Konya kapalı havzası yerüstü su ve sedimentinde mikroplastikler, ilintili polisiklik aromatik hidrokarbonlar ve risk değerlendirmesi
Microplastics and associtated polycycylic aromatic hydrocarbons and risk assessment for surface water and sediment in Konya closed basin
Yazar: MUHAMMED ULVİ
Danışman: PROF. DR. SENAR AYDIN
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Tez çalışmasında Konya Kapalı Havzasında yüzeysel suların kalitesini izlemek amacıyla Devlet
Su İşleri Genel Müdürlüğü tarafından belirlenen su kaynaklarından alınan su ve sediment numunelerinde
mikroplastiklerin sayısı, morfolojik karakteristiği, rengi ve polimer türü belirlenmiştir. Su ve sediment
örneklerinde tespit edilen mikroplastiklere ilintili (üzerine tutunmuş) 16 polisiklik aromatik hidrokarbon
(PAH) bileşiğinin konsantrasyonları tespit edilmiştir. Su kaynaklarındaki PAH kirliliğinin kaynakları
belirlenmiştir. Numune alınan su kaynakları, su alınan bölgeler ve Konya Kapalı Havzası için mikroplastik
risk değerlendirmesi gerçekleştirilmiştir.
Yüzeysel su kaynakları fiziko-kimyasal parametreler açısından iyi (sınıf II) ve orta (sınıf III) kalite
su sınıfındadır. Mikroplastik sayısı 37 yüzeysel su kaynağında 1138-23444 MP/m3
, 24 sediment örneğinde ise 150-3510 MP/kg aralığında tespit edilmiştir. Havzadaki su kaynaklarında fiber (%51) ve fragment (%29) mikroplastik morfolojisinin baskın olduğu ve bunu sırasıyla film (%15), pellet (%12) ve foam (%4)
şekilli mikroplastiklerin izlediği görülmüştür. Tespit edilen mikroplastiklerde şeffaf rengin baskın olduğu
(%69) sonrasında ise beyaz, gri, mavi, siyah ve diğer renkli mikroplastiklerin bulunduğu gözlenmiştir.
Tespit edilen mikroplastiklerin %34 oranında polietilen (PE), %25 oranında polipropilen (PP), %24
oranında cellophane (CP), %12 oranında polidien (PD), %5 oranında polikarbonat (PC) polimeri içerdiği
tespit edilmiştir. Sedimentte tespit edilen mikroplastiklerin morfolojik karakterizasyonu, renk ve polimer
türleri sularda tespit edilenlerle benzerlik göstermektedir. Numune alırken tarımsal alanlarda kullanılan
plastik malzemelerin, yerleşim bölgelerinden kaynaklanan günlük hayatta kullanılan plastik atıkların
uygunsuz şekilde su kaynakları etrafına atıldığı gözlenmiştir. Mikroplastik morfolojisinde baskın olarak
tespit edilen fiber ve fragment mikroplastiklerin kentsel atık deşarjlarında ve evsel atıksulardan kaynaklı
tekstil atıklarından, trafikten kaynaklı araç lastiklerinden, çevrede uygunsuz şekilde bırakılan plastik
atıklardan kaynaklandığı düşünülmektedir. Yüzeysel sularda baskın olarak tespit edilen şeffaf ve beyaz
renklerin ise Konya Kapalı Havzasında tarım faaliyetlerinin yoğun olarak gerçekleştirilmesi sebebiyle sera
ve malçlama uygulamalarından kaynaklanabileceği düşünülmektedir.
Yüzeysel sularda ve sedimentlerde tespit edilen mikroplastik miktarları ve polimer türleri için risk
değerlendirilmesi sonucunda; kirlenme faktörü (CF) değerlerine göre Konya Kapalı Havzasından alınan
yüzeysel suların %35'i orta, %27'si önemli derecede ve %38'i ise çok yüksek, sedimentlerin %25'i orta,
%21'i önemli derecede ve %54'ü ise çok yüksek mikroplastik kirlenmesine maruz kalmaktadır. Kirlilik
Yük Endeksi (PLI) açısından hem yüzeysel sular için hemde sedimentler için bütün numune bölgelerinin
ve Konya Kapalı Havzasının mikroplastikler ile kirlenmiş (PLI > 1) olduğu tespit edilmiştir. Konya Kapalı
Havzası yüzeysel su ve sedimentleri için polimerik risk değerlendirmesinde orta riskli (10 < H < 100) olarak
değerlendirilmiştir. Konya Kapalı Havzası kirlilik risk endeksi değerlendirilmesinde yüzeysel sular
açısından düşük riskli (PRI < 150), sedimentler açısından önemli derecede riskli (300 < PRI < 600) tespit
edilmiştir. Yüzeysel sularda özellikle Niğde ve Ereğli bölgesinde kirlilik yük endeksi diğer bölgelere göre
daha yüksek tespit edilmiştir. Sedimentlerde ise Hadim-Taşkent bölgesinin kirlilik yük endeksi diğer
bölgelere göre daha yüksek tespit edilmiştir. Mikroplastik kirliliğinin önlenmesi için alınması gereken
önlemler öncelikle bu bölgelere uygulanmalıdır.
Mikroplastiklere ilintili toplam 16-PAH konsantrasyonu yüzeysel sularda 393-24755 ng/g
aralığında, sedimentlerde 37.3-18323 ng/g aralığında tespit edilmiştir. Yüzeysel sularda phenanthrene,
sedimentlerde ise phenanthrene, anthracene ve fluorene bileşikleri baskın olarak tespit edilmiştir. Konya
Kapalı Havzasında yüzeysel sularda mikroplastiklere ilintili tespit edilen PAH bileşiklerin kaynakları evsel
yakıt kullanımı, trafik kaynaklı dizel motorlar, petrol kirliliği ve fabrika emisyonları olarak tespit edilmiştir.
Konya Kapalı Havzasındaki kirliliğin petrojenik kaynaklı olduğu belirlenmiştir.
Günümüzde her alanda kullanılan plastikler artan kullanım miktarları ile önemli bir çevresel
kirletici haline gelmiştir. Özellikle mikroplastik kirliliği ile ilgili mevcut durum değerlendirildiğinde Konya
Kapalı Havzası su kaynaklarında acil önlemlerin alınması gerekmektedir. Öncelikle tek kullanımlık plastik
ürünlerin kullanımının kısıtlanması ve plastik atıkların etkili bir atık yönetimi sistemi ile geri dönüşüm ve
bertaraflarının sağlanması gerekmektedir. Mikroplastiklerin önemli bir kaynağı olan atıksular içinde
yönetmeliklerde mikroplastikler ile ilgili deşarj sınır değerleri belirlenmelidir. Plastik kirliliğinin boyutları
ve olası etkileri konusunda kamuoyu bilgilendirilmelidir. Ayrıca su kaynaklarındaki mikroplastikler ve
mikroplastikler ile taşınan mikrokirleticilerin akıbeti, insan ve çevre sağlığı üzerine riskleri hakkında
çalışmaların yapılması gereklidir.

Abstract:
In the thesis study, the number, morphological characteristics, color and polymer type of
microplastics were determined in water and sediment samples taken from surface waters that the General
Directorate of State Hydraulic Works monitor the quality of surface waters in the Konya Closed Basin. The
concentrations of 16 polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) compounds associated to microplastics in
water and sediment samples were determined. Sources of PAH pollution in water sources have been
identified. A microplastic risk assessment was carried out for the sampled water sources, water collection
areas and Konya Closed Basin.
Surface water resources are of good (class II) and medium (class III) quality water in terms of
physico-chemical parameters. The number of microplastics was detected in the range of 1138-23444 MP/m3
in 37 surface water and 150-3510 MP/kg in 24 sediment. It was observed that fiber (51%) and fragment
(29%) microplastic morphology were dominant in the water resources in the basin, followed by film (15%),
pellet (12%) and foam (4%) shaped microplastics, respectively. It was observed that the transparent color
(69%) was dominant in the detected microplastics, followed by white, grey, blue, black and other colored
microplastics. It was determined that the detected microplastics contained 34% polyethylene (PE), 25%
polypropylene (PP), 24% cellophane (CP), 12% polydiene (PD), and 5% polycarbonate (PC) polymer. The
morphological characterization, color and polymer types of microplastics in sediment are similar to those
detected in water. While taking samples, it was observed that plastic materials used in agricultural areas
and plastic waste used in daily life originating from residential areas were inappropriately disposed of
around water resources. Fiber and fragment microplastics, which are predominantly detected in
microplastic morphology, are thought to originate from urban waste discharges and textile wastes from
domestic wastewater, vehicle tires from traffic, and plastic wastes left inappropriately in the environment.
It is thought that the predominantly transparent and white colors detected in surface waters may be due to
greenhouse and mulching practices due to intensive agricultural activities in the Konya Closed Basin.
As a result of the risk assessment for the microplastic amounts and polymer types detected in
surface waters and sediments; According to the Contamination Factor (CF) values, 35% of the surface
waters are moderate, 27% are significant and 38% are very high, 25% of the sediments are moderate, 21%
are significant and 54% are very high exposed to microplastic pollution. In terms of Pollution Load Index
(PLI), it was determined that all sample areas and the Konya Closed Basin were contaminated with
microplastics (PLI > 1) for both surface waters and sediments. It was evaluated as medium risk (10 < H <
100) in the Polymeric Risk Assessment for Konya Closed Basin surface water and sediments. In the
evaluation of the Konya Closed Basin Pollution Risk Index, it was determined that it was low risk for
surface waters (PRI < 150) and significantly risk for sediments (300 < PRI < 600). The Pollution Load
Index in surface waters, especially in Niğde and Ereğli regions, was determined to be higher than other
regions. In sediments, the pollution load index of the Hadim-Taşkent region was determined to be higher
than other regions. Measures to prevent microplastic pollution should be applied to these regions first.
The total 16-PAH concentration associated with microplastics was detected in the range of 393-
24755 ng/g in surface waters and in the range of 37.3-18323 ng/g in sediments. Phenanthrene was
dominantly detected in surface waters, and phenanthrene, anthracene and fluorene compounds were
dominantly detected in sediments. The sources of PAH compounds associated with microplastics in surface
waters in the Konya Closed Basin were determined as domestic fuel use, traffic-related diesel engines, oil
pollution and factory emissions. It has been determined that the pollution in the Konya Closed Basin is of
petrogenic origin.
Today, plastics used in every field have become an important environmental pollutant with
increasing usage amounts. Especially when the current situation regarding microplastic pollution is
evaluated, urgent measures need to be taken in the Konya Closed Basin water resources. First of all, the
use of single-use plastic products should be restricted and plastic waste should be recycled and disposed of
with an effective waste management system. Discharge limit values for microplastics should be determined
in regulations for wastewater, which is an important source of microplastics. The public should be informed
about the extent and possible effects of plastic pollution. In addition, it is necessary to conduct studies on
the fate of microplastics in water resources and micropollutants carried by microplastics, and their risks to
human and environmental health.