Cercis siliquastrum L. subsp. siliquastrum (Fabaceae)'un ağır metal kirliliğinde biomonitor olarak kullanımı
The use of Cercis siliquastrum L. subsp. siliquastrum (Fabaceae) as a biomonitor for heavy metal pollution
Yazar: ÜLKÜHAN YAŞAR
Danışman: PROF. DR. MEMDUH SERİN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Bitki ekolojisi = Plant ecology ; Ekoloji = Ecology ; Çevre kirliliği = Environmental pollution ; İstanbul = Istanbul

Özet:
Bu çalışmada 2006?2007 yılları arasında şehir içi, şehir park, şehir yol kenarı, Boğaz sahil şeridi ve kontrol bölgesi olmak üzere 5 istasyonda, 59 farklı lokaliteden toplanan Cercis siliquastrum L. subsp. siliquastrum'a ait yıkanmış-yıkanmamış yaprak ve kabuk örnekleri ile bitkilerin yerleşim yerlerine ait toprak örnekleri, İstanbul'daki ağır metal kirliliğinin belirlenmesi için kullanıldı. Ayrıca bu bitkinin bir ağır metal kirliliği biomonitoru olarak kullanılabilirliği araştırıldı. Topladığımız örneklerdeki Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb and Zn miktarları ICP-OES ile tayin edildi. Elde edilen veriler, SPSS istatistik programı kullanılarak değerlendirildi.Ortalama en yüksek Cd değeri, şehir yol kenarından toplanan yıkanmamış yaprak örneklerinde belirlendi. En düşük değerler, kontrol bölgesinden toplanan yıkanmış yapraklarda ölçüldü. Ölçülen değerler 0.41±0.04 µg/g dw ve 0.04±0.01 µg/g dw' dir.Şehir parktan toplanan kabuk örneklerinin, maksimum Cr birikimine ulaştığı görüldü. Bu değer 6.12±0.59 µg/g dw' dir. En düşük değer 1.63±0.20 µg/g dw ile kontrol bölgesinden toplanan yıkanmış yaprak örneklerinde saptandı.Ortalama en yüksek Cu birikim değeri, şehir yol kenarından alınan yıkanmamış yapraklarda 11.24±1.59 µg/g dw olarak belirlendi. En düşük değer, kontrol bölgesinden toplanan yıkanmış yapraklarda 2.83±0.39 µg/g dw olarak ölçüldü.En yüksek Fe miktarı, şehir yol kenarından toplanan yıkanmamış yapraklarda ölçülürken, en düşüğü şehir içinden toplanan yıkanmış yapraklarda gözlendi. Bu değerler, 134.74±35.06 µg/g dw ve 44.97±5.15 µg/g dw' dir.Ortalama en yüksek Ni değeri, şehir yol kenarından toplanan yıkanmamış yaprak örneklerinde belirlendi. Bu değer 4.47±0.82 µg/g dw' dir. En düşük değer kontrol bölgesinden toplanan yıkanmış yapraklarda ölçüldü ve bu değer 2.19±0.39 µg/g dw olarak belirlendi.En yüksek Pb birikimi şehir yol kenarından toplanan yıkanmamış yapraklarda ölçüldü. En düşük değer de kontrol bölgesinden toplanan yıkanmış yaprak örneklerinde belirlendi. Bu değerler 19.41±2.53 µg/g dw ve 4.23±0.88 µg/g dw' dir.Ortalama en yüksek Zn değeri şehir yol kenarından toplanan yıkanmamış yapraklarda belirlendi. En düşük değer ise kontrol bölgesinden toplanan kabuk örneklerinde belirlendi. Bu değerler 31.21±3.04 µg/g dw ve 3.78±0.27 µg/g dw' dir.Topraktaki ortalama en yüksek ve en düşük ağır metal konsantrasyonu ve lokalitesi aşağıdaki gibi belirlenmiştir: Toprak?Cd 0.79±0.13?0.13±0.02 µg/g dw şehir yolkenarı ve kontrol bölgesi, toprak-Cr 10.13±1.71?5.65±0.59 µg/g dw şehir park ve kontrol bölgesi, toprak?Cu 19.67±2.61?14.69±1.04 µg/g dw şehir yol kenarı ve şehir içi, toprak?Fe 3825.42± 311.50?2589.35± 306.39 µg/g dw kontrol bölgesi ve şehir içi, toprak?Ni 15.97±2.06?5.34±0.65 µg/g dw şehir yol kenarı ve kontrol bölgesi,. toprak?Pb 64.71±11.90?22.16±6.90 µg/g dw şehir yol kenarı ve kontrol bölgesi, toprak?Zn 98.1±15.07?19.69±2.06 µg/g dw şehir yol kenarı ve kontrol bölgesi.Bulgularımız, Cercis siliquastrum L. subsp. siliquastrum'un Fe ağır metali dışında kullanışlı bir biomonitor olduğunu göstermektedir. Ağır metal birikim miktarı ile trafik yoğunluğu ve yola yakınlık arasında doğru orantı saptanmıştır. Ayrıca kabukların uzun dönemli ağır metal kirliliği ölçümünde kullanılabileceği anlaşılmaktadır.

Abstract:
In this study, washed-unwashed leaf and bark samples of Cercis siliquastrum L. subsp. siliquastrum and soil samples collected between 2006 and 2007 in 59 different localities, from five stations, namely urban, urban park, urban roadside, the Bosphorus Coast and the control area were used to determine heavy metal pollution in Istanbul region. Additionally, the usability of this plant as a heavy metal pollution monitor was investigated. The Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb and Zn concentrations in our collected samples were measured by using ICP-OES. The obtained data were analyzed by using SPSS statistics program.The average highest value of Cd was determined in the unwashed leaf samples collected from urban roadside, whereas the lowest values were measured in washed leaf samples gathered from the control area. The measured values were 0.41±0.04 µg/g dw and 0.04±0.01 µg/g dw, respectively.The maximum value of Cr accumulation was gained in bark samples taken from urban park. The value was 6.12±0.59 µg/g dw. The lowest value was detected to be 1.63±0.20 µg/g dw in washed leaf samples from the control area.The average highest value of Cu accumulation was determined to be 11.24±1.59 µg/g dw in the unwashed leaf samples collected from urban roadside, while the lowest value was measured to be 2.83±0.39 µg/g dw in washed leaf samples gathered from the control area.The highest Fe amount was measured in the unwashed leaf samples collected from urban roadside, while the lowest was observed in the washed leaf samples from urban area. The values were 134.74±35.06 µg/g dw and 44.97±5.15 µg/g dw, respectively.The average highest Ni value was determined in unwashed leaf samples gathered from urban roadside; the value was 4.47±0.82 µg/g dw. The lowest value was measured in the washed leaf samples taken from the control area, and this value was determined to be 2.19±0.39 µg/g dw.The highest value of Pb accumulation was measured in unwashed leaf samples from urban roadside. The lowest value was determined in the washed leaf samples taken from the control area. The values were 19.41±2.53 µg/g dw and 4.23±0.88 µg/g dw, respectively.The average highest level of Zn was determined in unwashed leaf samples gathered from urban roadside. The lowest value was determined in the bark samples collected from the control area. The values were 31.21±3.04 µg/g dw and 3.78±0.27 µg/g dw, respectively.The average highest and the lowest heavy metal concentrations of soil samples and localities were indicated as follows: Cd-soil 79±0.13?0.13±0.02 µg/g dw in urban roadside and the control area, Cr-soil 10.13±1.71?5.65±0.59 µg/g dw in urban park and the control area, Cu-soil 19.67±2.61?14.69±1.04 µg/g dw in urban roadside and urban, Fe-soil 3825.42± 311.50?2589.35± 306.39 µg/g dw in the control area and urban, Ni-soil 15.97±2.06?5.34±0.65 µg/g dw in urban roadside and the control area, Pb-soil 64.71±11.90?22.16±6.90 µg/g dw in urban roadside and the control area and Zn -soil 98.1±15.07?19.69±2.06 µg/g dw in urban roadside and the control area.Our results revealed that Cercis siliquastrum L. subsp. siliquastrum is a useful biomonitor to determine the amount of heavy metal deposits except for Fe. A direct correlation between heavy metal accumulation and traffic density and distance from the road was observed. In addition, the tree barks can be used for long-term measurements of heavy metal depositions.