PAH tanı oranları uygulaması ile Bolkar dağları Alpin gölleri'nde antropojenik etkilerin belirlenmesi
Determination of anthropogenic effects in Alpine lakes of Bolkar mountains by application of PAH diagnostic ratios
Yazar: İMRAN EREN ÇELİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVİL DENİZ YAKAN DÜNDAR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science
Dizin: Polisiklik aromatik hidrokarbonlar = Policyclic aromatic hydrocarbons

Özet:
Bolkar Dağları karasal iklim ile Akdeniz iklimi arasında geçiş iklimi özellikleri gösteren, Türkiye'deki eşsiz yaban hayatına sahip bölgelerden biridir. Endemik türlerle beraber sayısız türe habitat oluşturmaktadır. Endemik bir kurbağa türü olan Toros Kurbağası (Rana Holtzi) bu bölgede yaşamaktadır. Bolkar Dağları çevresinde çokça şehirleşme barındıran, çeşitli enerji santrallerine uzak olmayan, zaman zaman çeşitli insan aktivitelerinin yapıldığı antropojenik etkilerin çok olmasının beklendiği bir bölgedir.
Bolkar Dağları'nda yapılan ekpedisyonlarda Alagöl, Sakallı Gölü, Karagöl, Karagöl 2, Yarıkgöl, Çinigöl'den 24 sediment örneği toplanmıştır. 24 örneğin 12'si göllerin iç kesimlerinden 12'si kıyı kesimlerindendir. Toplam 24 örneğin yarısı 12'paralel örnektir. Analizde ayrıca her paralel grup için birer şahit örnek kullanılmıştır.
Analizler İTÜ Ekotoksikoloji laboratuvarında yapılmıştır. Öncelikli kirletici olarak 16 ana PAH US EPA tarafından belirlenmiştir. Ancak asenaftilen sadece UV dedektör bulunan cihazla saptanabildiğinden dolayı floresan dedektöre sahip HPLC cihazında belirlenemediği için bu çalışmada 15 ana PAH analizi yapılabilmiştir.
Tez giriş, yöntem, analiz sonuçları, PAH tanı uygulamaları, sonuçlar ve öneri olmak üzere 5 ana başlıktan oluşmaktadır. Giriş bölümünde ekpedisyon yapılan bölgenin önemine, tezin amacına, ana PAH'ların özelliklerine, ana PAH'ların kaynaklarına ve kaynakarın belirlenme yöntemlerine yer verilmiştir. Yöntem bölümünde İTÜ Ekotoksikoloji laboratuvarında yapılan analize yer verilmiştir. Analiz sonuçlarında çıkan değerler değerlendirilmiştir. Çıkan değerlere göre PAH profil dağılımları incelenmiştir.
Analizde tespit edilememiş PAH'lar mevcuttu. Antrasen tüm göllerde iç kısımdan da kıyı kısımdan da alınan örneklerde 0 çıkmışken sadece Alagöl-K numunesinde çok yüksek bir değer çıkmıştır. O yüzden analiz değerlendirilirken 0 kabul edilerek değerlendirme yapılmıştır. Analiz sonuçlarında bölgenin PAH aralığı çok yüksek değerlere varmıyordu. Numunelerdeki PAH'lar ayrı ayrı toplanıp profil dağılımı incelendiğinde petrojenik veya pirojenik karakteristikte bir dağılım görülemedi. Moleküler ağırlığı düşük olan 2-3 halkalı PAH'lar ile 5-6 halkalı yüksek moleküler ağırlıklı PAHlar oransal olarak fazlaydı. Her göl için PAH profil dağılımları ayrı ayrı incelendiğinde genel bir benzerlik olmamasının yanında, kıyı kesimden alınan numunelerin PAH profil dağılımları birbirine benziyor; iç kesimden alınan numunelerin PAH profil dağılımları birbirine benziyor; aynı gölden alınan numunelerin PAH profil dağılımları birbirine benziyor, gibi bir ilişkiye rastlanılamadı. 
Analiz sonuçları bölümünde PAH profil dağılımları da incelenmiştir fakat 4. bölümde, asıl değerlendirmeyi yapabilmek için PAH tanı oranları uygulaması yapılmıştır. Bu çalışmada literatürden alınan bulgusu tespit edilebilecek 15 PAH'ın kullanıldığı, karakteristik olarak kaynağın pirojenik mi petrojenik mi olduğunu belirlemeye yarayan PAH tanı oranları uygulanmıştır. Öncelikle analiz sonuçlarında her PAH tipi ayrıca toplanmış oranlar toplam değerlere uygulanmıştır. Petrojenik ya da pirojenik baskınlık tespit edilememiştir. Ayrıca ∑DMA/∑YMA her ayrı göl örneklemi için uygulandığında, 6 petrojenik, 6 pirojenik kaynak belirlenmiştir. Bu şekilde de bir baskınlık tespit edilemememiştir. Ancak bu uygulamada tutarlılık gözlenmiştir. LA/(FLA+PYR) ve IP/(IP+BghiP) oranı sonuçları değer aralıklarına göre 3 kaynak seçeneğini nitelemektedir ve bu kaynak seçenekleri aynıdır. Ancak iki orana göre de niteledikleri kaynak farklı çıkmıştır. Bu ise değerlerde bir tutarsızlığı işaret etmektedir. 
Çalışma yapılan alanın potansiyel bir kirliliğe sahip olduğu ve bu kirliliğin pirojenik eksende antropojenik olması düşünülmekteydi. Ancak çalışmanın sonunda varılan sonuçlar beklenildiği gibi bir risk olmadığını işaret etmektedir.

Abstract:
The Bolkar Mountains are one of the regions with unique wildlife in Turkey, showing the characteristics of a transitional climate between the continental climate and the Mediterranean climate. Along with endemic species, it creates habitats for countless species. The Taurus Toad (Rana Holtzi), an endemic frog species, lives in this region. The Taurus frog is a special species that is considered as a different frog species, its distribution areas have decreased significantly, and it has been in the critically endangered species category since 2008. 
It is a region where there is a lot of urbanization around the Bolkar Mountains, not far from various power plants, and where various human activities are carried out from time to time, where anthropogenic effects are expected to be high.
During the expedition in the Bolkar Mountains, 24 sediment samples were collected from Alagöl, Sakallı Lake, Karagöl, Karagöl 2, Yarikgöl, Çinigöl. 12 of the 24 samples are from the deep areas of the lakes and 12 of them are from the coastal areas. Half of the 24 total samples are 12 parallel samples. In the analysis, a blank sample was used for each parallel group.
Analyzes were made in ITU Ecotoxicology laboratory. There are 16 major PAHs identified as priority pollutants by the US EPA. However, since acenaphthylene can only be detected with a device with a UV detector, it cannot be detected in an HPLC device with a fluorescent detector, so 15 main PAH analyzes can be performed in this study.
The thesis consists of 5 main titles: introduction, method, analysis results, PAH diagnosis applications, results and suggestions. In the introduction, the importance of the region, the purpose of the thesis, the characteristics of the main PAHs, the sources of the main PAHs and the methods of determining the sources are given. There are two main sources of PAHs in particular. One of them is petrogenic sources and the other is pyrogenic sources. Petrogenic sources can be both natural and anthropogenic, such as oil spills and fossils. While pyrogenic sources can also be by natural effects, they affect more by anthropogenic effect. Large industrial establishments, urbanization-induced vehicle traffic and house heating, and smoking, especially indoors, can be given as examples. In the method section, the analysis made in the ITU Ecotoxicology laboratory is included. The values obtained in the analysis results were evaluated. PAH profile distributions were examined according to the values obtained.
There were undetected PAHs such as benzo(g,h,i)perylene (BghiP), dibenzo(a,h)anthracene (DbahA) in the analysis. The method of detection limit (MDL) of some PAHs such as phenanthrene, dibenzo(a,h)anthracene especially naphthalene are found high. Their results are not enough reliable. Benzo(k)fluoranthene (BkF), which is known to be PAHs originating from combustion, was found to be high, while PAHs known to originate from combustion such as benzo(a)pyrene (BaP) and benzo(b)fluoranthene (BbF) were found to be low. While 0 was found in the samples taken from the inner part and the coastal part of all lakes for anthracene, a very high value was found only in the Alagöl-K sample. Therefore, when evaluating the analysis, it was accepted as 0 and the evaluation was made. In the analysis results, the PAH interval of the region did not reach very high values. 
When the PAHs in the samples were collected separately and the profile distribution was examined, a distribution with petrogenic or pyrogenic characteristics could not be seen. Low molecular weight PAHs with 2-3 rings and high molecular weight PAHs with 5-6 rings were proportionally higher. When the PAH profile distributions for each lake are examined separately, there is no general similarity like that PAH profile distributions of inland samples are similar or PAH profile distributions of the samples taken from the same lake are similar to each other.
PAH profile distributions were also examined in the analysis results section, but in the 4th section, PAH diagnostic ratios were applied to make the actual evaluation. In this study, PAH diagnostic ratios were applied to determine whether the source was pyrogenic or petrogenic, in which 15 PAHs with detectable findings from the literature were used. First of all, in the results of the analysis, the ratios of each PAH type were also applied to the total values. No petrogenic or pyrogenic dominance was detected. In addition, when ∑DMA/∑YMA was applied for each separate lake sample, 6 petrogenic and 6 pyrogenic sources were determined. In this way, no dominance was detected. However, consistency has been observed in this practice. LA/(FLA+PYR) and IP/(IP+BghiP) ratio results characterize 3 source that are indicated according to their value ranges and these sources are the same. However, according to the two ratios, the source they described was different. This indicates an inconsistency in the values.
It was thought that the study area had a potential pollution and this pollution was anthropogenic on the pyrogenic axis. However, the results obtained at the end of the study indicate that there is no risk as expected.
If the problems can be kept to a minimum in the analysis process, that is, there is no problem in the values, the results show that the use of PAH diagnostic ratios are not much reliable. When using PAH diagnostic rates, degradation factors of compounds should also be included in the assessment and results should be evaluated accordingly.
After the expeditions, in the summer period of 2021, a great fire, which is accepted as the biggest fire in Turkey in Manavgat in the Mediterranean Region, reached an area of 88000 hectares in 10 days (Esengil, 2021). The samples that can be collected as a result of the expeditions that can be made today will show very different results. It is thought that continuous monitoring studies may be necessary in the region in order to examine the impact of serious fires on natural life.