Akarsu kıyı sedimentlerinde metal konsantrasyonlarının belirlenmesi ve ekolojik risk indekslerinin değerlendirilmesi
Determination of metal concentrations and ecological risk indexes assessment in the river coastal sediments
Yazar: ELİF CİHAN
Danışman: DOÇ. DR. NAİM SEZGİN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Metal kirlilik = Metal pollution ; Sedimantoloji = Sedimentology ; Sürüntü maddesi = Sediment ; Zenginleştirme = Enrichment ; Çökeller = Sediments

Özet:
Yeryüzünde bulunan doğal suların kalitesinin bozulmasında, dünya genelinde hızlı gelişen kentleşme, endüstrileşme ve yoğun tarımsal faaliyetler önemli bir rol oynamaktadır. Özellikle, evsel ve endüstriyel atıksuların yeterince arıtılmadan alıcı su ortamlarına deşarj edilmesi su kirliliğini oluşturan önemli bir unsurdur. Su, insan ve diğer canlıların hayatları için en temel kaynaktır. Bu nedenle, bu kaynakta meydana gelecek her türlü olumsuzluklar tüm canlıları etkilemektedir. Sucul ortamlarda, çevre ve insan sağlığı açısından önemli riskler oluşturan kirliliklerden biri de metal kirliliğidir. Herhangi bir alıcı ortamdaki metal kirliliğinin belirlenmesi, o alıcı ortamdan kaynaklanacak olası risklere karşı korunma ve kaynağın sürdürülebilir kullanımı ile ilgili stratejiler geliştirilmesinde önemli bir basamak olacaktır. Sucul ortamlarda kirlilik belirleme çalışmalarından biri sedimentlerle yapılan çalışmalardır. Bu çalışmada, Kocaeli ve İstanbul-Şile bölgelerinde bulunan Göksu ve Çanakdere akarsularının kıyı sedimentlerinde metal konsantrasyonlarının belirlenmesi ve ekolojik risk indekslerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, toplanan sediment numunelerinde kurşun (Pb), çinko (Zn), nikel (Ni), kadmiyum (Cd), krom (Cr), kobalt (Co) metal konsantrasyonları ve referans metal olarak skandiyum (Sc) metalinin konsantrasyonu belirlenmiştir. Ayrıca, metal konsantrasyonlarından zenginleştirme faktörü (EF), kontaminasyon faktörü (CF), jeoakümülasyon indeksi (Igeo), kirlilik yük indeksi (PLI) ve potansiyel ekolojik risk indeksi (PERI) gibi ekolojik risk indeksleri hesaplanmıştır. Seçilen iki akarsu kıyısından 2021 ve 2022 yıllarında kuru ve yağışlı mevsimler için toplam 24 adet sediment numuneleri toplanarak çalışmalar yürütülmüştür. Analizi yapılan Pb, Zn, Ni, Cd, Cr ve Co metallerinin kuru mevsim ortalama değerleri sırasıyla, 23,14 mg/kg, 66,12 mg/kg, 24,98 mg/kg, 0,19 mg/kg, 58,77 mg/kg, 20,82 mg/kg ve 10,56 mg/kg olarak belirlenmiştir. Yağışlı mevsim ortalama metal konsantrasyonları ise Pb için 34,57 mg/kg, Zn için 73,35 mg/kg, Ni için 13,87 mg/kg, Cd için 0,24 mg/kg, Cr için 122,24 mg/kg, ve Co için 27,01 mg/kg olarak ölçülmüştür. Hesaplanan kirlilik faktörü ve ekolojik risk indekslerine göre sedimentlerde kuru mevsimde metal kirliliğinin minimal düzeyde olduğu ve yağışlı mevsimde ise yüzeysel akış nedeniyle kirlilik seviyesinin arttığı görülmüştür. Özellikle turizm, tarımsal faaliyetlerin ve besi çiftliklerinin fazla olduğu noktalarda potansiyel risk indeks değerleri daha yüksek olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Rapidly developing urbanization, industrialization and intensive agricultural activities play an important role in the deterioration of the quality of natural water sources on earth. In addition, the discharge of industrial and domestic wastewater into receiving water environments without being sufficiently treated is another important factor that causes water pollution. Water is the most basic resource for the lives of humans and other living things. For this reason, all kinds of negativities that may occur in this source affect all living things. Metal pollution is one of the pollutants that pose significant risks to the environment and human health in aquatic environments. Determining metal pollution in any receiving environment will be an important step in developing strategies for protection against possible risks arising from that receiving environment and for the sustainable use of the resource. One of the pollution determination studies in aquatic environments is the studies carried out in sediments. In this study, it was aimed to determine metal concentrations in coastal sediments of Göksu and Çanakdere rivers in Kocaeli and Istanbul-Şile regions and to evaluate their ecological risk indexes. For this purpose, the concentrations of Lead (Pb), Zinc (Zn), Nickel (Ni), Cadmium (Cd), Chromium (Cr) and Cobalt (Co) metals in the collected sediment samples were determined. Analysis of Scandium (Sc) metal as reference metal was carried out in this study. In addition, ecological risk indexes such as enrichment factor (EF), contamination factor (CF), geoaccumulation index (Igeo), pollution load index (PLI) and potential ecological risk index (PERI) were calculated from metal concentrations in sediments. A total of 24 sediment samples were collected from the two selected river coastal for the dry and wet seasons at 2021 and 2022, and studies were carried out. Dry season mean values for Pb, Zn, Ni, Cd, Cr and Co metals are 23.14 mg/kg, 66.12 mg/kg, 24.98 mg/kg, 0.19 mg/kg, 58.77 mg/kg, 20.82 mg/kg and 10.56 mg/kg, respectively. Wet season average metal concentrations are 34.57 mg/kg for Pb, 73.35 mg/kg for Zn, 13.87 mg/kg for Ni, 0.24 mg/kg for Cd, 122.24 mg/kg for Cr. , and was measured as 27.01 mg/kg for Co. According to the calculated pollution factor and ecological risk indexes, metal pollution in the sediments was minimal in the dry season and the pollution level increased in the wet season due to runoff. Potential risk index values were determined to be higher especially at points where tourism, agricultural activities and livestock farms are intensively in this study.