Safaalan (Tekirdağ–Saray) bölgesi terkedilmiş kömür sahalarındaki yer altı ve yüzey sularının hidrojeokimyasal özellikleri ve kullanılabilirlik potansiyelleri
Evaluation of hydrogeochemical properties and usability potential of surface and ground waters in Safaalan (Tekirdag–Saray) region
Yazar: AYŞEGÜL OYLUM KAYALAR
Danışman: PROF. DR. YÜKSEL ÖRGÜN TUTAY
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Hidrojeoloji = Hydrogeology

Özet:
İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü'ne yüksek lisans tezi olarak sunulan bu çalışmanın temel amacı, Safaalan Köyü (Tekirdağ – Saray) ve civarında yer alan terkedilmiş kömür sahalarında meydana gelen göletlerde biriken suların kömür oluşumlarından etkilenip etkilenmediğini yerinde (in situ) ve laboratuarda suların fizikokimyasal parametrelerini inceleyerek, kullanılabilme potansiyellerini ortaya koymaktır. Safaalan Köyü (Tekirdağ – Saray) ve civarında yer alan terkedilmiş kömür sahası, 1992 yılında TKİ tarafından işletilmeye başlanmış ve 2002 yılında üretim faaliyeti bitirilmiştir. Günümüzde mesire / dinlenme yeri olarak kullanılan bu alanda hali hazırda yüzey alanları 0,006 ile 0,04 km2 aralığında değişen 5 adet gölet tespit edilmiştir. Çalışma sahası olan Safaalan köyü ve yakın civarında yöre halkı içme ve  kullanma (temizlik, pişirme, tarımda sulama suyu vb.) amaçlı su ihtiyacını çoğunlukla yer altı ve gölet sularından karşılamaktadır.
İnceleme alanının jeolojik yapısını tanımak ve haritasını hazırlamak amacıyla bölgede öncelikle arazi çalışması yapılmıştır. Bölge stratigrafisinde en altta Üst Eosen – Alt Oligosen yaşlı Soğucak Formasyonu, Orta – Üst Oligosen yaşlı Çakıl Formasyonu, Orta - Üst Miyosen yaşlı Ergene Formasyonu ve Üst Miyosen – Alt Pliyosen yaşlı Kırcasalih Formasyonu sıralanmıştır. Bütün bu birimlerin üstüne Güncel yaşlı Alüvyon çökelleri uyumsuzlukla gelir.
Bu çalışmanın ana konusu çalışma alanındaki terk edilmiş kömür sahalarının, yer altı ve yüzey sularına olası etkisinin araştırılmasıdır. Bu amaçla yağışlı (Mart 2015) ve kurak (Ağustos 2014) dönemi temsilen toplam 20 örnek alınmıştır. Örnekler göletlerden (5 + 4), çeşmelerden (4 + 3) ve kuyulardan (2 + 2) alınmıştır. Örneklerden  9 adedi yağışlı dönemi, 11 adedi ise kurak dönemi temsil etmektedir. Suların sıcaklık, pH, Eh, iletkenlik (EC), tuzluluk (NaCl), asidite, alkalinite ve çözünmüş oksijen (DO) değerleri arazide; ana anyon, katyon ve iz element içerikleri ACME Laboratuarında ICP-MS ve Hacettepe Laboratuarında IC yöntemi ile analiz ettirilmiştir.
Suların içilebilirliği üzerinde önemli etkiye sahip olan pH değeri, örneklenen sularda TS266 'da verilen  6,5 – 9,2  aralığı içinde kalmaktadır. Sulardaki toplam iyona karşılık gelen iletkenlik (EC) değeri ise TS266 'da maksimum izin verilen 2000 μS/cm  limit değerin altında kalmıştır. Kurak dönemde örneklenen göl sularının tümünde ve 2 adet çeşme suyu örneğinde sıcaklık TS266 belirtilen 25 ºC limit değerinin üzerinde ölçülmüştür.
Suların ana anyon değerleri (Cl-, SO4=, HCO3-) ve ana katyon değerleri (Ca++, Mg++, Na+, K+) incelenmiş olup; çeşme ve kuyu sularında ölçülen değerlerinin içme suları için verilen limit değerlerini karşıladığı, gölet sularında ise bu parametrelerin suların ancak kullanma amaçlı (temizlik, pişirme ve tarımda sulama) kullanılabileceği ortaya çıkmıştır. 
Sular tarımda kullanılabilirlik açısından Riverside Diyagramına uyarlanmış olup örneklerin ağırlıklı olarak Az Tuzlu Sular sınıfında yer aldığı, sulama amaçlı kullanılan suların sınıflandırılmasında kullanılan Wilcox diyagramında ise suların benzer şekilde Çok İyi - İyi Sular ve İyi Kullanılabilir sular alanında yer aldıkları belirlenmiştir.
Suların kimyasal bileşimlerinin litolojiyle ilişkisini oraya koymak amacıyla su örneklerinin ana katyon (Ca+2, Mg+2, Na+, K+) ve ana anyon (HCO3-, SO4= ve Cl-) değerleri yarı - logaritmik Schoeller diyagramına uyarlanmıştır. Sahada en yaygın birim ergene formasyonu olup suların katyon dizilimi rCa+2> rNa++rK+>rMg+2 (%55) ve rNa++rK+ > rCa+2> rMg+2 (%45) şeklindedir. Ergene fomasyonunun litolojik özellikleri ile paralellik göstermiştir. rC1- > rHCO3- > rSO4= (%50), rHCO3- > rC1- > rSO4= (%30) ve rC1- > rSO4= > rHCO3- (%20) şeklindeki anyon dizilimlerinde HCO3- değerinin bazı su örneklerinde Cl- ve SO4- değerinden yüksek olması, Ergene Formasyonunun heterojen litolojik bileşimi ve Safaalan bölgesi genelinde karbonatlı birimlerin varlığı ile uyumdur.  Suların SO4- ve Cl- değerlerinin yüksek olması sahadaki killi birimlerin yaygın olması ve killerin absorblama kapasitesi ile açıklanabilir.
Alınan su öneklerini ICP-MS yöntemi ile 72 adet iz elementi açısından analiz edilmiş, bu elementler içerisinde literatürde sağlık açısından riskli olduğu kabul edilen Al, As, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, değerleri incelenmiş bazı örneklerde Mn, Fe ve Al değerlerinin anomali oluşturduğu ve içme suyu limit değerlerini aştığı tespit edilmiştir. 
Elde edilen tüm veriler birlikte değerlendiğirildiğinde, Türkiye'nin en önemli kömür havzalarından biri olan Trakya Havzası'nda yer alan Safaalan Köyü ve yakın civarında yöre halkı tarafından kullanılan yeraltı suları Ç5, Ç6 ,Ç7 ve K9 no 'lu örneklerde tespit edilen yüksek Mn, Fe ve Na değerleri hariç içilebilir niteliktedir. Gölet suları ise SO4-  (G13 no 'lu örnek), Cl- (G13 ve G14 nolu örnek), Mn (G15 no 'lu örnek), Fe (G13 ve  G15 no'lu örnek) ve Al (G13 ve G15 no'lu örnek) açısından içme suyu standartlarının üzerinde kalmıştır. İncelenen tüm su örneklerinin kullanma suyu ve tarımda sulama suyu olarak kullanılmasında herhangi bir sakınca görülmemektedir.

Abstract:
This study is submitted to Istanbul Technical University Institute of Science and Technology as a master thesis and covers to research the effects of inactive coal areas on surface and ground waters as the potencial of usability water quality in Safaalan Village (Tekirdağ - Saray) and its surroundings. In 1992, coal mining started by TKI in the study area and its ended in 2002. After the ending of mining, five lakes (Between 0,006 and 0,04 km2) were formed in the area. The main subject of this study is to research the effects of  inactive coal areas on lake waters physicochemical parameters which is identified in site and the laboratory.
To identify Safalan Villiges and the surrounding 's geological structure and to create the geology map of the region, the study was conducted in the area. In the a stratigraphycal sequence of the area, the oldest unit is the Upper Eocene – Lower Oligocene Soğucak Formation, middle – Upper Oligocene Çakıl Formation, Middle – Upper Miocene Ergene Formation, Upper Miocene – Lower Pliocene Kırcasalih Formation, and the youngest unit is the Quaternary aged alluvial deposits.
In this study, the main subject of this study is to research the effects of inactive coal areas on surface and ground waters in the study region. With this aim, 20 surface and subsurface waters were sampled in wet season (March 2015) and dry season (August 2014). 9 of these samples represent wet season, 11 of them represent dry season. The samples are taken from lakes (5 + 4), taps (4 +3) and wells (2 + 2). Heat, pH, Eh, conducdivity (EC), salinity (NaCl), acidity, alkalinity and dissolved oxygen (DO) values were identified on site; whereas, ingredients of main and trace elements were identified in the laboratory.
The value of pH is important for drinkable waters. The sampled waters pH value in the study area in the limit values set by TS266 (6,5 – 9,2). The EC values of the waters which means waters total ion are belowed the limited value by TS266 (2000 μS/cm). The all samples of lake waters and two of taps in dry season are exceeded the heat limit values set by TS266 (25 ºC).
The waters main anion (Cl-, SO4=, HCO3-) and main cation (Ca++, Mg++, Na+, K+) values are identified; the tap and wells water samples values are in the limit values, the lake water are determined as usable water (clean, cook and irrigation) because of the values.  
The waters are adapted to Riverside Diagram for irrigation, and the waters determined as Less Salinity Water. Also Wilcox diagrams are prepated, and the water determined as Very Well – Well Waters and Well Waters.
To prove the relationship between waters chemical components and lithology, the semi-logarithmic Schoeller Diagrams are prepated. The cation permutations of waters are rCa+2> rNa++rK+>rMg+2 (%55) and rNa++rK+ > rCa+2> rMg+2 (%45), the results are parallel with the main formation of the area is Ergene Formation. The anion permutations of waters are rC1- > rHCO3- > rSO4= (%50), rHCO3- > rC1- > rSO4= (%30) and rC1- > rSO4= > rHCO3- (%20). HCO3- values are higher than Cl- and SO4-  values on some permutations, it is related with Ergene Formations heterogeneous lithological components and Safaalan Regions carbonate units. The waters high SO4- and Cl- values are can explained by widespread clay units and the absorbation capacity of clays.
The water samples were analyzed for trace elements by ICP – MS methods for 72 elements. Al, As, B, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb are considered to pose threat to health, Mn, Fe and Al values are determined exceeded the limit values of drinkable waters.
As the all data derived are evaluated along, the ground water of Safaalan Villige and its surroundings are located in one of the most important coal areas which is called as Trakya Havzası in Turkey, is determined as drinkable waters without the high value of Ç5, Ç6, Ç7 and K9. The lake waters SO4-  (sample G13),  Cl- (samples G13 and G14), Mn+2 (sample G15), Fe+2 (samples G13 and  G15) and Al (samples G13 and G15) values are exceeded the limits. The all samples are determined as usable water and irrigation waters and the waters of the area are proved not to constitute a negative effect in this respect.