظه ميباشــد .دو پيك دو تائي در زمان۱۶:۰۱ دقيقه و۰۱:۷۱ دقيقهمربوط به پريســتان(۹۱C ) و فيتان (۰۲C) ميباشــد . اين دو هيدروكربنبهعنوان نشانه زيستي( Biomarker ) جهت شناسائي نفتهاي خام و منابعآنها و چگونگي تشــكيل نفت خام بــه كار مي روند . طيف جرميفنيتروتيونو بوتاكلر در شــكل ۳ نشان داده شده است. براي اطمينان و تاييديه ديگراز جســتجوي كتابخانهاي دستگاه استفاده گرديد كه نتيجه آن در شكل : a۲نشــان داده شده اســت .براي صحت و اطمينان كامل استاندارد دو مادهفوق تزريق و زمان بازداري و همچنين طيف جرميمقايســه گرديد .يكي ازراههائي كه اكنون جهت تاييديه جرم ملكولي تركيبات اســتفاده ميشــود، روش يونيزاســيون شــيميائي خواهد بود كه معمولا عــلاوه بر پيك مادر
(M) يك واحد جرمي بيشــتر (۱+M) با شــدت و فراواني نســبي بيشترينســبت به جرم ملكولي ظاهر خواهد نمود. ايــن روش امروزه بهعنوان يك

جدول۱- درصدبازيافتنمونهفنيتروتيونوبوتاکلر(غلظتهرنمونه۵ نانوگرمدرليتروتکرارآزمايش۵ مرتبه)
Pesticide C۱۸ LLE LL microextraction
fenitrothion ۹۳ ۸۸ ۸۹
butachlor ۹۰ ۸۶ ۸۶
جدول ۲- ميزان غلظت فنيتروتيون و بوتاکلر( شهريور ماه ۱ ،: آب بندان ۲: پاشاگارو ۳: آب کنار)
Sample Pesticide LLE(ng/ml) LL Microextraction (ng/ml) SPE(ng/ml)
۱ fenitrothion ۷۶ ۸۱ ۸۵
۱ butachlor ۱۷ ۱۷ ۱۷
۲ fenitrothion ۳۹ ۴۱ ۴۳
۲ butachlor ۸ ۸ ۱۱
۳ fenitrothion __ __ __
۳ butachlor __ __ __
۱۰

تكنيك اسپكتروســكوپي جهت شناسائي تركيبات به كار ميرود . لازم بذكراســت كه همانطور كه قبلاً ذكر شد ، دســتگاه تله يوني به علت ويژگيهايخــاص خــود بعضي مواقع يك واحد جرمي بيشــتر ا ز خود نشــان ميدهدكه اين مســاله يك عيب محسوب ميشــود .اين پديده را ميت وان در طيفجرميفنيتروتيون كه قاعدتاً بايســتي جرم ۲۷۷ را نشان دهد ولي همانطوركه مشاهده مي شود جرم ۲۷۸ ظاهر نموده است.
همه روشــهاي ذكر شــده بر روي دو نمونه ديگر انجام گرفت ولي فقطكروماتوگرام و طيفهاي جرميمربوط به نمونه آبب ندان گزارش گرديد .
نتيجه
بهعلت مصرف حجم كم حلال و مســائل زيســت محيطي، استفاده ازروش اســتخراج ميكرو مايع-مايع يك روش مناسب و ساده براي استخراجســموم در نمونه هاي آبي پيشــنهاد ميگردد. درصد بازيافت ،حمل ساده ،صرفــه جوئي در زمان و همچنين بعلت كاهش مصرف حلالهاي ســمي وكلر دار ۹۰ ( درصد كمتر مصرف مي شــود ) تكنيك اســتخراج با فاز جامد۱۸(SPE-C ) در مقايســه با روشــهاي اســتخراج مايع-مايع و اســتخراجميكــرو مايع-مايع توصيه ميشــود . بهعبارت ديگر روش اســتخراج با فازجامد امروزه بهعنوان يك روش مناســب ، ساده و كارامد پيشنهاد ميگردد.اگرچه دستگاههاي طيف سنج جرمياز نوع تله يوني دستگاه بسيار حساسو داراي دقت بالائي ميباشد و عمدتاً براي اندازهگيريهاي مقادير ناچيز درماتريســهاي مختلف (آب، خاك وآب ) بهكار ميروند لذا پيشنهاد ميگرددكه از دستگاههاي چهارقطبي و مقناطيسي استفاده گردد .نتايج و داده هايبدست آمده نشان مي دهد كه قسمت مركزي و بويژه قسمت شرق تالاب ازآلودگي بيشتري برخوردار است .
بهعلتاينكهسمومكلرهدرمناطقشمالمورداستفادهگستردهكشاورزانقرارمي گيرد توصيهميگرددكهجهتاستفادهسمومكشاورزياز علوموفنونپيشــرفته استفادهوتحتنظارتوزارتكشــاورزيوسازمانحفاظتمحيطزيســت قرار گيرد .همچنين نظارت و كنترل دقيق بر پروژهها و نحوه استفادهســموم و كمكهاي مالي به كشاورزان جهت اســتفاده بهينه از سموم و آفتكشها پيشنهادمي گردد.جلوگيريازانتشارموادآلايندهوخطر ناكدرمحيطيك امر ضروري است و نهايتاً ممانعت از تخليه فاضلابهاي بهداشتي، شهري،صنعتي در حاشيه رودها و سواحل دريا توصيه مي گردد.

شكل ۲- طيف جرمي بمباران الكتروني (EI) فيتروتيون
۱۲

۱۵