Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması

Akbulut, Aydın; PEHLİVAN, Hakan; varol, elif

doi:10.17341/gazimmfd.722544

Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması

Hakan Pehlivan, (Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Ankara, Türkiye)

Aydın Akbulut, (Hacettepe Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Matematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Bölümü, Ankara, Türkiye)

Elif Varol (Hacettepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

3 0

Yıl: 2021 Cilt: 36 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1271 - 1288 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.722544 İndeks Tarihi: 10-11-2022

Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması

Öz:

Marmara Denizi’nin güneyinde yer alan Kocasu Deltası’ndaki ağır metal birikimi, bu birikimin alansal dağılımı, kirliliğin boyutları ve olası kaynaklarını araştırmak amacıyla bölgeden gravite karot ve yüzey çökel örneği alınmıştır. Örnekler üzerinde tane boyu, organik karbon, toplam karbonat analizleri ile jeokimyasal analizler yapılarak elde edilen element derişimlerinin derinliğe ve tane boyuna göre değişimleri değerlendirilmiştir. Elementlerin ve diğer değişkenlerin birbirleri ile olan ilişkileri incelenmiş ve çökel örneklerindeki olası metal kirlilik boyutları tespit edilmiştir. Buna göre örneklerin, ortalama zenginleşme faktörü (EF) ve kirlilik faktörü (Cf) sonuçları özellikle Cr, Ni ve Pb metallerinin “az ve/veya orta derecede” zenginleşme/kirlenme sunduğunu, ortalama jeobirikim indeksi (Igeo) sonuçları ise karot ve yüzey çökellerinin Cr, Ni ve Pb metalleri bakımından “az kirlilik” sınıfında olduğunu göstermiştir. Bu metaller dışındaki diğer metaller açısından herhangi bir kirlenmeye rastlanmamış ve çalışma alanı genelinin kirlenmediği tespit edilmiştir. Marmara Denizi’nin güney akaçlama havzasında bulunan değişik metal cevherleşmelerinin ve yüksek değerler içeren magmatik kayaçların varlığının etkisiyle birlikte, birçok endüstriyel arıtılmamış atıksu deşarjı, evsel atıksular, katı atık ve hayvansal gübre depolama alanları, tarımsal faaliyetlerde kullanılan gübre ve pestisitler ile madencilik faaliyetleri, havzada yer alan başlıca noktasal kirlilik kaynakları olup bunların, çalışma alanında az-orta derecede zenginleşme/kirlenme sunan Cr, Ni ve Pb elementlerinin olası kaynakları olabileceği ortaya konulmuştur.

Anahtar Kelime: Marmara denizi Kocasu deltası ağır metal birikimi kirlilik

Investigation of heavy metal pollution in sediments of southern Marmara sea (the Kocasu Delta)

Öz:

In order to investigate the heavy metal accumulation and its spatial distribution, the extent of the pollution and possible sources, gravity cores and surface sediments were collected from the Kocasu Delta located at the south of the Sea of Marmara. Grain size, organic carbon, total carbonate analyses, geochemical analyses carried out on the samples. The relationships between elements and other variables have been examined and possible metal contamination in the samples have been determined. Accordingly, the results of the mean enrichment factor (EF) and the pollution factor (Cf), especially the Cr, Ni and Pb metals, indicated that the enrichment/contamination was "low and/or moderate" , the results of the average geo-accumulation index (Igeo) showed that core and surface sediments were of "low contamination" levels for Cr, Ni and Pb metals. No contamination was found by the other metals and it has been determined that the work area in general is not polluted. The influence of the presence of various metal ores and magmatic rocks with high baseline (background) values in the southern drainage basin of the Marmara Sea, many industrial untreated wastewater discharges, domestic wastewater, solid waste and livestock manure storage areas, fertilizers and pesticides used in agricultural activities, and mining activities are the main source of point pollution in the study area and these are the possible sources of Cr, Ni and Pb elements that provide “low to moderate” enrichment/contamination in this study area.

Anahtar Kelime: Sea of Marmara Kocasu delta heavy metal accumulation pollution

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Hakanson, L. ve Jansson, M., Principles of Lake Sedimentology, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, Newyork, 1983.
2. Kaya, Y.A., Çubuk-II Barajı Dip Çamuru Örneklerinde Ağır Metal Dağılımının İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2007.
3. Zabetoglou, K., Voutsa, D ve Samara, C., Toxicity and heavy metal contamination of surficial sediments from the Bay of Thessaloniki (Northwestern Aegean Sea) Greece, Chemosphere, 49, 17–26, 2002.
4. Zhu, L., Xu, J., Wang, F. ve Lee, B., An assessment of selected heavy metal contamination in the surface sediments from the South China Sea before 1998, Journal of Geochemical Exploration, 108, 1–14, 2011.
5. Zhu, H., Bing, H., Yi, H., Wu, Y. ve Sun, Z., Spatial Distribution and Contamination Assessment of Heavy Metals in Surface Sediments of the Caofeidian Adjacent Sea after the Land Reclamation, Bohai Bay, Hindawi Journal of Chemistry, 108, 1-13, 2018.
6. Inmann, D. L. ve Jenkıns, S. A.: Climate change and the episodicityof sediment flux of small California rivers. Journal of Geology, 107, 251– 270, 1999.
7. Yücel, E., Meriç Nehri ile Saros Körfezine Taşınan Sediment, Tatlı Su ve Ağır Metaller, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2010.
8. Golterman, H.L., Sly, P.G. ve Thomas, R.L., Study of The Relationship Between Water Ouality and Sediment Transport, UNESCO, Technical Papers in Hydrology 26, France, 1983.
9. Seshan, B. R. R., Natesan, U., ve Deepthi, K., Geochemical and statistical approach for evaluation of heavy metal pollution in core sediments in southeast coast of India, International Journal of Environmental Science and Technology, 7 (2), 291-306, 2010.
10. Xiao, R., Bai, J., Huang, L., Zhang, H., Cui, B. ve Liu, X., Distribution and pollution, toxicity and risk assessment of heavy metals in sediments from urban and rural rivers of the Pearl River delta in southern China, Ecotoxicology, 22 (10), 1564– 1575, 2013.
11. Ekoa Bessa, A.Z., El-Amier, Y.A., Doumo, E.P.E. ve Ngueutchoua, G., Assessment of sediments pollution by trace metals in the Moloundou swamp, southeast Cameroon. Annual Research & Review in Biology, 30 (1), 1–13, 2018.
12. Al-Hadithy, O.N., Youssef, A.M., Hassanein, R.A. ve El- Amier, Y.A., Vegetation composition related to environmental factors along the international highway-west alexandria, Egypt. Annual Research & Review in Biology, 30 (1), 1–15, 2018.
13. Chen, N., Chen, L., Ma, Y. ve Chen, A., Regional disaster risk assessment of China based on self-organizing map: clustering, visualization and ranking, International Journal of Disaster Risk Reduction, 33, 196–206, 2019.
14. Jiang, Y., Zhong, W., Yan, W. ve Yan, L., Arsenic mobilization from soils in the presence of herbicides. Journal of Environmental Sciences, 85, 66–73, 2019.
15. Dostbil, M., Moğan Gölünde Su ve Sedimentte Ağır Metal Düzeylerinin Tespiti; Sazan (Cyprinus carpio) ve Kadife (Tinca tinca) Balık Dokuları Üzerine Etkilerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2010.
16. Dessalew, G., Beyene, A., Nebiyu, A. ve Astatkie, T., Effect of brewery spent diatomite sludge on trace metal availability in soil and uptake by wheat crop, and trace metal risk on human health through the consumption of wheat grain, Heliyon 4 (9), e00783, 2018.
17. Bhattacharyya, S., Dawson, D.A., Hipperson, H. ve Ishtiaq, F., A diet rich in C3 plants reveals the sensitivity of an alpine mammal to climate change, Molecular Ecology, 28 (2), 250– 265, 2019.
18. Mülayim, A., Balkıs, N., Balkıs, H. ve Aksu, A., Distributions of the metals in the surface sediments of the Bandırma and Erdek Gulfs, Marmara Sea, Turkey. Toxicological and Environmental Chemistry, 94 (1), 56-69, 2012.
19. Ünlü, S. ve Alpar, B., Distribution and sources of hydrocarbons in surface sediments of Gemlik Bay (Marmara Sea, Turkey), Chemosphere, 64, 764–777, 2006.
20. Balkıs, N., Çağatay, M.N., Factors controlling metal distributions in the surface sediments of the Erdek Bay, Sea of Marmara, Turkey, Environment International, 27, 1-13, 2001.
21. Arslan Kaya T. N., Sarı, E., Kurt, M. A. ve Acar, D., Erdek Körfezi Karot Çökellerinin Ağır Metal Dağılımı ve Zenginleşme Derecesi, TürkiyeJeoloji Bülteni, 63, 57-68, 2020.
22. Yümün, Z.Ü., Kam, E. ve Önce, M., Analysis of toxic element with ICP-OES and libs methods in marine sediments around the sea of Marmara in Kapıdağ Peninsula. Journal of Engineering Technology and Applied Sciences, 4 (1), 43-50, 2019.
23. Yaylalı-Abanuz, G., Heavy metal contamination of surface soil around Gebze industrial area, Turkey, Microchemical Journal, 99, 82-92, 2011.
24. Balkıs, N., The effect of Marmara (Izmit) Earthquake on the chemical oceanography ofIzmit Gulf, Turkey, MarinePollution Bulletin, 46, 865-878, 2003.
25. Pekey, H., Karakaş, D., Ayberk, S., Tolun, L. ve Bakoğlu, M., Ecological risk assesment using trace elements from surface sediments of Izmit Gulf (Northeastern Marmara Sea) Turkey, Marine Pollution Bulletin, 48, 946 – 953, 2004.
26. Kalaycı, S., Büyükyıldız, M., Kahya, E.ve Alp, M., Marmara Havzası Nehirlerinde Yüzey Suyu Kalitesi Verilerinin Farklı Gözlem Yıllarındaki Değişimleri, 2007.
27. Taşdemir, Y., Marmara Denizi: kirlticiler ve çevre açısından alınabilecek tedbirler, Uludağ Üniversitesi Mühendislik- Mimarlık Fakültesi Dergisi, 7 (1), 39-45, 2002.
28. Hallı, M., Sarı, E. ve Kurt, M.A., Assessment of Arsenic and Heavy Metal Pollution in Surface Sediments of the Ergene River, Turkey, Polish Journal of Environmental Studies, 23 (5), 1581-1590, 2014.
29. Algan, O., Balkıs, N., Çağatay, M.N. ve Sarı, E., The sources of metal in the shelf sediments of the Marmara Sea, Turkey, Environmental Geology, 46, 932-950, 2004.
30. Çağatay, N., Balkıs, N., Sancar, Ü., Çakır, Z., Yücesoy, E., Eryılmaz, M., Sarı, E., Erel, L., Akçer, S. ve Biltekin, D., Marmara Denizi Çökel Jeokimyası Atlası, Tübitak Raporu, İstanbul, 2006.
31. Okay, O. S., Pekey, H., Morkoç, E., Başak, S., ve Baykal, B., Metals in the surface sediments of Istanbul Strait (Turkey). Journal of Environmental Science and Health, Part A, 43 (14), 1725-1734, 2008.
32. Ergin, M., Bodur, M.N., Ediger, V. ve Okyar, M., Marmara Denizi’nin Kuzeydoğu ve Güneybatı kıta sahanlıkları ile Çanakkale ve İstanbul boğazlarındaki dip çökellerinin dağılımı, 6. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bülteni, Ankara, 26-32, 1991.
33. Ayaz, S., Havza Koruma Eylem Planlarının Hazırlanması Projesi: Susurluk Havzası. Proje kodu: 5098115. Proje Sonuç Raporu, Cilt I, Kocaeli, 2010.
34. Emre, H., Öztürk, H., Çiftçi, Y.,Işık, A. ve Hanilçi, N., Marmara Denizi Havzasında Madencilik Faaliyetleri, Yüzey Suları ve Denizel OrtamÜzerine Etkileri. Marmara Denizi Sempozyumu Bildiriler Kitabı, İstanbul, 2000.
35. Kazancı, N., Emre, Ö., Erkal, T., Ileri, Ö., Ergin, M. Ve Görür, N., Kocasu ve Gönen Çayı deltalarının (Marmara Denizi güney kıyıları) güncel morfolojileri ve tortul fasiyesleri. Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 121, 1-181, 1999
36. Yılmaz, Y., Tüysüz, O., Yiğitbaş, E., Genç, C. ve Şengör, A.M.C., Geology and Tectonic Evolution of Pontides, in Regional and Petroleum Geology of the Black Sea and Surrounding Region (Ed. A. G. Robinson), AAPG Memoir, 68, 183–226, 1997.
37. Görür, N., Çağatay, M. N., Sakınç, M., Sümengen, M., Şentürk, K., Yaltırak, C., ve Tchapalyga, A., Origin of the Sea of Marmara as deduced from Neogene to Quaternary Paleogeographic Evolution of Its Frane, International Geological Rewiev, 39, 342-352, 1997.
38. Okay, A.I., Siyako, M. ve Burkan, K.A., Biga Yarımadasının jeolojisi ve tektonik evrimi. Türkiye Petrol Jeologları Derneği Bülteni, 2, 83-121, 1991.
39. Okay, O.S., Legovic, T., Tüfekçi, V., Egesel, L. ve Morkoç, E., Environmental impact of land- based pollutants on İzmit Bay (Turkey): short-term algal bioassays and simulation of toxicity distribution in the marine environment, Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 31, 459–465, 1996.
40. Folk, R.L., Petrology of sedimentary rocks: Tex. Hemphill Publishing Company, 215 p, Austin, 1980.
41. Gaudette, H., Flight, W., Tones, L. ve Folger, D., An inexpensive titration method for the determination of organic carbon in recent sediments. Journal of Sedimentology and Petrology, 44, 249-253, 1974.
42. Müller, G., Methods in Sedimentary Petrology. Schweizerbart Press, 283 p., Stuttgart, 1967.
43. Sakan, S.M., Dordevic, D.S., Monojlovic, D.D. ve Predrag, P.S., Assessment of heavy metal pollutants accumulation in the Tisza river sediments. Journal of Environmental Management, 90, 3382-3390, 2009.
44. Hanif, N., Eqani, S.A.M.A.S., Ali, S.M., Cincinelli, A., Ali, N. ve Katsoyiannis, I.A., Geo-accumulation and enrichment of trace metals in sediments and their associated risks in the Chenab River, Pakistan. Journal of Geochemical Exploration, 165, 62–70, 2016.
45. Buat - Menard, P., Chesselet, R., Variable in fluence of the atmospheric flux on the trace metal chemistry of oceanic suspended matter, Earth Planet Science Letter, 42, 399-411, 1979.
46. Sutherland, R.A., Bed sediment-associated trace metals in an urban stream, Oahu, Hawaii, Environmental Geology, 39 (6), 611–626, 2000.
47. Abrahim, G.M.S. ve Parker, R.J., Assessment of heavy metal enrichment factors and the degree of contamination in marine sediments from Tamaki Estuary, Auckland, New Zealand, Environmental Monitoring Assessment, 136:227–238, 2008.
48. Bergamaschi, L., Rizzio, E., Valcuvia, M.G., Verza, G., Profumo, A., Gallorini, M., Determination of trace elements and evaluation of the enrichment factors in Himalayan lichens, Environmental Pollution 120, 137–144, 2002.
49. Muller, G., Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine River, Geojournal 2:108–118, 1969.
50. Esen, E., Kucuksezgın, F. ve Uluturhan, E., Assessment of trace metal pollution in surface sediments of Nemrut Bay, Aegean Sea. Environmental Monitoring Assessment, 160, (1- 4), 257, 2010.
51. Hakanson, L., An ecological risk index for aquatic pollution control a sedimentological approach, Water Research, 14, (8), 975, 1980.
52. Tomlinson, D.L., Wilson, J.G., Harris, C.R. ve Jeffney, D.W., Problems in the assessment of heavy metal levels in estuaries and the formation of a pollution index”, Helgoländer Meeresuntersuchungen, 33, 566-575, 1980.
53. Harikumar, P.S., Nasir, U.P. ve Rahman, M.M., Distribution of heavy metals in the core sediments of a tropical wetland system, International Journal of Environmental Science and Technology, 6 (2), 225–232, 2009.
54. Seshan, B.R.R., Natesan, U. ve Deepthi, K., Geochemical and statistical approach for evaluation of heavy metal pollution in core sediments in southeast coast of India, International Journal of Environmental Science and Technology, 7 (2), 291–306, 2010.
55. Turekian, K.K. ve Wedepohl, K.H., Distribution of the elements in some major units of the eart’s crust. Geology Society America Bulletin, 72, 175-192, 1961.
56. Krauskopf, K.B., Introduction to Geochemistry, 2.nd edition. McGraw-Hill International series in the Earth and Planetary Sciences. 617, 1985.
57. Bergamaschia, L., Rizzioa, E., Valcuvia, M.G., Verza, G., Profumo, A., ve Gallorini, M., Determination of trace elements and evaluation of their enrichment factors in Himalayan lichens, Environmental Pollution, 120 (1), 137-144, 2002.
58. Abata, E. O., Aiyesanmi, A. F., Adebayo, A. O., Ajayi O. O., Kazuhiko, T.ve Hiroshi S., Contamination and ecological risk assessment of heavy metal in the sediment of Ala River, South—WestNigeria: anindex-analysisapproachInternational JournalofScientific & Engineering Research, 7(1), 1392–1408, 2016.
59. Algül, F ve Beyhan, M., Concentrations and sources of heavy metals in shallow sediments in Lake Bafa, Turkey, Nature Resource, 10, 11782, 2020.
60. Park, J., Presley, B. J., Trace Metal Contamination of Sediments and Organisms from the Swan Lake area of Galveston Bay. Environmental Pollution, 98, 209-221, 1997.

APA	PEHLİVAN H, Akbulut A, varol e (2021). Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. , 1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
Chicago	PEHLİVAN Hakan,Akbulut Aydın,varol elif Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. (2021): 1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
MLA	PEHLİVAN Hakan,Akbulut Aydın,varol elif Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. , 2021, ss.1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
AMA	PEHLİVAN H,Akbulut A,varol e Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. . 2021; 1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
Vancouver	PEHLİVAN H,Akbulut A,varol e Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. . 2021; 1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
IEEE	PEHLİVAN H,Akbulut A,varol e "Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması." , ss.1271 - 1288, 2021. 10.17341/gazimmfd.722544
ISNAD	PEHLİVAN, Hakan vd. "Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması". (2021), 1271-1288. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.722544

APA	PEHLİVAN H, Akbulut A, varol e (2021). Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(3), 1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
Chicago	PEHLİVAN Hakan,Akbulut Aydın,varol elif Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36, no.3 (2021): 1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
MLA	PEHLİVAN Hakan,Akbulut Aydın,varol elif Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.36, no.3, 2021, ss.1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
AMA	PEHLİVAN H,Akbulut A,varol e Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(3): 1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
Vancouver	PEHLİVAN H,Akbulut A,varol e Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2021; 36(3): 1271 - 1288. 10.17341/gazimmfd.722544
IEEE	PEHLİVAN H,Akbulut A,varol e "Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36, ss.1271 - 1288, 2021. 10.17341/gazimmfd.722544
ISNAD	PEHLİVAN, Hakan vd. "Marmara Denizi güneyi (Kocasu Deltası) sedimanlarında ağır metal kirliliğinin araştırılması". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/3 (2021), 1271-1288. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.722544