Giresun kıyısalı mevsimsel mikroplastik varlığının araştırılması
Investigation of the seasonal microplastic presence in giresun coast
Yazar: MURAT KODAT
Danışman: PROF. DR. A. YALÇIN TEPE
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Giresun kıyı şeridinde yer alan sekiz ilçe merkezi (Eynesil, Görele, Tirebolu, Espiye, Keşap, merkez, Bulancak ve Piraziz) bu çalışmanın istasyonları olarak belirlenmiştir. Belirlenen istasyonlardan Mayıs 2021-Şubat 2022 tarihleri arasında dört mevsim boyunca deniz suyu, sediment ve biyota numuneleri toplanmıştır. Toplanan numunelerin tümünde mikroplastik analizleri gerçekleştirilmiştir. Tespit edilen mikroplastikler tür, boyut, renk ve polimer çeşitlerine göre sınıflandırılmıştır. Ayrıca deniz suyu numunelerinde fizikokimyasal parametreler, sediment numunelerinde ağır metal seviyeleri, % organik madde ve pH analizleri yapılmıştır. Sediment numunelerinde kaydedilen ağır metal değerleri, bazı ekolojik indeksler yardımıyla değerlendirilmiştir. Su ve sedimentteki fiziko-kimyasal parametrelere tek yönlü varyans analizi (ANOVA), korelasyon ve kümeleme gibi istatistiksel analizler uygulanmıştır. Yüzey suyu örneklerinde mikroplastik miktarı (adet/m3), Eynesil'de 33-147, Görele'de 27-49, Tirebolu'da 10-117, Espiye'de 11-28, Keşap'ta 21-94, Merkez'de 13-38, Bulancak'ta 14-122 ve Piraziz'de 10-43 arasında değişim göstermiştir. Sediment numunelerinde mikroplastik miktarı (adet/kg) Eynesil'de 38-631, Görele'de 119-402, Tirebolu'da 22-292, Espiye'de 24-256, Keşap'ta 50-1387, merkezde 23-344, Bulancak'ta 32-342 ve Piraziz'de 8-383 arasında değişim göstermiştir. Su ve sedimentte tespit edilen mikroplastiklerde siyah, mavi ve kırmızı renklerin yoğunlukta olduğu gözlenmiştir. Toplanan 233 adet balık ve 48 adet omurgasız örneklerinde %90,2 siyah, %5,5 kırmızı, %4 mavi ve %0,3 yeşil renkte olmak üzere toplamda 8145 mikroplastik tespit edilmiştir. Bu mikroplastiklerin 6531 tanesinin parça, 1270 tanesinin fiber ve 344 tanesinin pelet türünde olduğu belirlenmiştir. Fiber türde mikroplastiklerin %95,43 oranında >100 mikron boyutlarında olduğu ve parça türde olanların %77,57'sinin 0-25 mikron boyutlarında olduğu görülmüştür. FT-IR sonuçlarına göre tespit edilen polimer türleri ve oranları şöyle belirlenmiştir: PP (Polipropilen) %32,57, PA (Poliamit) %25,56, Disodyum EDTA %8,58 ve izopropiliden %0,17. Fiziko-kimyasal parametrelerden olan su sıcaklığı için en düşük değer 17,58˚C ile Eynesil, en yüksek değer 20,20˚C ile Bulancak istasyonunda tespit edilmiştir. Deniz suyunda pH değerleri 6,75-8,92 ve ÇO 7,90-11,90 mg/L aralığında ölçülmüştür. EC için merkezde 13287 μS/cm ile en düşük ve Bulancak'ta 29592 μS/cm ile en yüksek değer ölçülürken, tüm istasyonlar için tuzluluk ortalaması 15,89 ppt belirlenmiştir. ORP ilkbahar mevsiminde Eynesil'de -426 mV ile en düşük ve Bulancak'ta kış mevsiminde 263 mV en yüksek değerde belirlenmiştir. İstasyonlara ait TDS ortalaması 16909 mg/L iken, bulanıklık 0,82 NTU ile 47,06 NTU aralığında olduğu görülmüştür. Sediment pH 7,71-8,82 aralığında iken % organik madde %2,66-9,12 aralığında dağılım göstermiştir. Sediment örneklerinde CF indeksi ortalamalarına göre en düşük 0,21 değeri ile Al ve en yüksek 2,97 değeri ile Pb için Tirebolu istasyonunda hesaplanmıştır. EF indeksine göre Tirebolu istasyonunda Pb için kış mevsiminde çok yüksek zenginleşme tespit edilirken, Jeobirikim indeksi için Tirebolu istasyonunda Pb için kış mevsiminde "yoğun kirli " sınıfında olduğu belirlenmiştir. Ekolojik risk indeksine göre Cd ilkbahar mevsiminde Görele istasyonunda, kış mevsiminde Tirebolu istasyonunda ve sonbahar mevsiminde Merkez istasyonunda "orta derecede ekolojik risk" sınıfında değerlendirilmiştir. PLI indeksine göre ilkbahar mevsiminde Görele ve Keşap istasyonlarında ağır metal kirliliği belirlenmiştir.

Abstract:
Eight district centers (Eynesil, Görele, Tirebolu, Espiye, Keşap, merkez, Bulancak and Piraziz) located on the Giresun coastline were determined as the stations of the present study. Samples of seawater, sediment and biota were collected from the designated stations during four seasons between May 2021 and February 2022. Microplastic analyzes were performed on all of the collected samples. Detected microplastics were classified according to type, size, color and polymer types. In addition, physicochemical parameters in seawater samples, analyzes of heavy metal levels, % organic matter and pH in sediment samples were performed. Heavy metal values recorded in sediment samples were evaluated with the help of some ecological indexes. Statistical analyzes such as One-way analysis of variance (ANOVA), correlation and clustering were applied to physico-chemical parameters in water and sediment. The amount of microplastics in surface water samples (pieces/m3) were varied between 33-147 in Eynesil, 27-49 in Görele, 10-117 in Tirebolu, 11-28 in Espiye, 21-94 in Kesap, 13-38 in Merkez, 14-122 in Bulancak and 10-43 in Piraziz. The amount of microplastics in sediment samples (pieces/kg) were varied between 38-631 in Eynesil, 119-402 in Görele, 22-292 in Tirebolu, 24-256 in Espiye, 50-1387 in Kesap, 23-344 in Center, 32-342 in Bulancak and 8-383 in Piraziz. It was observed that black, blue and red colors were intense in microplastics detected in water and sediment. A total of 8145 microplastics, 90.2% black, 5.5% red, 4% blue and 0.3% green, were detected in 233 fish and 48 invertebrate samples collected. It has been determined that 6531 of these microplastics are pieces, 1270 are fiber and 344 are pellets. It was observed that 95.43% (>100 microns) of fiber-type microplastics were in size, 77.57% of the piece-type microplastics were 0-25 microns in size. It has been determined that 6531 of these microplastics are pieces, 1270 are fiber and 344 are pellets. It was observed that 95.43% of fiber-type microplastics were >100 microns in size, and 77.57% of piece-type microplastics were 0-25 microns in size. The polymer types and ratios determined according to the FT-IR results were determined as follows: PP (Polypropylene); 32.57%, PA (Polyamide); 25.56%, Disodium EDTA; 8.58% and isopropyl; 0.17%. The lowest value for water temperature, which is one of the physico-chemical parameters, was found at Eynesil with 17.58˚C, and the highest value with 20.20˚C at Bulancak station. In sea water, pH values were measured in the range of 6.75-8.92 and DO in the range of 7.90-11.90 mg/L. While the lowest value for EC was measured at the Center with 13287 μS/cm and the highest value with 29592 μS/cm in Bulancak, the average salinity was determined as 15.89 ppt for all stations. ORP was found to be the lowest with -426 mV in Eynesil in the spring and the highest value of 263 mV in the winter in Bulancak. While the average TDS of the stations was 16909 mg/L, the turbidity ranged from 0.82 NTU to 47.06 NTU. While the sediment pH was in the range of 7.71-8.82%, the organic matter ranged between 2.66-9.12%. According to the CF index averages in sediment samples, the lowest value of 0.21 for Al and the highest value of 2.97 for Pb, were calculated at the Tirebolu station. According to the EF index, very high enrichment was detected for Pb in the Tirebolu station in winter, while it was determined to be in the "heavy polluted" class for Pb in the Tirebolu station for the Geo-Accumulation index. According to the ecological risk index, Cd was evaluated as "moderate ecological risk" at Görele station in spring, Tirebolu station in winter and Central station in autumn. According to the PLI index, heavy metal pollution was determined at Görele and Keşap stations in the spring season.