Marmaris'te toplanan yağmur suyu örneklerinin kimyasal kompozisyonunu etkileyen kirletici kaynaklarının ve kaynak alanlarının belirlenmesi
Identification of sources and source regions affecting the chemical composition of rainwater samples collected at Marmaris
Yazar: ORHAN ALSAÇ
Danışman: DOÇ. DR. FATMA ÖZTÜRK
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışma kapsamında Meteoroloji Genel Müdürülüğü (MGM) tarafından 2011-2022 yılları arasında işletilen Marmaris İstasyonu'nda (28.3325 ºE, 36.8859 ºN, 950 m) toplanan yağmur suyu örneklerinin kimyasal kompozisyon verisi ana iyonlar açısından değerlendirilmiştir. Halihazırda 2011-2020 yılları arasında MGM tarafından üretilen veri seti 2020-2022 yılları arasında toplanan yağmur suyu örneklerinin SO42-, NO3-, Cl-, Mg2+, Ca2+, K+, Na+, NH4+ ve pH parametreleri açısından analiz edilmesiyle elde edilen veri seti ile birleştirilmiştir. Yağmur suyu örneklerinde ortalama pH değeri 5.73±0.86 olarak belirlenmiş olup bu değerin asit yağmuru kritik değerinin üstünde olduğu bulunmuştur. Yağmur suyu örneklerinde belirlenen parametrelerin konsantrasyonlarının 3.63±6.43 mg/L (Cl-) ila 0.011±0.027 mg/L (H+) arasında değiştiği bulunmuştur. Toplam iyon konsantrasyonuna en fazla katkısı olan iyonların Cl- ve Ca2+ olduğu saptanmıştır. Parametrelerin mevsimsel değişimleri incelendiğinde deniz tuzu markörü olan Cl- ve Na+ parametrelerinin kış mevsiminde deniz üstünde artan rüzgâr hızına bağlı olarak konsantrasyonlarının arttığı bulunmuştur. Antropojenik kaynaklardan atmosfere salınan öncü gazların yaz aylarında fotokimyasal tepkimeleri ile oluşan SO42- ve NO3- parametrelerinin yaz aylarında konsantrasyonlarının arttığı görülmüştür. Toprak kaynaklı olarak atmosfere taşınan Ca2+, Mg2+ ve K+ ise yaz aylarında konsantrasyonlarının arttığı belirlenmiştir. Yağmur suyu kompozisyonunu etkileyen uzun mesafeli kaynakları belirlemek için 1500 m yükseklikteki geri yörüngeler kümeleme analizi kullanılarak değerlendirilmiştir. Yapılan analizde hava kütlelerinin yedi farklı bölgeden Marmaris'e ulaştığı belirlenmiştir. Karadeniz ve Atlantik Okyanusu üzerinden gelen hava kütlelerinin yağmur suyu kompozisyonu üzerinden önemli kaynak alanları olduğu saptanmıştır. Yağmur suyunda belirlenen parametrelerin hangi kirletici kaynaklarından atmosfere salındığını saptamak amacıyla faktör analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar Marmaris bölgesini etkileyen ana kirletici kaynaklarının deniz tuzu, asidik parametrelerin nötralizasyonu ile oluşan ikincil kirleticiler ve biyokütlenin yakılması ve toprağa gübre uygulanması sonucu atmosfere salınan kirleticiler olduğunu ortaya koymuştur.

Abstract:
In this study, the rainwater chemical composition data (SO42-, NO3-, Cl-, Mg2+, Ca2+, K+, Na+ and NH4+ and pH) that was generated by analyzing the samples collected between 2011 and 2022 in Marmaris station (28.3325 ºE, 36.8859 ºN, 950 m asl) by the General Directorate of Meteorology (MGM) was evaluated by using several statistical techniques. The results showed that the mean pH value was 5.73±0.86 during the study period. The concentrations of parameters determined in the rainwater samples ranged from 3.63±6.43 mg/L for Cl- to 0.011±0.027 mg/L for H+. Chlorine and Ca2+ contributed more to total ion mass as compared to the other ions. The concentrations of sea salt markers (Cl- and Na+) increased during winter due to increased wind speed over the sea. On the other hand, the concentrations major ions (SO42- and NO3-) that formed in the atmosphere because of photochemical reactions increased in summer season. The concentrations of crustal markers (Ca2+, Mg2+ and K+) increased in summer since these parameters become easly aiborne due to dry soil conditions. The long-range transport to Marmaris was also evaluated in this study by combining the trajectoris by cluster analysis technique. It has been found out that there are seven major air masses intercepting at Marmaris. The results show that the dominan air masses corresponding to the trajectories originating from Atlantic Ocean and Black Sea. Finally, factor analysis was performed to find the sources affecting the chemical composition of rainwater at Marmaris station. Neutralization of acidic parameters, sea salt, and biomass combustion and fertilizer use were found to be the main sources.