Orta Karadeniz kıyılarında kirlenmiş sediman ortamlarında ekotoksikolojik olarak ağır metal kirliliğinin araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ARİFE ŞİMŞEK
Danışman: Gülfem Bakan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Karadeniz suları, ciddi ekotoksikolojik etkilere yol açan kara kökenli kirleticilerin doğrudan ve dolaylı deşarjı gibi farklı kaynaklardan (endüstriyel, tarımsal ve özellikle madencilik atıkları) gelen bir dizi kirleticiden büyük ölçüde etkilenmektedir. En önemli kirletici gruplarından biri de ağır metallerdir. Ağır metaller, diğer kirleticilerden farklı olarak, biyolojik olarak parçalanamazlar ve zamanla biyota içinde birikebilirler. Karadeniz giderek artan endüstrileşmeye ve kıyı yerleşimlerine bağlı olarak zehirli endüstriyel atıklar ve evsel atıklardan dolayı da gün geçtikçe daha çok kirlenmekte ve tehdit altına girmektedir. Bu nedenle Karadeniz'in yüzey suyu ve sediman kalitesinin belirlenmesi ve iyileşme sağlamak amacıyla ekolojik, toksikolojik, mevsimsel ve mekansal boyutta incelenmesi gerekmektedir. Sucul ortamın ağır metallerle kontaminasyon seviyeleri su, sedimanlar ve sucul canlıların analiz edilmesiyle tahmin edilebilir. Bu amaçla bu tez çalışmasında Orta Karadeniz Bölgesi Kızılırmak, Engiz Çayı, Mert Irmağı, Abdal Irmağı ve Yeşilırmak olarak seçilen beş örnekleme noktasında çevresel kirlilik boyutlarının değerlendirilmesi için alınan su numunelerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri, sediman numunelerinin fizikokimyasal karakteristiklerinin yanı sıra ağır metal içerikleri analiz edilmiş ve ekotoksikolojik olarak Tubifex tubifex canlı dokusundaki metal birikimi değerlendirilmeye çalışılmıştır. Su kalitesini belirlemek için pH, elektriksel iletkenlik (EC), çözünmüş oksijen (ÇO), redoks potansiyeli (ORP), sıcaklık, tuzluluk, toplam çözünmüş madde (TÇM), askıda katı madde (AKM), toplam azot (TN), toplam fosfor (TP), kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) ve toplam organik karbon (TOK) analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçları Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği'ne (YSKY) göre değerlendirildiğinde pH tüm örnekleme noktalarında 6-9 olan YSKY değerleri aralığındadır. ÇO en yüksek 10.19 mg/l olarak Kızılırmak örnekleme noktasında, en düşük 4.09 mg/L olarak Yeşilırmak örnekleme noktasındadır. TN (5.78 mg/L), TP (1.28 mg/L), KOİ (231.2 mg/L) ve TOK (3.62 mg/L) sonuçları incelendiğinde Yeşilırmak örnekleme noktası diğer örnekleme noktalarına göre en yüksek içeriğe sahiptir ve genel olarak III. ve IV. kalite su özelliği göstermektedir. Sediman numuneleri mevsimsel ortalama olarak -84.8 mV ve -18.3 mV aralığında anoksik sediman özelliği göstermektedir. Sediman partikül boyutuna göre ise Kızılırmak (T1) örnekleme noktası sedimanı en yüksek % 33.15 ile, Engiz Çayı (T2) örnekleme noktası % 23.73 ile kaba kum, Mert Irmağı (T3) % 47.13 çok ince kum, Abdal Irmağı (T4) % 20.64 silt ve Yeşilırmak (T5) örnekleme noktası % 26.14 ince kum özelliği göstermektedir. Sedimanda ağır metal kirlilik belirleme analizlerinde ise Pb, Ni, Zn, Cr, Cd, Cu ağır metal konsantrasyonları mg/kg olarak sediman kalite klavuzu (SQG) değerlerine göre değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonuçlarına göre krom (Cr) metali mevsimsel ortalamalarda Kızılırmak 206.75 mg/kg, Engiz Çayı 201.75 mg/kg, Mert Irmağı 176.5 mg/kg, Abdal Irmağı 202 mg/kg ve Yeşilırmak 189 mg/kg değerleri ile 90 mg/kg olan PEL, 37.3 mg/kg olan TEL, 26 mg/kg olan LEL, 55 mg/kg olan MET ve 100 mg/kg olan TET etki seviyelerinin üzerinde olduğu belirlenmiştir. Örnekleme noktalarının ağır metal kirlilik derecelerine göre çok kirliden az kirliye olacak şekilde Yeşilırmak > Kızılırmak > Abdal Irmağı > Engiz Çayı > Mert Irmağı olarak sıralanmaktadır. Bir sonraki aşamada toksikolojik olarak ağır metal kirliliğinin belirlenmesi için Uçucu asit sülfit (UAS) – Aynı anda ayrıştırılabilen metaller (SEM) çalışması yürütülmüştür. Beş farklı örnekleme noktasından alınan örneklerin % 60 ında ∑SEM–UAS 0 olarak bulunmuştur. Buna göre örneklerin % 60 ında toksisite kontrol edilebilir seviyede bulunmaktadır. Çalışmanın son aşamasında ise ekotoksikolojik olarak ağır metal kirliliğinin canlı dokusundaki birikimini değerlendirmek için Amerikan Test ve Malzeme Kurumu (ASTM) tarafından biyodeneylerde kullanılması önerilen Tubifex tubifex canlısı ile 28 günlük toksisite testi çalışması yürütülmüştür. T.tubifex in yaşama ve üreme süreci kontrol edilmiştir ve test başlangıcında test kavanozlarına eklenen 4 er adet T.tubifex in test sonunda yaşamaya devam ettiği gözlemlenmiştir. Üreme açısından değerlendirildiğinde en yüksek üremenin ağır metal içeriğinin en düşük olduğu Mert Irmağı örnekleme noktasında 14.33±2.52 olarak belirlenmiştir. Ağır metal birikiminin tespiti için biyoakümülasyon faktörü (BAF) hesaplanmış ve en çok depolanan metallerin sırasıyla Cu > Zn > Ni > Pb olduğu belirlenmiştir. Mayıs 2020, 143 sayfa Anahtar kelimeler: Ağır metal, Ekotoksikoloji, Karadeniz, Tubifex tubifex, UAS-SEM