Geyve (Sakarya) civarında ağır metal zenginleşmeleri: Toprak ve dere sedimanı jeokimyası çalışmaları
Heavy metal enrichments in Geyve (Sakarya): Soil and stream sediment geochemistry studies
Yazar: MEHMET BARIŞ DURGUN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN DEMİRELA ; DR. MUSTAFA HAYDAR TERZİ
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, toprak ve dere sedimanlarındaki ağır metal zenginleşme/ kirlilik seviyelerini, olası zenginleşme kaynaklarını ve kökenlerini hem jeojenik hem de antropojenik perspektiflerden değerlendirmektir. Bu amaçla, Celaller sahasından 719 adet ve Kamışlı sahasından 1317 adet toprak örneği, drenaj sistemlerinden 133 adet dere sedimanı ve çalışma alanında yüzeyleyen kayaç mostralarından 30 adet kayaç örneğinin ağır metal içerikleri tespit edilmiştir. Ayrıca sondaj çalışmaları sırasında Celaller sahasındaki S-1, S-2 ve S-3 sondajlarından alınan 651 adet ve Kamışlı sahasındaki D-1, D-2 ve D-3 sondajlarından alınan 745 adet karot örneğinin litolojik ve jeokimyasal özellikleri belirlenerek karşılaştırmalara dahil edilmiştir. Toprak ve dere sedimanı örneklerindeki ağır metal içeriklerinin kirlilik riski seviyelerini değerlendirmek amacıyla kirlenme derecesi ve kirlilik yük indeksi değerleri hesaplanmış ve mekânsal dağılım haritaları oluşturulmuştur. Celaller sahası topraklarında orta ile yüksek derece arasında, Kamışlı sahası topraklarında orta derecede kirlilik varlığı belirlenmiştir. Dere sedimanı için yapılan hesaplamalarda ise orta derecede kirlilik gösteren örneklerin varlığı ortaya konulmuştur. Celaller toprak örneklerinde arsenik ve kurşun ile kobalt ve nikel arasında kuvvetli pozitif korelasyon, Kamışlı toprak örneklerinde kobalt ve nikel arasında kuvvetli pozitif ile bakır ve çinko arasında pozitif korelasyon tespit edilmiştir. Dere sedimanı örneklerinde ise ağır metaller arasındaki korelasyonlar çok belirgin değildir. Hiyerarşik küme analizi Celaller'de istatistiksel olarak anlamlı olan Co-Ni, Cu-Zn-V ile As-Pb ana kümelerini, Kamışlı'da Cu-Ni-V ile Cu-Zn-Pb-As ana kümelerini ve dere sedimanı örneklerinde ise Co-Ni ile Cu-Pb-V-As-Zn ana kümelerinin varlığını ortaya koymuştur. Bu çalışmalar ışığında belirli alanlardaki toprak örneklerinde arsenik, bakır, kurşun, vanadyum ve çinko zenginleşmelerinin antropojenik kaynaklardan ziyade jeojenik kaynaklar ile ilişkisi ortaya çıkarılmıştır. Ayrıca kobalt ve nikel zenginleşmelerinin daha çok serpantinitler ile kökensel ilişkisi olduğu ortaya konulmuştur.

Abstract:
The objective of this study is to evaluate the levels of heavy metal enrichment/ pollution, potential sources and origins of heavy metal enrichment from both geogenic and anthropogenic perspectives in soil and stream sediments. For this purpose, the heavy metal contents were determined for 719 soil samples from the Celaller site and 1317 soil samples from the Kamışlı site. Geochemical analyses were conducted on 133 stream sediment samples from drainage systems and 30 local rock samples. In addition, the geochemical analysis results of 651 drill core samples from S-1, S-2, and S-3 drillings at the Celaller site and 745 drill core samples from D-1, D-2, and D-3 drillings at the Kamışlı site were correlated with respect to lithological properties and geochemical data. To assess the pollution risk levels of heavy metals in the soil and stream sediment samples, the degree of contamination and pollution load index were calculated, and spatial distribution maps were created. The results revealed that the soils of the Celaller and Kamışlı sites exhibited contamination levels ranging from medium to high. In the pollution calculation for stream sediment, the presence of moderate-degree pollution samples was determined. Strong positive relationships were observed between arsenic and lead, as well as between cobalt and nickel, in the Celaller soil samples. In the Kamışlı soil samples, strong positive relationships were identified between cobalt and nickel, and positive relationships between copper and zinc. However, the correlations observed in the stream sediment samples were not clear. Hierarchical cluster analysis revealed the existence of statistically significant clusters of Co-Ni, Cu-Zn-V, and As-Pb in the Celaller site and Cu-Ni-V and Cu-Zn-Pb-As in the Kamışlı site. In the stream sediment samples, clusters of Co-Ni and Cu-Pb-V-As-Zn were identified. The results indicate that the enrichment of arsenic, copper, lead, vanadium, and zinc in soil samples is more closely associated with geogenic sources than anthropogenic sources. Additionally, the enrichment of cobalt and nickel is primarily related to serpentinite rocks.