ERCİYES STRATO VOLKANINDAN PÜSKÜREN ANA MATERYALLER ÜZERİNDE OLUŞMUŞ TOPRAKLARDA YETİŞTİRİLEN MEYVELERİN AĞIR METAL İÇERİKLERİNİN
BELİRLENMESİ Betül Burcu KAYA Yüksek Lisans Tezi Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı
Danışman
Prof. Dr. Yakup ÖZKAN 2010
T.C. GAZİOSMANPAŞA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ
ENSTİTÜSÜ
BAHÇE BİTKİLERİ ANABİLİM DALI
YÜKSEK LİSANS TEZİ
ERCİYES STRATO VOLKANINDAN PÜSKÜREN ANA MATERYALLER
ÜZERİNDE OLUŞMUŞ TOPRAKLARDA YETİŞTİRİLEN MEYVELERİN
AĞIR METAL İÇERİKLERİNİN BELİRLENMESİ
Betül Burcu KAYA
TOKAT 2010
TEZ BEYANI
Tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu tezin yazılmasında bilimsel ahlak kurallarına uyulduğunu, başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunulduğunu, tezin içerdiği yenilik ve sonuçların başka bir yerden alınmadığını, kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapılmadığını , tezin herhang i bir kısmını n bu üniversite veya başka bir üniversitedeki başka bir tez çalışması olarak sunulmadığını beyan ederim.
BU ARAŞTIRMA TUBİTAK ÇAYDAG PROJE KAPSAMINDA YÜRÜTÜLMÜŞTÜR
(PROJE NO:106 Y 307)
ÖZET Yüksek Lisans Tezi
ERCİYES STRATO VOLKANINDAN PÜSKÜRTÜLEN ANA MATERYALLER ÜZERİNDE OLUŞMUŞ TOPRAKLARDA YETİŞTİRİLEN MEYVELERİN
AĞIR METAL İÇERİKLERİNİN BELİRLENMESİ Betül Burcu KAYA
Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Yakup ÖZKAN
Bu çalışma Kayseri bölgesinde Erciyes strato volkanının eteklerinden başlayarak doğusunu kapsayan 60x40 km’lik bir alanda 2008-2009 yıllarında yürütülmüştür. Araştırmada kullanılan meyve örnekleri bölgede bulunan üretici arazilerindeki meyve ağaçlarından Temmuz-Eylül ayları arasında alınmıştır. Çalışmada; elma, armut, ayva, badem, ceviz, erik ve üzüm ağır metal içerikleri incelenmiştir. Meyve örneklerinde Kobalt, Krom, Nikel, Bakır, Kadmiyum, Çinko, Kurşun ve Mangan miktarları ICP (Inductively Coupled Plazma) de okunmuştur.
Elma örneklerinde Cd 0,172-86,94, Co 0-2,05, Cr 11,87-28,74, Cu 8,74-63,01, Mn 10,18-39,93, Ni 5,47-58,22, Pb 0,22-5,48 ve Zn 25,43-180,80 mg/kg değerleri arasında saptanmıştır. İncelenen ceviz örneklerinde Cd 0,40-1,02, Co 0-3,49, Cr 20,13-34,60, Cu 85,20-170,60, Mn 165,10-772,70, Ni 21,97-57,88, Pb 0-5,31, Zn 668,0-1283,0 mg/kg değerleri arasında tespit edilmiştir. Üzüm örneklerinde ise Cd 0,25-84,42, Co 0-3,94, Cr 13,76-27,60, Cu 16,81-81,13, Mn 21,84-105,90, Ni 5,27-149,30, Pb 0,21-6,62, Zn 29,54-283,30 mg/kg değerleri arasında saptanmıştır.
Anahtar kelimeler: Kayseri-Erciyes, ağır metal, elma, ceviz, üzüm
ABSTRACT Master Thesis
DETERMINATION OF THE HEAVY METAL CONTENTS OF THE FRUITS WHICH GROWN UP ON THE SOILS FORMED ON PARENT MATERIALS POWDERED FROM THE ERCİYES STRATO VOLCANO
Betül Burcu KAYA GaziosmanpaşaUniversity
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Horticulture
Supervisor : Prof. Dr. Yakup ÖZKAN
This study was carried out in the region comprising of 60x40 km area from the foot of Erciyes strato volcano toward to east during 2008-2009 years. The fruit samples used in the study were collected from the trees of producer in this region from July to September, The fruit species used in the study are mostly: apple, pear, quince, almond, walnut, plum and grape, In the fruit samples taken, the traces of Cobalt, Chrome, Nickel, Copper, Cadmium, Zinc, Lead ve Manganese were read in the ICP (Inductively Coupled Plazma).
In the apple samples taken, the traces of heavy metals were ranged as follow: Cadmium 0,172-86,94, Cobalt 0-2,05, Chrome 11,87-28,74, Copper 8,74-63,01, Manganese 10,18-39,93, Nickel 5,47-58,22, Lead 0,22-5,48 and Zinc 25,43-180,80 mg/kg. For walnut samples, the traces of heavy metals were ranged as follow Cadmium 0,40-1,02, Cobalt 0-3,49, Chrome 20,13-34,60, Copper 85,20-170,60, Manganese 165,10-772,70, Nickel 21,97-57,88, Lead 0-5,31, Zinc 668,0-1283,0 mg/kg, In the grape samples, the traces of heavy metals were ranged in as follow: Cadmium 0,25-84,42, Cobalt 0-3,94, Chrome 13,76-27,60, Copper 16,81-81,13, Manganese 21,84-105,90, Nickel 5,27-149,30, Lead 0,21-6,62, Zinc 29,54-283,30 mg/kg.
Key words: Kayseri-Erciyes, heavy metal, apple, walnut, grape
TEŞEKKÜR
Bu tezin her aşamasında yardım ve desteğini esirgemeyen Danışman Hocam Sayın Prof. Dr. Yakup ÖZKAN’a, meyve örneklerinin alınması ve analizlerinde yardımlarını gördüğüm Toprak Bölümü Öğretim Üyesi Sayın Hocam Doç. Dr. Kenan KILIÇ’a teşekkü r ederim. Tezin çeşitli aşamalarında yardımlarını gördüğüm Yrd. Doç. Dr. Çetin ÇEKİÇ ve Dr. Emine KÜÇÜKER’e minnettarlığımı sunarım, Ayrıca, tüm hayatım boyunca benden hiçbir fedakarliği esirgemeyen ve çalışmalarımın her aşamasında maddi ve manevi desteğini gördüğüm aileme teşekkürü borç bilirim.
Betül Burcu KAYA Ağustos/2010
İÇİNDEKİLER DİZİNİ Konu ÖZET ABSTRACT TEŞEKKÜR ŞEKİLLER DİZİNİ ÇİZELGELER DİZİNİ 1. GİRİŞ 2. LİTERATÜR ÖZETLERİ 3. MATERYAL VE YÖNTEM 4. BULGULAR VE TARTIŞMA 5. SONUÇ VE ÖNERİLER 6. KAYNAKLAR 7. ÖZGEÇMİŞ Sayfa No i ii iii v vi 1 2 8 10 21 22 24 iv
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil Sayfa
Şekil 1. Araştırma alanının SPOT 5 görüntüsü 8
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge No Sayfa No
Çizelge 4.1. Elma örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) 10 Çizelge 4.2. Armut örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) 12 Çizelge 4.3. Ayva örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) 13 Çizelge 4.4. Ceviz örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) 14 Çizelge 4.5. Badem örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) 15 Çizelge 4.6. Erik örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) 16 Çizelge 4.7. Üzüm örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) 17 Çizelge 4.8. Tüm bitki örneklerinde (meyvelerde) ortalama ağır metal
içerikleri (micro g/g = ppm= mg/kg) 18
1. GİRİŞ
Ağır metaller, yetiştirilen tarım ürünlerinde birikerek hem bu ürünlerin gelişimlerini etkilemekte ve hem de bu ürünleri tüketen insanların sağlığında olumsuzluklar yaratmaktadır. Ağır metal elementlerinin hepsi az veya çok miktarda insanlara veya diğer canlılara toksik etki yapan maddelerdir. Bu toksik elementler toprakta birikerek toprak-bitki-hayvan-insan beslenme zincirinde konsantrasyonları artarak taşınabilirler (Haktanır ve Arcak, 1998).
Ağır metaller arasında yer alan Mn, Cu, Zn, Mo ve Ni gibi elementler yüksek bitkiler için gerekli ve faydalı mikro elementlerdir (Nedelkoska and Doran, 2000). Zn+2 ve Cu+2 gibi ağır metallerin normal konsantrasyonları bitkilerin büyüme ve gelişmesinde önemli rol oynayan protein ve enzimlerin yapısı için gerekli kofaktör olarak görev alırlar (Moustakas ve ark. 1994 ). Ağır metaller bitki dokularında aşırı biriktiği zaman çeşitli büyüme olaylarının değişmesine sebep olurlar (Phalsson, 1989).
Bugüne kadar bu konuda yapılan çalışmaların çoğunluğu tek yıllık bitkiler (sebze ve tahıl) üzerinedir. Bu çalışmayı destekleyecek çok yıllık (meyve türleri-ağaçlar) bitkilerle ilgili literatür bilgisi neredeyse yok denecek durumdadır. Belki de bu çalışmayla, meyve ağaçlarından elde edilen meyve örneklerinde, ağır metal içeriklerinin seviyeleri ilk defa belirlenmiş olacak ve bu alanda yapılacak çalışmalara ışık tutacaktır. Çalışma sonucunda bölgede yetiştirilen meyvelerde ağır metal içeriklerinin belirlenmesiyle var olan limit değerleri ile karşılaştırılması da yapılmıştır. Çalışmadan çıkacak sonuçlar doğrultusunda bölgede ağır metalleri en az absorbe eden meyve türleri belirlenmiş ve bunun sonucunda çevre ve insan sağlığını tehdit eden unsurların minimuma indirilmesini sağlamak amacıyla yörede bu meyve türlerinin yetiştiriciliğini tavsiyede daha dikkatli olunması gerektiği vurgulanmıştır.
2. LİTERATÜR ÖZETİ
Bitkiler tarafından topraklardan alınma potansiyeline sahip olan kirleticiler olarak; metaller (Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Zn), metalloidler (As, Se), radionükleidler (90Sr, 137Cs, 239Pu, 238U, 234U), ametaller (B) ve diğer organik bileşikler ( TPH, PAHs, Pestisitler, PCBs) olmak üzere birçok maddeyi kapsamaktadır. Ancak bitkilerce bir kirleticinin topraktan alınabilmesi için, öncelikle toprak şartlarının bitkinin isteklerine uygun olması gerekmektedir (Anonim, 2000).
Türkiye’nin bir kısmı volkanik kayalar ile örtülüdür. Bu kayaların büyük bir çoğunluğu orta Anadolu bölgesinde Konya-Karapınar-Aksaray-Nevşehir-Niğde-Kayseri ili ile çevrelenen yaklaşık 300 km uzunluğunda, 30 000 km2 bir alanda yer almakta ve alan “Kapadokya Volkanik Alanı” olarak bilinmektedir. Bu topraklar Andosol olarak sınıflandırılmıştır (Anonim, 1992).
Ağır metallerle ilişkili olan, çevre ve insan sağlığını tehdit eden konularla ilgili olarak son yıllarda bazı çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalarda ağır metallerin davranışları ve topraktaki seviyeleri üzerinde yoğunlaşılmıştır. Toprakların ağır metal içeriklerinin daha çok ana materyale bağlı olarak değiştiği belirtilmektedir.
Volkanik kaynaklı kayalar, toprak ve sulardaki ağır metallerin büyük bir çoğunluğunun kaynaklarıdır (Cruz ve ark., 1999; Aiuppa ve ark., 2000; Kelepertsis ve ark., 2001). Volkanik aktivite; arsenik (As), civa (Hg), alüminyum (Al), rubidyum (Rb), kurşun (Pb), nikel (Ni), kobalt (Co), krom (Cr), magnezyum (Mg), bakır (Cu) ve çinko (Zn) gibi metallerin serbestlenmesine neden olur (Durve ve ark., 2004). Bu ağır metaller volkanik ana materyallerin doğal yapısında bulundukları için bitkisel üretimi, su ve toprak kirliliğini devamlı olarak uzun süreli etkileyen doğal kaynaklardır.
Erciyes strato volkanından püskürtülen veezit ana materyalinde nikel konsantrasyonu 48-106 ppm, Co 22-52 ppm, Cr ise 65-201 ppm arasında bulunmuştur (Kürkcüoğlu, 2000). Bu ağır metallerin topraktaki konsantrasyon sınır değerleri; nikel için 10-50 ppm,
3
Co için 1-20 ppm ve Cr için 10-80 ppm arasında, meyve ve sebzelerde ise sırasıyla 1-10 ppm, 0,02-0,5 ppm ve 0,1-1 ppm arasında olmalıdır (Herrick ve Freidlve, 1990).
Volkanik kül topraklarının büyük çoğunluğu bitkisel üretim için çok mükemmel özelliklere (su tutma ve katyon değişim kapasitesi yüksek, organik madde içeriği yüksek, hidrolik geçirgenlik ve infiltrasyon oranı iyi) sahiptirler ve bu nedenle de bitkisel üretim için yoğun olarak kullanılmaktadırlar. Ancak, kullanımları sırasında yüksek oranlarda içerdikleri ağır metaller yetiştirilen bitkiler veya ortamda bulunan doğal bitkiler tarafından alınmakta ve yapraklara ve meyvelere geçmektedir. Bunun sonucunda; doğal bitkileri tüketen hayvanların et ve sütlerinden, kültür bitkilerinin meyve ve yapraklarından, özellikle yer altı sularının içme suları olarak kullanıldığı bölgelerde sulardan insan vücuduna alınmaktadır. İnsan vücudunda biriken bu ağır metaller gastrointestinal kanser (mide kanseri) adı verilen hastalığa neden olmaktadır.
Vural (1993), insan açısından ekolojik döngü kavramının önemli bir uygulaması, biyolojik birikim denilen olaydır. Kirletici maddelerin bir kısmı besin zincirinde birikirken, bir kısmı ise birikmez. Bazı kirleticiler besin zincirinin ilk halkalarında düşük düzeylerde bulunsalar bile, birbirini izleyen halkalarda artan yoğunluklarda bulunabilirler ki, bu olaya "biyolojik birikim" denir. Bazı metal iyonları da biyolojik olarak birikebilen maddelerdendir. Bitkiler; atmosferden, gübrelerden, atık su ve çamurlardan veya tarımda kullanılan inorganik pestisitlerden toprağa bulaşmış olan ağır metalleri derişimlerine bağlı olarak biriktirme eğilimindedir. Bu nedenle, topraktaki ağır metallerin tolere edilir miktarlarının saptanmasına gerek vardır. Bitkiler, özellikle kadmiyum gibi bazı elementlere çok geniş sınırlar içinde tolerans göstermektedirler. Bundan dolayı tarım ürünlerinde, insan ve hayvan beslenmesinde olumsuzluk oluşturacak düzeyde metal birikimi söz konusudur.
Truby ve Raba (1990), farklı alanlarda yetiştirilen taze sebzelerin ağır metal içeriğinin, toprağın ağır metal içeriğine bağlı olduğunu; aynı alanda yetiştirilen bitkilerde ise yapraklı bitkilerin metal birikiminin daha fazla olduğunu ve hatta maruldaki toksik maddenin bazen sınırı bile aştığını belirlemişlerdir. Atık su ile sulanan yapraklı
4
sebzelerin Zn, Cd ve Pb miktarı, meyveleri için yetiştirilen sebzelere oranla daha yüksek bulunmuştur.
Atık ve temiz su ile sulanan iki farklı alanda yetiştirilen sebzelerde ağır metal içeriğinin araştırıldığı çalışmada, atık su ile sulanan bitkilerde Zn oranı daha fazla görülürken, Cd ise her iki alanda da aynı düzeyde belirlenmiştir (Truby ve Raba, 1991).
Marul ve bazı sebzelerin yaprak ve köklerindeki ağır metal miktarlarının araştırıldığı çalışmada; köklerde Cd, Cu ve Ni miktarlarının, yapraklarında ise Pb miktarlarının daha fazla biriktiği belirtilmektedir (Jasiewicz,1993). Tokat-Ankara Karayoluna 50 m, 100 m ve 150 m mesafede yetiştirilen domates, marul ve patates bitkilerindeki Pb ve Cd miktarlarının karayolundan belirlenen mesafelere göre değişiklik gösterdiği saptanmıştır (Ece ve ark., 2001).
Haktanır ve ark. (1995), Ankara metropolitan alanı çevresinde topraklarda eksoz gazı ile ilişkili hava oluşumlu Pb, Cd, ve Cu ağır metallerinin kontaminasyonunu incelemiş ve buna göre yol boyunca uzanan topraklarda, üst 0-5 cm toprak katında yüksek düzeyde Pb zenginleşmesi olduğu belirlenmiştir. Pb, Cd ve Cu gibi ağır metallerin kontaminasyonu yol kenarından olan mesafe ile değişmekte ve 40 m’den sonra 500 m’ye doğru doğal değerler düzeyine doğru ulaşmaktadır.
Haktanır (1991), FAO/WHO organizasyonlarının yiyeceklerdeki katkı maddeleri expert komitesi saptamalarına göre 70 kg ağırlığındaki sağlıklı bir insan haftada 3,5 mg Pb ve 0.525 mg Cd yüklenebilir. Bu belirtilen tahmini yükleme miktarına göre 1979 yılında kurşun ve kadmiyum için yeşil sebzelerde 1,2 mg/kg Pb, 0,1 mg/kg Cd, patates te 0,2 mg/kg Pb, 0.1 mg/kg Cd kabul değerleri olarak saptanmıştır.
Topraklarda kurşunun 2-200 ppm, kadmiyumun ise 0,01-0,7 ppm düzeylerinde olması gerekir. Topraklarda kadmiyum düzeyleri; ağır killi topraklarda 1,1 mg/kg, kumlu topraklarda 0,4 mg/kg düzeyleri arasındadır. Kirlenmemiş tarım alanlarındaki maksimum Cd miktarlarının 1,0 mg/kg düzeyinde olduğu, genel olarak bu değerin 0,3 mg/kg civarında olduğu belirtilmektedir (Haktanır,1991).
5
Yapılan diğer bir araştırmada da topraklardan ağır metal alımında yıllar ve ürünler arasında farklılıklar olduğu belirtilmiş ve pek çok üründe (yazlık ve kışlık buğday, kışlık ç avdar, yazlık ve kışlık arpa, patates, kolza, yemlik pancar, yonca) Pb, Cd, Cr ve Zn miktarlarının depolama organları veya daneye nazaran yapraklarda ve saplarda yüksek olduğu saptanmıştır (Diez ve ark., 1992).
Krejpcio ve ark. (2005), Polonya marketlerinde taze meyve ve meyve sularının güvenliği için ağır metal kalıntılarının belirlenmesi konusunda yaptıkları çalışmada; taze meyve ve meyve sularının Kurşun, Kadmiyum, Bakır ve Çinko içerikleri belirlenmiş, elde edilen sonuçlara göre; incelenen meyve suyu örneklerinin %90,4 ünde ağır metal düşük seviyede bulunmuştur. Bununla birlikte kalan örneklerin (%9,6) ağır metal içerikleri Kurşun için %2,2, Kadmiyum için %4,4, Bakır için %1,3 ve Çinko için %1.5 seviyelerinde saptanmıştır. Meyve suyu örneklerinin %88 ulusal standartların içinde tespit edilmiş ancak kalan örneklerin %12’ sinde Kurşun ve Kadmiyumda (%3, %9) sınır değerleri aşmış olarak bulunmuştur.
Munzuroğlu ve Gür (2000)’ün, elma (Malus sylvestris miller cv. Golden)’da ağır metallerin polen çimlenmesi ve polen tüpü gelişimi üzerine etkileri konusunda yapmış oldukları çalışmada; Klorür tuzu halinde uygulanan Hg, Zn, Ni ve Co ile nitrat tuzu halinde uygulanan Pb ve Cd gibi ağır metaller polen çimlenmesi ve tüp büyümesini önemli oranda azaltmıştır. Ağır metal tuzunun konsantrasyonu ile polen çimlenmesi ve tüp büyümesindeki inhibisyon arasında bir paralellik olduğu görülmüştür. Klorür tuzu halinde uygulanan ağır metaller arasında en fazla toksik etkiyi civa göstermiş, bunu sırayla çinko, nikel ve kobalt izlemiştir. Nitrat tuzu halinde uygulanan ağır metallerden yüksek konsantrasyonlarda kurşun‘un kadmiyum’dan daha etkili olduğu anlaşılmıştır. Ayrıca ağır metallerin polen çimlenmesi ile tüp uzamasını farklı derecelerde etkileyebileceği sonucuna varılmıştır.
Pinamonti ve ark. (1997a), bitki ve topraklarda ağır metal seviyeleri üzerinde kompost kullanımının etkisini 6 yıl süreyle çalışmışlar; ve sonuçta 14 farklı elma çeşidinde üç adet organik toprak iyileştiricisinin (hayvan gübresi, kompost (lağım ve kavak kabuğu), MSW kompost (şehir atıkları ile sıkıştırılmış) kullanılmasıyla ağır metal içerikleri
6
yönünden farklılıkları incelenmiştir. MSW kompost uygulamasında tüm ağır metaller en yüksek konsantrasyonda bulunmuştur. Ayrıca Çinko, Bakır, Nikel, Kurşun, Kadmiyum ve Krom miktarları toprakta total olarak tespit edilmiş, SE kompostlu toprakta bitkilerde ağır metal seviyelerinde önemli bir artışa sebep olmamış, bu kompostun ürünlere ve çevreye kısa ve orta vade de herhangi bir tehlikesinin olmadığı tespit edilmiştir. Ancak MSW kompostun 6 yıllık peryot boyunca topraktaki toplam miktarı dikkate alındığında Kurşun, Bakır, Kadmiyum ve Krom konsantrasyonunda artış olmuş ayrıca Kurşun ve Kadmiyum meyvelerde ve odun kısımlarında da tespit edilmiştir.
Türker ve Yüksel (1997)’ in, vişne suyunda bazı ağır metal derişimlerinin belirlenmesi konulu çalışmalarında; vişne suyundaki ağır metal (Fe, Cu, Zn, Pb ve Sn) konsantrasyonları belirlenmiştir. Vişne suyunda bulunan eser elementlerin derişimleri Dünya Sağlık Örgütü(WHO), Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü (FAO) ve Türk Standartları Enstitüsü (TSE) tarafından vişne suyu için sınır değerlerin altında olduğu gözlenmiştir.
Şamil ve ark., (2005), Şarkîkaraağaç yöresinde yetiştirilen üzüm çeşitlerinde bakır ve çinko tayini konulu çalışmalarında; Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresi kullanılarak üzümlerdeki bakır ve çinko derişimleri saptanmıştır. Sonuçta Bakır derişimi, 0,20-0,33 mg/kg ve Çinko derişimi 2,40-4,30 mg/kg olarak saptanmıştır. Bakır ve Çinko gıdalarda bulunan eser elementlerdir. Eser elementler gıdalarda 50 ppm’in altında bulunurlar. Ancak bu miktarlar toprak yapısı, su işleme ve depolama gibi etkenlere bağlı olarak değişebilir. Bundan dolayı üzümlerdeki bakır ve çinko içerikleri toprak yapısı, iklim koşulları, gübre çeşidi, hastalık ve böcekler için kullanılan ilaçlardan etkilenebilir.
Cieslinski ve ark. (1994), çilek yaprak ve meyvelerinde kadmiyum konsantrasyonu ve toprakta kadmiyum dağılımı üzerine yaptıkları çalışmalarında; Kadmiyum konsantrasyonu topraktaki miktarları dikkate alınmaksızın çok yüksek miktarlarda bulunmuş kadmiyumun meyvelerin içerisinde bitkilerin uç kısımlarında birikmesi ile çilek bitkisinde çok daha kolaylıkla tespit edilmiş, topraktaki kadmiyum miktarının
7
çileğin meyvesindeki seviyesine etkisi olmamıştır. Bununla birlikte meyvelerdeki kadmiyum miktarı asitli topraklarda artış göstermiştir.
Basar ve Aydınalp (2005), ağır bir biçimde kirletilmiş nehirlerden sulama ile şeftali ağaçlarında ağır metal bulaşması konulu çalışmalarında; Nilüfer çayı boyunca yerleşmiş yedi bahçe ve üç farklı çeşitte toplam 21 şeftali bahçesine uygulama yapılmıştır. Ağaçların değişik kısımlarından topraktaki kirletme seviyesini belirlemek için örnekler alınmış ve alınan örnekler; Demir, Mangan, Çinko, Bakır, Kobalt, Nikel, Krom, Kurşun ve Kadmiyum gibi elementler analiz edilmiştir. Çalışmada elde edilen sonuçlara göre; Toprakta nikel ve krom miktarı aşırı seviyede bulunmuştur. Eksate edilebilen nikel konsantrasyonu pH ve CaCO3 miktarı toprakta arttıkça artış göstermiştir. Yaprak metal içeriği genellikle tolere edilebilir seviyede bulunmuş ancak nikel ve kurşun, meyvelerin farklı kısımlarında toksik seviyede rastlanmıştır. Nikel ve Demir hariç bitkideki metal konsantrasyonu onların toplam miktarları ile doğru orantılı değildir. Ağır metal birikiminde, çeşitler arasında önemli farklılıklar bulunmamıştır.
Pinamonti ve ark. (1997b), elmalarda ağır metal içerikleri konulu çalışmalarında; 11 farklı elma bahçesinde, 2 kompost denenmiş, çalışma boyunca Bakır, Nikel, Kadmiyum ve Krom iyon miktarı toprakta hem toplam olarak hem de EDTA formunda gözlenmiş ve yaprakta da incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre açık bir şekilde görülmüş ki kanalizasyon atığı ve kabuk kompostu toprak ve bitkilerde ağır metal seviyelerinde önemli derecede bir artışa sebep olmamış, ayrıca bu kompost ürünlere ve çevreye tehlikeli olarak görülmemiştir.
3. MATERYAL VE YÖNTEM Araştırma Alanı
Araştırma; Erciyes strato volkanının eteklerinden başlayarak doğusunu kapsayan 60x40 km’lik bir alanda yürütülmüştür. Çalışma alanına ait SPOT 5 görüntüsü Şekil 1’de verilmiştir.
Şekil 1. Araştırma alanının SPOT 5 görüntüsü
Örnekleme Noktaları
Örnekleme noktalarına ait UTM koordinatları ARCGIS 9.1 yazılımında belirlenmiş ve arazi çalışmalarında küresel konumlama cihazı (GPS) seyri (navigation) yaparak belirlenmiştir.
9
Bitki Örnekleri
Araştırmada kullanılan bitki örnekleri Kayseri-Erciyes strato volkanından püskürtülen ana materyaller üzerinde oluşmuş topraklarda yetiştirilen ve üretici arazisi üzerinde bulunan meyvelerden Temmuz-Eylül ayları arasında alınmıştır. Çalışmada; elma, armut, ayva, badem, ceviz, erik ve üzüm gibi meyve türlerinden örnekler alınmıştır. Meyve örneklerinde tamamen ana projede belirlenen çalışma noktalarına bağlı kalındığından istediğimiz meyve türünü inceleme şansımız yoktur. Ancak bölgede yoğun olarak yetiştiriciliği yapılan meyve türlerine ağırlık verilmiştir.
Analiz Yöntemi
Alınan meyve örnekleri laboratuara getirilerek Kacar ve İnal (2008)’a göre etüvde 65 oC de kurutulmuş, kurutulan örnekler seramik kaplarda öğütülmüştür. Öğütülen örneklerden 0,5 g tartılarak 100 ml’lik erlenmayere konulmuştur. 5 ml HNO3 ilave edilerek, hafif çalkalayarak bitki örneklerinin asitle iyice ıslanması sağlandıktan sonra bir süre bekletilmiştir. Yaş yakma işlemi; bitki örnekleri sıcak pleyt üzerinde bir saat bekletilerek yapılmıştır. Sıcak pleytten alınan örneklere soğuduktan sonra 3 ml
%
30’luk H2 O2 ilave edilerek yakmaya devam edilmiştir. Bitki çözeltisi renksiz bir hal aldığında örnekler soğumaya bırakılmıştır. Soğuyan örnekler 50 ml’lik ölçü balonuna aktarılmış ve saf su ile 50 ml’ye tamamlanmıştır. Hazırlanan çözelti analize kadar plastik kaplarda saklanmıştır.
Bu örneklerde; Kobalt (Co), Krom (Cr), Nikel (Ni), Bakır (Cu), Kadmiyum (Cd), Çinko (Zn), Kurşun (Pb) ve Mangan (Mn) miktarları ICP (Inductively Coupled Plazma) de okunmuştur.
Tamamlanan analiz sonuçları GPS kayıtları ve arazi notları dikkate alınarak veri tabanına işlenmiş, kriking metodu kullanılarak alansal dağılım haritaları çı karılmıştır (Esri, 2004). Elde edilen sonuçlar, meyvelerde bulunması gereken limit değerlere göre değerlendirilerek yetiştirilen ürün deseni üzerinde öneriler yapılmıştır.
4. BULGULAR VE TARTIŞMA
Çalışmada elde edilen elma örneklerinin örnek numaraları ile birlikte ağır metal içerikleri Çizelge 4.1 de verilmiştir.
Çizelge 4.1. Elma örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg)
Örnek No Örnek Adı Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb Zn 2 Elma 0,968 0,00 17,52 22,14 14,42 58,22 2,559 112,8 3 Elma 0,295 0,00 11,87 19,68 14,43 6,146 3,028 90,39 4 Elma 0,172 0,042 13,71 11,56 10,18 5,478 1,455 76,58 5 Elma 0,402 0,00 22,37 27,98 11,29 9,782 2,648 125,8 6 Elma 0,571 2,059 21,67 22,58 12,68 24,45 1,836 89,81 10 Elma 0,321 0,00 23,94 11,42 20,57 11,03 3,103 180,8 22 Elma 0,282 0,00 15,92 20,77 23,81 6,447 4,166 107,3 24 Elma 0,323 0,00 17,71 17,37 20,32 9,454 4,128 119,3 36 Elma 0,402 0,623 21,55 18,22 17,87 10,60 3,230 173,4 41 Elma 0,438 0,052 17,34 8,746 22,59 10,21 5,122 123,1 47 Elma 0,568 0,840 19,72 22,09 39,93 11,51 5,486 143,0 48 Elma 0,193 0,574 12,02 28,55 19,54 6,006 4,874 106,7 49 Elma 0,386 0,386 15,24 27,58 17,16 8,283 2,967 141,1 51 Elma 44,41 0,160 14,08 20,00 31,86 16,97 1,922 34,48 52 Elma 86,94 0,263 16,97 11,24 23,95 44,51 2,227 25,43 53 Elma 29,91 0,923 21,06 14,61 15,32 9,282 0,461 29,75 57 Elma 17,24 0,151 19,07 27,14 10,39 8,629 5,239 30,57 58 Elma 35,70 0,00 18,10 30,68 11,14 20,23 0,667 45,08 59 Elma 35,94 0,00 21,84 63,01 12,65 13,73 0,406 47,18 61 Elma 0,298 0,736 15,96 45,2 12,74 5,739 3,255 115,8 62 Elma 0,231 0,00 13,42 35,59 23,16 10,25 1,372 127,8 63 Elma 0,325 0,00 24,79 30,33 19,56 11,30 1,553 122,3 65 Elma 0,245 0,478 20,76 34,66 14,01 9,519 1,931 97,49 66 Elma 0,374 0,00 28,74 34,49 39,91 12,58 0,227 145,4
11
Çalışma alanında toplam 22 adet elma bahçesinden meyve örneği alınmıştır. Alınan bu örneklerde ağır metal içerikleri (mg/kg) Çizelge 4.1’de verilmiştir. İncelenen örneklerde Cd miktarları 0,17 ile 86,94 mg/kg arasında değişmiştir. Farklı toprak yapısına sahip bahçelerden alınan meyve örneklerinde oldukça belirgin ve farklı düzeyde Cd sonucu çıkmıştır. Besinlerde bulunması gereken Cd miktarının yaklaşık 0,1 mg/kg olduğu kabul edilirse incelenen örneklerin tamamında Cd miktarı sınır değerin üzerinde bulunmuştur. Bu durum sadece Cd açısından bile yöreye ait elmalarda ağır metal içeriğinin ne denli yüksek olduğunu göstermektedir. Yine benzer şekilde Co miktarı 0 ile 2,05 mg/kg arasında değişmiştir. 22 elma örneğinin 11 inde Co miktarına rastlanmamıştır. Buradan da meyve örneği alınan bölgenin toprak yapı özelliklerinin çok farklılık gösterdiği söylenebilir. Yine incelenen elma meyvesi örneklerinde 11,87 ile 28,74 mg/kg Krom, 8,74 ile 63,01 mg/kg Bakır, 10,18-39,93 mg/kg arasında Mangan, 5,47-58,22 arasında Nikel, 0,22-5,48 arasında Kurşun, 25,43-180,80 arasında Çinko değerleri saptanmıştır. Çizelge 4.1’ den de rahatlıkla izlenebileceği gibi saptanan ağır metal içerikleri gıdalarda bulunması gereken miktarlardan oldukça yüksek düzeydedir.
Herrick ve Freidland (1990), meyve ve sebzelerde sınır değerlerini nikel için 1-10 ppm, kobalt için 0,02-0,5 ppm ve krom için 0,1-1 ppm olarak vermişlerdir. Bulgularımızda elma örneklerinde nikel değerleri 5,47-58,.22 ppm arasında, kobalt değerleri 0-2,05 ppm arasında, krom değerleri ise 11,87-28,74 ppm arasında saptanmıştır. Herrick ve Freidland (1990)’ın önermiş olduğu sınır değerleri ile kıyaslandığında her üç element içinde bulgularımızın fazlasıyla sınır değerleri aştığı görülmektedir. Hatta elmada bulunan 22 meyve örneğinin tamamında sınır değerlerinin (0,1-1 ppm) üzerinde krom saptanmıştır. Sadece krom yönünden bile düşünüldüğünde bölgede yetiştirilen elmaların ne denli ağır metal içerdiği apaçık ortadadır. Meyvelerde bulunan bu düzeydeki krom vb. ağır metallerin insan sağlığına neler yapabileceğini, hangi hastalık ve bozukluklara sebep olabileceğini tıp alanındaki konu uzmanlarına bırakıyoruz.
Haktanır (1991), 70 kg ağırlığındaki sağlıklı bir insanın haftada 3,5 mg (ppm) kurşun, 0,525 ppm kadmiyum yüklenebileceğini ifade etmektedir. Bizim bulgularımızda elmada bulunan özellikle kadmiyum değerleri (0,17-86,94 ppm) dikkate alındığında (6 farklı noktadan alınan meyve örneğinde) o bölgede bulunan insanların haftada her gün 1 adet elma meyvesi yediğinde (yaklaşık 1 kg elma) sınır değerlerinin kat kat üzerinde vücutta
12
kadmiyum yüklenmesi olacaktır. Çalışmada incelenen diğer ağır metaller içinde durum çok farklı değildir. İncelenen örneklerin çoğunluğunda tüm metaller sınır değerlerin üzerinde görülmektedir.
Çalışmada elde edilen armut meyvesi örneklerinin örnek numaraları ile birlikte ağır metal içerikleri Çizelge 4.2 de verilmiştir.
Çizelge 4.2. Armut örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg)
Örnek No Örnek Adı Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb Zn 10 Armut 0,396 0,032 20,19 9,38 16,04 12,22 2,28 233,20 48 Armut 0,395 0,185 13,26 49,90 73,75 9,97 2,71 346,60 56 Armut 26,43 1,325 13,52 29,67 40,19 13,86 2,23 57,16 57 Armut 31,66 0,873 13,63 33,80 25,81 6,43 2,12 50,03 58 Armut 27,82 0,980 14,17 38,89 24,21 5,46 0,00 45,31 61 Armut 0,185 0,00 17,03 56,77 32,10 7,80 3,27 172,60 65 Armut 0,393 1,153 22,52 31,94 19,80 10,83 3,38 165,50 66 Armut 0,334 0,862 35,15 60,18 47,91 16,56 1,88 180,80
Araştırma yapılan bölgede incelenen 8 adet armut meyvesi örneğinde ağır metal içerikleri Çizelge 4.2’de verilmiştir. İncelenen örneklerde mg/kg olarak Kadmiyum miktarı 0,18-31,66, Kobalt miktarı 0-1,32, Krom 13,26-35,15, Bakır 9,38-60,18, Mangan 16,04-73,75, Nikel 5,46-16,56, Kurşun 0-3,38, Çinko 45,31-346,60 değerleri arasında saptanmıştır. Armut meyvelerinde elma örneklerine göre Çinko miktarı daha yüksek bulunmuştur. Kurşun, kadmiyum, bakır, mangan ve nikel miktarı elmalarla benzer seviyede seyretmiştir. Armut meyvesinde de ağır metal içerikleri olması gereken değerin üzerinde bulundukları söylenebilir. Çizelge 4.2’den de rahatlıkla izlenebileceği gibi armut örnekleri literatür bilgilerindeki sınır değerleri ile kıyaslandığında 8 adet armut örneğinden 6’sında kobalt için verilen 0,5 ppm sınır değerinin üzerinde miktar saptanmıştır. Yine 8 adet armut örneğinde nikel elementi açısından 4 örnekte sınır değeri (10 ppm) üzerinde ağır metal miktarı belirlenmiştir. Krom açısından durum daha
13
da vahimdir. Tüm armut örneklerinde krom miktarı, sınır değeri olan 1 ppm’in çok çok üzerinde bulunmuştur. Sonuçta armut meyvesi açısından da durum elmadakinden çok farklı değildir.
Çalışmada elde edilen ayva örneklerinin örnek numaraları ile birlikte ağır metal içerikleri Çizelge 4.3’te verilmiştir.
Çizelge 4.3. Ayva örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) Örnek N o Örnek Adı Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb Zn 2 Ayva 0,374 0,364 13,16 32,71 14,94 10,28 2,82 258,9 57 Ayva 38,54 1,201 18,26 44,59 10,15 9,084 0,00 97,06 63 Ayva 0,452 0,791 20,32 43,41 22,05 11,64 1,757 259,1
Çalışmada incelenen 3 adet ayva örneğinde ağır metal içerikleri Çizelge 4.3’te verilmiştir. Ayva örneklerinde de ağır metal içerikleri elma ve armut örneklerindeki değerlere benzer seviyede seyretmiştir. Ayvalarda Kadmiyum miktarı 0,37-38,54, Kobalt 0,36-1,20, Krom 13,16-20,32, Bakır 32,71-44,59, Mangan 10,15-22,05, Nikel 9,08-11,64, Kurşun 0-2,82 ve Çinko 97,06-259,10 mg/kg değerleri arasında saptanmıştır. Literatürlerde verilen sınır değerleri ile kıyaslandığında ayva örneklerinde kadmiyum ve kobalt değerleri yüksek çıkmıştır. Sonuçta ayva örneklerinde de insan sağlığı açısından meyvelerde bulunması gereken sınır değerlerinin üzerinde ağır metal bulunmuştur.
14
Çalışmada elde edilen ceviz örneklerinin örnek numaraları ile birlikte ağır metal içerikleri Çizelge 4.4’te verilmiştir.
Çizelge 4.4 Ceviz örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) Örnek No Örnek Adı Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb Zn 2 Ceviz 0,406 1,398 22,98 85,20 436,7 23,93 0,00 715,8 4 Ceviz 0,453 0,00 20,13 95,40 165,1 21,97 3,829 822,3 46 Ceviz 0,703 3,498 21,73 109,3 290,4 23,03 5,311 921,8 60 Ceviz 0,789 0,967 30,83 124,5 234,4 45,28 0,00 668,0 61 Ceviz 1,026 2,468 34,60 170,6 772,7 57,88 1,430 1283,0
Çalışmada 5 adet Ceviz meyvesi örneğinde Kadmiyum 0,40-1,02, Kobalt 0-3,49, Krom 20,13-34,60, Bakır 85,20-170,60, Mangan 165,10-772,70, Nikel 21,97-57,88, Kurşun 0-5,31, Çinko 668,0-1283,0 mg/kg değerleri arasında görülmüştür. İncelenen ceviz meyvelerinde tüm ağır metal içerikleri genelde yüksek bulunmuştur. Meyve türlerinin birlikte değerlendirildiği son bölümde de (Çizelge 4.8) görülebileceği gibi özellikle ceviz ve badem gibi sert kabuklu meyveler grubundaki türler, topraktan daha fazla ağır metal kaldırmışlardır. Bu durumun çok farklı sebepleri olabilir. Özellikle ceviz de yüksek değerler elde edilmesinde bu meyve türünün kuvvetli kök yapısının ve bitkisel özelliklerinin önemli olduğu kanaatindeyiz. Ceviz ağacı diğer meyve türlerindeki ağaç özellikleri yönünden de birçok bakımdan ayrıcalık gösterir. Ağacın ve meyvesinin bünyesinde diğer türlerden çok farklı olarak değişik fenolik bileşikler bulundurur. Bünyesinde bulunan başta juglon maddesi gibi kompleks birçok bileşik cevizi farklı kılabilir ve diğer meyve türlerinden ayırabilir. Kanaatimizce cevizin bu bitkisel özellikleri topraktan daha fazla miktarda ağır metal kaldırmasına sebep olmaktadır. Bu konu üzerinde yapılan çalışmalarda meyve türlerine ait sınır değerleri ayrı ayrı verilmediğinden ceviz meyvesi için de sınır değeri olarak genel sınır değerlerini almak zorundayız. Ceviz örneklerinde genelde kadmiyum ve kurşun hariç diğer ağır metallerde sınır değerleri daha çok aşılmıştır. Bu iki element açısından elma ve armuta
15
göre sınır değerlerinin altında görülmesi cevizdeki örnek sayısının azlığından kaynaklanmaktadır. Ayrıca elma, armut, ceviz, badem vb. meyveler çalışmada farklı farklı yerlerden (bahçelerden) alındıkları için kıyaslama zorlaşmakta, halbuki aynı noktadan alınan farklı meyve türlerini kıyaslamak daha mantıklı olacaktır. Çizelge 4.1 ve Çizelge 4.4 birlikte değerlendirildiğinde 51, 52, 53, 57, 58 ve 59 nolu elma örneklerinde kadmiyum miktarı çok yüksek dozlarda bulunurken bu noktalarda ceviz örneğinin yokluğu cevizdeki kadmiyum değerlerini yorumlamamızı zorlaştırmaktadır. Yine ceviz örneklerinde Mangan ve Çinko miktarları elma örneklerine göre çok daha yüksek bulunmuştur. Bu iki element yönünden de cevizin farklı miktarda topraktan Mn ve Zn alması ayrıca değerlendirme konusu olabilir. Sadece 2 ve 4 nolu noktalardaki ceviz ve elma meyvelerindeki Mn ve Zn değerlerini incelediğimizde bile durum açıkça görülmektedir. Ceviz örneklerinde görülen bu ağır metal miktarlarının insan sağlığına etkileri elma ve armut meyvelerine göre çok daha fazla olabileceği hesap edilmelidir. Meyveler arasındaki bu farklılıklar mutlaka değerlendirilmeli ve gerekirse bu bölge için üretim deseni ve planlaması ele alınmalıdır.
Çalışmada elde edilen badem meyve örneklerinin örnek numaraları ile birlikte ağır metal içerikleri Çizelge 4.5’te verilmiştir.
Çizelge 4.5. Badem örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) Örnek No Örnek Adı Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb Zn 1 Badem 0,466 1,335 19,12 222,1 190,5 26,55 1,660 2434 2 Badem 0,447 0,151 25,79 111,9 171,7 13,88 1,402 1353 48 Badem 0,697 0,00 21,23 143,5 123,2 17,76 2,786 1373 49 Badem 0,547 0,522 26,24 88,14 148,9 16,21 3,551 1497 51 Badem 80,98 0,968 22,82 83,91 122,4 36,33 1,337 326,0 52 Badem 74,34 0,712 22,04 64,10 101,3 32,09 1,006 209,5 54 Badem 45,28 1,140 20,18 104,7 120,7 16,06 0,390 329,9 63 Badem 0,312 1,217 27,31 129,4 179,0 14,11 1,746 1606,0 64 Badem 0,495 0,143 18,60 145,5 128,9 14,92 3,286 1582,0 65 Badem 0,585 1,490 30,52 199,3 154,3 17,54 2,055 1528,0
16
Çizelge 4.4 ve Çizelge 4.5’den de rahatlıkla izlenebileceği gibi badem örneklerindeki ağır metal içerikleri de ceviz meyvesindeki oranlara yakın bulunmuştur. Badem, ağaç özellikleri bakımından ceviz türüne benzemese de meyvesinin sert kabuklu meyveler içerisinde yer alması bu iki meyve türünü birbirine yaklaştırmaktadır. Çalışmanın yapıldığı bölgenin toprak özellikleri, ağır metallerin badem gibi ağaçlar tarafından fazla kaldırılmasına sebep olmaktadır. Ayrıca badem ve ceviz ağaçları kurak bölgelerde ve sulanmayan arazilerde kök yapıları daha kuvvetli gelişmekte, muhtemelen bu durumda topraktan daha fazla miktarda ağır metal kaldırılmasına neden olabilmektedir. Ancak ağaçların bu elementleri bu bölgelerde daha fazla kaldırdığının ispatı için çok daha detaylı çalışmaların yürütülmesi gerekir.
Çalışmada elde edilen erik meyvesi örneklerinin örnek numaraları ile birlikte ağır metal içerikleri Çizelge 4.6’da verilmiştir.
Çizelge 4.6. Erik örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) Örnek N o Örnek Adı Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb Zn 47 Erik 0,661 0,302 24,71 30,43 56,63 22,60 3,620 200,1 63 Erik 0,438 1,102 25,91 52,00 28,47 10,17 1,733 199,7
Çalışmada 2 adet erik örneğinde sözü edilen elementler genelde elma, armut, ayvaya yakın ve üzümle de benzer değerler göstermiştir. Erik meyvelerinde Kadmiyum 0,43-0,66, Kobalt 0,30-1,10, Krom 24,71-25,91, Bakır 30,43-52,0, Mangan 28,47-56,63, Nikel 10,17-22,60, Kurşun 1,73-3,62 ve Çinko 199,7-200,1 mg/kg değerleri olarak seyretmiştir. Erik meyve örneği 2 adetle sınırlı olduğundan ağır metal içeriği konusunda yorum yapmamızı zorlaştırmaktadır. Ancak çalışmanın yapıldığı bölgede bu meyveye ait değerlerin de olması diğer meyve türleri ile kıyas bakımından kolaylık sağlayacaktır. Erik ağaçları bitkisel özellik bakımından aslında badem ağaçlarına benzerler. Ancak yenilen meyveleri dikkate alındığında erik meyveleri bademden tamamen ayrılmaktadır. Bu da meyveleri yenen ağaç türlerinde ağaç özelliklerinden çok meyve özelliklerinin bu çalışmada daha ön plana çıktığı anlaşılmaktadır.
17
Çalışmada elde edilen üzüm örneklerinin örnek numaraları ile birlikte ağır metal içerikleri Çizelge 4.7’de verilmiştir.
Çizelge 4.7. Üzüm örneklerinde ağır metal içerikleri (mg/kg) Örnek No Örnek Adı Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb Zn 3 Üzüm 0,363 0,367 16,24 27,96 70,42 10,70 1,864 152,9 5 Üzüm 0,291 0,00 16,42 60,00 38,51 8,531 3,483 255,7 7 Üzüm 0,667 0,00 24,86 37,19 24,29 27,42 3,055 203,7 8 Üzüm 0,731 0,647 21,97 16,81 58,18 14,23 1,702 283,3 48 Üzüm 0,431 0,00 15,69 81,13 41,31 7,617 3,316 199,0 49 Üzüm 0,566 0,128 19,42 42,91 49,19 16,35 6,622 155,5 50 Üzüm 0,429 0,414 19,92 41,27 69,76 11,54 4,063 168,2 51 Üzüm 31,34 0,336 17,77 25,30 33,73 11,54 1,362 37,57 52 Üzüm 84,42 3,941 17,34 31,47 51,91 16,90 2,661 48,44 53 Üzüm 21,46 1,022 15,34 26,02 105,9 8,020 0,211 48,54 54 Üzüm 33,43 0,112 14,76 31,20 54,74 6,086 2,292 38,63 55 Üzüm 232,5 0,536 19,64 30,69 43,68 149,3 2,482 37,69 56 Üzüm 50,83 1,331 14,41 19,05 42,93 16,71 2,885 33,73 57 Üzüm 48,03 0,132 19,63 22,57 78,83 5,274 1,653 29,54 58 Üzüm 32,46 0,269 13,76 38,92 44,50 12,98 1,835 38,16 59 Üzüm 58,13 0,00 23,74 31,04 24,26 23,43 2,500 46,57 60 Üzüm 0,469 0,313 27,00 38,38 51,21 16,37 4,422 194,6 61 Üzüm 0,349 0,060 18,11 66,01 75,91 14,45 1,802 207,5 63 Üzüm 0,264 0,017 22,12 33,72 21,84 6,713 0,937 142,9 64 Üzüm 0,254 0,00 25,08 63,99 35,88 10,56 1,879 196,7 65 Üzüm 0,410 0,980 27,60 50,50 71,24 14,42 1,949 194,1
18
Çalışmada incelenen 21 adet üzüm örneğinde ağır metal içerikleri Çizelge 4.7’de verilmiştir. Bölgeden elde edilen üzüm örneklerinde Kadmiyum 0,25-84,42, Kobalt 0-3,94, Krom 13,76-27,60, Bakır 16,81-81,13, Mangan 21,84-105,90, Nikel 5,27-149,30, Kurşun 0,21-6,62, Çinko 29,54-283,30 mg/kg değerleri arasında saptanmıştır. Üzüm örneklerinde ortalama değerler dikkate alındığında ağır metal içerikleri yönünden daha çok erik meyveleri ile benzerlikler göstermiştir. Kadmiyum, Çinko ve Nikel değerleri üzüm meyvesinde oldukça fazla bulunmuştur. Çalışmanın yapıldığı Kapadokya bölgesinde bağcılığın ve dolayısıyla şarap üretiminin yapılıyor olması konunun önemini bir kez daha artırmaktadır. Ağır metal içeriklerinin sınır değerlerinin üzerinde gözükmesi bölgede yapılan bağcılığı da sorgulamamızı gerektirir. Konu üzerinde daha detaylı çalışmalara ihtiyaç vardır.
Şamil ve ark.(2005), Şarkikaraağaç yöresinde yetiştirilen üzüm çeşitlerinde yaptıkları bir çalışmada ağır metal değerlerini bakır için 0,20-0,33 ppm, çinko için 2,40-4,30 ppm olarak saptamışlardır. Bulgularımız ise bu araştırıcıların değerleriyle kıyaslanmayacak derecede yüksektir. Ayrıca bu ağır metaller açısından sınır değeri olarak 50 ppm dikkate alındığında Bakır elementi için 5 örnekte, Zn elementi için ise 12 örnekte ağır metal içeriği sınır değerini aşmış durumdadır. Yine üzüm örneklerinde nikel, kadmiyum, kobalt ve krom miktarları sınır değerlerinin üzerinde saptanmıştır.
Çalışmada elde edilen tüm meyve türlerine ait örnekler Çizelge 8’de birlikte değerlendirilmiş ve istatistiki olarak gruplandırmalar yapılmıştır.
19
Çizelge 4.8. Tüm bitki örneklerinde (meyvelerde) ortalama ağır metal içerikleri (micro g/g = ppm= mg/kg) Meyve Türleri tncelenen örnek sayısı Cd Co Cr Cu Mn Ni Pb Zn Elma 22 11,65ax 0,3029 b 18,541bc 25,76b 18,99c 14,70a 2,5666a 96, 8c Armut 8 10,95a 0,6763b 18,684bc 38,82b 34,98c 10,39a 2,2370a 156,4c Ayva 3 13,12a 0,7853ab 17,247c 40,24b 15,71c 10,33a 1,5257a 205,0c Ceviz 5 0,68a 1,6662a 26,054a 117,00a 379,86a 34,42a 2,1140a 882,2b Badem 11 18,62a 0,6980b 24,051ab 129,43a 147,52b 20,97a 2,0055a 1261,3a Erik 2 0,55a 0,7020b 25,310a 41,22b 42,55c 16,39a 2,6765a 199,9c Üzüm 21 28,47a 0,5050b 19,563abc 38,86b 51, 82c 19,48a 2,5226a 129,2c x: Aynı harfle gösterilen ortalamal ar arasında % 5 ihtimal seviyesinde fark yoktur.
Çizelge 4.8 den de rahatlıkla izlenebileceği gibi elmadan üzüme kadar 7 adet meyve türünde kadmiyum değerleri açısından fark bulunmamış ve istatistiki anlamda aynı grup içerisinde yer almıştır. Kobalt yönünden incelendiğinde ceviz diğer meyvelerden farklılık arzetmiş, ceviz ve ayvanın dışındaki meyvelerde istatistiki olarak bir grup oluşturmuştur. Krom yönünden en yüksek değerler ceviz ve erik meyvesinde görülmüş, badem ve üzüm kısmen aynı grupta, elma ve armut istatistiki olarak aynı grupta, ayva ise diğer meyve türlerinden tamamen ayrı grupta yer almıştır. Yine bakır değerleri açısından sert kabuklu meyveler grubuna giren ceviz ve badem meyveleri aynı grupta yer almış, elma, armut, ayva, üzüm ve erik istatistiki anlamda ceviz ve bademden ayrılarak ikinci derecede bakır elementi birikimine rastlanmıştır.
İncelenen meyvelerde Mangan içeriği yine en yüksek ceviz meyvelerinde görülmüş, cevizden sonra en fazla mangan içeriği ise bademde rastlanmıştır. Diğer meyvelerde mangan içeriği ceviz ve bademe göre çok daha az bulunmuş ve bu meyveler (elma, armut, ayva, erik ve üzüm) istatistiki anlamda aynı grupta yer almışlardır. Meyve örneklerinde nikel ve kurşun miktarları farklılık göstermemiş tüm meyve türleri bu iki ağır metal yönünden aynı grup içerisinde yer almıştır. Örneklerde Zn miktarı yönünden
20
en yüksek değer, Bademde görülmüş, bu meyveyi ceviz takip etmiş ve diğer meyve türleri (elma, armut, ayva, erik ve üzüm) daha az miktarlarda aynı grup içerisinde yer almıştır. Tüm bu değerlendirmelerden özellikle cevizin çalışma yapılan bölgede yetiştirilmesinde dikkatli davranılmalı, gerekirse üretimi bu bölge için kontrol altına alınmalıdır. Yine ağır metal içeriği yönünden cevize en yakın değerler badem meyvesinde görülmektedir. Bu iki meyvenin sert kabuklular içerisinde yer alması benzer özellik göstermesinde etkili olabilir. Bu bölgede sert kabuklu meyvelerin üretiminde daha dikkatli olunmalı, özellikle ağır metal içerikleri yüksek değer tespit edilen yerlerde üretimi kontrol altına alınmalıdır.
21
5. SONUÇ VE ÖNERİLER
Ağır metaller, yetiştirilen tarım ürünlerinde birikerek hem bu ürünlerin gelişimlerini etkilemekte ve hem de bu ürünleri tüketen insanların sağlığında olumsuzluklar yaratmaktadır. Ağır metaller arasında yer alan Mn, Cu, Zn, Mo ve Ni gibi elementler yüksek bitkiler için gerekli ve faydalı mikro elementlerdir. Ancak ağır metaller bitki dokularında aşırı biriktiği zaman çeşitli büyüme olaylarının değişmesine sebep olurlar.
Bugüne kadar bu konuda yapılan çalışmaların çoğunluğu sebze ve tahıl gibi tek yıllık bitkiler üzerine olmuştur. Bu çalışmayı destekleyecek meyve türleri (ağaçlar) ile ilgili literatür bilgisi neredeyse yok denecek kadar azdır. Bu çalışmayla, meyve ağaçlarından elde edilen meyve örneklerinde, ağır metal içeriklerinin seviyeleri önemli oranda belirlenmiş olmasıyla bu alanda yapılacak çalışmalara ışık tutacak ve katkı sağlayacak seviyededir. Çalışma sonucunda bölgede yetiştirilen meyvelerde ağır metal içeriklerinin var olan limit değerleri ile karşılaştırılması da yapılarak tüketilen bu meyvelerin hangi düzeyde ağır metal içerdikleri ortaya konmuş olmaktadır.
Çalışmada kullanılan meyve örneklerinde Mangan içeriği en yüksek ceviz meyvelerinde görülmüş, cevizden sonra en fazla mangan içeriği bademde rastlanmıştır. Meyve örneklerinde nikel ve kurşun miktarları farklılık göstermemiş tüm meyve türleri bu iki ağır metal yönünden aynı grup içerisinde yer almıştır. Örneklerde Zn miktarı yönünden en yüksek değer, bademde görülmüş, bu meyveyi ceviz takip etmiş ve diğer meyve türleri daha az miktarlarda aynı grup içerisinde yer almıştır. Tüm bu değerlendirmeler ışığında özellikle cevizin çalışma yapılan bölgede yetiştirilmesinde dikkatli davranılmalı, gerekirse üretimi bu bölge için kontrol altına alınmalıdır. Yine ağır metal içeriği yönünden cevize en yakın değerler badem meyvesinde görülmektedir. Bu iki meyvenin botanik anlamda da sert kabuklular içerisinde yer alması benzer özellik göstermesinde etkili olabilir.
6. KAYNAKLAR
Aıuppa, A., Allard, P., D’ Alessvero, W., Mıchel, A., Parello F., Treuil, I. ve Valenza, M. 2000. Mobility ve fluxes of major, minor ve trace metals during basalt Weathering and Groundwater Transport at Mt. Etna Volcano(Sicily). Geochim. Cosmichim. Aeta, 64, 1827-1841.
Anonim, 1992. Keys to Soil Taxonomy. Pocahontas Pres, Inc., Blacksburg, VA, 541pp. Anonim, 2000. http://www.tarimsal.com/fitoremediasyon/fitoremediasyon.htm
Başar, H. and Aydinalp,C., 2005. Heavy metal contamination in peach trees irrigated with water from a heavily polluted creek. Journal of Plant Nutrition, Volume: 28, Issue: 11, Pages: 2049-2063.
Cıeslınskı, G., Mercik, S., Nielsene, G., 1994. Effect of Soil Application of Cadmium Contaminated Lime on Soil Cadmium Distribution and Cadmium Concentration in Strawberry Leaves and Fruit, Journal of Plant Nutrition, Volume: 17, Issue: 7, Pages: 1095-1110.
Cruz, J,V., Coutinho, R,M., Rosarıa Carvalho, M., Oskarsson, N.,and Gıslason, S, R. 1999. Chemistry of Waters from furnas volcano. Sao Miguel, azores: fluxes of volcanic carbon dioxide ve Leached material. J. Volcanol Geatherm. Res. 92, 151-167.
Dıez, T., Krauss, M., Wurzınger, A., Bihler, E. ve Nast, D. 1992. Bayerisches-Lvewirt schaaftlishes-Jahrbuch Heavy metal uptake and transfer from heavily contaminated soils used for arable crops. Bayerisches-lvewirtschafilishes-Jahrbuch 69: 1, 51-71.
Durve, M., Florkowski, C., George, P., Walmısley, T., Weistein, P. ve Cole, C. 2004. Elevated Trace Element Output in Urinefollowing Acute Volcanic As Exposure. J. Volcanol. Geotherm. Res. 134, 139-148.
Ece, A., Çağlarırmak, N. ve Camcı Çetin, S. 2001. Çevre Kirliliğinden Etkilenen ve Yaygın Olarak Yetiştirilen Bazı Sebzelerde Kurşun ve Kadmiyum Miktarlarının Belirlenmesi Üzerine Bir Araştırma. IV Ulusal Ekoloji ve Çevre Kongresi, 429-434, 5-8 Ekim 2001, Bodrum.
Esri, 2004. ArcGIS 9, Geoprocessing in ArcGIS. Environmental Systems Research Institute, Redlves, California, U.S.A.
Haktanır, K. 1991. Toprak Kirlenmesi. A.Ü.Zir.Fak. Ders Notu, Ankara.
Haktanır, K., Arcak, S., Erpul, G. ve Tan, A. 1995. Yol kenarındaki Topraklarda Trafikten Kaynaklanan Ağır Metallerin Birikimi. T.J. of Eng. Ve Environ. Food Chemistry, 61, 423-431.
Haktanır, K. ve Arcak, S. 1998. Çevre Kirliliği. A. Ü. Zir.Fak. Yayınları No 1503/457, Ankara.
Herrick, G. ve Freidl and, T., 1990. Patterns of trace Metal Concentration and Acidity in Mointain Forest Soils of Northeastern US. Water-Air-Soil Pollution, 53, 151-157.
Jasıewicz, C., 1993. Pollution of Vegetables with Heavy Metals, Zeszyty Naukome Akademii Rolniczej im Hugona Kollatajaw Krokowie, Rolniotwo, 30, 129-143.
Kaçar, B. ve İnal, A., 2008. Bitki Analizleri, Nobel Yayın Dağıtım, s: 892, Ankara. Kelepertis, A., Alexakis, D. and Kita, I., 2001. Enviromental Geochemistry of Soils and
Waters of Susaki Area, Korinthos, Greece. Environmental Geochemistry Health 23, 117-135.
23
Krejpcıo, Z., Sıonkowskı, S., Bartela, J., 2005. Safety of fresh fruits ve juices available on the polish market as determined by heavy metal residues, Polish Journal of Environmental Studies, Volume: 14, Issue: 6, Pages: 877-881.
Kürkçüoğlu, B., 2000. Erciyes Strato Volkanının Jeokimyasal Evrimi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora Tezi, 1435.
Moustakas, M., Lanaras T., Symeonidis, L. and Karataglıs, S, 1994. “Growth and some photosynthetic characteristics of field grown Avena sativa under copper ve lead stress”, Photosynthetica, 30: 389-396.
Munzuroğlu, Ö., Gür, Ö. Türk J Biol 24(2000) 67-684 TÜBİTAK.
Nedelkoska, T.V. ve Doran, P.M., 2000. “Characteristics of Heavy Metal Uptake by Plants Species with Potential for Phytoremediation and Phytomining”, Minerals Eng., 13: 549-561).
Phalsson, A.M.B., 1989. “Toxicity of Heavy Metals (Zn, Cu, Cd, Pb) to Vascular Plants”, Water, Air, Soil Pollut., 47: 287-319.
Pinamontı, F., Stringari, G., Gasperi, F., Zorzi, G., 1997a. The use of compost: its effects on heavy metal levels in soil ve plant , Resources Conservation and Recycling, Volume: 21, Issue: 2, Pages: 129-143.
Pinamontı, F., Stringari, G., Gasperi, F., Zorzi, G., 1997b. Heavy Metal Levels in Apple Orchards After the Application of Two Composts, Communications in Soil Science and Plant Analysis, Volume: 28, Issue: 15-16, Pages: 1403-1419. Şamil, A. Tezcan., R. Ceylan, N. Erçetin, M. 2005. Şarkikaraağaç Yöresinde
Yetiştirilen Üzüm Çeşitlerinde Bakır ve Çinko Tayini KSÜ Fen Müh. Der. 8(1).
Türker, A.R. , M. Yüksel, 1997. Atomic Spectroscopy, 18(4), 127-129,
Truby, P. and Raba, A., 1990. Heavy Metal Uptake by Garden Plants from Freiburg Sewage Farm Waste Water. Agribiological Research, 43:2, 139-146.
Truby, P. and Raba, A., 1991. Heavy Metal Uptake by Vegetables. Angewvete Botanik, 65: 3-4, 253-264.
Vural H., 1993. Ağır Metal İyonlarının Gıdalarda Oluşturduğu Kirlilikler. Çevre Dergisi Temmuz-Ağustos-Eylül Sayı:8.
24
ÖZGEÇMİŞ Kişisel Bilgiler
Ad Soyadı
Doğum Tarihi ve Yer Medeni Hali
Yabancı Dili Telefon E - mail
Betül Burcu KAYA 07.07.1979 / TOKAT Bekar İngilizce 0 549 540 41 60 [email protected] Eğitim
Derece Eğitim Birimi Mezuniyet Tarihi
Lisans Gaziosmanpaşa Üniversitesi 18.07.2002
Lise Gaziosmanpaşa Lisesi 18.01.1996
İş Deneyimi
Yıl Yer Görev
