Προσδιορισμός ουσιών γεύσης και οσμής και ολικών μικροκυστινών στο νερό με χρήση μεθόδου φασματομετρίας μαζών

Κεχαγιά, Μαρία; Kechagia, Maria

dc.contributor.author	Κεχαγιά, Μαρία	el
dc.contributor.author	Kechagia, Maria	en
dc.date.accessioned	2022-02-18T15:19:57Z
dc.date.available	2022-02-18T15:19:57Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54769
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22467
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ουσίες γεύσης και οσμής	el
dc.subject	Αέρια χρωματογραφία	el
dc.subject	Box - Behnken	en
dc.subject	Οργανικοί μικρορύποι	el
dc.title	Προσδιορισμός ουσιών γεύσης και οσμής και ολικών μικροκυστινών στο νερό με χρήση μεθόδου φασματομετρίας μαζών	el
dc.title	Determination of Taste and Odor Compounds and Total Microcystins in Water using a Mass Spectrometry Technique	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ποιότητα υδάτων	el
heal.classification	Water Quality	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-07-01
heal.abstract	Το νερό αποτελεί την πιο διαδεδομένη χημική ένωση και έναν από τους πιο σημαντικούς πόρους για την ζωή στον πλανήτη μας αφού αποτελεί έως και το 90% του βάρους των έμβιων όντων. Η εξασφάλιση της ποιότητας του νερού είναι ύψιστης σημασίας καθώς οι οργανισμοί εκτίθενται σε αυτό και το καταναλώνουν καθημερινά. Ένα από τα πιο βασικά χαρακτηριστικά του νερού είναι το γεγονός ότι αποτελεί ένα άγευστο και άοσμο υγρό. Αυτές οι παράμετροι συχνά αποτελούν κριτήριο για την αξιολόγηση της ποιότητας του νερού από τους καταναλωτές. Όταν το νερό παρεκκλίνει από τα φυσικά του χαρακτηριστικά, αυτό μπορεί να αποτελέσει έναυσμα για την δυσπιστία των καταναλωτών ως προς την πηγή και τον πάροχο νερού. Η μη φυσιολογική γεύση και οσμή στο νερό οφείλεται στην εμφάνιση οργανικών μικρορύπων, δηλαδή πτητικών και ημι-πτητικών οργανικών ενώσεων οι οποίες μπορεί να προέρχονται τόσο από τη δραστηριότητα της βιομάζας των υδάτινων πόρων όσο και από την ρύπανση των υδάτων λόγω βιομηχανικής δραστηριότητας στην περιοχή. Το μεγαλύτερο ποσοστό των πιο συχνά εμφανιζόμενων ενώσεων γεύσης και οσμής στο νερό προέρχεται από τα κυανοβακτήρια. Πρόκειται για οργανισμούς των οποίων η ανάπτυξη ευνοείται από την υψηλή θερμοκρασία και την ηλιακή ακτινοβολία. Πολλαπλασιάζονται στην επιφάνεια των υδάτινων πόρων όπου η ροή του νερού είναι χαμηλή, δημιουργώντας ανθίσεις. Η πιο αξιόπιστη και ακριβής μέθοδος για την ανίχνευση, τον προσδιορισμό και την ποσοτικοποίηση των ενώσεων γεύσης και οσμής στο νερό είναι η χρήση αναλυτικών χημικών μεθόδων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη αναλυτικής μεθόδου για την ανίχνευση 20 ουσιών γεύσης και οσμής σε υδατικά διαλύματα με χρήση της τεχνικής μικροεκχύλισης στερεάς φάσης υπερκείμενου χώρου (HS-SPME) σε συνδυασμό με την αέρια χρωματογραφία – φασματομετρία μαζών (GC-MS/MS). Ακόμα, για την μεγιστοποίηση της απόκρισης του οργάνου στην ανίχνευση των ουσιών Γ&Ο πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση των συνθηκών της εκχύλιση μέσω του πειραματικού σχεδιασμού Box -Behnken, μέθοδος η οποία εφαρμόστηκε με χρήση του λογισμικού Minitab. Τέλος, εφαρμόστηκε η τεχνική χρήσης 10 ισοτοπικά επισημασμένων ενώσεων ως εσωτερικά πρότυπα. Μεταξύ των κυανοβακτηρίων, εμφανίζονται στελέχη τα οποία παράγουν, εκτός από ενώσεις γεύσης και οσμής και άλλους βλαβερούς δευτερογενείς μεταβολίτες, τις κυανοτοξίνες. Οι ενώσεις αυτές εντοπίζονται επίσης στο νερό και έχουν την ικανότητα να x εισέρχονται στους ζωντανούς οργανισμούς μέσω της έκθεσης τους σε νερό το οποίο περιέχει κυανοτοξίνες. Μια μεγάλη κατηγορία κυανοτοξινών αποτελούν οι μικροκυστίνες. Πρόκειται για πλέον των 250 συγγενών ενώσεων σχεδόν όλα τα μόρια των οποίων περιλαμβάνουν ένα ασυνήθιστο μη πρωτεϊνικό αμινοξύ το οποίο ονομάζεται ADDA και στο οποίο αποδίδεται κατά κύριο λόγο η τοξικότητα τους. Όσον αφορά την ασφάλεια του νερού για χρήση, είναι σημαντικό να μπορεί να προσδιοριστεί το σύνολο των μικροκυστινών το οποίο περιέχεται στους πόρους. Στην παρούσα εργασία, έγινε μια βιβλιογραφική ανασκόπηση των αναλυτικών μεθόδων που έχουν εφαρμοστεί για την ανίχνευση των ολικών μικροκυστινών στους υδάτινους πόρους. Στη συνέχεια, η μέθοδος η οποία επιλέχθηκε για περαιτέρω μελέτη ως πιθανή μέθοδος ανάλυσης δειγμάτων νερού με μικροκυστίνες είναι η μέθοδος MMPB. Σε αυτή, λαμβάνει χώρα η οξείδωση του αμινοξέος ADDA προς παραγωγή του 3-μεθοξυ-2 μεθυλ-φαινυλ βουτυρικού οξέος (ΜΜΡΒ). Το πρώτο στάδιο αυτής της μεθόδου περιλαμβάνει την οξείδωση του δείγματος προκειμένου να μετατραπούν όλες οι διαφορετικές μικροκυστίνες σε μια κοινή μορφή (MMPB) και το δεύτερο στάδιο της μεθόδου είναι η εστεροποίηση του οξέος που παρήχθη στο πρώτο στάδιο, ώστε να είναι δυνατόν να ανακτηθεί μέσω των (HS-SPME) και αέριας χρωματογραφίας - φασματομετρίας μάζας (GC-MS / MS). Τέλος, στην παρούσα εργασία μέσω ποιοτικής μελέτης έχουν προσδιοριστεί οι πιο κατάλληλες πειραματικές συνθήκες για την διεξαγωγή της ανάλυσης και επιπλέον, έχουν εντοπιστεί δύο χημικές ενώσεις οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εσωτερικά πρότυπα της αναλυτικής μεθόδου.	el
heal.abstract	Water is the most widespread chemical compound and one of the most important resources for life on our planet since living beings consist of 90% water. The quality assurance of water is of paramount importance since organisms are consuming and exposed to it daily. One of the fundamental characteristics of water is the fact that it is a tasteless and odorless liquid. These parameters are usually an important criterion for the evaluation of water quality from consumers. Once water deviates from its physical characteristics, this could lead consumers to distrust the water resources or the water suppliers. The abnormal taste and odor of water is due to the existence of organic micropollutants, which are volatile and semi-volatile organic compounds that may be produced from the bacterial activity of biomass of water resource as well as due to the industrial pollution in the nearby area. The largest percentage of the most common taste and odor compounds in water are produced by algae also known as cyanobacteria. They are microorganisms that are favored by high temperature and sunlight. Under these circumstances, these microorganisms are multiplying on the water resource surface where the water flow is low, creating blooms. The most trustworthy and accurate method for the detection, identification and quantification of taste and odor compounds in water is through chemical analytical methods. The aim of the master thesis on hand is the development and optimization of an analytical method for the detection of 20 taste and odor compounds in water samples. The method is a combination of headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS / MS) for the detection of taste and odor compounds and additionally, in this project the method of isotopically labeled internal standards has been applied. Among cyanobacteria, there are some strains that produce, except the taste and odor compounds, and other harmful secondary metabolites, cyanotoxins. These compounds can be found in water as well and are able to enter the live organisms through their exposure to water that is contaminated with cyanotoxins. One of the biggest categories of cyanotoxins is microcystins. It is approximately more than 250 variants of which almost every compound includes the uncommon amino acid ADDA to which their toxicity is mainly attributed. Regarding water usage safety, it is important to be feasible to identify the total microcystins which are contained in water. In this project, it has been made a literature review of the analytical methods that have been applied for total microcystins identification in water xii resources. Through the evaluation, the method selected for further study as a potential method for water sample analysis is the MMPB method. In this method, the oxidation of amino acid ADDA to produce 3-methoxy-2 methyl-phenyl butyric acid (MMPB) is taking place. The first stage of this method consists of oxidation through which all different kinds of microcystins are converted into a common form (MMPB) and the second stage of this method is about the esterification of the acid produced in the first stage in order to be identified through headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS/MS) techniques. Finally, in this project, the most suitable experimental conditions have been identified and furthermore, two chemical compounds have been selected that can be used as an internal standard for this analytical method.	en
heal.sponsor	ΕΚΕΦΕ ΔΗΜΟΚΡΙΤΟΣ	el
heal.advisorName	Δερματάς, Δημήτριος	el
heal.advisorName	Χισκιά, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Δερματάς, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Χισκιά, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Παπακωνσταντής, Ηλίας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	157 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false