Puzolanik çimento kaynaklı su kalitesi değişikliklerinin bazı sucul canlılardaki toksik etkileri
Toxic effect of pozzolanic cement-induced water quality change on some aquatic organisms
Yazar: AKİF ER
Danışman: PROF. DR. ŞEVKİ KAYIŞ
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Su Ürünleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Su Ürünleri = Aquatic Products
Dizin: Akuatik ekosistem = Aquatic ecosystem ; Balık hastalıkları = Fish disease ; Ekolojik çevre = Ecological environment ; Ekotoksikoloji = Ecotoxicology ; Puzolanik özellikler = Pozzolanic properties ; Toksikoloji = Toxicology ; Çimento = Cement

Özet:
Beton içerisindeki malzemeleri bir arada tutan çimento, en çok kullanılan yapı malzemelerinden biridir. Sucul ekosistem üzerine inşa edilen köprü, istinat duvarı, baraj ve hidroelektrik santralleri gibi yapıların yapımı esnasında kullanılan çimentonun, sucul ekosisteme bulaşısı kaçınılmaz hale gelmektedir. Bu çalışma, betonarme yapılarda en çok kullanılan çimento türü olan puzolanik çimentonun su kalitesine ve bazı sucul canlılar üzerine toksik etkisini belirlemek için yapılmıştır. Çalışmada, puzolanik çimentonun, bazı su kalite parametre değerlerindeki değişim ve balık türleri olarak gökkuşağı alabalığı (Oncorhynchus mykiss)'nın yumurtadan porsiyonluk aşamaya kadar farklı evreleri, tilapia (Oreochromis niloticus), eğrez (Vimba vimba) ve inci balığı (Alburnus derjugini), Gammarus komareki ve Daphnia magna üzerinde toksik etkiler belirlenmiştir. Puzolanik çimentonun sudaki pH, askıda katı madde (AKM), bulanıklık, iletkenlik gibi değerleri artırdığı belirlenmiştir. Gökkuşağı alabalığı için 12 ve 18 ℃'de iki farklı sıcaklıklarda yapılan toksisite testlerinde LC50 değerleri sırasıyla 263,8 ve 133,8 mg/L olarak bulunmuştur. Gökkuşağı alabalığı yumurta, alevin ve fry evrelerinde ise LC50 değeri sırasıyla 499, 324,6 ve 361,2 mg/L olarak hesaplanmıştır. Nil tilapia balığı bireylerinde ise bu değer 307 mg/L, doğal türlerleri temsilen denemelerde kullanılan A. derjugini ve V. vimba türlerinde ise sırasıyla 160 ve 130,7 mg/L olarak hesaplanmıştır. Sucul ekosistemde bulunan omurgasız canlıları temsil eden D. magna ve G. komareki bireylerinde ise bu değer sırasıyla 118,3 ve 197,3 mg/L olarak hesaplanmıştır. Denemeler 24 saat sürede statik olarak gerçekleştirilmiştir. Puzolanik çimentonun gökkuşağı alabalığında CRE, ALT, ALP, AST ve LDH enzim değerleri incelendiğinde istatistiki olarak farklı olmadığı gözlenmiştir (p>0,05). Kan parametre değerleri incelendiğinde, RBC, MCV, WBC, ve monosit yüzdesi değerlerinde bir farkın olmadığı (p>0,05), Hgb, MCH, MCHC ve Lenfosit yüzdesi değerlerinde düşüş ve granülosit yüzdesindeki artışın, kontrol grubuna göre farklı olduğu tespit edilmiştir (p<0,05). Puzolanik çimentonun alabalık solungaçlarında hiperplazi, epitel ayrılma, nekroz, lamellaların birleşmesi gibi histopatolojik bulgulara neden olduğu gözlenmiştir. D. magna bireylerinde 75 mg/L konsantrasyonunda puzolanik çimento ile DNA hasarı görülmezken, 150 mg/L konsantrasyonunda puzolanik çimento gökkuşağı alabalığında DNA hasarına neden olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın sonucunda çimentonun sucul ekosisteme belirlenen konsantrasyonlarda karıştığında, su ve sucul canlılar üzerinde olumsuz etkilere neden olduğu ortaya konulmuştur.

Abstract:
Cement, which holds the materials in concrete together, is one of the most used building materials. The contamination of the aquatic ecosystem by the cement used during the construction of structures such as bridges, retaining walls, dams and hydroelectric power plants built on the aquatic ecosystem becomes inevitable. This study was carried out to determine the toxic effect of pozzolanic cement, which is the most widely used cement type in concrete structures, on some water quality parameters and aquatic organisms. Pozzolanic cement effects were determined on some water quality parameter values and some aquatic organisms (different stages of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), nile tilapia (Oreochromis niloticus), vimba bream (Vimba vimba) and georgian shemaya (Alburnus derjugini), Gammarus komareki and Daphnia magna). It has been determined that pozzolanic cement increases the values such as pH, suspended solids, turbidity and conductivity in water. For rainbow trout, the LC50 values were found to be 263.8 and 133.8 mg/L, in toxicity tests performed at two different temperatures at 12 and 18 ℃, respectively. In the egg, alevin and fry stages of rainbow trout, the LC50 values were calculated as 499, 324.6 and 361.2 mg/L, respectively. This value was calculated as 307 mg/L in tilapia, 160 and 130.7 mg/L in natural species A. derjugini and V. vimba, respectively. This value was calculated as 118.3 and 197.3 mg/L, respectively, for D. magna and G. komareki individuals, which represent invertebrates in the aquatic ecosystem. Trials were carried out statically in 24 hours. When the CRE, ALT, ALP, AST and LDH enzyme values were examined in rainbow trout, no statistical difference was found (p>0.05). When blood parameter values were examined, it was found that there was no difference in the values of RBC, MCV, WBC, and Monocyte percentage (p>0.05), the decrease in values such as Hgb, MCH, MCHC and lymphocyte percentage and the increase in granulocyte percentage were different when compared to the control group (p<0.05). It has been reported that pozzolanic cement causes histopathological findings such as hyperplasia, epithelial lifting, necrosis, and lamella fusion in the gills of trout. While no DNA damage was observed in the 75 mg/L dose of pozzolanic cement in D. magna individuals, DNA damage was observed in rainbow trout with the 150 mg/L dose of pozzolanic cement. As a result of the study, it was revealed that the contamination of the aquatic ecosystem by cement causes negative effects on water and aquatic organisms.