İzmit körfezi'ne taşınan sedimentlerde mikroplastik, PAH ve PCB kirletici seviyeleri
Microplastic, PAH and PCB pollutants levels in sediment carried to İzmit bay
Yazar: SEDA KILIÇ
Danışman: PROF. DR. HALİM AYTEKİN ERGÜL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Poliklorürbifenil = Polychlorinated biphenyls ; Polisiklik aromatik hidrokarbonlar = Policyclic aromatic hydrocarbons ; İzmit Körfezi = İzmit Bay

Özet:
Ülke ekonomisi, deniz trafiği, çevre ve ekolojik açıdan büyük bir öneme sahip olan İzmit Körfezi Havzası'nda yapılan bu çalışmada mikroplastik, PAH ve PCB düzeylerindeki değişimler mevsimsel olarak araştırılmıştır. Sediment örnekleri deşarj ve sanayileşmenin en yoğun olduğu Batı, Orta ve Doğu basenlerinde belirlenen 3 büyük akarsu üzerinde 9 farklı noktadan alınmıştır. Mikroplastiklerin analizi için sediment örneklerinin partikül büyüklüğü <63 μm olarak ayrılırken, PAH ve PCB analizleri için <63 μm ve >63 μm olarak ayrılmıştır. Sediment örneklerinde mikroplastiklerin tespiti, şekilleri ve polimer yapılarına göre sınıflandırılması ve risk indeksleri belirlenerek risk değerlendirmesi yapılmıştır. Mikroplastik parçacıklar, mikroskop teknikleri kullanılarak tanımlanmıştır ve ardından polimer bileşimi FTIR kullanılarak belirlenmiştir. En çok Kirazdere istasyonunda olmak üzere tüm örneklerin mikroplastik içerdiği ve derişimlerinin kuru ağırlıkta 33-11200 parçacık/kg ve 46-769 parçacık/m2 arasında değiştiği belirlenmiştir. Sediment örneklerinde en çok bulunan mikroplastikler şekillerine göre film, fragman, foam ve fiber iken, polimer yapılarına göre yüksek yoğunluklu polietilen, polipropilen, polistiren ve polietilen teraftalattır. Sediment örneklerinde Toplam-PAH değerleri EPA 8100 yöntemine göre GC-FID kullanılarak kuru ağırlıkta 0,05-4800,11 ng/g olarak ölçülmüştür. Benz(a)anthracene, Dibenz(a,h)anthracene ve Indeno(1,2,3-cd)pyrene baskın PAH bileşenleri olarak analiz edildi. T-C-PAH'lar kuru ağırlıkta 0,05-3929 ng/g arasında ölçülmüştür. Toplam-PCB değerleri EPA 8082 yöntemine göre GC-ECD kullanılarak kuru ağırlıkta 1,28-28,59 ng/g arasında değişiklik göstermiştir. En baskın PCB bileşenleri PCB5, PCB52 ve PCB31 olarak belirlenmiştir. 
Sonuç olarak, evsel ve endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan mikroplastiklerin İK akarsu sedimentlerinde yüksek risk oluşturduğu, Dilderesi ve Kirazdere akarsularının PAH ve PCB kirliliğine yüksek oranda maruz kaldığı, PAH kirlilik kaynağının odun-kömür yanmasıve trafik emisyonlarına bağlı olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
Changes in levels of microplastics, PAHs and PCBs were investigated in the İzmit Bay (IB), which holds great importance for the country's economy, maritime traffic, environment, and ecology, by this study seasonally. Sediment samples were taken from nine different points on three main rivers determined in the West, Middle and East basins, where discharge and industrialization are the most intense. The particle size of the sediment samples was separated as <63 μm for the analysis of microplastics, and <63 μm >63 μm for the analysis of PAHs and PCBs. A risk assessment was conducted by detecting microplastics in the sediments, classifying them according to their shapes and polymer structures, and by determining risk indexes. Microplastic particles were identified using microscopy techniques and then analyzed using FTIR to determine polymer composition. All samples, mostly those at Kirazdere station, contain microplastics and their concentrations were varied between 33-11200 particles/kg in dry-weight and 46-769 particles/m2. The most common microplastics in bay streams according to their shapes were observed as film, fragment, foam, and fiber and high density polyethylene, polypropylene, polystyrene, and polyethylene terephthalate according to polymer structures. Total-PAH values in sediment samples were measured as 0.05-4800,11 ng/g in dry-weight by using FID-GC according to EPA 8100 method. Benz(a)anthracene, Dibenz(a,h)anthracene, and Indeno(1,2,3-cd)pyrene were evaluated the most dominant PAH congeners. T-C-PAHs were measured as 0.05-3929 ng/g in dry-weight. With the use of the EPA 8082 method, T-PCB values were measured between 1.28-28.59 ng/g in dry-weight. PCB5, PCB52, and PCB31 were evaluated as the dominant PCB congeners. 
In conclusion, it has been observed that microplastics have posed a high risk in the IB river sediments as a result of domestic and industrial activities, and that Dilderesi and Kirazdere rivers have highly exposed to PAH and PCB pollution. It has been determined that the source of PAH pollution has originated from wood and coal burning and traffic emissions.