Some Macro and Micro Element Concentrations in Source of Gürleyik Stream (Eskişehir)
Away From Anthropogenic Effects
Antropojenik Baskıdan Uzak Gürleyik Çayı Kaynağında (Eskişehir) Bazı Makro ve
Mikro Element Konsantrasyonları
Esengül KÖSE1 Cem TOKATLI2* Arzu ÇİÇEK3
1Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir Meslek Yüksek Okulu, Çevre Koruma ve Kontrol Programı, Eskişehir 2Trakya Üniversitesi, İpsala Meslek Yüksek Okulu, Laboratuvar Teknolojisi Programı, Edirne
3Anadolu Üniversitesi, Çevre Sorunları Uygulama ve Araştırma Merkezi, Eskişehir
*Corresponding author: Geliş Tarihi : 14.03.2013
E-mail: tokatlicem@gmail.com Kabul Tarihi : 06.05.2013
Özet
Bu çalışmada, 2009 yılı içinde Gürleyik Çayı Kaynağı’ndan su ve sediment örnekleri alınarak bazı makro ve mikro element derişimlerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Tüm element analizleri ICP-OES cihazı kullanılarak tespit edilmiştir. Su ve sediment örneklerinde alüminyum, kalsiyum, demir, potasyum, sodyum, fosfor, kükürt, silisyum, çinko, gümüş, bor, kadmiyum, kurşun, krom, bakır, mangan, nikel ve selenyum elementleri incelenmiştir. Elde edilen veriler bazı ulusal ve uluslar arası kalite kriterleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan araştırma sonucunda su örneğinde çinko, demir, gümüş, alüminyum ve kadmiyum; sediment örneğinde ise gümüş ve kadmiyum elementlerine rastlanmamıştır. Kıta İçi Su Kaynakları Kriterlerine göre bölgenin, incelenen inorganik kirlilik parametreleri açısından 1. ve 2. sınıf su kalitesine sahip olduğu, sediment kalite kriterlerine göre ise bölge sedimentinin, incelenen tüm element seviyelerinin, “eşik etki değeri (TEL)”, “en düşük etki değeri (LEL)” ve “minimum etki eşik değeri (MET)” sınır değerlerinden oldukça düşük olduğu tespit edilmiştir.
Anahtar Kelime: Gürleyik Çayı, Makro – Mikro Element, Sediment, Su, ICP-OES
Biyoloji Bilimleri Araştırma Dergisi 6 (1): 40-43, 2013 ISSN: 1308-3961, E-ISSN: 1308-0261, www.nobel.gen.tr
Abstract
In this study, some macro and micro element concentrations were determined in 2009, in water and sediment of Gürleyik Stream Source. All elements analysis were determined by using ICP-OES. Aluminum, calcium, iron, potassium, sodium, phosphorus, sulfur, silicon, zinc, silver, boron, cadmium, lead, chromium, copper, manganese, nickel, and selenium levels of water and sediment were investigated. The data obtained were compared with some national and international quality criterias. As a result of the research, zinc, iron, silver, aluminum and cadmium were not found in water and; silver and cadmium were not found in sediment. According to Inland Water Resources Criteria, the region has 1. and 2. water quality in terms of the investigated inorganic pollution parameters. According to sediment quality criteria, the levels of all the examined elements were significantly lower than the limit values of "threshold effect level (TEL)", "lowest effect level (LEL)" and "minimal effect threshold (MET)".
E. Köse ve ark. / BİBAD, 6 (1): 40-43, 2013 41
GİRİŞ
Çevre kirliliği kentsel yaşamın başlaması sonucu ortaya çıkmış ve endüstriyel gelişmeye paralel olarak da artmıştır ve gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde son yıllarda büyük bir problem haline gelmiştir [1]. Artan nüfusa daha iyi koşullarda yaşam ortamı sağlamak amacıyla, üretim arttırılmış, üretimin aşırı şekilde artması ile çevreye verilen kirleticiler de artarak, çevre kirlenmesi ciddi boyutlara ulaşmıştır [2]. Kirleticilerin son durak olarak özellikle akuatik ortamlara bırakılması suların kalitesini bozmakta böylelikle suda yasayan canlıların ve bu canlılarla beslenen insanların yaşamını olumsuz yönde etkilemektedir [3]. Bu kirleticilerden özellikle endüstriyel atıklar ve bazı pestisitler içerisinde bulunan ağır metaller, deşarj edildikleri ortamda uzun süre kalabilmeleri, sucul canlılarda toksik etkiler meydana getirmeleri ve besin zincirinde akümüle olarak insan sağlığını tehdit etmeleri nedeniyle büyük önem taşırlar. Sucul ortamlarda normal şartlarda belli derişimlerde denge halinde bulunan ağır metaller, kentsel ve endüstriyel bölgelerde daha yoğun olmak üzere ya sedimentte birikirler ya da biota tarafından absorbe edilirler [4]. Sedimentlerin çoğu bu kirleticileri uzun süre bünyesinde muhafaza eder ve sucul ekosistemlerde ağır metallerle kirlenmiş sedimentler ekosistem sağlığını tehdit eden büyük bir stres kaynağıdır ve ağır metallerin su, sediment ve canlılardaki birikimi ciddi ekolojik değişimlere sebep olmaktadır [5, 6, 7].
Günümüzde hızlı bir şekilde kirlenen sucul ekosistemlerin yanında herhangi bir olumsuz fiziksel ve kimyasal etkene maruz kalmayan su sistemlerinin de sürekli izlenmesi ve kayıt altına alınması önemlidir. Bu nedenle, bu çalışma ile 32’si endemik olan 332 bitki türüne ev sahipliği yapan ve ekolojik anlamda Türkiye’nin en önemli alanlarından biri olan ve antropojenik kirlilik baskılarından uzak Gürleyik Çayı Kaynağı üzerinde belirlenen bir istasyondan su ve sediment örnekleri alınarak bazı makro ve mikro element derişimlerinin belirlenmesi amaçlanmıştır [8]. Bu çalışma gelecekte bu bölgede yapılacak farklı çalışmalar için bir literatür kaynağı olması açısından önemlidir.
MATERYAL VE YÖNTEM
Çalışma Alanı
Eskişehir iline yaklaşık 120 km uzaklıkta olan ve ismini verdiği Gürleyik Köyü ile birlikte toplam beş köye de hayat veren Gürleyik Çayı, doğal güzelliği ile ön plana çıkmaktadır ve yakın çevresinde herhangi bir endüstriyel kuruluş bulunmamaktadır (Şekil 1).
Kimyasal Analizler
Laboratuvara getirilen su örnekleri, çözünmüş elementlerin belirlenmesi için öncelikle, 0.45 µm gözenek çaplı membran filtreden (selüloz nitrat) süzülmüştür. Süzüntüden alınan bir miktar su numunesi (1+1) nitrik asit ile hemen pH < 2’ye ayarlanmıştır. Örneğin asit derişimi % 1 (v/v) nitrik asite karşılık gelecek şekilde, uygun hacimde (1+1) nitrik asit (ör; 20 mL örneğe 0,4 mL (1+1) HNO3) ilave edilmiştir. Tüp kapatılıp karıştırılarak, örnek analize hazır hale getirilmiştir. Çözünmüş elementlerin içerikleri ICP-OES Varian 720 ES cihazı ile ölçülmüştür [9].
Araziden alınan sediment örnekleri ise 0,5 mm’lik elekten geçirildikten sonra etüve konarak 105 0C’de 24 saat kurutulmaya bırakılmıştır. Etüvde tamamen nemi giderilen numunelerden 0,5 g alınarak mikrodalgada nitrik asit ve perklorik asit ile sindirme işlemine tabi tutulup, organik yıkımları biten örnekler soğutulmuştur. Soğutulan örnekler santrifüjlendikten sonra filtre kağıdından süzülerek, hacimleri 100 ml’ye tamamlanıp Varian marka ICP-OES 720 ES ile element içerikleri saptanmıştır [10].
BULGULAR VE TARTIŞMA
Gürleyik Çayı’ndan alınan su ve sediment örneklerinde alüminyum, kalsiyum, demir, potasyum, sodyum, fosfor, kükürt, silisyum, çinko, gümüş, bor, kadmiyum, krom, bakır, mangan, nikel, kurşun ve selenyum element konsantrasyonları incelenmiş ve elde edilen bulgular Çizelge 1 ve Çizelge 2’de verilmiştir.
E. Köse ve ark. / BİBAD, 6 (1): 40-43, 2013 4
Çizelge 1. Gürleyik Çayı Kaynağı’nda suda tespit edilen makro ve mikro element konsantrasyonları
Element
Gürleyik Çayı Kaynağı (Kıtaiçi Su Kaynakları Sınıfları) (mg/L) Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği SU (mg/L)
Ort±S.D. I. Sınıf II. Sınıf III. Sınıf IV. Sınıf
Al LDA 0,3 0,3 1 >1 B 0,15 ± 0,01 1 1 1 >1 Fe LDA 0,3 1 5 >5 Zn LDA 0,2 0,5 2 >2 Cd LDA 0,003 0,005 0,01 >0,01 Cr 0,056 ± 0,002 0,02 0,05 0,2 >0,2 Cu 0,04 ± 0,001 0,02 0,05 0,2 >0,2 Mn 0,03 ± 0,001 0,1 0,5 3 >3 Ni 0,004 ± 0,001 0,02 0,05 0,2 >0,2 Pb 0,012 ± 0,001 0,01 0,02 0,05 >0,05 Se 0,02 ± 0,002 0,01 0,01 0,02 >0,02 Ag LDA - - - - Ca 38,1 ± 0,07 - - - - K 1,29 ± 0,01 - - - - Na 4,86 ± 0,09 - - - - P 0,22 ± 0,02 - - - - S 6,47 ± 0,12 - - - - Si 3,21 ± 0,06 - - - -
Ort±S.D.: Ortalama±Standart Sapma LDA: Limit Değerin Altında
Çizelge 2. Gürleyik Çayı Kaynağı’nda sedimentte tespit edilen makro ve mikro element konsantrasyonları
Element
Gürleyik Çayı
Kaynağı TEC (Eşik Etki Konsantrasyonları) (mg/kg) SEDİMENT (mg/kg) Ort±S,D, TEL (Eşik Etki Değeri) LEL (En Düşük Etki Değeri) MET (Minimum Etki Eşik
Değeri) Zn 49,60 ± 2,06 123 120 150 Cd LDA 0,596 0,6 0,9 Cr 2,22 ± 0,33 37,3 26 55 Cu 1,18 ± 0,04 35,7 16 28 Ni 2,20 ± 0,01 18 16 35 Pb 7,83 ± 0,15 35 31 42 Ag LDA - - - B 2,97 ± 0,38 - - - Mn 3,76 ± 0,03 - - - Se 1,93 ± 0,02 - - - Al 41,27 ± 6,11 - - - Ca 900,80 ± 36,46 - - - Fe 86,07 ± 3,75 - - - K 1967,33 ± 47,39 - - - Na LDA - - - P 55,27 ± 2,86 - - - S 408,93 ± 15,95 - - - Si 7,89 ± 0,04 - - -
Gürleyik Çayı Kaynağı’ndan alınan su örneğinde Zn, Fe,
E. Köse ve ark. / BİBAD, 6 (1): 40-43, 2013 43
sedimentteki element derişimleri ise sırası ile K> Ca> S> Fe> P> Zn> Al> Si> Pb> Mn> B> Cr> Ni> Se> Cu olarak tespit edilmiştir.
Çalışma sonucu elde edilen verilere göre, Gürleyik Çayı Kaynağı’nın, Kıta İçi Su Kaynakları Kriterlerine [11] göre incelenen inorganik kirlilik parametreleri açısından 1. ve 2. sınıf su kalitesinde olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca MacDonald ve ark. [12] tarafından belirtilen sediment kalite kriterlerine göre, çalışma alanında tespit edilen tüm metal seviyeleri TEL (eşik etki değeri), LEL (en düşük etki değeri) ve MET (minimum etki eşik değeri) değerlerinden oldukça düşüktür (Çizelge 2).
Tokatlı [13], Gürleyik Çayı’nın değirmen bölgesinde bazı diyatome indeksleri kullanarak su kalitesini ortaya koymuş ve bölgenin Trofik Diyatome İndeksine göre mezo – ötrofik, Biyolojik Diyatome İndeksine göre ise mezotrofik seviyede olduğunu tespit etmiştir. Çalışmamız sonuçları ile kıyaslandığında, kaynak bölgesine oldukça yakın olmasına rağmen değirmen bölgesinde su kalitesinin düştüğü görülmektedir. Buna göre, yoğun olmasa bile antropojenik etkilerin sucul sistemleri, özelliklede su kalitesini önemli derecede etkilediği söylenebilir.
Çayın özellikle kaynak bölgesi çevresinde herhangi bir sanayi kuruluşunun olmaması ve çevresinde yerleşimin sınırlı olması sebebiyle bölgede ağır metal kirliliği tespit edilmemiştir. Gürleyik çayının etrafında metal kirliliğine sebep olabilecek tek kaynak bölgesel tarım faaliyetleri olabilir. Tarımda kullanılan gübrelere bağlı olarak suda ve sedimentte Cd birikimine rastlanılması olağan bir durumdur. Ancak Gürleyik çayının etrafında tarım yapılmasına rağmen suda ve sedimentte Cd belirlenmemiştir. Bu da bölgede tarım faaliyetlerin de kullanılan gübrelerin doğru zamanda ve doğru miktarlarda kullanıldığını göstermektedir.
Ankara çayı, Porsuk çayı ve Sakarya nehrinin ağır kirletici etkisinde olan Sarıyer barajındaki özellikle balıklar için temiz ve uygun bir üreme alanı olan Gürleyik çayının ekolojik değerleriyle birlikte korunması hem çevre için hem de bölgedeki yaşayanlar için önemi bu çalışmayla ortaya konmuştur. Bu çalışmanın ışığında bundan sonra olası bir kirliliğin yada ekolojik tahribatın sonuçlarının takibi mümkün olacaktır.
KAYNAKLAR
[1] Yarsan, E., Bilgili, A. ve Türel, İ., 2000, Van Gölü’ünden toplanan midye (Unio stevenianus Krynicki) örneklerindeki ağır metal düzeyleri, Türk Veterinerlik ve Hayvancılık Dergisi 24, 93-96.
[2] Karadede, H. ve Ünlü, E., 2000. Concentrations of some heavy metals in water, sediment and fish species from the Atatürk Dam Lake (Euphrates), Turkey. Chemosphere Volume 41, Issue 9 1371-1376p.
[3] Ciminli, C. S., 2005. Gölbası Gölün’de Su ve Bazı Organizmalarda Agır Metal Birikimi Yüksek lisans tezi, Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Antakya.
[4] Canbek, M., Demir, T. A., Uyanoglu, M., Bayramoglu, G., Emiroglu, Ö., Arslan, N., 2007. Preliminary assessment of heavy metals in water and some Cyprinidae species from the Porsuk River, Turkey. Journal of Applied Biological Sciences, 1, 89–93.
[5] Wildi, W., Domink, J., Thomas, R. L., Favarger, P., Haller, L., Perroud, A., Peytremann, C., 2004. River, reservoir and lake sediment contamination by heavy metals downstream from urban areas of Switzerland. Lakes & Reservoirs: Research and Management, 9: 75-87.
[6] Altındag, A. ve Yigit, S. 2005. Assessment of heavy metal concentrations in the food web of lake Beysehir, Turkey. Chemosphere, 60, 552–556. doi: 10. 1016/j. chemosphere. 2005.01.009.
[7] Tokatlı, C., Çiçek, A., Emiroğlu, Ö., Arslan, N., Köse, E., Dayıoğlu, H., 2013. Statistical Approaches to Evaluate the Aquatic Ecosystem Qualities of a Significant Mining Area: Emet Stream Basin (Turkey). Environmental Earth Sciences, DOI 10.1007/s12665-013-2624-4.
[8] Ocak, A., Koyuncu, O., Yaylacı, K., Öztürk, D ve Karakaya, M. 2010 Eskişehir’in Saklı Cenneti Gürleyik Flora ve Faunası, Eskişehir Büyükşehir Belediyesi Temmuz 2010
[9] EPA METHOD 200.7. 2001. Determination Of Metals And Trace Elements In Water And Wastes by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry.
[10] EPA METHOD 3051. 1998. Microwave Assisted Acid Digestion of Sediments, Sludges, Soils, and Oils.
[11] SKKY (Su Kirliliği Kontrol Yönetmeliği), 2004. Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği. Yayımlandığı Resmi Gazete :Tarih 31 Aralık Cuma 2004 Sayı :25687.
[12] MacDonald, D.D., Ingersoll, C.G. ve Berger, T. A. 2000. Development and Evaluation of Consensus-Based Sediment Quality Guidelines for Freshwater Ecosystems. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 39, 20–31.
[13] Tokatlı, C., 2012. Sucul Sistemlerin İzlenmesinde Bazı Diyatome İndekslerinin Kullanılması: Gürleyik Çayı Örneği (Eskişehir). Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Sayı 29: 19-26.
