Marmara denizi güneyi (Kocasu deltası) sedimentlerinde ağır metal kirliliğinin araştırılması
Investigation of heavy metal pollution in sediments of southern Marmara sea (The Kocasu delta)
Yazar: HAKAN PEHLİVAN
Danışman: PROF. DR. AYDIN AKBULUT ; DOÇ. DR. ELİF VAROL MURATÇAY
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science ; Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Marmara Denizi'nin güneyinde yer alan Kocasu Deltası'nda ağır metal birikimini ve bu birikimin alansal dağılımını, kirliliğinin boyutlarını ve olası kaynaklarını araştırmak amacıyla MTA Genel Müdürlüğü Selen Araştırma Gemisi ile farklı derinliklerden yaklaşık 140 cm uzunluğunda 2 adet gravite karot ve 20 adet yüzey çökel örneği alınmıştır. Bu kapsamda toplam 74 adet çökel örneği üzerinde tane boyu, organik karbon, toplam karbonat analizleri ile jeokimyasal analizler (Fe, Zr, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, As, V, Sb)  yapılarak elde edilen element değerlerinin derinliğe ve tane boyuna göre değişimleri değerlendirilmiş, elementlerin ve diğer parametrelerin birbirleri ile olan ilişkileri bazı istatiksel yöntemlerle incelenmiştir. Çökel örneklerindeki olası metal kirlilik boyutlarının tespitinde ortalama şeyl metal konsantrasyon değerleri temel (background) değerler olarak kabul edilmiş ve metallerin kirlilik değerlendirmesinin yapılabilmesi için sırasıyla zenginleşme faktörü (EF), jeobirikim indeksi (Igeo), kirlilik faktörü (Cf) ve kirlilik yük indeksleri (PLI) hesaplanmıştır.
Jeokimyasal analiz sonuçlarına göre Cr, Ni ve Pb elementleri dışındaki metallerin ortalama konsantrasyon değerleri dünya ortalama şeyl değerlerinin altında olduğu tespit edilmiştir. Elementlerin her biri için ayrı ayrı değerlendirme yapıldığında ortalama zenginleşme faktörü (EF) ve kirlilik faktörü (Cf) sonuçları özellikle Cr, Ni ve Pb metallerinin "az ve/veya orta derecede" zenginleşme/kirlenme sunduğunu, ortalama jeobirikim indeksi (Igeo) sonuçları ise karot ve yüzey çökellerinin Cr, Ni ve Pb metalleri bakımından "az kirlilik" sınıfında olduğunu göstermiştir. Her bir örnekleme istasyonunda elde edilen PLI sonuçlarına göre söz konusu metallerin bütünü için bir değerlendirme yapıldığında çalışma alanı genelinin kirlenmediği tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre çalışma alanı genelindeki ağır metal ortalama birikim düzeyleri Ni>Pb>Cr>Zn>Sb>Fe>V>Mn>Cu>Zr>As>Cd şeklinde tespit edilmiştir.
Marmara Denizi çalışma alanı ve çevresindeki Cr, Ni ve Pb gibi metallerin zenginleşmesinde Marmara Denizi'nin güney akaçlama havzasında bulunan değişik metal cevherleşmelerinin ve yüksek temel (background) değerler içeren mafik, ultramafik ve granitik kayaçların varlığının etkisi olduğu bilinmektedir. Bununla birlikte farklı karakteristiklere sahip birçok endüstriyel arıtılmamış atıksu deşarjı, evsel atıksular, katı atık ve hayvansal gübre depolama alanları, tarımsal faaliyetlerde kullanılan gübre ve pestisitler ile madencilik faaliyetleri havzada yer alan başlıca noktasal kirlilik kaynakları olup bu çalışmada az-orta derecede zenginleşme/kirlenme sunan Cr, Ni ve Pb elementlerinin olası kaynakları arasında görülmektedir.

Abstract:
In order to investigate the heavy metal accumulation and its spatial distribution, the extent of the pollution and possible sources, 2 gravity cores of about 140 cm in length and 20 surface sediments from different depths taken in the Kocasu Delta located to the south of the Sea of Marmara with a research vessel named Selen belongs to the MTA General Directorate. In this context, grain size, organic carbon, total carbonate analyses, geochemical analyses (Fe, Zr, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb, As, V, Sb) carried out on a totally of 74 sediment samples and the concentration values obtained have been evaluated according to depth and grain size, the relations between elements and other parameters have been investigated with some statistical methods. The mean shale metal concentration values were accepted as background values in the determination of possible metal pollution sizes in the sediment samples and the enrichment factor (EF), geo-accumulation index (Igeo), contamination factor (Cf) and pollution load index (PLI) have been calculated for the pollution assessment of metals, respectively.
According to the results of geochemical analysis, the mean concentrations of metals other than Cr, Ni and Pb elements were found to be below the world average shale values. The results of the mean enrichment factor (EF) and the pollution factor (Cf), especially the Cr, Ni and Pb metals, indicated that the enrichment/contamination was "low and/or moderate" when the elements were evaluated separately. The results of the average geo-accumulation index (Igeo) showed that core and surface sediments were of "low contamination" class for Cr, Ni and Pb metals. According to the PLI results obtained at each sampling station, when an assessment is made for the whole of the metals in question, it has been determined that the work area in general is not polluted. According to the results obtained, the mean accumulation levels of heavy metals in the study area have been determined as Ni>Pb> Cr>Zn>Sb>Fe>V>Mn>Cu>Zr>As>Cd.
The enrichment of metals such as Cr, Ni and Pb in the study area of the Marmara Sea, it is known that the influence of the presence of various metal ores and mafic, ultramafic and granitic rocks with high baseline (background) values in the southern drainage basin of the Marmara Sea. Along with that, many industrial untreated wastewater discharges with different characteristics, domestic wastewater, solid waste and livestock manure storage areas, fertilizers and pesticides used in agricultural activities, and mining activities that are the main source of point pollution in the basin. All resources mentioned above have been seen as a possible source of Cr, Ni and Pb elements that provide "low to moderate" enrichment/contamination in this study.