Akar•ay HavzasÝÕnda (Afyon) jeotermal kškenli kirlenme:

(1)

Akar•ay HavzasÝÕnda (Afyon) jeotermal kškenli kirlenme:

1. Akar•ay NehriÕnde su ve sediman kirliliÛi

Pollution of geothermal origin in the Akar•ay Basin (Afyon, Turkey):

1. water and sediment pollution in the Akar•ay Stream

MŸfit Þ. DOÚDU, C. Serdar BAYARI

Hacettepe †niversitesi, Jeoloji MŸhendisliÛi BšlŸmŸ, 06532 Beytepe, ANKARA

…Z

‚eßitli elementleri yŸksek derißimlerde i•eren jeotermal kškenli sularÝn doÛal, ya da yapay yollarla •evreye salÝn- masÝ šnemli •evre ve saÛlÝk sorunlarÝna neden olabilmektedir. Akar•ay HavzasÝÕnda (Afyon) bulunan birka• jeotermal alandan doÛal, ya da yapay olarak elde edilen sular tedavi ve konut ÝsÝtmasÝ amacÝyla kullanÝlmaktadÝr. Bu sular, daha sonra •eßitli yollarla Akar•ay NehriÕne ulaßmaktadÝr. Nehir boyunca •eßitli noktalarda ger•ekleßtirilen gšz- lemler, šzellikle 125 l/sn debili Afjet ÝsÝtma sistemi deßarjÝnÝn akarsuya boßaltÝlmaya baßlanmasÝ ile birlikte šnemli kalite deÛißikliklerinin olduÛunu gšstermißtir. DoÛal koßullarda Ca-HCO₃tipinde olan akarsu, Afjet deßarjÝ katkÝsÝn- dan sonra Na-Cl tipine dšnŸßmektedir. Akarsu yatak sedimanlarÝ da kirletilmiß su ile iyon takas dengesine erißmiß durumdadÝrlar.

Anahtar kelimeler: Afyon-Akar•ay, jeotermal, sÝcak su, su kalitesi, yatak sedimanÝ.

ABSTRACT

Geothermal waters containing high concentrations of various elements present potential threat to environment and public health, if naturally or deliberately discharged into the environment. The Akar•ay Basin hosts several geot- hermal fields from which Na-Cl type water has been used for threapatical and heating purposes. This water is disc- harged to the Akar•ay Stream in various ways. Evaluation of hydrochemical data obtained from the sites along the Akar•ay Stream revealed that particularly the thermal water discharge of 125 l/sec from the Afjet district heating system started to degrade the quality of the stream water. The stream water, which is of Ca-HCO3 type before the discharge, becomes Na-Cl after the discharge. The streambed sediments were found to be in ion exchange equ- ilibrium with polluted stream water.

Key words: Afyon-Akar•ay, geothermal, hot water, water quality, streambed sediment.

GÜRÜÞ

Fosil ve nŸkleer yakÝtlara dayalÝ enerji Ÿretim bi-

•imlerinin •evre Ÿzerindeki olumsuz etkileri, maliyeti zaman zaman Ÿretilen enerji eßdeÛerini aßan bŸyŸklŸkte ve šnemli zararlara neden ol- maktadÝrlar. Gerek enerji Ÿretim maliyetinin azaltÝlmasÝ, gerekse •evresel etkilerin en aza in- dirgenmesi amacÝyla klasik uygulamalara alter- natif olußturan enerji kaynaklarÝnÝn kullanÝlmasÝ-

na yšnelik •alÝßmalar tŸm dŸnyada olduÛu gibi TŸrkiyeÕde de sŸrdŸrŸlmektedir. GŸneß ve rŸz- gar enerjilerinin yanÝ sÝra, jeotermal akÝßkanÝn i•erdiÛi ÝsÝ enerjisi de gŸnŸmŸzdeki baßlÝca al- ternatif enerji kaynaklarÝndan birini olußturmak- tadÝr. Jeotermal enerji, enerji Ÿretiminde dÝßa baÛÝmlÝlÝÛÝn azaltÝlmasÝ gibi avantajlar sunmasÝ- na karßÝn, Ÿretim sonrasÝ akÝßkanÝn kirletici etkilerinin šnlenmemesi durumunda, šnemli •evre sorunlarÝnÝ da beraberinde getirebilmektedir.

M. Þ. DoÛdu

E-mail: [email protected]

(2)

‚evreye zararlÝ olabilecek derißimdeki bir •ok elementi i•eren jeotermal deßar sularÝ •oÛunluk- la yakÝn •evredeki akarsu, dere, gšl vb. a•Ýk su kŸtlelerine boßaltÝlmaktadÝr. Bu uygulamanÝn bir sonucu olarak, dŸnyadaki pek •ok jeotermal saha dolayÝnda •evre kirliliÛi olußmaktadÝr. …rne- Ûin, Mt.Apo-Filipinler jeotermal sahasÝnda As (Webster, 1999), Los Azufres-Meksika jeotermal sahasÝnda Fe, Mn, F, B, As (Birkle ve Mer- kel, 2000) ve Mt.Amiata-Ütalya jeotermal saha- sÝnda Hg (Loppi, 2001) kirliliÛinin jeotermal akÝß- kan Ÿretimi ile orantÝlÝ olarak artÝß gšsterdiÛi saptanmÝßtÝr. TŸrkiyeÕde de jeotermal enerji Ÿre- tim sahalarÝndan biri olan Denizli-KÝzÝldere elektrik santralinden BŸyŸk Menderes NehriÕne iletilen termal deßarj suyunun i•erdiÛi yŸksek B derißimi nedeniyle tarÝmsal Ÿretimde zararlara neden olabileceÛi saptanmÝßtÝr (Beker, 1999).

Jeotermal enerjinin kullanÝmÝ konut ve sera ÝsÝt- masÝ ßeklinde olup, dŸnya rezervlerinin %49Õu halen bu ama•la kullanÝlmaktadÝr (Lund ve Fre- eston, 2000). Bir jeotermal enerji envanteri •a- lÝßmasÝna gšre, TŸrkiyeÕde 49 ilde 149 jeotermal saha bulunmaktadÝr (Erißen vd., 1996). BatÝk vd.

(2000) tarafÝndan yŸrŸtŸlen daha gŸncel bir •a- lÝßmaya gšre ise, TŸrkiyeÕde mevcut 170 jeotermal sahanÝn 5 milyon konut eßdeÛeri ÝsÝtma ka- pasitesine sahip olduÛu belirtilmektedir. BŸyŸk

•oÛunluÛu (%95) dŸßŸk, ya da orta entalpi dŸ- zeyindeki bu kaynaklarÝn planlanan baßlÝca kul- lanÝm alanÝ konut ÝsÝtmasÝ olup, bu yšndeki kul- lanÝmÝn zamanla artmasÝ beklenmektedir. Ko- nuyla ilgili geniß kapsamlÝ bir uygulama Afyon ßehir merkezinin ÝsÝtÝlmasÝ amacÝyla Afjet (Afyon Jeotermal IsÝtma Sistemi) projesi kapsamÝnda 1997 kÝßÝnda devreye girmißtir. Bu faaliyet so- nunda halen yaklaßÝk 125 l/sn debili jeotermal akÝßkan her yÝl Ekim-Nisan dšneminde 6-7 ay sŸre ile ÝsÝtmada kullanÝldÝktan sonra Akar•ay NehriÕne boßaltÝlmaktadÝr. AyrÝca, gelecek yÝllar- da projenin 625 l/snÕlik akÝßkan debisine ulaßa- cak ßekilde genißletilmesi de planlanmÝßtÝr (YÝl- maz, 1999).

Bu •alÝßmanÝn amacÝ; AfjetÕin yanÝ sÝra, diÛer kaynaklardan da doÛal, ya da yapay nedenlerle Akar•ay HavzasÝÕndaki yŸzey ve yeraltÝsuyu sis- temlerine katÝlan jeotermal akÝßkandan kaynaklanan kirlilik dŸzeyinin belirlenmesi ve •šzŸm šnerilerinin gelißtirilmesidir. ‚alÝßma, yŸzey ve yeraltÝsuyu sistemlerinin incelendiÛi iki ayrÝ bš- lŸmde ele alÝnmÝß olup, bu makalede Akar•ay

NehriÕnde jeotermal kškenli kirlenme deÛerlen- dirilmiß olup, konuyla ilgili daha ayrÝntÝlÝ deÛer- lendirmeler DoÛdu (2001) tarafÝndan verilmißtir.

‚ALIÞMA ALANININ TANITIMI

BatÝ AnadoluÕda 38¡-39¡ kuzey ve 30¡-32¡ doÛu koordinatlarÝ arasÝnda yer alan Akar•ay Havza- sÝ, 7300 km²Õlik su toplama alanÝna sahip kapa- lÝ bir havzadÝr. GŸneyden SultandaÛlarÝ, kuzeyden ise EmirdaÛ ile sÝnÝrlanan havza, batÝdan doÛuya hafif bir eÛimle uzanan oluk ßekilli bir morfolojiye sahiptir. BatÝda GŸneykšy yšresin- den kaynaklanan Akar•ay Nehri, havzanÝn orta kesimini doÛuya doÛru izleyerek Afyon ßehir merkezi Ÿzerinden Eber GšlŸÕne ulaßmaktadÝr.

Eber GšlŸÕnŸn akÝßaßaÛÝsÝnda yer alan Akßehir GšlŸ ile baÛlantÝsÝ ise, son 10 yÝldÝr DSÜ tarafÝn- dan kapatÝlmÝßtÝr. Akar•ay NehriÕnin Afyon ßeh- rinin akÝß aßaÛÝsÝnda bulunan Elektrik Üßleri EtŸd Üdaresi (EÜEÜ) 1107 no.lu akÝm gšzlem istasyo- nuna ait uzun yÝllar (1969-1990) yaÛÝßlÝ (Ekim- Nisan) ve kurak (MayÝs-EylŸl) dšnem ortalama debi deÛerleri 4.11 m³/sn ile 1.06 m³/snÕdir. Ay- nÝ dšnemde akarsuyun Eber GšlŸ akÝß yukarÝ- sÝnda bulunan EÜEÜ 1104 no.lu akÝm istasyonun- da ise yaÛÝßlÝ ve kurak dšnem debileri 6.84 m³/sn ve 2.47 m³/sn olarak belirlenmißtir. EÜEÜ 1107 ve 1104 no.lu akÝm gšzlem istasyonlarÝ bu

•alÝßmada hidrokimyasal ama•lÝ su šrneklerinin alÝndÝÛÝ 7 ve 9 no.lu istasyonlar ile aynÝ konumda yer almaktadÝrlar (Þekil 1). Akar•ay Ova- sÝÕnÝn yŸzey kesiminin hidrolik iletkenliÛi olduk•a dŸßŸk ince taneli malzemeden olußmasÝndan dolayÝ, akarsu yataÛÝ boyunca dŸßey yšnde su hareketinin mŸmkŸn olmadÝÛÝ belirtilmektedir (Tezcan, 2001).

Akar•ay NehriÕne doÛal, ya da yapay yollarla jeotermal akÝßkan katÝlÝmÝnÝn ger•ekleßtiÛi baßlÝca alanlar; batÝdan doÛuya doÛru …mer-Gecek jeotermal sahasÝ, Afjet termal deßarjÝ ve Heybeli kaplÝcasÝ deßarj suyundan olußmaktadÝr (bknz.

Þekil 1). AyrÝca, kuzeyde yer alan GazlÝgšl jeotermal sahasÝndan boßalan Na-HCO₃karakterli termal sular da Al•in ‚ayÝ tarafÝndan Afyon ßehrinin akÝßaßaÛÝsÝnda Akar•ay NehriÕne iletil- mektedir. Bu katkÝlardan Afjet deßarjÝ ile 125 l/sn, GazlÝgšl ve Heybeli deßarjlarÝ ile sÝrasÝyla ortalama 20 l/sn ve 5 l/sn dŸzeyinde termal su doÛrudan, ya da dolaylÝ olarak Akar•ay NehriÕne ulaßmaktadÝr. …te yandan, …mer-Gecek saha- sÝnda 1971-1997 yÝllarÝ arasÝnda, verimleri 5 l/sn

(3)

ile 100 l/sn arasÝnda deÛißen 23 adet kuyu a•Ýl- mÝßtÝr (Þimßek, 2002). …zellikle 1990, 1996 ve 1997 yÝllarÝnda bu kuyularda yapÝlan testler sÝra- sÝnda da Ÿretilen jeotermal akÝßkan, kÝsa sŸreli de olsa, Akar•ay NehriÕne katÝlmÝßtÝr. Jeotermal kškenli deßarj sularÝnÝn yanÝ sÝra, evsel, endŸst- riyel ve tarÝmsal kškenli deßarj sularÝ da Akar•ay NehriÕne katÝlmaktadÝr. Bu kapsamda Afyon ße- hir kanalizasyonu (15-20 l/sn), Et BalÝk Kurumu MezbahasÝ (20 l/sn) ve Afyon Þeker FabrikasÝ da (20 l/sn) baßlÝca kirletici kaynaklarÝnÝ olußtur- maktadÝrlar. Kanalizasyon suyu debisinin yÝl bo- yu sŸreklilik gšstermesine karßÝn, endŸstriyel te- sislerin deßarj suyu debileri ißletme sŸreleri ile sÝnÝrlÝ kalmaktadÝr. Akar•ay NehriÕne boßaltÝlan deßarj sularÝnÝn jeotermal kškenli olup olmadÝk- larÝ konusunda en šnemli gšsterge, Na-HCO₃ fasiyesinde bulunan GazlÝgšl ve Heybeli KaplÝ- casÝ dÝßÝnda, bu sularÝn belirgin olarak yŸksek derißimli Na-Cl fasiyesine ait olmalarÝdÝr. DiÛer deßarj sularÝ Ca-HCO₃ karakterli olup, toplam

•šzŸnmŸß katÝ madde i•erikleri daha dŸßŸktŸr.

Y…NTEM VE VERÜLER

Afjet deßarj suyunun Akar•ay Nehri su kimyasÝ Ÿzerindeki etkisinin belirlenmesi i•in •eßitli ama•larla DSÜ Genel MŸdŸrlŸÛŸ Su ve Kanali-

zasyon Dairesi BaßkanlÝÛÝ tarafÝndan 1991- 1998 yÝllarÝ arasÝnda Ÿretilen yayÝmlanmamÝß su kalitesi verilerinin yanÝ sÝra, bu •alÝßma kapsa- mÝnda 1999 yÝlÝ yaÛÝßlÝ (Mart) ve kurak (Tem- muz) dšnemlerinde ger•ekleßtirilen šl•Ÿm ve analiz sonu•larÝndan yararlanÝlmÝßtÝr. DSÜ tara- fÝndan Ÿretilen veriler analitik kalite a•ÝsÝndan kontrol edilmiß ve majšr anyon-katyon dengesi

%6Õdan iyi olan analiz sonu•larÝ kullanÝlmÝßtÝr.

…te yandan, bu •alÝßma kapsamÝndaki veriler ise, Akar•ay Nehri boyunca se•ilen 9 istasyonda ger•ekleßtirilen šl•Ÿm ve analizler sonucunda Ÿretilmißtir (bknz. Þekil 1, ‚izelge 1). Bu istasyonlarda akÝm koßullarÝnÝn karÝßÝmÝ tam olarak saÛlamasÝ nedeniyle ilgili akarsu kesitini temsilen tek bir šrnek alÝnmÝßtÝr. Akarsu kimyasal kompozisyonu Ÿzerinde doÛrudan ve dolaylÝ olarak etkisi olabileceÛi dŸßŸnŸlen …mer-Ge- cek, GazlÝgšl ve Heybeli HamamlarÝ ile Afjet de- ßarj suyu da anÝlan dšnemlerde šrneklenmißtir (bknz. ‚izelge 1). Akarsu sedimanlarÝnÝn katyon takas kapasitelerinin ve bu sedimanlarda tutulan majšr katyon miktarlarÝnÝn belirlenmesi i•in ise, aynÝ istasyonlarda yatak tabanÝnÝn Ÿstten 25 cmÕlik bšlŸmŸ kurak dšnemde šrneklenmißtir.

Sediman šrneklemelerinde kirlenmenin šnlen- mesi amacÝyla naylon kŸrek ve torba kullanÝl- mÝßtÝr.

Þekil 1. Akar•ay Nehri ve dolayÝ su ve sediman šrnekleme istasyonlarÝ

(AD: Afjet deßarj suyu; GD: GazlÝgšl hamamÝ deßarj suyu; HD: Heybeli hamamÝ deßarj suyu; HHW: Hey- beli sÝcak suyu; OD: …mer hamamÝ deßarj suyu).

Figure 1. Water and sediment sampling stations in and around Akar•ay Stream

(AD: Afjet discharge water; GD: GazlÝgšl bath discharge water; HD: Heybeli bath discharge water; HHW:

Heybeli hot water; OD: …mer bath discharge water).

(4)

‚izelge 1. Akar•ay Nehri ve jeotermal kškenli diÛer sulara ait kimyasal analiz sonu•larÝ (Mart 1999 ve Temmuz 1999). Table 1. The chemical analyse results of Akar•ay Stream and other waters of geothermal origin (March 1999 and July 1999).

(5)

Su šrneklerinin sÝcaklÝk, elektriksel iletkenlik (EÜ), pH ve •šzŸnmŸß oksijen (‚O) gibi para- metreleri šrnekleme noktasÝnda šl•ŸlmŸß, kimyasal analiz ama•lÝ su šrnekleri polietilen ßißele- re alÝnmÝßtÝr. TŸm su šrnekleri 0.45 mikro mÕlik filtre ile yerinde sŸzŸlmŸß, APHA vd. (1989) ta- rafÝndan belirtilen standart yšntemlerle korun- muß ve analiz edilmißlerdir. Su šrneklerinde katyon ve iz element analizleri alev atomik absorb- siyon spektrofotometrik (AAS); SO₄, NO₂, NO₃, NH₃, PO₄, B ve F analizleri spektrofotometrik; Br analizi iyon se•ici elektrod; As analizi hidrŸr AAS ve Cl, HCO₃, CO₃ analizleri ise titrasyon yšntemleri ile yapÝlmÝßtÝr.

Sediman šrneklerinde % kil i•eriÛi D422-63 no.lu deney standardÝna (ASTM, 1988), organik madde i•eriÛi ise D2974 no.lu deney standardÝ- na (ASTM, 1988) gšre belirlenmißtir. …rneklerin katyon takas kapasitesi deÛerlerinin belirlenme- sinde amonyum-asetat (NH₄OAc) yšntemi kulla- nÝlmÝßtÝr (USDA, 1996).

AKAR‚AY NEHRÜÕNÜN SU KÜMYASI

†ZERÜNDE JEOTERMAL DEÞARJ SUYU ETKÜSÜ

Akar•ay NehriÕnin kimyasal kompozisyonu Ÿze- rinde jeotermal deßarj suyu etkisinin belirlenme- sinde yŸksek debili bu sularÝn hakim Na-Cl fasiyesine sahip olmalarÝndan dolayÝ, šncelikle akarsuya ait Na ve Cl derißimleri kullanÝlmÝßtÝr.

Bu iyonlardan Cl, akarsu koßullarÝnda olduk•a konservatif eÛilimli olup, derißiminin azalmasÝna neden olacak šnemli bir kimyasal sŸre• bulun- mamaktadÝr. Buna karßÝn, Na derißiminin su-sediman arasÝ iyon takasÝ sonucunda kÝsmen de- Ûißmesi ise beklenen bir durumdur.

AßaÛÝda šncelikle AfjetÕin devreye girmesinden šnceki ve sonraki dšneme ait akarsu majšr iyon verileri, ge•miß yÝllara ait verilerin alÝndÝÛÝ Ÿ• istasyon (5, 6, 9 no.lu istasyonlar) i•in deÛerlendi- rilmißtir. Akarsu boyunca daha fazla sayÝda is- tasyonu kapsayan majšr iyonlara dayalÝ deÛer- lendirmeler ise, bu •alÝßma kapsamÝnda Ÿretilen 1999 yÝlÝ kurak ve yaÛÝßlÝ dšnem verileri kullanÝ- larak bundan sonraki bšlŸmlerde yapÝlmÝßtÝr. Je- otermal kškenli sularda daha bol miktarda bulunan iz element (Li, B, As, Fe vb.) derißimlerinin akarsu boyunca deÛißimi ayrÝca deÛerlendiril- mißtir.

Afjet KatkÝsÝndan …nceki Dšnem

AfjetÕin 1997 yÝlÝnda ißletmeye alÝnmasÝndan šn- ceki dšnemde olasÝ bir jeotermal kškenli kirlenmenin belirlenmesi amacÝyla Akar•ay NehriÕnin 5, 6 ve 9 no.lu istasyonlarÝnÝn (bknz. Þekil 1) 1991-1999 yÝllarÝ arasÝndaki verileri incelenmiß- tir. Bunlardan 5 no.lu istasyon …mer-Gecek jeotermal alanÝnÝn akÝßaßaÛÝsÝnÝ, 6 no.lu istasyon Afyon ßehri akÝßaßaÛÝsÝnÝ ve 9 no.lu istasyon ise Akar•ay NehriÕnin Eber GšlŸÕne boßalÝm nokta- sÝnÝ temsil etmektedir. 6 no.lu istasyonun akÝß- yukarÝsÝnda ßehir kanalizasyon suyu ile 1997 yÝ- lÝ kÝß aylarÝndan itibaren Afjet deßarjÝ Akar•ay NehriÕne katÝlmaktadÝr. DiÛer yandan, 9 no.lu istasyonun akÝßyukarÝsÝnda akarsuya katÝlan baß- lÝca noktasal kirletici kaynaklarÝ ise yaklaßÝk olarak 7 no.lu istasyon dolayÝndan akarsuya katÝlan Et BalÝk Kurumu deßarj suyu ile 8 no.lu istasyonun akÝßaßaÛÝsÝndan akarsuya katÝlan Þeker FabrikasÝ deßarj suyudur.

5, 6 ve 9 no.lu istasyonlara ait iyon profillerinin birlikte deÛerlendirilmesi sonucunda 1991 yÝlÝ ile 1997-1999 yÝllarÝnÝn kÝß aylarÝ boyunca akarsu majšr iyon (šzellikle Na, Cl ve HCO₃) derißimle- rinde jeotermal su katkÝsÝna baÛlanabilecek ar- tÝßlar olußtuÛu gšrŸlmektedir (Þekil 2). AfjetÕin henŸz devreye girmediÛi EylŸl 1991 ayÝnda tŸm istasyonlarda gšzlenen baÛÝl olarak daha dŸßŸk derißim artÝßlarÝnÝn bu sisteme sÝcak su saÛla- yan …mer-Gšcek jeotermal alanÝ kuyularÝnda yapÝlan testler sŸresince akarsuya termal kš- kenli su salÝnmasÝndan kaynaklandÝÛÝ dŸßŸnŸl- mektedir. Sšz konusu katkÝdan dolayÝ normal koßullar altÝnda Ca-HCO₃karakterine sahip olan akarsu kimyasal kompozisyonunun Na-Cl fasiyesine dšnŸßtŸÛŸ anlaßÝlmaktadÝr. Jeotermal katkÝ nedeniyle 5 no.lu istasyonda 10 mmol/l dŸ- zeyine ulaßan Na ve Cl derißimlerinin 6 ve 9 no.lu istasyonlarda da bu bŸyŸklŸÛŸnŸ koruma- sÝ, jeotermal kškenli iyon taßÝnÝmÝnÝn Eber Gš- lŸÕne kadar devam ettiÛini gšstermektedir. …te yandan, kuyu testlerine baÛlÝ jeotermal su katkÝ- sÝnÝn olußmadÝÛÝ 1992-1996 yÝllarÝ arasÝndaki dšnemde Akar•ay Nehri majšr iyon derißimleri- nin 5 mmol/l dolayÝnda bulunduÛu ve normal ko- ßullar altÝnda akarsuyun Ca-HCO₃ karakterine sahip olduÛu anlaßÝlmaktadÝr. Temiz yŸzey sula- rÝnÝn Ca-HCO₃ fasiyesinde olmalarÝ ise, beklenen bir durum olarak deÛerlendirilmektedir.

(6)

Þekil 2. Akar•ay Nehri majšr iyon i•eriÛinin 5 (a), 6 (b) ve 9 (c) no.lu istasyonlarda uzun sŸreli deÛißimi.

Figure 2. Long term variation of major ion concentra- tions at the Akar•ay StreamÕs stations of 5 (a), 6 (b) and 9 (c).

Afjet KatkÝsÝndan Sonraki Dšnem

Afjet sisteminin devreye girmesi ile birlikte 1997Õden sonraki yÝllarÝn kÝß aylarÝnda jeotermal deßarj suyunun akarsu kimyasÝ Ÿzerinde belirgin bi•imde etkili olmaya baßladÝÛÝ 5 ve 6 no.lu istasyonlarda gšzlenen derißimlerin karßÝlaßtÝrÝl- masÝndan anlaßÝlmaktadÝr. Afjet deßarj suyunun etkisiyle 1997 kÝß aylarÝnda 6 no.lu istasyonda majšr iyon derißimlerinin akÝßyukarÝdaki 5 no.lu istasyona gšre 5-6 kat artarak 20-30 mmol/l dŸ- zeyine yŸkseldiÛi gšrŸlmektedir. AynÝ tarihlerde- ki gšzlemler incelendiÛinde, akÝßaßaÛÝda yer alan 9 no.lu istasyonda majšr iyon derißimleri, olasÝlÝkla Akar•ayÕÝn yan kollarÝn katÝlÝmÝ ve/veya yŸzey akÝßÝndan kaynaklanan seyrelme vb.

etkiler nedeniyle, 10-15 mmol/l dŸzeyine inmek- le birlikte doÛal derißim dŸzeyinin (~5 mmol/l) Ÿzerinde bulunmaktadÝrlar (bknz. Þekil 2c). Afjet katkÝsÝnÝn etkili olduÛu dšnemlerde akÝßyukarÝ- da bulunan 5 no.lu istasyondaki derißimlerin 1992-1997 yÝllarÝ arasÝnda gšzlenen doÛal deri- ßim dŸzeyinde kalmasÝ bu kesimde jeotermal

kškenli bir kirlenmenin olußmadÝÛÝnÝ gšstermek- tedir (bknz. Þekil 2a). Bununla birlikte, sšz konusu dšnemlerde 5 no.lu istasyonda gšzlenen derißim salÝnÝmlarÝnÝn akÝßyukarÝda bulunan Af- jet kuyu (…mer-Gecek) sahasÝndaki Ÿretim ka- yÝplarÝndan kaynaklanmasÝ da olasÝ gšrŸlmekte- dir.

YaÛÝßlÝ Dšnemde (Mart 1999) Kimyasal Kompozisyon DeÛißimi

SÝcaklÝk, ‚O ve EÜÕin yaÛÝßlÝ dšnemde Akar•ay Nehri boyunca deÛißimi sšz konusu parametreler a•ÝsÝndan Ÿ• farklÝ bšlgenin (1, 2, 3) varlÝÛÝ- na ißaret etmektedir (Þekil 3). Akarsuyun kayna- ÛÝna yakÝn birinci istasyonun akÝßaßaÛÝsÝ ile Af- yon ßehri akÝßyukarÝsÝnda kalan 5 no.lu istasyon arasÝndaki ilk bšlge, sšz konusu parametreler a•ÝsÝndan olduk•a homojen bir yapÝya sahiptir.

YaÛÝßlÝ dšnemde, bu bšlgedeki sÝcaklÝk 6¡C,

‚O 9 mg/l ve EÜ ise 400 mikroS/cm dolayÝnda- dÝr. Ükinci bšlge, Afyon ßehrinin akÝßyukarÝsÝnÝ ve akÝßaßaÛÝsÝnÝ temsil eden 5 ve 6 no.lu istasyonlar arasÝnÝ kapsamakta olup, Afjet bu alan- daki en šnemli deßarj su kaynaÛÝnÝ olußturmak- tadÝr. Afjet suyunun yŸksek iyon i•eriÛine ve sÝ- caklÝÛÝna (7197 mikroS/cm ve 47.6¡C) baÛlÝ olarak, iki istasyon arasÝnda sÝcaklÝk 7¡CÕye, EÜ 600 mikroS/cmÕye yŸkselmiß, buna karßÝn ‚O 8 mg/l dolayÝna dŸßmŸßtŸr. Afyon ßehri ile Eber GšlŸ girißi arasÝnda kalan Ÿ•ŸncŸ bšlgede ise akarsu yataÛÝ boyunca genel olarak sÝcaklÝk ve EÜ art- makta, ‚O ise artan sÝcaklÝk ve tuzluluÛun •š- zŸnŸrlŸÛŸ dŸßŸrmesinden dolayÝ azalmaktadÝr.

Akarsu sÝcaklÝÛÝnÝn atmosferle ÝsÝ alÝßverißi so-

Þekil 3. Akar•ay Nehri boyunca fiziksel parametreler- deki deÛißimler (Mart 1999)

Figure 3. Variation of physical parameters along the Akar•ay Stream (March 1999)

(7)

nucu deÛißmesi mŸmkŸn olduÛundan, Ÿ•ŸncŸ bšlgedeki su kalitesi deÛißiminin incelenmesi a•ÝsÝndan EÜÕin daha temsil edici olduÛu dŸßŸ- nŸlmektedir. Bu a•Ýdan deÛerlendirildiÛinde, 6 no.lu istasyon akÝßyukarÝsÝndaki Afjet deßarjÝ katkÝsÝndan sonra Eber GšlŸ girißine kadar akarsu iyonik kompozisyonunun korunduÛu an- laßÝlmaktadÝr. …te yandan, 7 no.lu istasyonda EÜÕte gšzlenen azalmanÝn akarsuya kuzeyden katÝlan Al•in ‚ayÝÕnÝn neden olduÛu seyrelme ile a•ÝklanmasÝ mŸmkŸndŸr. 7 no.lu istasyondan sonra EÜÕin tekrar artmasÝ, bu bšlgede yŸksek iyon i•eriÛine sahip sularÝn akarsuya katÝldÝÛÝna ißaret etmektedir. Sšz konusu katkÝlarÝn Heybe- li KaplÝcasÝ deßarj suyu gibi yŸzey sularÝnÝn ya- nÝ sÝra, jeotermal su ile karÝßmÝß sÝÛ yeraltÝsula- rÝnÝn akarsuyu beslemesinden kaynaklanmÝß ol- masÝ da olasÝ gšrŸlmektedir. DiÛer yandan, at- mosfere a•Ýk halde bulunan akarsuyun sŸrekli olarak atmosferik karbon dioksit ile dengeye gelmesinden dolayÝ, gerek kurak ve gerekse ya- ÛÝßlÝ dšnemdeki pH deÛerleri de 8Õin Ÿzerinde gšzlenmißtir. Bu nedenle, akarsu boyunca pH deÛißimi bu •alÝßma kapsamÝndaki deÛerlendir- melerde ele alÝnmamÝßtÝr.

YaÛÝßlÝ dšnemde akarsu majšr iyon kimyasal kompozisyonu Afjet deßarj noktasÝna kadar šnemli bir deÛißim gšstermemektedir (Þekil 4, 1-5 no.lu šrnekleme noktalarÝ). Bu dšnemde Akar•ay NehriÕnin kaynaÛÝndan Afjet deßarj noktasÝna kadar olan bšlŸmde Ca derißiminin 2 mmol/l, HCO₃derißiminin ise 3 mmol/l dŸzeyin- de sabit kaldÝÛÝ anlaßÝlmaktadÝr. DiÛer iyonlarÝn derißimleri ise 0.5 mmol/l ve daha dŸßŸk dŸzey- dedir. Afjet deßarjÝndan sonra (Þekil 4, 5-6 no.lu istasyonlar arasÝ), Na ve Cl derißimlerinin yakla- ßÝk 3 kat arttÝÛÝ, buna karßÝn Ca ve HCO₃deri-

ßimlerinde zayÝf bir artÝß olduÛu gšzlenmektedir.

DiÛer iyonlarÝn derißiminde ise hafif artÝßlar olußmußtur. Afjet deßarjÝnÝn akarsu kimyasal kompozisyonu Ÿzerindeki etkisi akÝßaßaÛÝdaki 7, 8 ve 9 no.lu istasyonlarda da devam etmektedir. Bu kesimde, 7 no.lu istasyonda gšzlenen derißim azalmasÝnÝn, yukarÝda EÜ ile ilgili deÛer- lendirmede de belirtildiÛi gibi, Akar•ay NehriÕne kuzeyden katÝlan Al•in ‚ayÝÕnÝn seyreltme etki- sinden kaynaklandÝÛÝ dŸßŸnŸlmektedir. Bu durumun, GazlÝgšl jeotermal sahasÝ sularÝnÝn Na- HCO₃ karakterli olmasÝndan kaynaklanmasÝ olasÝdÝr. DiÛer yandan, 7 no.lu istasyondan sonra Na iyonundaki artÝßÝn Ca iyonundaki azalma ile paralellik gšstermesi Al•in ‚ayÝ katkÝsÝnÝn yanÝ sÝra, akarsu ile yatak sedimanlarÝ arasÝnda- ki katyon takas tepkimelerinin de (Ca tutulmasÝ- na karßÝlÝk Na salÝnmasÝ) akarsu kimyasÝ Ÿzerin- de etkili olabileceÛine ißaret etmektedir.

Akar•ay Nehri boyunca yaÛÝßlÝ dšnemde gšzle- nen iz element derißimlerinde jeotermal su kat- kÝsÝ ile ilißkili olduÛu dŸßŸnŸlen deÛißimler sap- tanmÝßtÝr. AkÝßyukarÝdaki 1 ve 2 no.lu istasyonlarda B dÝßÝndaki elementler a•ÝsÝndan šnemli bir deÛißim gšzlenmezken, 3 no.lu istasyonda As, Fe, Mn ve Al derißimlerinde šnemli artÝßlar gšrŸlmektedir (Þekil 5). Akarsuyun bu kesimin- de gšzle gšrŸlŸr bir jeotermal su girdisi olmama- sÝna karßÝn, sšz konusu element derißimleri yŸksektir. Bu durum, bšlgede ge•miß yÝllarda aktif olan buna karßÝn jeotermal Ÿretim kuyularÝ- nÝn a•ÝlmasÝ ile gŸnŸmŸzde kurumuß durumda bulunan termal kaynaklara (Uyuz, KÝzÝk Ha- mamlarÝ) ait yeraltÝsuyunun yŸzeyaltÝ akÝß ile akarsuya ulaßtÝÛÝna ißaret etmektedir. Dšrt ve 5 no.lu istasyonlarda azalma gšsteren derißimler 6 no.lu istasyon šncesinde ger•ekleßen Afjet ve

Þekil 4. Akar•ay Nehri boyunca yaÛÝßlÝ dšnem (Mart 1999) major iyon kimyasÝ.

Figure 4. Major ion chemistry along the Akar•ay Stre- am in the wet period (March 1999).

Þekil 5. Akar•ay Nehri boyunca yaÛÝßlÝ dšnem (Mart 1999) iz element kimyasÝ.

Figure 5. Trace elements chemistry along the Akar-

•ay Stream in the wet period (March 1999).

(8)

šzellikle 7 no.lu istasyon šncesinde ger•ekle- ßen Al•in ‚ayÝ katkÝlarÝ ile šnemli artÝßlar gšs- termißlerdir. Afjet katkÝsÝnÝn Br, B, Li, F ve Al gibi jeotermal aktivite ile doÛrudan ilgili elementlerin derißimlerinde artÝßa neden olduÛu anlaßÝl- maktadÝr. …te yandan, Al•in ‚ayÝ katkÝsÝ ise Fe, Mn, As ve Al derißimlerinde šnemli artÝßa neden olurken, B ve F derißimlerinde azalma olußmuß- tur. AnÝlan element derißimleri Al•in ‚ayÝ katkÝ- sÝndan sonra azalmakta, daha akÝßaßaÛÝdaki 8 ve 9 no.lu istasyonlarda hemen hemen sabit kalmaktadÝr. DiÛer yandan, 8 no.lu istasyonda As derißiminde gšzlenen artÝßÝn bu yšrede gšz- le gšrŸlŸr bir jeotermal boßalÝmÝn bulunmama- sÝndan dolayÝ civardaki pestisid kullanÝmÝndan kaynaklanmasÝ da olasÝ gšrŸlmektedir. Bununla birlikte, bu •alÝßma kapsamÝnda sšz konusu ola- sÝlÝÛÝn kontrol edilmesine yšnelik ek kanÝtlar top- lanamamÝßtÝr.

YaÛÝßlÝ dšnemde akarsu boyunca gšzlenen fosfat (PO₄) ve azot tŸrevi (NO₂, NO₃ve NH₃) de- rißimlerinin •oÛunlukla 1 mg/lÕnin altÝnda olduÛu (bknz. ‚izelge 1) ve istasyonlar arasÝnda šnem- li bir farklÝlÝk bulunmadÝÛÝ gšzlenmißtir. Azot tŸ- revleri ve fosfat derißimleri ayrÝca Eber GšlŸ gi- rißinde diÛer istasyonlara gšre artÝß gšstermek- tedir.

Kurak Dšnemde (Temmuz 1999) Kimyasal Kompozisyon DeÛißimi

Kurak dšnemde Akar•ay NehriÕndeki debinin olduk•a azalmasÝna, yatak boyunca gšllenmenin olußtuÛu kesimler bulunmasÝna karßÝn, akÝß genel olarak sŸreklilik gšstermektedir. Fiziksel pa- rametrelerin bu dšnemdeki deÛißimi de Akar•ay Nehri boyunca Ÿ• farklÝ bšlgenin varlÝÛÝna ißaret etmektedir (1, 2, 3, Þekil 6). Afyon ßehri akÝßyu- karÝsÝndaki 1 ve 4 no.lu istasyonlar arasÝndaki alanÝ kapsayan birinci bšlgede ‚O ve EÜ deÛer- leri olduk•a homojen olup, sÝrasÝyla 6 mg/l ve 500 mikroS/cm dolayÝnda gšzlenmißlerdir. AkÝ- ßaßaÛÝya doÛru atmosferik ÝsÝ girdisine baÛlÝ olarak, su sÝcaklÝÛÝnda olußan artÝß ‚O i•eriÛin- de de hafif bir azalmaya neden olmaktadÝr. Af- yon ßehri akÝßyukarÝsÝnda bulunan 5 no.lu istasyon ise akÝß hÝzÝnÝn olduk•a dŸßŸk olduÛu gšl- lenmiß bir su kŸtlesini temsil ettiÛinden etkili bu- harlaßmaya baÛlÝ olarak olduk•a yŸksek EÜ de- Ûerine sahip olmußtur. Kurak dšnemde Afjet de- ßarj debisinin 0.5 l/sn dŸzeyine kadar dŸßmŸß olmasÝna karßÝn, gerek yataktaki gšllenme ne-

deniyle buharlaßmanÝn artan etkisi ve gerekse azalan akarsu debisi Ÿzerinde jeotermal deßarj suyu katkÝsÝnÝn hacÝmca daha etkili olmasÝ nedeniyle 5 ve 6 no.lu istasyonlar arasÝnda EÜ de- Ûeri yaÛÝßlÝ dšnemde olduÛu gibi artÝß gšster- mektedir (bknz. Þekil 6; 2 no.lu bšlge). Bu dš- nemde 6 no.lu istasyon akÝßaßaÛÝsÝnda gšzle- nen EÜ deÛerleri (1500 mikroS/cm) yaÛÝßlÝ dš- nemde gšzlenen deÛerlerin 2 katÝndan daha yŸksektir (bknz. Þekil 6; 3 no.lu bšlge).

Kurak dšnemde akarsu boyunca majšr iyon de- rißimlerinin yaÛÝßlÝ dšneme niteliksel bir benzerlik gšsterdiÛi izlenmektedir. Bu dšnemde de akarsuyun 1 ve 4 no.lu istasyonlarÝ arasÝnda iyon derißimlerinde šnemli bir deÛißim gšzlen- mezken, akÝßaßaÛÝ kesimde šzellikle Na ve Cl derißimleri yaÛÝßlÝ dšnemde olduÛu gibi artmak- tadÝr (Þekil 7). Bununla birlikte, olasÝlÝkla buhar- laßmaya baÛlÝ zenginleßmenin de etkisiyle ku-

Þekil 7. Akar•ay Nehri boyunca kurak dšnem (Tem- muz 1999) major iyon kimyasÝ.

Figure 7. Major ion chemistry along the Akar•ay Stre- am in the dry period (July 1999).

Þekil 6. Akar•ay Nehri boyunca fiziksel parametreler- deki deÛißimler (Temmuz 1999).

Figure 6. Variation of physical parameters along the Akar•ay Stream (July 1999).

(9)

rak dšnemdeki iyon derißimleri daha yŸksektir.

Buharlaßma sonucu iyon derißimindeki artÝßÝn ti- pik bir šrneÛi yatak boyunca gšllenmenin oluß- tuÛu 5 no.lu istasyonda gšzlenmektedir. Benzer ßekilde, Afjet deßarjÝnÝn akÝßaßaÛÝsÝnda kalan 7 ve 9 no.lu istasyonlardaki derißim artÝßÝnda da buharlaßmanÝn etkili olduÛu dŸßŸnŸlmektedir.

Üz element derißimlerinin kurak dšnemdeki deÛi- ßimi de nitel olarak yaÛÝßlÝ dšneme benzerlik gšstermektedir. Bu dšnemde de 3 no.lu istasyonda Fe, Mn ve Al derißimlerinde bir artÝß sšz konusudur. TŸm elementler gšllenme sonucu buharlaßmanÝn etkili olduÛu 5 no.lu istasyonda olduk•a yŸksek derißimlere ulaßmaktadÝrlar (Þekil 8). …te yandan, majšr iyon derißimlerin- den farklÝ olarak Afjet deßarjÝnÝn akÝßaßaÛÝsÝnda yer alan 6 ve 7 no.lu istasyonlarda iz element derißimleri dŸzensiz bir deÛißim gšstermektedir- ler. Genel olarak As dÝßÝndaki elementlerin kurak dšnem derißimlerinin yaÛÝßlÝ dšnem derißim- lerinden dŸßŸk olduÛu gšzlenmektedir. Bu durum, sšz konusu elementlerin sucul fazdan •š- kelme ve tutulma gibi sŸre•ler sonucunda akarsudan ayrÝlmÝß olabileceÛine ißaret etmektedir- ler. As derißiminde gšzlenen artÝßÝnÝn ise pestisid i•eren sulama dšnŸß sularÝnÝn katkÝsÝ ile a•ÝklanmasÝ olasÝ gšrŸlmektedir.

YaÛÝßlÝ dšnemde olduÛu gibi, kurak dšnemde de akarsu boyunca gšzlenen fosfat (PO₄) ve azot tŸrevleri (NO₂, NO₃ve NH₃) derißimlerinin

•oÛunlukla 1 mg/lÕnin altÝnda olduÛu gšzlenmiß- lerdir. Bu bileßiklerin derißimi 6 no.lu istasyondan sonra Eber GšlŸÕne doÛru dŸzenli bi•imde azalarak 0.25 mg/l dolayÝna kadar dŸßmŸßtŸr (bknz. ‚izelge 1).

Majšr Üyon Derißimlerinin YaÛÝßlÝ ve Kurak Dšnemler ArasÝndaki DeÛißimi

Akar•ay Nehri boyunca se•ilen istasyonlarÝn majšr iyon derißimleri Ÿzerinde Afjet deßarj suyunun etkisi 1999 yÝlÝ yaÛÝßlÝ ve kurak dšnemle- rine ait Piper diyagramlarÝ Ÿzerinde de gšrŸl- mektedir (Þekil 9 a, b). Her iki dšnemde de, akarsuyun Afjet deßarjÝ akÝßaßaÛÝsÝnda kalan bšlŸmŸne ait sularÝn, akÝßyukarÝ sular ile Afjet deßarj suyunu birleßtiren korunumlu karÝßÝm doÛrusu dolayÝnda yer aldÝklarÝ gšrŸlmektedir.

YaÛÝßlÝ dšnemde akarsuyun i•erdiÛi tatlÝ su mik- tarÝnÝn bŸyŸklŸÛŸnden dolayÝ akÝßaßaÛÝ sular, tatlÝ sulara daha yakÝn konumda iken, kurak dš- nemde olasÝlÝkla buharlaßmanÝn etkisi ile Afjet deßarjÝna daha yakÝn konumda bulunmaktadÝr- lar.

…te yandan akÝßaßaÛÝ sularÝn her iki dšnemde de karÝßÝm doÛrusundan sapmalar gšsterdiÛi ve bu sapmalarÝn kurak dšnemde daha fazla oldu- Ûu gšzlenmektedir. Bu durum, akÝßyukarÝ su ile Afjet deßarjÝnÝn karÝßmasÝndan sonra karÝßÝm suyunun kimyasal kompozisyonunda •eßitli re- aksiyonlara baÛlÝ deÛißimlerin olduÛuna ißaret etmektedir. Sšz konusu kompozisyon deÛißiklik- lerinde kurak dšnemdeki akÝß sŸresince ger•ek- leßen buharlaßmanÝn yanÝ sÝra, yaÛÝßlÝ dšnem- de yan dere katkÝlarÝnÝn da etkili olmasÝ olasÝ gšrŸlmektedir. DiÛer yandan, iyon takasÝ ve •š- kelme gibi kimyasal sŸre•lerin de akarsu kimyasal kompozisyonunda deÛißime neden olmasÝ beklenen bir durumdur.

AKAR‚AY NEHRÜ SEDÜMANLARINDA KATYON TAKAS KAPASÜTESÜ

Jeotermal kškenli deßarj sularÝnÝn i•erdiÛi kirle- ticilerin akarsu sedimanlarÝ tarafÝndan iyon taka- sÝ ile tutulmasÝ gelecekteki su kirliliÛi dŸzeyini etkileyen šnemli ve yaygÝn kimyasal sŸre•tir.

Sediman minerallerinin kristal hatalarÝna baÛlÝ olarak olußan elektriksel yŸk noktalarÝ ile polar karakterli organik molekŸllerin elektriksel •ekim gŸcŸnden kaynaklanan bu sŸre•, Akar•ay Neh- riÕnde gšzlendiÛi gibi, bazik pH koßullarÝnda katyon tutma ßeklinde gelißmektedir. Katyon takas tepkimeleri saniye-dakika mertebesinde bir hÝza sahip olduklarÝndan, suyun i•erdiÛi katyonlar kÝ- sa zamanda ve kabaca sudaki bolluklarÝ ile orantÝlÝ bi•imde akarsu sedimanlarÝ tarafÝndan tutulmaktadÝrlar. Bu durum, baßlangÝ•ta Na vb.

Þekil 8. Akar•ay Nehri boyunca kurak dšnem (Tem- muz 1999) iz element kimyasÝ.

Figure 8. Trace elements chemistry along the Akar-

•ay Stream in the dry period (July 1999).

(10)

Þekil 9. YaÛÝßlÝ (a) ve kurak (b) dšnemlerde su šrneklerinin Piper diyagramÝ Ÿzerindeki daÛÝlÝmÝ (A: Akar•ay (Afjet akÝßyukarÝsÝ), B: Akar•ay (Afjet akÝßaßaÛÝsÝ), C: Afjet deßarj suyu).

Figure 9. Distribution of wet (a) and dry period (b) water samples in Piper diagram (A: Akar•ay (upstream of Afjet discharge), B: Akar•ay (downstream of Afjet discharge), C: Afjet discharge).

Þekil 10. Akar•ay Nehri sedimanlarÝ KTKÕlerinin yatak boyunca deÛißimi.

Figure 10. Variation of KTK values of the stream se- diments along the Akar•ay Stream bed.

kirletici nitelikteki katyonlarÝn akarsudan arÝndÝ- rÝlmasÝ gibi olumlu bir sonuca neden olmaktadÝr.

Buna karßÝn, akarsuya kirletici girißinin kesilmesi durumunda ise, bu kez sedimanlar temiz su ile katyon takas dengesine ulaßmak i•in daha šnce tuttuklarÝ kirletici nitelikli katyonlarÝ suya salmaktadÝrlar. Sonu•ta, akarsuya kirletici girißi kesilmiß olsa bile, ge•mißte sedimanlarca tutulan kirletici katyonlarÝn suya ge•ißi ile kirlenme bir sŸre daha devam etmektedir. Sšz konusu et- kinin ne denli šnemli olduÛu ise, yatak sediman- larÝnÝn katyon takas kapasiteleri (KTK) ile oran- tÝlÝdÝr. Bu nedenle, •alÝßma kapsamÝnda Akar-

•ay Nehri boyunca yatak sedimanlarÝnÝn KTKÕlerinin belirlenmesi gerekli gšrŸlmŸßtŸr.

‚alÝßma kapsamÝnda ger•ekleßtirilen laboratu- var deneylerinden elde edilen sonu•lar Akar•ay Nehri yatak sedimanlarÝnÝn KTKÕnin 7.5

meq/100g sediman ile 40.9 meq/100g sediman arasÝnda deÛißtiÛini gšstermißtir (Þekil 10). Se- dimanlarÝn KTK deÛerleri genel olarak akÝßaßa- ÛÝya doÛru artÝß gšstermektedir. KTK sedimanÝn

(11)

yŸzde kil ve organik madde i•eriÛi ile doÛru orantÝlÝ olduÛundan, bu durumun havzanÝn u•

kesimlerinde daha fazla killi malzeme birikimin- den kaynaklanmasÝ makul gšrŸnmektedir. AyrÝ- ca, KTK deÛerinin olasÝlÝkla sedimanlardaki organik madde bolluÛundan dolayÝ Afyon ßehri akÝßyukarÝsÝnda arttÝÛÝ gšzlenmißtir. Buna kar- ßÝn, ßehrin akÝßaßaÛÝsÝnda 6 no.lu istasyonda gšzlenen dŸßŸk KTK deÛerlerinin ise, bu kesimde akarsu yataÛÝnÝn yakÝn ge•mißte Ýslah edilmesine baÛlÝ olarak killi malzeme miktarÝndaki azalma ile ilgili olduÛu dŸßŸnŸlmektedir. …te yandan, bir katyonun sudaki yŸzde miktarÝna baÛlÝ olarak sediman Ÿzerinde sahip olmasÝ gereken yŸzde miktarÝ β_katyonparametresi ile ifade edildiÛinde, akarsu kompozisyonu ile katyon takas dengesine ulaßan sedimanlarda, KTK*β_kat-

yon deÛerinin sediman Ÿzerinde tutulan katyon miktarÝna (TKM) denk olmasÝ gerekmektedir.

Akar•ay Nehri sediman šrneklerinde šl•Ÿlen TKM ile bu sedimanlarÝn KTK*β_katyon deÛerleri karßÝlaßtÝrÝldÝÛÝnda, akarsu boyunca her yerde su ile sedimanlar arasÝnda katyon takas dengesinin olußtuÛu anlaßÝlmaktadÝr (Þekil 11). Su kompozisyonundan itibaren farklÝ katyonlar i•in β_katyondeÛerlerinin hesaplanmasÝna ilißkin ayrÝn- tÝlar Appelo ve Postma (1994) tarafÝndan veril- mektedir.

DeÛißik kesitlerden alÝnan 28 adet šrnek Ÿzerin- de yapÝlan deneyler sonucunda Akar•ay Nehri yatak sedimanlarÝnda ortalama gšzenekliliÛin (n) %35, ortalama yoÛunluÛun (d) ise 2.5 g/cm³ olduÛu saptanmÝßtÝr. Yatak sedimanlarÝnÝn ortalama KTK deÛerlerinin 15 meq/100g, Afjet de- ßarjÝ akÝßaßaÛÝsÝndan Eber GšlŸÕne kadar uzanan yatak uzunluÛunun (U) 50 km, ortalama yatak genißliÛinin (g) 10 m ve ortalama yatak sedi- manÝ kalÝnlÝÛÝnÝn (k) 25 cm olduÛu varsayÝldÝÛÝn- da, sšz konusu alanda toplam tutulan katyon (TTK) deÛerinin (TTK=U*g*k*d*[1-n]*KTK) 3.05*10¹⁰ meqÕa ulaßabileceÛi anlaßÝlmaktadÝr.

DiÛer yandan, kurak dšnem akarsu kimyasal kompozisyonu dikkate alÝndÝÛÝnda, Akar•ay NehriÕnin Afjet deßarjÝ akÝßaßaÛÝsÝ bšlŸmŸndeki sedimanlarÝn ortalama Na iyon miktarÝnÝn (β_Na) 0.0965 dŸzeyinde olduÛu belirlenmißtir. Bšylece bu sedimanlarda tutulan toplam Na elementi miktarÝnÝn (TTK*β_Na; TTK=3.05*10¹⁰mmol, β_Na= 0.0965) yaklaßÝk 68 ton (=TTK*β_Na*22.98 g/mol*10^-3mol/mmol*10^-6ton/g) olacaÛÝ anlaßÝl- maktadÝr. …te yandan, bu sedimanlarÝn Afjet de- ßarj suyu etkisi i•ermeyen, Akar•ay Nehri akÝß- yukarÝ su (β_Na=0.0643) ile temas ederek katyon takas dengesine gelmesi durumunda ise, sedimanlar tarafÝndan tutulabilecek Na elementi miktarÝ ise 45 ton olmaktadÝr. DiÛer bir deyißle;

Þekil 11. Akar•ay Nehri sedimanlarÝnda farklÝ katyonlar i•in β_katyon*KTK ve TKM deÛerlerinin karßÝlaßtÝrÝlmasÝ.

Figure 11. Comparison of the βcation*KTK and TKM values of the Akar•ay streambed sediments for various cations.

(12)

Afjet suyu ile temas sonucu 68 ton Na elementi tutan akÝßaßaÛÝ yatak sedimanlarÝ, deßarjÝnÝn kesilmesi durumunda akÝßyukarÝ su ile katyon takas dengesine ulaßacaktÝr. Yeni denge koßul- larÝ 45 ton Na elementi tutulmasÝna izin verece- Ûinden 23 ton Na akarsuya salÝnacaktÝr. Sedi- manlardan salÝnacak kirletici katyonlarÝn yerel hidrojeolojik koßullara baÛlÝ olarak dŸßey yšnde doygun olmayan zona, ya da akarsu ile Eber GšlŸÕne taßÝnacaklardÝr. Benzer sŸre•lerin Li, As, Fe, Mn vb. kirletici nitelikteki iz katyonlar i•in de ger•ekleßmesi beklenen bir durumdur.

SONU‚LAR VE …NERÜLER

Gerek šnceki •alÝßmalarda ve gerekse bu •alÝß- ma kapsamÝnda ger•ekleßtirilen gšzlemler, Afjet IsÝtma Sistemi deßarj suyunun gŸnŸmŸzdeki debisi (~125 l/sn) ve kimyasal derißimi ile Akar•ay Nehri su ve yatak sedimanÝ kimyasal kalitesi Ÿzerinde olumsuz etkilere neden olduÛunu gšs- termektedir. Jeotermal atÝk suyun doÛrudan akarsuya verilmesi sonucunda doÛal koßullarda Ca-HCO₃ karakterinde olan su kompozisyonu Na-HCO₃ karakterine dšnŸßmektedir. DiÛer yandan, doÛal koßullarda olduk•a dŸßŸk olan aÛÝr metal ve iz element derißimleri de jeotermal su katkÝsÝna baÛlÝ olarak belirgin bi•imde art- maktadÝr. Gelecekte ÝsÝtma sisteminde planlanan 625 l/snÕlik debiye ulaßÝlmasÝ ile sšz konusu etkilerin boyutlarÝ da orantÝlÝ bi•imde artacaktÝr.

Bu durumda, sšz konusu olumsuz etkilerin gide- rilmesine yšnelik šnlemlerin kÝsa sŸrede plan- lanmasÝ ve uygulanmasÝ gerekmektedir.

Afjet deßarj suyunun akarsu kompozisyonu Ÿze- rindeki olumsuz etkilerinin giderilmesi i•in •eßitli šnlemlerin alÝnmasÝ mŸmkŸndŸr. Jeotermal de- ßarj suyunun akifere geri-basÝlmasÝ (re-enjeksi- yon) •šzŸm se•eneklerinden birisini olußtur- maktadÝr. DiÛer bir yaklaßÝm ise, kÝß aylarÝnda depolanan deßarj suyunun yaz aylarÝnda buhar- laßtÝrma yoluyla iyonlarÝndan arÝndÝrÝlmasÝ olabi- lir. Üyon takasÝna dayalÝ kimyasal arÝtma sistemleri ile de kirletici bileßenlerin deßarj suyudan arÝndÝrÝlmasÝ mŸmkŸn gšrŸlmektedir. Gerek bu- harlaßtÝrma ve gerekse kimyasal ißlemlerle arÝn- dÝrma yoluyla Br, B, Li, As vb. gibi deÛerli elementlerin geri kazanÝlmasÝ ve gelir elde edilme- si de dikkate alÝnmasÝ gereken bir diÛer se•e- nektir. Bu se•eneklerden hangilerinin ekonomik ve teknik a•Ýdan uygulanabilir olduklarÝnÝn belirlenmesi ise, kapsamlÝ araßtÝrmalarÝn yapÝlmasÝ-

nÝ gerektirecektir. TŸm bu araßtÝrmalar ve alÝna- cak šnlemler šnemli boyutlarda harcamalar ge- rektirmekle birlikte, mevcut uygulamanÝn devam ettirilmesi halinde, yšredeki en šnemli tatlÝ yŸ- zey suyu kaynaÛÝ olan Eber GšlŸÕnŸn gelecekte ileri boyutlarda kirlenmesi ka•ÝnÝlmaz olacaktÝr.

Geri-basma ißlemi jeotermal akiferin su ve ÝsÝ dengesinin korunmasÝ a•ÝsÝndan da uygun bir se•enektir. …te yandan, Afjet sistemi kuyularÝ- nÝn ißletmeye alÝnmasÝ ile birlikte bunlarÝn yakÝn- larÝnda bulunan Uyuz ve KÝzÝk HamamlarÝ gibi kaynaklarÝn kurumasÝ (Mutlu, 1996), jeotermal akiferde su bŸt•esinin de akÝßkan Ÿretiminden olumsuz yšnde etkilendiÛine ißaret etmektedir.

DolayÝsÝyla, karbonat, ya da silis •škeliminden kaynaklanan sorunlar ve pompaj maliyeti gibi nedenlerle uygulanmasÝndan ka•ÝnÝlan geri- basma ißlemi •evre korumasÝ a•ÝsÝndan olduÛu kadar akiferin beslenmesi ve jeotermal ÝsÝtma sisteminin sŸrdŸrŸlebilirliÛi a•ÝsÝndan da šnem taßÝmaktadÝr. …te yandan, iyon takas sistemlerinin karmaßÝk dŸzenekler gerektirmesi, tutulan iyonlarÝn katÝ faza alÝnmasÝ ve takas sistemlerinin sÝklÝkla gen•leßtirilmesi (rejenerasyon) gibi uygulama gŸ•lŸkleri bu yšntemin pratik olarak uygulanabilirliÛini kÝsÝtlamaktadÝr. Jeotermal de- ßarj suyundaki iyonlarÝn (tuzlarÝn) kademeli bu- harlaßtÝrma yoluyla •škeltilmesi ise, pratik olarak daha uygulanabilir bir se•enek olmakla birlikte, geniß buharlaßtÝrma ve bŸyŸk hacimli de- ßarj suyu depolama tesislerine gereksinim du- yulmasÝ gibi gŸ•lŸkler i•ermektedir. TŸm bu gŸ•lŸklere karßÝn, Afjet deßarj suyunun ißletme dšnemindeki ortalama debisi (125 l/sn) ve kimyasal bileßimi (šrn.: Li=2.68 mg/l, B=10.64 mg/l, F=13.20 mg/l, Br=18.20 mg/l) dikkate alÝndÝÛÝn- da, tesisin yÝlda 6 aylÝk ißletimi ile jeotermal de- ßarj suyundan 5.2 ton Li (2.68 mg/l*6 ay*30 gŸn/ay*86400 sn/gŸn*125 l/sn*10^-9ton/mg = 5.2 ton), 20.7 ton B, 25.7 ton F ve 35.4 ton Br elementi ŸretilebileceÛi anlaßÝlmaktadÝr. Benzer ße- kilde, jeotermal deßarj suyudan aynÝ sŸre i•inde 2190 ton Na eßdeÛeri NaCl tuzu Ÿretilmesi de mŸmkŸn gšrŸnmektedir. Geri-basma vb. deßarj suyu uzaklaßtÝrma se•eneklerinin ekonomik ve/veya teknik a•Ýdan uygulanabilir olmamasÝ durumunda, deßarj suyunun 100 kmÕlik bir kana- let sistemi ile Akßehir GšlŸÕne iletilmesi se•ene- Ûi de dikkate alÝnmalÝdÝr. Terminal bir gšl konu- munda bulunan bu su kŸtlesi doÛal koßullar al- tÝnda da, yoÛun buharlaßmaya baÛlÝ olarak, tuz- lu ve kullanÝlamaz šzellikte su i•ermektedir. Bu-

(13)

nunla birlikte, Afjet deßarj suyu katkÝsÝnÝn Akße- hir GšlŸ sulak alanlarÝ Ÿzerinde olumsuz bir et- kiye neden olup olmayacaÛÝ da araßtÝrÝlmalÝdÝr.

KATKI BELÜRTME

Birinci yazarÝn doktora tezi •alÝßmasÝnÝn bir bš- lŸmŸnŸ i•eren bu araßtÝrma, ÒAkar•ay (Afyon) HavzasÝnda Jeotermal Kškenli YŸzeysuyu ve YeraltÝsuyu KirliliÛinin AraßtÝrÝlmasÝÓ baßlÝklÝ, 01.T07.604.001 no.lu ÒLisansŸstŸ …Ûrenim AraßtÝrma ProjesiÓ kapsamÝnda Hacettepe †niversitesi AraßtÝrma Fonu tarafÝndan maddi olarak desteklenmißtir. DSÜ Genel MŸdŸrlŸÛŸ adÝna Hacettepe †niversitesi UluslararasÝ Karst Su KaynaklarÝ Uygulama ve AraßtÝrma Merkezi (UKAM) tarafÝndan yŸrŸtŸlen ÒAkar•ay HavzasÝ Hidrojeolojisi ve YeraltÝsuyu AkÝm ModeliÓ adlÝ proje •alÝßmasÝ kapsamÝnda saha •alÝßmalarÝna lojistik destek saÛlanmÝßtÝr. Yazarlar, yukarÝda belirtilen kurum ve kurulußlara teßekkŸr ederler.

KAYNAKLAR

APHA (American Public Health Association), AWWA (American Water Works Association) and WPCF (Water Pollution Control Federati- on), 1989. Standard Methods for the Analysis of Water and Waste Water. AP- HA publication, 17th Edition, Washington DC, 2005, 1133 pp.

Appelo, C.A.J., and Postma, D., 1994. Geochemistry, Groundwater and Pollution. A.A. Balkema, Rotterdam, The Netherlands, 536 pp.

ASTM (American Society for Testing and Materials), 1988. Annual Book of ASTM Standard, Section 4 Construction, Volume 04.08 So- il and Rock, Building, Stones; Geotextiles.

953 pp.

BatÝk, H., Ko•ak, A., Akkuß, Ü., Þimßek, Þ., MertoÛlu, O., Dokuz, Ü., and BakÝr, N., 2000. Geot- hermal energy utilisation development in Turkey (present geothermal situation and projections). Proceedings of the World Ge- othermal Congress, E. Iglesias, D. Black- well, T. Hunt, J. Lund, S. Tamanyu and K.

Kimbara (eds.), Kyushu-Tohoku, Japan, 85-91 pp, (CD-ROM).

Beker, U.G., 1999. Treatment of geothermal waste- water by ion exchange method. Environ- mental Technology, 20 (4), 437-442.

Birkle, P., and Merkel, B., 2000. Environmental im- pact by spill of geothermal fluids at the geothermal field of Los Azufers, Michoacan- Mexico. Water Air and Soil Polution, 124 (3-4), 371-410.

DoÛdu, M.Þ., 2001. Akar•ay (Afyon) HavzasÝÕnda jeotermal kškenli yŸzeysuyu ve yeraltÝsuyu kirliliÛinin araßtÝrÝlmasÝ. Doktora Tezi, Ha- cettepe †niversitesi, Fen Bilimleri EnstitŸ- sŸ, Ankara, 143 s (yayÝmlanmamÝß).

Erißen, B., Akkuß, Ü., Uygur, N. ve Ko•ak, A., 1996.

TŸrkiye Jeotermal Envanteri. MTA Genel MŸdŸrlŸÛŸ, Ankara, 480 s.

Loppi, S., 2001. Environmental distribution of mer- cury and other trace elements in the geothermal area of Bagnore (Mt. Amiata, Italy).

Chemosphere, 45, 991-995.

Lund, J.W., and Freeston, D.H., 2000. World-wide di- rect uses of geothermal energy 2000. Pro- ceedings of the World Geothermal Cong- ress, E. Iglesias, D. Blackwell, T. Hunt, J.

Lund, S. Tamanyu and K. Kimbara (eds.), Kyushu-Tohoku, Japan, 1-21 pp, (CD- ROM).

Mutlu, H., 1996. Geochemical assessment of thermal waters from the Afyon Geothermal Area:

geothermometry applications and fluid-mi- neral equilibria. Ph.D. Thesis, Middle East Technical University, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Ankara, 169 pp (unpublished).

Þimßek, Þ., 2002. Kißisel gšrŸßme. Hacettepe †niversitesi, Jeoloji MŸhendisliÛi BšlŸmŸ, Hid- rojeoloji MŸhendisliÛi Anabilim DalÝ, Beyte- pe, 06532, Ankara.

Tezcan, L., 2001. Kißisel gšrŸßme. Hacettepe †niversitesi, Jeoloji MŸhendisliÛi BšlŸmŸ, Hidro- jeoloji MŸhendisliÛi Anabilim DalÝ, Beyte- pe, 06532, Ankara.

USDA (United States Department of Agriculture), 1996. Soil Survey Laboratory Methods Manual. Natural States Resources Con- servation Service, National Soil Survey Center, Washington, D.C., Soil Investigati- on Report No: 42, Version 3.0, 693 pp.

Webster, J.G., 1999. The source of arsenic (and other elements) in the Marble-Matingao Ri- ver Catchment, Mindanao-Philippines. Ge- othermics, 28 (1), 95-111.

YÝlmaz, …., 1999. Jeotermal Enerji ve AfyonÕda Kulla- nÝmÝ. Afyon Kocatepe †niversitesi YayÝnla- rÝ, 93 s.