Ekolojik Risk İndekslerinin Hesaplanması

Çalışmanın bu bölümünde, laboratuvar analizlerinden elde edilen veriler ile hesaplanan ekolojik risk indeksleri incelenmiştir.

3.6.1. Zenginleşme Faktörü

Zenginleşme faktörü, metallerin kaynaklarının belirlenmesi ve doğal- antropojenik kökeninin araştırılması için kullanılan bir ekolojik risk indeksidir. Metallerin kaynağının belirlenmesi için, doğada yaygın olarak bulunan ve konservatif olan Fe ya da Al, referans metal olarak kullanılarak, tane boyu normalizasyonu gerçekleştirilmektedir. Böylece metallerin tane boyundan kaynaklanan hatalar giderilmektedir (Zhang, vd, 2007). Bu çalışmada Al metali kullanılarak normalizasyon gerçekleştirilmiştir.

Araştırma kapsamında elde edilen zenginleşme faktörü bulguları şu şekilde değerlendirilmiştir: EF <2 zenginleşme yok / minimal düzeyde zenginleşme mevcut, EF=2 – 5 orta düzeyde zenginleşme, EF= 5 – 20 önemli seviyede zenginleşme, EF= 20 – 40 çok yüksek düzeyde zenginleşme, EF> 40 aşırı derecede yüksek düzeyde zenginleşmeyi ifade etmektedir (Sutherland, 2000).

3.6.2. Kontaminasyon Faktörü ve Modifiye Kontaminasyon Faktörü Metallerin doğal ve antropojenik kaynaklarının tespit edilmesi için kullanılan bir diğer ekolojik risk indeksi kontaminasyon faktörüdür (Hakanson, 1980). Kontaminasyon faktörü formülü şu şekildedir:

Cfi = Ci/Cni 4 Ci: Çökelde ölçülen metal konsantrasyonu

Cni: Metale ait ardalan değeri

Kontaminasyon faktörü; CF<1 düşük derecede kontaminasyon, 1≤CF<3 orta derecede kontaminasyon, 3≤CF<6 yüksek derecede kontaminasyon, CF>6 çok yüksek derecede kontaminasyon şeklinde değerlendirilmektedir (Hakanson, 1980).

Kontaminasyon faktörü hesaplamasında metallerin tane boyundan gelen hataların giderilmesi için Al ya da Fe ile normalizasyon yapılmamaktadır. Bu nedenle kontaminasyon faktörü verilerinden entegre bir değer elde etmek için, (Abrahim ve Parker, 2008) tarafından aşağıdaki formüle göre hesaplanan Modifiye Kontaminasyon Derecesi (mCd) geliştirilmiştir.

Bu formülde, CF kontaminasyon faktörü; n ise analizde kullanılan metal sayısıdır. mCD indeksinden elde edilen veriler şu şekilde değerlendirilmiştir: mCd <1.5 çok düşük, 1.5 mCd <2 düşük, 2 mCd <4 orta, 4 mCd <8 yüksek, 8 mCd <16 çok yüksek, 16 mCd <32 aşırı derece yüksek ve mCd < 32 ultra yüksek (Abrahim ve Parker, 2008).

3.6.3. Jeoakümülasyon İndeksi

Jeoakümülasyon indeksi, metallerin doğal/antropojenik kaynaklarının tespit edilmesinde kullanılan bir diğer ekolojik risk analizi yöntemidir (Müller, 1996). İndeks şu şekilde hesaplanmaktadır:

Igeo = log 2 Cn1.5 × Bn 6 Cn: çökelde ölçülen metal miktarını

Bn: çökelde ölçülen metalin ardalan değerini 1.5 ise sabit katsayıyı temsil etmektedir.

Jeoakümülasyon indeksinden elde edilen veriler; Igeo 0 <kirletilmemiş, Igeo 1 <az kirletilmiş, Igeo 3 <orta derecede kirletilmiş, Igeo 4 < kuvvetli derecede kirletilmiş, Igeo 5 < ve 5 > çok kuvvetli derecede kirletilmiş şeklinde değerlendirilmiştir (Müller, 1969).

3.6.4. Kirlilik Yük İndeksi

Göl çökellerinin metallere bağlı kalitesini belirlemek amacıyla, kirlilik yük indeksi (PLI) geliştirilmiştir (Tomlinson, vd., 1980). Kirlilik yük indeksi şu şekilde hesaplanmaktadır:

PLI = (CF1 x CF2 x ...CFn)1/n ₇

Bu formülde, CF kontaminasyon faktörünü, n ise kullanılan element sayısını ifade etmektedir. Kirlilik yük indeksi verileri; 0 temiz, kirlilik riskli yok olarak kabul edilmiş ancak 1 değerinin aşılması durumunda gelecekte kirlilik riski ortaya çıkacağı şeklinde değerlendirilmiştir (Tomlinson, vd., 1980).

3.6.5. Toksik Risk İndeksi

Toksik risk indeksi, metallerin toksik etkilerinin belirlenmesi için kullanılan ekolojik risk analizi yöntemlerinden birisidir (Zhang, vd., 2016). Toksik risk indeksi şu şekilde hesaplanmaktadır:

𝑇𝑅𝐼 = ∑𝑛_𝑖=1=TRIi Bu formülde; TRI tek bir metalin toksik risk indeksidir, i sediment

numunesindeki metal konsantrasyonu, n ise analizde kullanılan metal sayısını göstermektedir. TRI ise analizde tespit edilen toplam toksik risk değerine karşılık

TRI verileri şu şekilde değerlendirilmektedir: TRI ≤ 5 toksik risk yok, 5 < TRI ≤ 10 düşük toksik risk, 10 < TRI ≤ 15 orta seviyede risk, 15 < TRI ≤ 20 önemli seviyede toksik risk, TRI > 20 (Zhang vd., 2016).

3.6.6. Modifiye Ekolojik Risk Faktörü İndeksi

Metallerin ekolojik risk seviyelerini belirlemek için, modifiye potansiyel ekolojik risk (mPER) indeksi kullanılmıştır. Bu kapsamda, her bir metal için ayrı ayrı (mER) ve bütünleşik modifiye ekolojik risk analizi (mPER) gerçekleştirilmiştir. Ekolojik risk ve potansiyel ekolojik risk hesaplamalarında kontaminasyon faktörü kullanılmaktadır (Hakanson, 1980). Ancak kontaminasyon faktörü hesaplamalarında Al ya da Fe ile jeokimyasal normalizasyon yapılmadığı için, tane boyundan gelen hatalar minimize edilmemektedir. Bu nedenle, ekolojik risk hesaplamalarında zenginleşme faktörünün kullanıldığı modifiye ekolojik risk indeksi (mER) geliştirilmiştir (Brady, vd., 2015). Bu çalışmada, Brady ve arkadaşları (2015) tarafından geliştirilen modifiye ekolojik risk ve modifiye potansiyel ekolojik risk indeksleri kullanılmıştır.

Modifiye ekolojik risk indeksi şu şekilde hesaplanmaktadır:

mER = EFx Tri

Bu formülde EF zenginleşme faktörü, Tri _{ise metallerin toksik risk katsayısına} karşılık gelmektedir. mER tespit edilen değere göre risk sınıflarına ayrılmıştır. Bu sınıflandırma şu şekildedir: mER < 40 düşük derecede potansiyel ekolojik risk, 40 ≤ mER < 80 orta derecede potansiyel ekolojik risk, 80 ≤ mER < 160 önemli derecede potansiyel ekolojik risk, 160 ≤ mER < 320 yüksek derecede potansiyel ekolojik risk, mER ≥ 320 çok yüksek derecede potansiyel ekolojik risk (Hakanson, 1980).

3.6.7. Modifiye Potansiyel Ekolojik Risk İndeksi

Ekolojik risk, her metal için ayrı ayrı hesaplanabilirken, bütünleşik olarak da hesaplanabilmektedir (Hakanson, 1980). Bütünleşik ekolojik risk hesaplaması ile sulak alan ekosistemlerindeki toplam ekolojik risk hesaplanmaktadır. Potansiyel ekolojik risk analizi Brady ve arkadaşları (2015) tarafından modifiye edilmiştir. Modifiye yöntem metallerin tane boyutundan gelen hataların giderilmesi için Al ya

da Fe ile jeokimyasal normalizasyon sağladığı için bu çalışmada tercih edilmiştir. Modifiye potansiyel ekolojik risk indeksi şu şekilde hesaplanmaktadır:

mPER = ∑ ER Modifiye potansiyel ekolojik risk şu şekilde sınıflandırılmıştır; mPER <150 düşük

ekolojik risk, 150 ≤ mPER <300 orta düzeyli ekolojik risk, 300 ≤ mPER <600 önemli ekolojik risk, mPER ≥ 600 çok yüksek ekolojik risk (Hakanson, 1980).