Çinko kontaminasyonunun Lythrum Salicaria L. gelişimi üzerine etkisi

ÇİNKO KONTAMİNASYONUNUN Lythrum salicaria L. GELİŞİMİ ÜZERİNE ETKİSİ

Onur MEŞELİ

Kütahya Dumlupınar Üniversitesi

Lisansüstü Eğitim Öğretim ve Sınav Yönetmeliği Uyarınca Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalında

YÜKSEK LİSANS TEZİ Olarak Hazırlanmıştır.

Danışman: Dr. Öğr. Üyesi Nüket AKANIL BİNGÖL

KABUL VE ONAY SAYFASI

" Onur MEŞELİ tarafından hazırlanan "Çinko Kontaminasyonunun Lythrum salicaria L. Gelişimi Üzerine Etkisi" adlı tez çalışması, aşağıda belirtilen jüri tarafından Dumlupınar Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Öğretim ve Sınav Yönetmeliğinin ilgili maddeleri uyarınca değerlendirilerek OY BİRLİĞİ / OY ÇOKLUĞU ile Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalında YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir."

19/07/2019

Prof. Dr. Önder UYSAL …………..

Enstitü Müdürü, Fen Bilimleri Enstitüsü

Prof. Dr. Hayri DAYIOĞLU …………..

Anabilim Dalı Başkanı, Biyoloji Anabilim Dalı

Dr. Öğr. Üyesi Nüket AKANIL BİNGÖL …………..

Danışman, Biyoloji Anabilim Dalı Sınav Komitesi Üyeleri

Prof. Dr. İsmail KOCAÇALIŞKAN …………..

Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, Yıldız Teknik Üniversitesi

Dr. Öğr. Üyesi Nüket Akanıl BİNGÖL …………..

Biyoloji Bölümü, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Dr. Öğr. Üyesi Betül AKIN

ETİK İLKE VE KURALLARA UYGUNLUK BEYANI

Bu tezin hazırlanmasında Akademik kurallara riayet ettiğimizi, özgün bir çalışma olduğunu ve yapılan tez çalışmasının bilimsel etik ilke ve kurallara uygun olduğunu, çalışma kapsamında teze ait olmayan veriler için kaynak gösterildiğini ve kaynaklar dizininde belirtildiğini, Yüksek Öğretim Kurulu tarafından kullanılmak üzere önerilen ve Kütahya Dumlupınar Üniversitesi tarafından kullanılan İntihal Programı ile tarandığını ve benzerlik oranının % ….. çıktığını beyan ederiz. Aykırı bir durum ortaya çıktığı takdirde tüm hukuki sonuçlara razı olduğumuzu taahhüt ederiz.

ÇİNKO KONTAMİNASYONUNUN Lythrum salicaria L. GELİŞİMİ ÜZERİNE ETKİSİ Onur MEŞELİ

Biyoloji, Yüksek Lisans Tezi, 2019

Tez Danışman: Dr. Öğr. Üyesi Nüket Akanıl BİNGÖL

ÖZET

Bu çalışmada, Lythrum salicaria L. bitkisinin Zn ağır metalinin fitoremediasyonunda kullanılabilirliği araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, L. salicaria fidelerinin en fazla Zn’yi biriktirdiği (12 098,33 mg/kg) Zn konsantrasyonunun 30 mg/L olduğu ve solüsyonlardaki çinko artışı ile nisbi kök uzaması, gövde uzaması ve taze ağırlık artışları arasında istatistiksel olarak negatif bir korelasyon olduğu tespit edilmiştir (r = -0,89; r = -0,93 ve r = -0,96, sırasıyla). Bitkinin en iyi gelişim gösterdiği 30 mg/L Zn içeren solüsyonun pH artışı ile fidelerin nisbi kök uzaması, gövde uzaması ve taze ağırlığı arasında istatistiki açıdan bir ilişki tespit edilmemiştir (r = 0,32; r = 0,16 ve r = 0,21, sırasıyla). L. salicaria fidelerinin Zn’yi en iyi pH 7’de akümüle ettiği bulunmuştur (13 893,5 mg/kg). Buna karşılık, bitkinin en iyi kök gelişiminin 30 mg Zn/L pH 6’da, en iyi gövde gelişiminin ve taze ağırlık artışının ise pH 7’de olduğu belirlenmiştir. Bitkinin çinkoyu en fazla biriktirdiği organları sırasıyla kök > gövde > yaprak iken, TF=0,15 ve BCF=1,14 olarak hesaplanmıştır.

EFFECT of ZINC CONTAMINATION on Lythrum salicaria L. GROWTH Onur MEŞELİ

Biology, M.S. Thesis, 2019

Thesis Supervisor: Assist. Prof. Dr. Nüket Akanıl BİNGÖL

SUMMARY

In this study, the usability of Lythrum salicaria L. in the phytoremediation of Zn heavy metal was investigated. According to the results, the zinc concentration (12 098.33 mg / kg) that L. salicaria seedlings accumulated the highest zinc amount was 30 mg/L and there was a statistically negative correlation between zinc increase in solutions and relative root elongation, stem elongation and fresh weight (r = -0,89; r = -0,93 ve r = -0,96, respectively). No statistically significant correlation was found between the pH increase of the solution containing 30 mg/L Zn where the plant showed the best growth and the relative root elongation, stem elongation and fresh weight of the seedlings (r = 0,32; r = 0,16 ve r = 0,21, respectively). It was found that L. salicaria seedlings accumulated the maximum zinc at pH 7 (13 893.5 mg/kg). In contrast, the best relative root elongation of the plant was found in 30 mg Zn/L at pH 6 and the best relative stem elongation and fresh weight increase was found at pH 7. While the organs where the plant accumulated the maximum zinc were root> stem> leaf, respectively, TF = 0.15 and BCF = 1.14 were calculated.

TEŞEKKÜR

Tez çalışmam boyunca kıymetli bilgi, birikim ve tecrübeleri ile bana yol gösterici ve destek olan çok değerli danışman hocam Dr. Öğr. Üyesi Nüket Akanıl BİNGÖL’e sonsuz teşekkür ve saygılarımı sunarım. Lisans ve yüksek lisans eğitimim boyunca yardım, bilgi ve tecrübeleri ile bana sürekli destek olan başta Prof. Dr. Hüseyin MISIRDALI olmak üzere Biyoloji bölümündeki tüm hocalarıma teşekkür ederim.

Çalışmalarım boyunca yardımını hiç esirgemeyen değerli kız kardeşim Nergiz ERDAŞ’a, teknik destekleri ile yardımcı olan Aytaç KAYA’ya, görüş ve önerileriyle her daim yol gösteren Bayram KAVAS, Nuri MEŞELİ, Dt. Engin MEŞELİ ve çok değerli ailesine, Av. Nail ATLI ve Cengiz SEVİNÇ’e teşekkür ederim.

“Dünyada herşey için, medeniyet için, hayat için, muvaffakiyet için En Hakiki mürşit ilimdir, fendir. İlim ve fennin haricinde mürşit aramak gaflettir, cehalettir, adalettir.” sözüyle düşünce ve eğitim hayatıma ışık tutan Gazi Mustafa Kemal ATATÜRK’e sonsuz teşekkürlerimi bir borç bilirim.

Tüm yaşantım boyunca benden maddi ve manevi desteklerini esirgemeyen, bugünlere gelmemde büyük emek sahibi olan canım annem Fatma MEŞELİ’ye, canım babam Erhan MEŞELİ’ye ve biricik kardeşim Ecz. Orçun MEŞELİ’ye sonsuz teşekkür ederim.

Onur MEŞELİ KÜTAHYA, 2019

İÇİNDEKİLER

1.1. Problem Durumu/ Konunun Tanımı ... 1

1.2. Araştırmanın Amacı ... 1 1.3. Araştırmanın Önemi ... 1 2. FİTOREMEDİASYON ÇALIŞMALARI ... 2 2.1. Fitoremediasyon Yöntemi ... 5 2.2. Ağır Metaller ... 5 2.2.1. Kurşun (Pb) ... 6 2.2.2. Krom (Cr)... 6 2.2.3. Kadmiyum (Cd) ... 7 2.2.4. Kobalt (Co) ... 7 2.2.5. Nikel (Ni) ... 7 2.2.6. Bakır (Cu) ... 8 2.2.7. Çinko (Zn) ... 8 2.3. Hiperakümülatör Bitkiler ... 9 3. MATERYAL VE METOT ... 13 3.1. Lythrum salicaria L. ... 13

3.2. L. salicaria Tohumlarının Toplanması ... 13

3.3. L. salicaria Fidelerinin Yetiştirilmesi ... 13

3.4. Fitoremediasyon Deneyleri ... 16

3.5. L. salicaria Fidelerinin Çinko Analizi ... 17

İÇİNDEKİLER (devam)

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil Sayfa

2.1. Dünya yüzeyindeki mevcut toplam su potansiyelinin dağılımı ... 2

3.1. L. salicaria tohumunun genel görünüşü. ... 14

3.2. L. salicaria fidelerinin yetiştirildiği viyollerin genel görünüşü. ... 15

3.3. Hidroponik Sistem (a) Sistem saksıları, (b) Hidroponik Sistem genel görünüşü. ... 16

3.4. Bitki örneklerinin yakılması. ... 17

4.1. 30 mg/L ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin kök, gövde ve yapraklarında tuttuğu Zn miktarı. ... 21

4.2. 30 mg/L ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin 1., 2., 4. ve 7. günlerde kök, gövde ve yapraklarında tutulan Zn miktarı. ... 23

ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge Sayfa 4.1. Farklı Zn konsantrasyonlarında yetiştirilen L. salicaria fidelerinin ortalama nisbi kök

uzaması, gövde uzaması ve taze ağırlık artışları (ortalama ± standart hata) ve

korelasyon katsayıları (r). ... 19 4.2. Farklı Zn konsantrasyonlarında yetiştirilen L. salicaria bitkisinin tuttuğu Zn miktarı

(mg/kg) ve TUKEY-HSD çoklu karşılaştırması. ... 20 4.3. 30 mg/L Zn konsantrasyonunda pH 5, pH 6 ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin

ortalama nisbi kök uzaması, nisbi gövde uzaması ve nisbi taze ağırlık artışları (ortalama ± standart hata), korelasyon katsayıları (r) ve TUKEY-HSD çoklu

karşılaştırması... 21 4.4. 30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin ortalama

% kök, % gövde uzama ve % taze ağırlık artışları (ortalama ± standart hata) ve TUKEY- HSD çoklu karşılaştırması. ... 22 4.5. 30 mg/L ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin tuttuğu Zn miktarı (mg/kg) ve

1. GİRİŞ

1.1. Problem Durumu/ Konunun Tanımı

Dünya’daki insan nüfusunun hızlı artışı ve buna bağlı olarak aşırı şehirleşmenin getirdiği istekler doğrultusunda, suyun miktarı ve kullanılabilirlik durumu her geçen gün önemini artırmaktadır. Bilinçsiz su kullanımı, su kaynaklarının devamlılığını tehlikeye düşürerek temiz su kaynaklarının nasıl kullanılması gerektiğini ve kirleşmiş suların hangi yöntemlerle temizlenebilir sorularını gündemimize getirmektedir. Sanayileşmiş toplumlarda insan faktörünün etkili olduğu çevresel kirleticilerin başında ağır metaller dikkat çekmektedir. Son 10 yılda, dünya çapında yapılan bilimsel araştırmalar sonucunda bazı ağır metallerin çevreye bırakılan yıllık miktarları belirlenmiş, kadmiyum için 22 000 ton, kurşun için 783 000 ton, bakır için 939 000 ton ve çinko için 1 350 000 ton olduğu bulunmuştur. Bu ağır metallerin sulardan ve topraktan uzaklaştırılması için farklı arıtma yöntemleri kullanılmakla birlikte, son yıllarda en fazla kullanılan yöntemlerden biri de yeşil iyileştirme olarak tanımlanan fitoremediasyon tekniğidir.

1.2. Araştırmanın Amacı

Bu tezin amacı, Lythrum salicaria L. bitkisinin çinkonun fitoremediasyonda kullanılabilirliği ile farklı çinko konsantrasyonlarının bitkinin kök, gövde ve taze ağırlığı üzerindeki etkilerini araştırmaktır. Elde edilen veriler doğrultusunda bitkinin çinkonun fitoremediasyonundaki başarısı ortaya konulacak ve L. salicaria’nın yapay sulak alanlardaki kullanılabilirliğini ortaya konulacaktır.

1.3. Araştırmanın Önemi

Düşük maliyetli ve çevre dostu bir yöntem olan fitoremediasyon tekniğinde kullanılan bitkiler ve akümüle ettikleri ağır metaller üzerine yapılan çalışmalar gün geçtikçe artmaktadır. Bu tekniğin ilk basamağını oluşturan laboratuar çalışmalarında hangi bitkinin hangi ağır metali akümüle ettiği tespit edilmekte ve çalışmanın daha sonra yapay sulak alanlarda uygulaması yapılmaktadır. Bu çalışma ile ülkemizde tüm sulak alanlarda yayılış gösteren L. salicaria bitkisinin çinkoyu akümüle edebilen bitkiler arasında literatürde yerini alacaktır.

2. FİTOREMEDİASYON ÇALIŞMALARI

Su, sürdürülebilir kalkınma için gerekli yaşamsal kaynaklardan biri olmakla birlikte, hızlı nüfus artışı ve gelişen sanayi ile birlikte su kaynaklarımıza verdiğimiz zararlar giderek artmakta ve bu da temiz su kaynaklarımızın azalmasına neden olmaktadır. Dörtte üçü sularla kaplı olan Dünya yüzeyinde insan kullanımına elverişli tatlı su kaynakları toplam su potansiyelimizin %1’den azdır (Aydın vd., 2013; Şekil 2.1). Bu nedenle su ve su sıkıntısı insanlık tarihi boyunca önemli bir sorun olmuş ve su kaynaklarının kullanımı ülkeler arasında çatışmalara ve savaşlara sebebiyet vermiştir (Yılmaz ve Peker, 2013).

Yaşamın temel kaynaklarından biri olan suların kirlenmesi, bitki, hayvan ve insan hayatını tehdit eden küresel bir çevre problemdir. Kullanılabilir sularda, bitkiler, hayvanlar veya insanlar için zararlı olabilecek bazı maddelerin birikmesi olarak tanımlanan su kirliliği, Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından hazırlanan “Türkiye Çevre Sorunları ve Öncelikleri Değerlendirme Raporu’nda” da (2018) belirtildiği gibi, ülkemiz çevre sorunları arasında ilk sırada yer almaktadır.

Ülkemiz su potansiyelini değerlendirdiğimizde; ülkemizde ortalama yağış miktarı 643 mm/yıl olup yaklaşık ortalama 501 milyar m3/yıl’a karşılık gelmektedir. Bu suyun 274 milyar

m3_{’ü su döngüsü yolu ile tekrar atmosfere geri dönmektedir. Geriye kalan 227 milyar m}3 _su,

yeraltı suyularını, denizleri, akarsuları ve gölleri beslemektedir. Yeraltı sularına karışan 69 milyar m3_{’lük suyun 28 milyar m}3_{’ü yerüstü sularına katılmakta böylece ülkemiz yerüstü su potansiyeli}

193 milyar m3’e ulaşmaktadır (Devlet Su İşleri [DSİ], 2014: 35). Türkiye İstatistik Kurumu

(TUİK) 2018 verilerine göre, “belediyeler, köyler, imalat sanayi işyerleri, termik santraller, organize sanayi bölgeleri ve maden işletmeleri tarafından 2016 yılında 17,3 milyar m3 _su

doğrudan su kaynaklarımızdan çekilmiş ve yine belediyeler, köyler, imalat sanayi işyerleri, termik santraller, organize sanayi bölgeleri ve maden işletmeleri tarafından üretilen 14,9 milyar m3

atıksuyun %79,2’si denizlere, %17,5’i akarsulara, %0,9’u barajlara, %0,8’i foseptiklere, %0,6’sı göl veya göletlere, %0,2’si araziye ve %0,8’i ise diğer alıcı ortamlara doğrudan deşarj edilmiştir”. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından hazırlanan “Türkiye Çevre Sorunları ve Öncelikleri Değerlendirme Raporu’na” göre (2018), Türkiye’nin 25 hidrolojik havzasından 11’inde, Meriç-Ergene, Susurluk, Gediz, Büyük Menderes, Batı Akdeniz, Doğu Akdeniz, Kızılırmak, Doğu Karadeniz, Aras, Van Gölü ve Asi Havzalarında su kirliliği sorunu bulunmaktadır. Ayrıca aynı rapora göre, ülkemiz yüzey sularının % 27’si 1. Sınıf “yüksek kaliteli su”, % 20’si 2. sınıf “az kirlenmiş su”, % 21’i 3. sınıf “kirlenmiş su” ve % 33’ü 4. sınıf “çok kirlenmiş su” kalitesine sahiptir. Bu veriler değerlendirildiğinde ülkemizde kişi başına düşen ortalama yıllık su miktarı 1519 m3 _{olup, ülkemiz “su sıkıntısı çeken” ülkeler arasında yer}

almaktadır (Öktem ve Aksoy, 2014). Ayrıca TUİK (2018) verilerine göre, ülkemiz nüfusunun 21 yıl sonra 100 milyona ulaşacağı öngörülmektedir ki, buda ülkemiz için kişi başına düşen su ihtiyacının artmasına ve ülkemizin “su fakiri” ülkeler arasında yer almasına neden olacaktır (Öktem ve Aksoy, 2014).

Bu değerlendirmeler dikkate alındığında, ülkemiz su kaynaklarının etkin ve verimli bir şekilde kullanılması, yönetilmesi ve sürdürülebilirliğinin sağlanması için gerekli tedbirlerin alınması gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Bu amaçla, 4 Eylül 1988 tarih ve 19919 sayılı Resmi

Gazetede yayınlanan; “su ortamlarının kalite sınıflandırmaları ve kullanım amaçlarını, su kalitesinin korunmasına ilişkin planlama esasları ve yasaklarını, atıksuların boşaltım ilkelerini ve boşaltım izni esaslarını, atıksu altyapı tesisleri ile ilgili esasları ve su kirliliğinin önlenmesi amacıyla yapılacak izleme ve denetleme usul ve esaslarını” kapsayan Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (SKKY) yürürlüğe girmiştir (Resmi Gazete, 1988). 2019 yılına gelinceye kadar, ilgi Yönetmelikte bazı güncellemeler ve değişiklikler yapılmıştır (Resmi Gazete, 2004; 2010; 2016; 2018). Daha sonra, Orman ve Su İşleri Bakanlığı tarafından hazırlanan ve 30 Kasım 2012 tarih ve 28483 sayılı Resmî Gazetede yayınlanan; “yüzeysel sular ile kıyı ve geçiş sularının biyolojik, kimyasal, fizikokimyasal ve hidromorfolojik kalitelerinin belirlenmesi, sınıflandırılması, su kalitesinin ve miktarının izlenmesi, bu suların kullanım maksatlarının sürdürülebilir kalkınma hedefleriyle uyumlu bir şekilde koruma kullanma dengesi de gözetilerek ortaya konulması, korunması ve iyi su durumuna ulaşılması için alınacak tedbirlere yönelik usul ve esasların belirlendiği” Yüzeysel Su Kalitesi Yönetimi Yönetmeliği yürürlüğe girmiştir. Ayrıca, Avrupa Birliğinin 2000/60/AT sayılı Su Çerçeve Direktifi kapsamında Orman ve Su İşleri Bakanlığı tarafından 11 Şubat 2014 tarih ve 28910 sayılı Resmi Gazete de yayınlanan; “ülke genelindeki bütün yüzeysel sular ve yeraltı sularının miktar, kalite ve hidromorfolojik unsurlar bakımından mevcut durumunun ortaya konulması, suların ekosistem bütünlüğünü esas alan bir yaklaşımla izlenmesi, izlemede standardizasyonun ve izleme yapan kurum ve kuruluşlar arasında koordinasyonun sağlanmasına yönelik usul ve esasların belirlendiği” Yüzeysel Sular ve Yeraltı Sularının İzlenmesine Dair Yönetmelik yürürlüğe girmiştir. Tüm bu su yönetimi ve kalitesinin izlenmesine yönelik hazırlanan yönetmeliklerin amacı varolan su kaynaklarımızın kalitesini değiştirmeden gelecek kuşaklara aktararak sürdürülebilirliliğini sağlamaktır (Kalkınma Bakanlığı, 2014).

Yüzey sularımızın kalitesinin korunması ve izlenmesine yönelik yapılan bu hukuki ve yasal düzenlemelere paralel olarak, sularımızn kirlilik seviyelerini uygulamada da azaltmak için çalışmalar hız kazanmış ve fiziksel, biyolojik ve kimyasal arıtma tesisleri devreye sokulmuştur. TUİK (2017) verilerine göre kanalizasyon şebekesinden deşarj edilen 4,5 milyar m3 _atıksuyun

%44,5'ine gelişmiş, %31,6'sına biyolojik, %23,6'sına fiziksel ve %0,3’üne doğal arıtma uygulanarak alıcı ortamlara bırakılmıştır. Yine TUİK (2019) verilerine göre imalat sanayi atık sularının arıtıldığı atıksu arıtma tesisi sayımız 2000 yılında 926 iken, 2016 yılı itibariyle 2,5 katı artarak 2361’e ulaşmıştır. Bu arıtma tesislerinden 1 077 tanesi fiziksel/kimyasal arıtma tesisi, 1 177 tanesi biyolojik arıtma tesisi ve 107 tanesi de gelişmiş atıksu arıtma tesidir. 2014 yılı itibariyle ülkemizde evsel atıksularının arıtıldığı 303’ü ikincil arıtma, 40’ı derin deniz deşarjı, 40’ı paket arıtma, 13’ü fiziksel arıtma, 124’ü doğal arıtma ve 77’si ileri arıtma tesisi olmak üzere

toplamda 597 adet arıtma tesisi mevcuttur. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Stratejik Planı 2023 hedefi kapsamında 1 501 adet atıksu arıtma tesisinin ise inşaa edilmesi planlanmaktadır (Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü, 2014).

Geleneksel su arıtma tesislerinin yatırım maliyetinin yüksek olması, su arıtımında farklı alternatif yöntemlerin araştırılmasına sebep olmuş ve 1960’lı yıllardan sonra özellikle küçük kasaba ve köylerin evsel atıkların temizlenmesi için yapay sulak alan teknolojisi kullanılmaya başlanmıştır. Düşük maliyetli ve çevre dostu arıtma şekli olması nedeniyle kısa zamanda Avrupa’da ve Amerika’da evsel atık suların temizlenmesinde geleneksel su arıtma tesislerinin yerini almıştır (Yıldız vd., 2013). Atık suların temizlenmesi için canlı bitkilerin kullanıldığı fitoremediasyon yöntemiyle, günümüzde sadece evsel atık sular değil madencilik, tarım ve endüstriyel faaliyetler sonucu açığa çıkan atıksuların da temizlenmesinde bu yöntem kullanılmaktadır (Vymazal, 2010; Mthembu vd., 2013: Qasaimeh vd., 2015: Wang vd., 2017).

2.1. Fitoremediasyon Yöntemi

Antropojenik faaliyetler sonucu toprak ve suya bırakılan bazı toksik elementlerin bitkiler kullanılarak ortamdan uzaklaştırılması olarak tanımlanan fitoremediasyon, metaller, pestisidler, radyoaktif maddeler ve hidrokarbonlar gibi kirleticilerin bitkiler tarafından parçalanması, tutulması veya immobilize hale getirilmesi temeline dayanmaktadır (Revathi, vd., 2011; Hamutoğlu vd., 2012; Sumiahadi ve Acar, 2018). Yeşil iyileştirme olarak da tanımlanan fitoremediasyon, düşük maliyeti ve çevre dostu bir teknik olması nedeniyle son yıllarda özellikle ağır metallerle kontamine olmuş su ve toprakların iyileştirilmesinde kullanılmaktadır (Arshad vd., 2008; Ekta ve Modi, 2018). Düşük maliyeti yanısıra, bu yöntemin avantajlarından biri de kirleticilerin yerinde arıtılması ve estetik açıdan kamuoyu tarafından kabul görmesi gelmektedir. Fakat bu yöntemin, arıtımda yavaş olması, iklim koşullarına bağlı olarak her ortamda uygulanamaması ve fitoremediasyon sonrası hasat edilen bitkilerin tehkileli atık olarak değerlendirilmeleri gibi dezavantajları da mevcuttur (Kumar, 2017: 207-229; Ekta ve Modi, 2018; Galadima vd., 2018).

2.2. Ağır Metaller

Bitki ve hayvan yaşamı için en tehlikeli ve öncelikli kirletici maddeler olarak kabul edilen ağır metaller, kendine özgü fiziksel yapıları olan ve özgül ağırlıkları 5 g/cm3_{’ten daha fazla olan}

elementlerdir. Fitoremediasyon çalışmalarında en çok araştırılan ağır metaller kurşun (Singh, vd., 2012; Bello vd., 2018), çinko (Ha, vd., 2009; Augustynowicz vd., 2014), kadmiyum (Yapoga, vd., 2013; Mahajan ve Kaushal, 2018), arsenik (Jasrotia, vd., 2017; Kumar ve Banerjee, 2018:

173-181), nikel (Bingöl, vd., 2017; Bello vd., 2018), krom (Yapoga, vd., 2013; Ziarati vd., 2015) ve selenyumdur (Wu, vd.:171-175, 2015; Domokos-Szabolcsy vd., 2018).

Endüstri, maden arama ve işleme ve tarımsal faaliyetler gibi antropojenik aktiviteler sonucu alıcı ortamlara bırakılan ağır metallerin oranı her geçen gün hızla artmaktadır (Sezgin, vd., 2003; Veli vd., 2005; Akgüç, 2007; Vanlı, 2007). Ağır metallerin çevreye yayılmasına neden olan kaynakların başında çimento üretim sanayi, demir çelik sanayi, termik santraller, cam üretimi, çöp ve atık çamur yakma tesisleri gelmektedir (Turan, 2011). Dünyanın en büyük çevresel sorunlarından biri olan ağır metal kirliliği atmosfer, sucul ortamlar ve besin zinciri yoluyla da insan sağlığı üzerinde önemli bir etki yaratmanın yanı sıra ekosistemler için de üyük riskler oluşturmaktadır (Chen, vd., 2000; Chen vd., 2004). Toprakta ve suda belli bir konsantrasyonun üzerine çıktığında bitkilerde toksik etki gösteren ağır metallerin bir kısmı, Fe, Zn, Mn, Cu, Ni, Mo ve Co bitki gelişimi için gerekli mikroelementler arasında yer alırken, Cr, Cd, Hg ve Pb bitki gelişimi için ihtiyaç duyulan besin elementleri arasında yer almamaktadır (Weisany, vd., 2013; Bolat ve Kara, 2017; Ekta ve Modi, 2018).

2.2.1. Kurşun (Pb)

Kurşun toksik etkisi eski çağlardan beri bilinen hem düşük erime noktası hem de dayanıklılığı nedeniyle günümüz endüstrisinde geniş uygulama alanı bulan bir metaldir. Maden arama ve eritme enstitülerinde, boya sanayisinde, pil yapımında, televizyon camı imalatında ve kağıt yapımında oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır (Henry, 2000; Mishra vd., 2006). Kurşunun doğaya girişi motorlu araçlarda kullandığımız benzindeki alkil türevlerinden, metal işletmeciliğinden, lağımlardan, kurşun kaynaklı boyalardan, fosforlu gübrelerden, pestisit ve küller gibi çeşitli kaynaklardan olmaktadır (Karatepe, 2006).

Hava, su ve toprak yoluyla bitki ve hayvanlara geçen kurşun, besin zinciri yoluyla insanlara kadar ulaşmaktadır. İnsanda kurşuna maruz kalınması durumunda, anemi, üreme bozuklukları, hipertansiyon, zehirlenme, merkezi sinir sistemi bozuklukları, besin emiliminin azalması ve çocukların gelişiminde de ciddi sorunlar ortaya çıkmaktadır (Karatepe, 2006).

2.2.2. Krom (Cr)

Yer kabuğunda doğal olarak kayaçların yapısında bulunan krom, yaygın olarak endüstride kullanılması nedeniyle alıcı ortamlara sıklıkla bırakılmaktadır. Krom, sanayide korozyona karşı korunması gereken makine parçalarının kaplanmasında, kromaj, krom çelik yapımı, kaynakçılık, dericilik, fotoğrafçılık, matbaacılık, ahşap koruma ve boya sanayisinde kullanılmaktadır (Chandra ve Kulshreshtha, 2004). Krom bileşikleri, insanda deride alerjik

dermatite, solunumla alınan krom tozları ise farenjit ve bronşite, aşırı derecede maruz kalındığında kansere neden olabilmektedir (Sinha vd., 2009).

2.2.3. Kadmiyum (Cd)

Doğada %1’i geçmeyen oranda kayaçların yapısında bulunan kadmiyum, çevreye endüstriyel kullanım, katı atıklar ve insan aktivitesi sonucunda salınmaktadır. Kadmiyum yaygın olarak ısıtma sistemlerinde, metal işletme enstitülerinde, çimento fabrikalarında, plastik maddelerin stabilize edilmesinde, çeşitli elektrik malzemelerin yapımında kullanılmaktadır. Atıkların yakılması, sigara dumanı, metal artıkları, araç trafiği, fosforlu gübre kullanımı gibi nedenlerle de kadmiyum çevreye yayılmaktadır (Gajewska vd., 2006).

Bitkilerin bünyesine doğrudan geçerek besin zinciri yolu ile insan ve diğer canlılara bulaşan kadmiyum, insanlarda sindirim sistemi başta olmak üzere birçok organı olumsuz şekilde etkilemektedir. Ayrıca kadmiyum teması olan hayvanlarda düşük doğum ve iskelet bozuklukları gözlenmiştir (Örün ve Yalçın, 2011).

2.2.4. Kobalt (Co)

Kırmızı kan hücrelerinin üretimi ve sinir düzenlenmesinde kullanılan B12 vitaminin bileşeni olan kobalt, günlük besin ihtiyacımızda çok küçük bir yer teşkil etmektedir. Kobalt, süper alaşım olarak jet motor türbinlerinde, elmas takımlarında, kesici uçlarda, malzemelere manyetik özellik kazandırma, korozyondan korunma ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesi gibi durumlarda alaşım elementi olarak kullanılmaktadır. Bitkilerde kobalt, kobalaminin (B12 vitamini ve türevleri) yapısında bulunmaktadır. Bitki gelişimi için ihtiyaç duyulan mikroelementler arasında yer alan kobaltın eksikliğinde bitkilerde nodül gelişimini farklı seviyelerde ve derecelerde etkilemektedir. Kobalt eksikliği olan topraklarda yetişen baklagillerde nodül aktivitesinde düşüş gözlenmiştir. Bu düşük aktivite, nitrojenaz aktivitesinin veya bitkilerin N içeriğinin azalmasına neden olmaktadır (Broadley vd., 2012: 261-263).

2.2.5. Nikel (Ni)

Dünyada en çok bulunan elementlerden olan nikel, volkanik kayalarda doğal olarak çeşitli mineral formlarda bulunmaktadır. Paslanmaz çelik üretiminde, maden arama ve eritmede, metal işleme fabrikalarında ve imitasyon mücevher yapımında kullanılmaktadır. Fosil yakıt kullanımı, gübreler, endüstriyel, evsel ve belediye atıkları ile birlikte çevreye yayılmaktadır (Cempel ve Nikel, 2006; Yusuf vd., 2011). Nikel bitkilerde dokuz adet proteinin yapısında

bulunmaktadır. Baklagiller ve diğer dikotil bitkilerde, Ni eksikliği üreaz aktivitesinde azalma ve üre toksisitesine sebep olmaktadır (Broadley vd., 2012: 223-226).

2.2.6. Bakır (Cu)

Doğada yaygın olarak bulunan bakır, günümüzde özellikle elektrik, makine ve otomotiv sanayinde ve çeşitli alaşımlarda, dekoratif kaplama ve çeşitli süs eşyalarında ve altın alaşımlarında kullanılmaktadır. Fizyolojik faaliyetlerin devamı için gerekli bir element olan bakır, proteinlerin işlevlerinde rol oynamakta ve ayrıca vücuttaki tüm kimyasal tepkimelerde katalizör görevi yapmaktadır (Garbisu ve Alkorta, 2001). Bakır, bitkilerde fotosentez, solunum, karbon ve azot metabolizmasında rol oynayan bir mikroelementtir. Eksikliğinde bitki yapraklarında kloroz ve nekroz görülmektedir. Toprakta yüksek konsantrasyonda Cu bulunması bitki kök gelişimini olumsuz yönde etkilemektedir (Broadley vd., 2012: 206-212).

2.2.7. Çinko (Zn)

Atom numarası 30, yoğunluğu 7.14 g/cm3_{, erime derecesi 419} o_{C olan çinko mavimsi}

beyaz bir elementtir (Vallee ve Falchuk, 1993). Doğada genellikle sfalerit [(ZnFe)S], zinkit (ZnO), villemit (Zn2S.SiO4) ve vurtzit (ZnS) şeklinde bulunur (Hinesly vd., 1984). Çinko metali

başlıca, petrokimya, klor-alkali üretimi, gübre sanayisi, demir-çelik sanayisi ve enerji üretimi endüstrilerinden atılan atıklar içerinde çevreye bırakılmaktadır (Kahvecioğlu vd., 2003; Okçu vd., 2009).

Çinko, insanlar, bitkiler ve hayvanların yaşamlarında önemli bir yere sahip bir mikroelementtir. İnsanların vücudunda bulunan çinko biyokimyasal olaylarda görev almaktadır. Nükleik asitlerin, minerallerin ve enzimlerin yapısına katılarak bu yapıların moleküler düzeyde stabilize olmasını sağlamaktadır (European Commission, 2003: 33-37). Gelişme, deri bütünlüğü, bağışıklık, yaraların iyileşmesi, karbonhidrat, protein ve yağ metabolizması gibi süreçlerde görev almaktadır (World Healt Organization [WHO], 1996).

Çinko bitkiler için gerekli mikroelementlerden biridir. Özellikle protein, nişasta ve azot metabolizmaları, gen faaliyetleri, fotosentetik karbon metabolizmaları, kromatin yapıları ve indolasetik asit metabolizması gibi bitkiler için önemli hücre fonksiyonlarında kritik rol oynamaktadır (Marschner vd., 1986; Broadley vd. 2012: 212-223).

Bitkilerin ihtiyaçlarına yetecek kadar çinko toprakta bulunmasına rağmen toprak CaCO3

miktarı, toprak pH'sı, toprak kil miktarı ve tipi, yağış, toprak organik madde miktarı, toprak nemi ve gübre kullanımı çinkonun alınabilirliğini sınırlanmakta ve bu durumun sonucu olarak

bitkilerde çinko noksanlığı ortaya çıkmaktadır (Mortvedt ve Gilkes, 1993: 33-44). Çinko eksikliği bitkilerde verim düşüşüne, protein ve enzim sentezinde gerilemelere neden olmaktadır (Torrance, vd., 2008; Broadley vd. 2012: 212-223).

Toprak pH'ı ile çinko miktarı arasında yakın bir ilişki mevcuttur. Toprak pH'ı bazik yöne doğru yönelim gösterdikçe toprakta çinko miktarı azalmaktadır. Toprak pH'ının 5,5-7 arasında olduğu durumlarda bitkilerin çinko alımının azaldığı görülmektedir (Marschner, 1993: 59-77). Topraktaki organik madde miktarı artışı çinkonun çözünürlüğünü ve difüzyonunu arttırmaktadır. Çinko ile fosfor arasında ters bir orantı mevcuttur. Topraktaki fosfor miktarı artınca çinko eksikliği görülmektedir (Rattan ve Deb, 1981).

Çinko biyolojik olaylarda rol oynamasının yanı sıra toprak ve suyu kirletici özelliği de mevcuttur. Çinko sadece yüksek derişimlerde toksiktir. Çevre koşullarına dayanıklı olması ve kolaylıkla besin zincirine girerek canlı biyokütlesinde yoğunluğunun artarak birikebilmesi nedeniyle kimyasal bir kirleticidir. Toprakların ortalama çinko kapsamı 30-50 ppm civarındadır. Ayrıca çinko metali organizmaların absorbe etme derecesine göre zehirli ağır metaller sınıfında da yer almaktadır. Bu ağır metallerin toprakta ve suda birikme nedenleri, jeolojik ayrışma, endüstri atık suları, sanayi atıkları, sel suları, atmosferik kaynaklar ve tarım arazilerinden gelen metallerdir (Uzunoğlu, 1999).

2.3. Hiperakümülatör Bitkiler

Yüksek konsantrasyonlarda ağır metal içeren topraklar ve sularda yaşayabilen, ağır metalleri kökleri ile alarak diğer dokularında biriktirebilen bitkiler hiperakümülatör bitkiler olarak tanımlanmaktadır. Diğer bitkiler bu yüksek konsantrasyonda ağır metal içeren toprak ve sularda yaşayamazken, hiperakümülatör bitkiler kökleri ile topraktan ağır metalleri yüksek oranda alarak gövde ve yapraklarına iletmekte ve bu organlarında ağır metalleri biriktirebilmektedirler (Rascio ve Navari-Izzo, 2011). Hiperakümülatör bitkiler yaprak, dal ve gövdelerinde toprakta ve sularda bulunan metal konsantrasyonundan 50 ila 500 kat daha fazla metal biriktirebilmektedir (Clemens, 2006).

Günümüzde ağır metaller ile kirletilmiş ekosistemlerin temizlenmesi için hiperakümülatör bitkilerin kullanılması giderek yaygınlaşmaktadır. Yaklaşık 450 bitki türü (angiospermlerin sadece %0.2’si) hiperakümülatör olarak tanımlanmıştır (Baker ve Brooks, 1989; Ellis ve Salt, 2003; Milner ve Kochian, 2008). Çoğu araştırmada, Sedum alfredii, Thlaspi caerulescens, Lycopersicon esculentum, Brassica juncea, Arabidopsis thaliana, Zea mays, Hordeum vulgare, Pisum sativum ve Oryza sativa gibi birçok bitkinin farklı ağır metaller

bakımından hiperakümülatör potansiyelleri araştırılmıştır (Pilon-Smits, 2005; Leduc vd., 2006; Lindblom vd., 2006; Sun vd., 2007; Kassis vd, 2007; Lebaudy vd., 2008; Klein vd., 2008; Mendoza-Cózatl vd., 2008).

Hiperakümülatör özelliğe sahip olan bitki familyaları, Asteraceae, Brassicaceae, Caryophyllaceae, Cyperaceae, Fabaceae, Lamiaceae, Poaceae, Violaceae ve Euphobiaceae’dir. Hiperakümülatör özelliğe sahip en geniş familya ise Brassicaceae’dir ve bu familyada 11 cins ve 87 tür mevcuttur. Bir ağır metal biriktiren bitki türlerinin yanı sıra birden fazla ağır metal biriktiren bitki türlerinin de var olduğu bilinmektedir. Brassicaceae familyasına ait 7 cins ve 72 bitki türü vejetatif organlarında nikel biriktirirken, Thlaspi caerulescence kadmiyum, kurşun, nikel ve çinko, T. goesingense nikel ve çinko, T. rotunolifolium nikel, çinko ve kurşun biriktirebilmektedir (Reeves, 1992: 253-277; Reeves vd., 2001; Özbek, 2015).

Liu vd. (2007) yapmış olduğu çalışmada, 19 sulak alan bitkisinin atık su yapay sulak alanlarındaki Cd, Pb ve Zn birikimlerini incelemiştir. Çalışma fıtoekstraksiyon yöntemi ile yapılmış ve bitkiler toprak altı, toprak üstü ve bütün olarak incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, Zn’yi Alternanthera philoxeroides, Zizania latifolia, Echinochloa crus-galli, Polygonum hydropiper, Isachine globosa, Digitaria sanguinalis ve Fimbristylis miliacea’nın en iyi biriktirdiği tespit edilmiştir. Yapılan başka bir çalışmada ise, Eichhornia crassipes ve Potamogeton crispus bitkilerinin farklı teknikler ile Zn tutabilme özellikleri araştırılmıştır. Eichhornia crassipes’nin kütlesini hızla katlaması ve çabuk gelişmesi nedeniyle Zn’nin fıtoremediasyonu için uygun bir bitki olduğu bulunmuştur. Ayrıca Potamogeton crispus bitkisinin tatlı su gölleri ve akarsularda çabuk geliştiği ve yüksek miktarlarda Zn, Cu, Pb, Mn, Ni ve Hg biriktirdiği tespit edilmiştir (Tel-or ve Forni, 2011).

Ahmad vd. (2014) Kaşmir Bölgesindeki Ramsar alanında bulunan Hokersar sulak alanında, Phragmites australis’i 11 farklı ağır metal içinde Zn’yu en fazla tutan bitkilerden biri olduğunu tespit etmişlerdir. Ayrıca aynı çalışmada P. australis’in sudaki yüksek Zn konsantrasyonlarına karşı dayanıklı olduğu da ortaya konulmuştur. Bitkinin biyoakümülasyon (BCF) ve translokasyon değerleri (TF) incelendiğinde ise, biyoakümülaston faktörü sudan bitkiye geçen metal miktarı olup, çalışmaya göre kökteki en fazla birikim 1 033,92 mg ile Zn’da görülmüştür. Translokasyon faktörü kökte biriken metalin bitkinin toprak üstü organlarına iletimi şeklinde tanımlanmış olup, 11 metal içinde en düşük taşınım oranı çinkoda bulunmuştur. Ayrıca Küpper vd. (2000) yaptıkları çalışmada hiperakümülatör tür olan Arabidopsis halleri’in de Zn biriktirebildiğine değinmişlerdir.

Rai (2010) Hindistan’nın sanayi bölgelerinde yaptığı araştırmada, dönemsel olarak kök, toprak üstü organlar ve su örneklerinde farklı ağır metal birikimini incelemiş ve Eichhornia sp. toprak üstü organlarında Zn’yi diğer metallere göre en yüksek miktarda biriktirdiğini, kökünde ise Hg'dan sonra en fazla biriken metalin Zn olduğunu bulunmuştur.

Hindistan'da yapılan diğer bir çalışmada ise, Phragmites cummunis, Typha angustifolia ve Cyperus esculentus bitkileri farklı metallerin temizlenmesinde kullanılmış ve sırasıyla bitkilerin en fazla biriktirdiği metallerin, T. angustifolia'da Fe> Mn> Zn> Cr> Pb> Cu> Ni> Cd, ve C. esculentus'da Fe> Mn> Zn> Pb> Ni> Cu> Cr> Cd metal birikimi tespit edilmiştir. Ayrıca, T. angustifolia’nın çinko’yu kök ve yapraklarından çok gövdesinde biriktiği tespit edilmiştir (Chandra ve Yadav, 2011).

Anning vd. (2013) Gana’da yapay sulak alanlarda Limnocharis flava, Thalia geniculata ve Typha latifolia bitkileri ile 5 farklı metalin biriki ve ortamdan uzaklaştırılması üzerine yapmış oldukları çalışmada, bu üç bitkide de demirle birlikte en çok biriken metalin çinko olduğunu göstermişlerdir. Ayrıca Gill vd. (2014) yaptıkları çalışmada yapay sulak alanlarda biriken ağır metalleri ve kaçış yollarını incelemişler ve bitkiler tarafından Zn uzaklaştırma başarısının 73% olduğunu ve birikimin sedimentten çok vejetasyonda olduğunu tespit etmişlerdir. Iha ve Bianchini (2015) Salvinia minima’nın maksimum Zn temizlenme miktarının da 0.4046 (mg m2 _gün-1₎

olduğunu ortaya koymuşlardır.

Guittonny-Philippe vd. (2015) Fransa’da doğal ortamlarında yetişen 5 sulak alan bitkisini (E. hirsutum, I. pseudacorus, C. cuprina, J. inflexus, A. lariceolatum) sanayi atık suyu yapay sulak alanına yerleştirmişler ve içinde çinko bulunan sanayi atıklarının temizlenmesi için özellikle C. cuprina, A. lanceolatum ve I. Pseudacorus’u tavsiye edilmişlerdir.

Myriophyllum spicatum bitkisi ile farklı metallerin sanayi atıklarından temizlenmesi üzerine çalışma yapılmış (Lesage vd, 2008: 211-221) ve bitkinin çinkoyu ortamdan hızlı bir şekilde temizlendiği tespit edilmiştir. Çinko’nun Thlaspi sp. bitkisi tarafından alınımı üzerine yapılan bir başka çalışmada (Lasat ve Kochian, 2000: 159-168) çinkonun hiperakümülasyonu incelenmiş ve T. caerulescens bitkisinin köklerinde Zn’nin yüksek miktarda biriktiği, sitoplazmaya girdiği, T. arvense 'de ise çinkonun gövdeye iletilmediği bulunmuştur. Ayrıca T. caerulescens bitkisinin T. arvense’ye göre daha yüksek miktarda Zn’yi yapraklarına taşındığı bulunmuştur.

Bu çalışmanın amacı, Kütahya’da sanayinin gelişmesine bağlı olarak il sınırları içerisinde bulunan akarsu ve göllerde konsantrasyonu giderek artan çinkonun, ülkemiz sulak alanlarında

geniş yayılış gösteren bir sulak alan bitkisi olan Lythrum salicaria L. tarafından fitoremediasyonunu ve bu bitkinin yapay sulak alanlarda ki kullanılabilirliğini ortaya koymaktır.

3. MATERYAL VE METOT

3.1. Lythrum salicaria L.

Lythraceae familyasına ait olan Lythrum salicaria L. çok yıllık otsu bir bitkidir. Avrupa, Asya ve Kuzey Amerika’da yayılış gösteren bitki geleneksel tıpta da yaygın bir şekilde kullanılmaktır (Manayi vd., 2013). Dekoratif ve farmakolojik değerleri için popüler olarak yetiştirilen L. salicaria, günümüzde Kuzey Amerika’da sulak arazilerde istilacı bir tür olarak yayılım göstermektedir. Uluslararası Doğayı Koruma Birliği'ne göre dünyanın en istilacı 100 egzotik bitki türü arasında yer almaktadır (Lavoie, 2010). Avrupa kıtasında doğal yayılış gösteren L. salicaria, 1800'lerin başlarında gemi ticareti yoluyla Kuzey Amerika'ya ulaşmış (Batra vd., 1986), 1930'lu yıllara kadar istilacı bir tür olarak kabul edilmemiştir (Mack, 1991).

Lythraceae familyası ülkemizde 12 takson ile temsil edilirken, Avrupa’da 30 takson ile temsil edilmektedir. L. salicaria, ülkemizde daha çok su kenarlarında, 1 400 m rakıma kadar yayılış göstermektedir. Bitki 20-180 cm boyunda dallanmış, ot veya çalı formunda bulunur. Bitkinin ürettiği tohum sayısı yaklaşık 2,5 milyon tohum/bitki’den fazladır (Davis, 1972, Bingöl, 2002). L. salicaria sekonder metabolit bakımından oldukça zengindir ve bu metabolitler içerisinde taninlerin önemli bir yüzdesi bulunmaktadır (Humadi ve Istudor, 2009; Barbehenn ve Constabel, 2011).

3.2. L. salicaria Tohumlarının Toplanması

Porsuk nehri kenarında optimum yayılış gösteren L. salicaria populasyonlarından bitkiye ait kapsüller toplanmış, etiketlenmiş ve plastik torbalara konulmuştur. Toplanan kapsüller Dumlupınar Üniversitesi Biyoloji Bölümü laboratuvarına getirilmiş, tohumlar kapsüllerinden çıkarılmış ve tohumların arasında herhangi bir yabancı bitkisel artık kalmayacak şekilde ayıklanmıştır. Ayıklanan L. salicaria tohumları daha sonra kullanılmak üzere laboratuvarda ışık almayan, serin ve kuru bir ortamda kağıt poşetler içinde saklanmıştır. Çimlenme deneylerine başlamadan önce, bu deneylerde kullanılacak olan tohumlar mikroskop altında incelenmiş ve sağlıklı olduğuna kanaat getirilen tohumlar çimlendirme deneylerinde kullanılmak üzere ayrılmıştır (Şekil 3.1).

3.3. L. salicaria Fidelerinin Yetiştirilmesi

L. salicaria ait tohumlar viyollerde çimlendirilmiştir. Deneylerin ilk basamağı olan çimlendirme aşamasında tohumlar, içinde torf bulunan viyollere, her bir göze 2-3 adet tohum gelecek şekilde ekilmiştir. Tohumlar yüzeye yakın olarak ekilmiş ve üzeri ince bir toprak tabakası

ile kapatılmıştır. Çalışma materyalimiz olan L. salicaria bir sulak alan bitkisi olduğundan, viyoller içinde 5 cm derinliğinde %10’luk Hoagland çözeltisi (Hoagland ve Arnon, 1950; Kocaçalışkan, 2008: 268) bulunan kaplar içerisine yerleştirilmiş ve çimlenme süresince nem kaybını önlemek için üzerleri streç film ile kapatılmıştır (Şekil 2.2). Daha sonra viyoller 25 o_C

sıcaklıkta, 16 sa./8 sa. ışık periyodunda ve 673 lux ışık şiddetine ayarlı bitki büyütme kabininde çimlenmeye bırakılmıştır.

Şekil 3.1. L. salicaria tohumunun genel görünüşü.

Kaplarda su seviyesi azaldıkça sulama işlemi %10’luk Hoagland çözeltisi ile viyollerin tabanından yapılmış ve deney boyunca kap içindeki Hoagland çözeltisinin seviyesi sürekli sabit (5 cm derinlik) tutulmuştur (Şekil 3.2). Tohumlar çimlenmeye başladığı 5. günden itibaren kapların üzerinde bulunan streç film açılmıştır.

Şekil 3.2. L. salicaria fidelerinin yetiştirildiği viyollerin genel görünüşü.

Bitki büyütme dolabında ortalama 10 cm yüksekliğe ulaşan L. salicaria fideleri fitoremediasyon deneylerinde kullanılmak üzere, hidroponik ortama (su kültürü) adaptasyonlarını sağlamak için, içinde %10’luk Hoagland çözeltisi (pH=6,2) bulunan saksılara alınmıştır. Saksılardaki fidelerin gövdeleri süngerlerle desteklenerek 7 gün boyunca bu ortamda adaptasyon için tutulmuştur (Şekil 3.3). Hazırlanan düzenekteki L. salicaria fide köklerinin oksijen ihtiyacını karşılamak amacıyla, hava motoru yardımıyla deney boyunca köklerin oksijenlenmesi sağlanmıştır.

Şekil 3.3. Hidroponik Sistem (a) Sistem saksıları, (b) Hidroponik Sistem genel görünüşü.

3.4. Fitoremediasyon Deneyleri

Fitoremediasyon deneyleri için kontrol grubu olarak %10’luk Hoagland besin çözeltisinde yetiştirilen fideler kullanılmıştır (0 mg/L). 5, 10, 20, 30, 40 ve 50 mg/L çinko içeren %10’luk Hoagland besin çözeltisin hazırlamak için ZnSO4 kullanılmıştır.

7. günün sonunda adaptasyon sürecini tamamlayan L. salicaria fidelerinin ortalama boy uzunlukları ölçülmüş ve ortalama boy uzunlukları 15 cm olan fideler bu çalışmada kullanılmak üzere seçilmiştir. Adaptasyondan çıkarılan her bir fidenin gövde ve kök uzunluğu (cm) ve yaş ağırlıkları (gr) ölçülmüş ve ölçümler “ilk ölçümler” olarak not edilmiştir. Ölçümleri tamamlanan L. salicaria fideleri içinde farklı konsantrasyonlarda çinko içeren %10’luk Hoagland besin ortamına her bir saksıya 4 adet fide olacak şekilde transfer edilmiştir. Çalışma 3 tekerrürlü olarak gerçekleştirilmiştir.

7. günün sonunda hidroponik ortamda farklı çinko konsantrasyonlarında yetiştirilen L. salicaria fideleri saksılardan çıkarılmıştır. Saksılardan çıkarılan fidelerin kökleri %1’lik NaEDTA ve saf su ile yıkanmıştır. Yıkanan köklerin nemi alındıktan sonra her bir bitkinin gövde ve kök uzunluğu ve yaş ağırlıkları ölçülmüş ve ölçümler “son ölçümler” olarak not edilmiştir. Ölçümleri tamamlanan bitki örnekleri 70 o_{C’de kurutulmuştur.}

Deneylerin ikinci kısmında, bitkinin en iyi geliştiği ve en fazla Zn akümüle ettiği 30 mg Zn/L içeren % 10’luk Hoagland çözeltilerinin pH’sı KOH ve HCl kullanılarak 4, 5, 6, 7 ve 8’e ayarlanmıştır. pH’lar ayarlandıktan sonra deneyde kullanılacak fidelerin ilk ölçüm değerleri (kök

uzunluğu, gövde uzunluğu ve yaş ağırlık) alınmış ve fideler 7 gün süre boyunca su kültüründe tutulmuştur.

7. gün sonunda bitkiler su kültürü saksılarından alınarak kökleri %1’lik Na EDTA ile yıkanmıştır. Bitkilerin son yaş ölçümleri yapıldıktan sonra bitki örnekleri kök, gövde ve yapraklarına ayrılarak, yağlı kağıda sarılmış ve 70 o_{C etüvde 48 sa. kurutulmuştur. Kurutulan}

örnekler RETCH marka havanda öğütülerek yakma işlemi için hazırlanmıştır.

3.5. L. salicaria Fidelerinin Çinko Analizi

Yakım işlemi için kontrol, 5 mg/L, 10 mg/L, 20 mg/L, 30 mg/L, 40 mg/L ve 50 mg/L Zn içeren %10’luk Hoagland besin çözeltisinde yetiştirilen kuru bitki örneklerinden 0,5 er gram tartılarak yakıma başlanmıştır. Yakım işlemi 125 0_{C’de HNO}

3 ve H2O2 kullanılarak yapılmıştır

(Şekil 3.4). Yakım işlemi tamamlanan her bir örnek süzülmüş ve son hacmleri %10’luk HNO3

kullanılarak 50ml’ye tamamlanmıştır. Daha sonra örnekler etiketli bir şekilde analiz için cam kavanoza konulup Kütahya Dumlupınar Üniversitesi İleri Teknolojiler Tasarım, Araştırma-Geliştirme ve Uygulama Merkezine (İLTEM) analize gönderilmiştir (Şekil 3.4).

Şekil 3.4. Bitki örneklerinin yakılması.

Gelen analiz sonuçlarına göre 30 mg/L çinkoya maruz kalan L.salicaria bitkileri pH 7 değerinde maksimum gelişme göstermiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda deneyin üçüncü

kademesine geçilerek pH 7’de 30mg/L çinko içeren çözeltilerde 1., 2., 4. ve 7. günlerde L.salicaria bitkisinin bünyesinde ne kadar çinko biriktirebildiğine bakılmıştır.

Yukarıda belirtilen aynı prosedür ile yetiştirilen fideler deneyin başladığı günden itibaren 1., 2., 4. ve 7. günlerde hasat edilmiş, kök, gövde ve yapraklarına ayrılarak kurutulmuştur. Kurutulan örnekler öğütülmüş, yakılmış ve İLTEM’e analize gönderilmiştir.

3.6. Elde Edilen Verilerin İstatiksel Analizleri

Bu çalışmadan elde edilen verilerin istatisitksel analizleri JMP 6 SAS İstatistiksel Analiz Programı kullanılarak değerlendirilmiştir. Fitoremediasyon aşamasındaki deneylerden elde edilen verilerin istatistiksel analizlerinde kullanılan ve bitkiye ait kök, gövde uzunlukları ve taze ağırlıkları olarak verilen değerler nisbi değerler olup, “son ölçüm – ilk ölçüm” formülü kullanılarak hesaplanmıştır. Ayrıca, L. salicaria’nın Zn için translokasyon faktörü (TF) ve biyokonsantrasyon faktörü (BCF) aşağıdaki formüller kullanılarak hesaplanmıştır.

Gövdedeki metal konsantrasyonu TF =

Kökteki metal konsantrasyonu

Bitkideki metal konsantrasyonu BCF =

Metalin solüsyondaki başlangıç konsantrasyonu

Farklı çinko konsantrasyonları ile L. salicaria fidelerinin nisbi ortalama kök uzunluğu, gövde uzunluğu, ve taze ağırlıkları arasındaki ilişkiyi ortaya koymak için verilere korelasyon testi uygulanmıştır. Bitkinin en iyi akümüle ettiği Zn konsantrasyonunu belirlemek için F testi ve TUKEY-HSD çoklu karşılaştırılma testi kullanılmıştır. Elde edilen verilerin grafikleri Sigma Plot 11.0 Grafik programı kullanılarak oluşturulmuştur.

4. BULGULAR

Farklı Zn konsantrasyonlarında yetiştirilen L. salicaria fidelerinin nisbi kök uzaması, gövde uzaması ve taze ağırlık değişimleri Çizelge 4.1’de verilmiştir. Bu çalışmamızda, 75 ve 100 mg/L Zn konsantrasyonlarında yetiştirilen L. salicaria fideleri öldüğünden, bu konsantrasyonlara ait veriler değerlendirilmemiştir.

Çizelge 4.1. Farklı Zn konsantrasyonlarında yetiştirilen L. salicaria fidelerinin ortalama nisbi kök uzaması, gövde uzaması ve taze ağırlık değişimleri (ortalama ± standart hata) ve korelasyon katsayıları (r).

** 0,01 seviyesinde istatistiki açıdan önemli.

Artan çinko konsantrasyonu ile L. salicaria fidelerinin nisbi kök uzaması, gövde uzaması ve taze ağırlığı arasında negatif bir korelasyon olduğu, solüsyonlardaki Zn artışına bağlı olarak fidelerin kök ve gövde gelişimlerinin azaldığı tespit edilmiştir (Çizelge 4.1). 7. günün sonunda 40 ve 50 mg/L Zn içeren solüsyonlarda yetiştirlen L. salicaria fidelerinin ölçülen kök uzunluklarının, 1. günde ölçülen kök uzunluklarına göre daha kısa olduğu bulunmuştur. Ayrıca 40 ve 50 mg/L Zn konsantrasyonlarda yetiştirilen fidelerin köklerininde kararmalar da gözlenmiştir.

L. salicaria fidelerinin tuttuğu Zn miktarı solüsyonlardaki konsantrasyon artışına bağlı olarak artış gösterirken, 40-50 mg/L Zn konsantrasyonlarında tutulan Zn miktarında azalma

Zn Konsantrasyonu

(mg/L) Kök uzaması Gövde uzaması Taze ağırlık artışı Kontrol 2,83 ± 0,44 3,67 ± 0,60 3,37 ± 0,41 5 3,52 ± 1,88 4,78 ± 0,89 2,19 ± 0,37 10 2,13 ± 0,65 4,11 ± 0,58 1,94 ± 0,20 20 1,03 ± 1,17 3,46 ± 0,95 1,23 ± 0,15 30 0,39 ± 0,21 2,34 ± 0,43 0,76 ± 0,07 40 -2,08 ± 1,09 2,00 ± 0,25 0,42 ± 0,14 50 -0,33 ± 0,59 1,54 ± 0,95 0,02 ± 0,16 r -0,89** -0,93** -0,96**

gözlenmiştir. Bitkinin en fazla çinkoyu tuttuğu Zn konsantrasyonu 30 mg/L olarak tespit edilmiştir (12 098,33 mg/kg, Çizelge 4.2).

Çizelge 4.2. Farklı Zn konsantrasyonlarında yetiştirilen L. salicaria fideleinin tuttuğu Zn miktarı (mg/kg) ve TUKEY-HSD çoklu karşılaştırması.

Zn Konsantrasyonu (mg/L) Bitkideki Zn miktarı (mg/kg) 0 91,28 d 5 9 310,00 c 10 10 255,83 b 20 11 721,67 a 30 12 098,33 a 40 10 828,33 b 50 102,00 d

Bitkinin en iyi gelişim gösterdiği 30 mg/L Zn içeren solüsyonun pH artışı ile L. salicaria fidelerinin nisbi kök uzaması (r=0,32), gövde uzaması (r=0,16) ve taze ağırlığı arasında (r=0,21) istatistiki açıdan bir ilişki tespit edilmemiştir. L. salicaria fideleri en iyi kök gelişimini 30 mg/L Zn pH 6’da, en iyi gövde gelişimini ve taze ağırlık artışını pH 7’de göstermiştir. 30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 5, pH 6 ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria fidelerinin tuttuğu Zn miktarları karşılaştırıldığında, bitkinin 30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 7’de en fazla Zn tuttuğu (13 893,5 mg/kg) tespit edilmiştir (F = 1163,57; Q = 3,07; p < 0,05; Çizelge 4.3). 30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 7 ortamında yetiştirilen L. salicaria fidelerinin 7. günün sonunda kök, gövde ve yapraklarında tutulan Zn miktarı hesaplandığında en fazla Zn’nin bitkinin köklerinde tutulduğu tespit edilmiştir (Şekil 4.1).

Çizelge 4.3. 30 mg/L Zn konsantrasyonunda pH 5, pH 6 ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin ortalama nisbi kök uzaması, nisbi gövde uzaması ve nisbi taze ağırlık artışları (ortalama ± standart hata), korelasyon katsayıları (r) ve TUKEY-HSD çoklu karşılaştırması.

pH Kök uzaması Gövde uzaması Taze ağırlık artışı Bitkideki Zn miktarı (mg/kg) 5 0,13 ± 1,39 3,23 ± 1,21 2,23 ± 0,64 11 758,13b 6 0,99 ± 0,82 0,24 ± 1,79 1,49 ± 0,33 11 830,67b 7 0,41 ± 0,87 3,84 ± 0,58 2,44 ± 0,29 13 893,47a r 0,32 0,16 0,21 Kök Gövde Yaprak T utul an Z n m ikta rı (m g/k g) 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000

Şekil 4.1. 30 mg/L ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin kök, gövde ve yapraklarında tuttuğu Zn miktarı.

30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 7 ortamında yetiştirilen L. salicaria bitkisinin 1., 2., 4. ve 7. günlere ait nisbi kök ve gövde uzaması ile nisbi yaş ağırlıkları karşılaştırıldığında nisbi kök uzamasında günler arasında istatistiki açıdan bir fark olmadığı tespit edilmiştir (F = 1,61; p > 0,05; Çizelge 4.4). Buna karşılık L. salicaria bitkisinin nisbi gövde uzamasında 1., 2. ve 4. günler arasında istatistiki açıdan bir fark yok iken, en iyi nisbi gövde uzama 7. günde tespit edilmiştir (F = 14,65; p < 0,05; Çizelge 4.4.). 30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 7’de ki nisbi

taze ağırlıkta ki artış 4. ve 7. günlerde 1. ve 2. günlere göre daha fazla olduğu hesaplanmıştır (Çizelge 4.4).

Çizelge 4.4. 30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin ortalama % kök, % gövde uzama ve % taze ağırlık artışları (ortalama ± standart hata) ve TUKEY-HSD çoklu karşılaştırması.

Günler % kök uzama % gövde uzama Taze ağırlık % artış

1. 2,4 ± 0,95a 4,7 ± 0,66b 13,9 ± 1,42b

2. 8,3 ± 4,06a _{7,8 ± 1,60}b _{22,6 ± 2,00}b

4. 6,0 ± 1,64a _{11,6 ± 2,70}b _{48,6 ± 5,59}a

7. 10,6 ±3,21a _{25,8 ± 3,65}a _{67,7 ± 7,06}a

30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 7 ortamında yetiştirilen L. salicaria bitkisinin 1., 2., 4. ve 7. günlerdeki Zn tutma miktarları karşılaştırıldığında ise en fazla alınımın 7. günde olduğu tespit edilmiştir (F = 1 760,64; p < 0,05; Çizelge 4.5).

Çizelge 4.5. 30 mg/L ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin tuttuğu Zn miktarı (mg/kg) ve TUKEY-HSD çoklu karşılaştırması.

Günler Bitkideki Zn miktarı (mg/kg)

1. 9 771,7d

2. 12 417,0c

4. 16 165,5b

7. 17 048,3a

30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 7 ortamında yetiştirilen L. salicaria bitkisinin 1., 2., 4. ve 7. günlerde kök, gövde ve yapraklarında tutulan Zn miktarı hesaplandığında en fazla Zn alınımının 7. günde ve kökte olduğu tespit edilmiştir (Şekil 4.2). 30 mg/L Zn konsantrasyonunda ve pH 7 ortamında yetiştirilen L. salicaria bitkisinin TF ve BCF değerlerine bakıldığında, TF değeri 0,15 ve BCF değeri 1,14 olarak hesaplanmıştır.

1. gün 2. gün 4. gün 7. gün T utul an Z n m ikta rı (m g/k g) 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 Kök Gövde Yaprak

Şekil 4.2. 30 mg/L ve pH 7’de yetiştirilen L. salicaria bitkisinin 1., 2., 4. ve 7. günlerde kök, gövde ve yapraklarında tutulan Zn miktarı.

5. TARTIŞMA VE SONUÇ

Solüsyonlardaki çinko konsantrasyonundaki artış ile bitkinin ortalama nisbi kök uzunluğu, gövde uzunluğu ve taze ağırlığı arasında negatif bir ilişki olduğu ve çinko konsantrasyonu arttıkça bitki köklerinde kararmalar ve kopmalar meydana geldiği bulunmuştur. Tsonev ve Lidon (2012) çalışmalarında da benzer sonuçlar elde etmiş, Artemisia annua ve şeker kamışı bitkisinin kök ve gövde gelişiminin çinko artışına bağlı olarak negative yönde etkilendiğini ortaya koymuşlardır.

L. salicaria fidelerinin tuttuğu çinko miktarı çözeltilerdeki çinko konsantrasyonunun artışına bağlı olarak artış göstermiştir. Ancak, 40 ve 50 mg/L çinko içeren solüsyonlarda yetiştirilen fideler tarafından tutulan çinko miktarında azalma kaydedilmiştir. 75 ve 100 mg/L çinko içeren solüsyonlarda yetiştirilen fidelerin ise 7. günün sonunda öldüğü tespit edilmiştir. Bu çalışmada 30 mg/L çinko içeren solüsyonda yetiştirilen L. salicaria fidelerinin kontrol grubuna göre yüz kattan daha fazla çinko tuttuğu hesaplanmıştır. Yüksek çinko konsantrasyonları bitkilerde belirli konsantrasyonlarda toksisiteye neden olabilmektedir (Rout ve Das, 2003). Çinko fitotoksisitesi, bitki türlerine, bitkinin yaşına, çevre koşullarına ve çinkonun diğer metallerle kombinasyonuna göre de değişim gösterebilmektedir (Tsonev ve Lidon, 2012). Kösesakal vd., (2011) yapmış oldukları çalışmada, artan çinko konsantrasyonuna bağlı olarak turp tohumlarının içerdiği çinko konsantrasyonun da arttığını ve 10 mM ZnCl2 ile muamele edilmiş tohumların

çinko konsantrasyonunun (5 426 mg/kg) kontrol grubuna göre önemli ölçüde yüksek olduğunu ortaya koymuşlardır. Liu ve ark. (2007) yapmış olduğu çalışmada 19 sulak alan bitkisinin atık su yapay sulak alanlarındaki Cd, Pb ve Zn birikimlerini incelemiştir. Çalışma fıtoekstraksiyon yöntemi ile yapılmış ve bitkiler toprak altı, toprak üstü ve tüm bitki olarak incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, Zn’yi en iyi Isachine globosa’nın, 349,72 ± 9,56 mg/kg tüm bitkide, tuttuğu ortaya konulmuştur.

Rai (2010), Hindistan’ın sanayi bölgelerinde yaptıkları araştırmada, dönemsel olarak kök, toprak üstü organlar ve su örneklerinde farklı ağır metal birikimini incelemişler ve sulak alana aşıladıkları Lemna minor ve Eichhornia crassipes’in sudaki Zn miktarını % 57,50 düşürdüğünü tespit etmişlerdir. Hindistan'da yapılan diğer bir çalışmada ise, Phragmites cummunis, Typha angustifolia ve Cyperus esculentus bitkileri farklı metallerin temizlenmesinde kullanılmış ve T. angustifolia'da Fe> Mn> Zn (265,80 µg/g) > Cr> Pb> Cu> Ni> Cd, ve C. esculentus'da Fe> Mn> Zn (265,80 µg/g) > Pb> Ni> Cu> Cr> Cd birikimi tespit edilmiştir (Chandra ve Yadav, 2011). Yapılan başka bir çalışmada, Myriophyllum aquaticum ve Egeria densa’nın sırasıyla 2 348 ve 1 083 mg/kg (Harguinteguy ve ark., 2015), Typha latifolia’nın kökünde 180 mg/kg ve Amaranthus

deflexu’un ise 47,9 mg/kg Zn tuttuğu tespit edilmiştir (Maiti ve Jaiswal 2008). Ayrıca Küpper ve ark., (2000), 500 µM Zn yetiştirilen Arabidopsis halleri’in 57 145 mg/kg Zn biriktirebildiğini ortaya koymuşlardır. Anning ve ark. (2013) Gana’da yapay sulak alanlarda Limnocharis flava, Thalia geniculata ve Typha latifolia bitkileri ile 5 farklı metalin birikmesi ve uzaklaştırılması üzerine yapmış olduğu çalışmalarında, bu üç bitkide de demirle birlikte en çok biriken metalin çinko olduğunu göstermişlerdir (sırasıyla 72,4; 86; 82,4 mg Zn/kg). Guittonny-Philippe ve ark. (2015) içinde çinko bulunan sanayi atıklarının temizlenmesi için gövde/kök oranı, kök uzunluğu ve yeşil yaprak sayısının fazla olması nedeniyle Carex cuprina ve Iris pseudacorus türlerinin yapay sulak alanlarda kullanılabileceğini ortaya koymuşlardır. Tüm bu çalışmalar değerlendirildiğinde, L. salicaria bitkisinin çinkonun fitoremediasyonundaki kapasitesinin (13 893,47mg Zn/kg) yüksek olduğu sonucuna varılabilmektedir.

Bitkilerin ağır metalleri tutabilme kapasitesi, içinde bulundukları sucul sistemin pH’sına, redoks potansiyeline, organik içeriğine, ışık yoğunluğuna ve sıcaklığına bağlı olarak değişiklik göstermektedir (Tangahu ve ark., 2011). Bizim çalışmamızla paralellik gösteren Aisien ve ark. (2010) yapmış oldukları çalışmada, su sümbülünün en fazla Zn’yi pH 8.5’da ve köklerinde (4 870 mg Zn/kg) tuttuğunu bulmuşlardır. Buna karşılık, Maiti ve Jaiswal (2008) yapmış oldukları çalışmada ise, pH artışına bağlı olarak Zn tutumunun azaldığını tespit etmişlerdir.

30 mg Zn/L ve pH 7'de yetiştirilen L. salicaria fidelerinin, köklerinde, gövdelerinde ve yapraklarında tuttuğu çinko miktarları 1., 2., 4. ve 7. günlerin sonunda ölçülmüş ve en yüksek çinko birikiminin 7. günde köklerde (13 659,7 mg Zn/kg) olduğu da tespit edilmiştir. Benzer sonuç, Bingöl vd., (2017) yapmış oldukları çalışmada da ortaya konmuş, L. salicaria'nın Ni'yi köklerinde gövde ve yapraklarından daha fazla biriktirdiğini tespit etmişlerdir. Panyakhan vd., (2006) ayrıca, Hydrocotyle umbellata bitkisinin vejetatif organlarındaki metal birikiminin, hem çinko konsantrasyonuna hem de süreye bağlı olarak önemli ölçüde arttığını göstermiştir.

Bu çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, L. salicaria’nın Zn için translokasyon faktörü (TF) ve biyokonsantrasyon faktörü (BCF) değerlendirildiğinde, Zn’nun L. salicaria tarafından gövde ve yaprağa taşınmadığı (TF < 1) kökte kaldığı tespit edilmiştir. TF sonuçlarına göre Zn’nun rizofiltrasyonu söz konusu olup, Zn bitkinin kökünde tutulmaktadır. Lasat ve Kochian (2000) yapmış oldukları çalışmada da, Myriophyllum spicatum bitkisi ile farklı metallerin sanayi atıklarından temizlenmesi çalışması yapılmış çinkoyu ortamdan hızlı bir şekilde kökleri ile temizlendiği tespit edilmiştir. Çinkonun Thlaspi bitkisi tarafından alınımı üzerine yapılan çalışmada, çinkonun hiperakümülasyonu incelenmiş ve T. caerulescens bitkisinin köklerinde yüksek kapasitede çinko biriktiği (90 µmol/g) bulunmuştur.

Ahmad ve ark.’larının (2014) Kaşmir Bölgesindeki Ramsar alanında bulunan Hokersar sulak alanında, Phragmites australis 11 farklı ağır metal içinde Zn en iyi tutan bitkiler arasında yer aldığını tespit etmişlerdir. Sulak alanda bulunan çinkonun büyük bir kısmının bitki tarafından biriktirildiği ve sudaki konsantrasyonunun bitkiye göre düşük olması sebebiyle başarılı temizleme sonucu verdiği ortaya konulmuştur. Aynı çalışmada, kökte biriken metalin yüzey üstü organlara iletimi olup olmadığı araştırılmış ve 11 metal içinde en düşük oran çinkoda bulunmuş olup bitkinin rizofiltrasyon ile Zn tuttuğu ortaya konulmuştur (TF = 0,02).

Çalışmamızda L. salicaria bitkisinin Zn’yu en iyi tutabildiği konsantrasyon, pH ve bitki organı çalışılmış olup optimum şartlar belirlenmiştir. Çalışmanın bundan sonra ki aşamasında ise çalışmanın araziye taşınması ve Kütahya’da bir ilk olacak olan, atık sulardaki Zn’yu temizleyecek bir yapay sulak alan kurulması planlanmaktadır. Böylece Zn’lu atıklar direkt akarsuya verilmek yerine yapay sulak alan yardımıyla Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği’ne uygun hale getirilerek çevreye olan zararı minimuma indirilecek ve sanayicinin bu alanları kullanması özendirilecektir. Bu yapay sulak alanın bir pilot bölge olması ve diğer sanayi kuruluşları için bir örnek teşkil etmesi hedeflenmektedir.

KAYNAKLAR DİZİNİ

Ahmad, S. S., Reshi, Z. A., Shah, M. A., Rashid, İ., Ara, R. ve Andrabi, S. M. A. (2014).Phytoremediation potential of Phragmites australis in Hokersar wetland - A Ramsar Site of Kashmir Himalaya. International Journal of Phytoremediation, 16, 1183-1191.

Aisien, F. A., Faleye, O. ve Aisien, E. T. (2010). Phytoremediation of heavy metals in aqueous solutions. Leonardo Journal of Sciences, 37-46.

Akgüç, N. (2007). Muğla İli’nde ağır metal kirliliğinin tespiti için Pyracantha coccınea Roem. (Rosaceae)'nın biyomonitör olarak kullanılması, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 76s.

Anning, A. K., Korsah, P. E. ve Addo-Fordjour, P. (2013). Phytoremediation of wastewater with Limnocharis flava, Thalia geniculata and Typha latifolia in constructed wetlands. International Journal of Phytoremediation, 15, 452-464.

Arshad, M., Silvestre, J., Pinelli, E., Kallerhoff, J., Kaemmerer, M. ve Tarigo, A. (2008). A field study of lead phytoextraction by various scented pelargonium cultivars. Chemosphere, 71, 2187-2192.

Augustynowicz, J., Tokarz, K., Baran, A. ve Płachno, B. J. (2014). Phytoremediation of water polluted by thallium, cadmium, zinc, and lead with the use of macrophyte Callitriche cophocarpa. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 66(1), 1-154.

Aydın, H., Karakuş, H. ve Meriç, B. T. (2013). Sulak alan hidrolojisi. B. T. Meriç ve S. Çağırankaya (Eds.), Sulak Alanlar. Ankara, Türkiye: Kayıhan Ajans Turizm İnşaat Sanayii Ticaret Limited Şirketi, 41-66.

Baker, A. J. M. ve Brooks, R. R. (1989). Terrestrial higher plants which hyperaccumulate metallic elements-a review of their distribution, ecology and phytochemistry. Biorecovery, 1, 81-126. Barbehenn, R. V. ve Constabel, C. P. (2011). Tannins in plant-herbivore ınteractions. Phytochemistry, 72, 1551-1565.

Batra, S. W. T., Schroeder, D., Boldt, P. D. ve Mendl, W. (1986). Insects associated with purple loosestrife (Lythrum salicaria L.) in Europe. Proceedings of The Entomology Society of Washington, 88, 748–759.

Bello, A. O., Tawabini, B. S., Khalil, A. B., Boland, C. R. ve Saleh, T. A. (2018). Phytoremediation of cadmium-, lead- and nickel-contaminated water by Phragmites australis in hydroponic systems. Ecological Engineering, 120, 126-133.

Bingöl, N. A. (2002). Batı Anadolu'da yayılış gösteren Lythrum salicaria L. (Lythraceae)'nın taksonomik ve ekolojik özellikleri, Doktora Tezi, Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, 133s.

KAYNAKLAR DİZİNİ (devam)

Bingöl, N. A., Özmal, F. ve Akın, B. (2017). Phytoremediation and biosorption potential of Lythrum salicaria L. for nickel removal from aqueous solutions. Polisch Journal of Environmental Studies, 26(6), 2479-2485.

Bolat, İ. ve Kara, Ö. (2017). Bitki besin elementleri: Kaynakları, işlevleri, eksik ve fazlalıkları. Bartın Orman Fakultesi Dergisi, 19(1), 218-228.

Broadley, M., Brown, P., Cakmak, I., Rengel, Z. ve Zhao, F. (2012). Function of nutrients: Micronutrients. P. Marschner (Ed.). Marschner’s Mineral Nutrition of Higher Plants. (Third Edition). United State of America, 206-263.

Cempel, M. ve Nikel, G. (2006). Nickel: A review of its sources and environmental toxicology. Polish Journal of Environmental Studies, 15(3), 375-382.

Chandra, P. ve Kulshreshtha, K. (2004). Chromium accumulation and toxicity in aquatic vascular plants. The Botanical Review, 70(3), 313-327.

Chandra, R. ve Yadav, S. (2011). Phytoremediation of Cd, Cr, Cu, Mn, Fe, Ni, Pb and Zn from aqueous solution using Phragmites cummunis, Typha angustifolia and Cyperus esculentus. International Journal of Phytoremediation, 13, 580-591.

Chen, H. M., Zheng, C. R., Tu, C. ve Shen, Z. G. (2000). Chemical methods and phytoremediation of soil contaminated with heavy metals, Chemosphere, 41, 229-234.

Chen, Y., Shen, Z. ve Li, X. (2004). The use of vetiver grass (Vetiveria zizanioides) in the phytoremediation of soils contaminated with heavy metals. Applied Geochemistry, 19, 1553– 1565.

Clemens, S. (2006). Toxic metal accumulation, responses to exposure and mechanisms of tolerance in plants. Biochimie, 88, 1707-1719.

Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü, (2014). Atıksu arıtımı eylem planı (2017-2023). Ankara,314s.

Davis, P. H. (1972). Flora of Turkey and East Aegean Islands, 4. Cilt Edinburg: University Press, 174-179.

Devlet Su İşleri [DSİ], (2014). Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü 2014 yılı faaliyet raporu. Ankara, 303s.

Domokos-Szabolcsy, É., Fári, M., Márton, L., Czakó, M., Veres, S., Elhawat, N., Antal, G., El-Ramady, H., Zsíros, O., Garab, G. ve Alshaal, T. (2018). Selenate tolerance and selenium hyperaccumulation in the monocot giant reed (Arundo donax), a biomass crop plant with phytoremediation potential. Environmental Science and Pollution Research, 25(31), 31368– 31380.