Samsun – Giresun kıyısal akarsularında kirlilik riski değerlendirmesi; istatistiksel analiz ve su kalitesi endeksli birleşik bir yaklaşım
Pollution risk assessment in Samsun - Giresun coastal rivers; a combined approach with statistical analysis and water quality index
Yazar: HANDAN AYDIN
Danışman: PROF. DR. A. YALÇIN TEPE
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Giresun = Giresun ; Mikroplastik = Mikroplastic ; Samsun = Samsun ; Su kirliliği = Water pollution ; İndeks = Index

Özet:
Samsun-Ordu-Giresun illerinde bulunan Yeşilırmak Nehri, Terme Çayı, Cevizdere Deresi, Melet Irmağı, Aksu Deresi ve Harşit Çayı'nın deşarj noktalarında su kalitesi, sediment kalitesi ve mikroplastik çeşitliliği incelenmiştir. Arazi çalışmaları, Kasım 2020 ve Ağustos 2021 tarihleri arasında mevsimsel olarak yapılmıştır. Su ve sediment örneklerinde bazı fiziko-kimyasal parametreler ve ağır metal analizleri yapılarak mikroplastik varlığı tespit edilmiştir. Analiz sonuçları, Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği (SKYY) ve Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği (YSKY)'ne göre sınıflandırılmıştır. Tespit edilen mikroplastikler tür, renk ve polimer çeşitlerine göre sınıflandırılmıştır. Su ve sediments örneklerinden elde edilen sonuçlara ANOVA, korelasyon ve kümeleme gibi istatistiksel analizler uygulanmıştır. Tüm istasyonlarda su, sıcaklık, çözünmüş oksijen (ÇO), elektriksel iletkenlik (EC) ve toplam çözünmüş madde (TDS) değerlerinin ortalamaları I. sınıf su kalitesi özelliği taşımaktadır. Tüm istasyonlarda ortalama pH değeri 8,66−9,30 aralığında olup, bazik özelliktedir. YSKY göre toplam fosfor, Yeşilırmak Nehri'nde III. sınıf diğer akarsularda ise II. sınıf bulunmuştur. Biyokimyasal oksijen ihtiyacı (BOİ5) bakımından Harşit Çayı II. sınıf su kalitesine sahipken, diğer istasyonların hepsi I. sınıf su kalitesine sahip olduğu tespit edilmiştir. Bulanıklık; Yeşilırmak Nehri, Terme Çayı, Cevizdere Deresi, Melet Irmağı, Aksu Deresi ve Harşit Çayı'nda sırasıyla 21,02, 8,20, 11,25, 14, 67,68 ve 19,50 NTU olarak kaydedilmiştir. Sudaki alüminyum (Al) derişimleri tüm istasyonlarda izin verilebilir çevre kalite standardının üzerinde ölçülmüştür. Krom (Cr), nikel (Ni), arsenik (As), mangan (Mn) ve kurşun (Pb) tüm istasyon ve mevsimlerde I. sınıf kategorisindedir. Demir (Fe) ise Aksu Deresi ve Harşit Çayında II. sınıf, geri kalan akarsularda I. sınıf olduğu tespit edilmiştir. Su örneklerinde su kalite indeksi (WQI), ağır metal kirlilik indeksi (HPI) ve ağır metal değerlendirme indeksi (HEI) hesaplanmıştır. Sediment örneklerinde ise kontaminasyon faktörü (CF), jeoakümülasyon indeksi (Igeo), ekolojik risk faktörü (Eri), zenginleştirme faktörü (EF) ve kirlilik yük indeksi (PLI) hesaplanmıştır. Su örneklerinde mikroplastik miktarı (adet/m3), Yeşilırmak Nehri'nde 55, Terme Çayı'nda 51,25, Cevizdere Deresi'nde 44,75, Melet Irmağı'nda 58,5, Aksu Deresi'nde 43,75 ve Harşit Çayı'nda 72,75 olarak bulunmuştur. Sediment örneklerinde ise mikroplastik miktarı (adet/kg), Yeşilırmak Nehri'nde 300,75, Terme Çayı'nda 133, Cevizdere Deresi'nde 144,5, Melet Irmağı'nda 242,75, Aksu Deresi'nde 106 ve Harşit Çayı'nda 195,75 olarak bulunmuştur. Su ve sedimentte tespit edilen mikroplastiklerde siyah, mavi ve kırmızı renklerin yoğunlukta olduğu gözlenmiştir. Kızıl ötesi spektrometresi (FT-IR) sonuçlarına göre tüm istasyonlarda tespit edilen polimer türlerinin oranı, %41,67 PP (Polypropilen), %31,25 PES (Polyester) ve %27,08 PA (Polyamit) polimeridir.

Abstract:
Water quality, sediment quality and microplastic diversity at the discharge points of Yeşilırmak River, Terme Stream, Cevizdere Stream, Melet Stream, Aksu Stream and Harşit River in Samsun-Ordu-Giresun provinces were investigated. Field studies were carried out seasonally between November 2020 and August 2021. Microplastics were determined by some physico-chemical parameters and heavy metal analyzes in water and sediment samples. Analysis results were classified according to the Water Pollution Control Regulation (SKYY) and Surface Water Quality Regulation (YSKY). Determined microplastics were classified according to type, color and polymer types. Statistical analyzes such as ANOVA, correlation and cluster were applied to the results obtained from the water and sediments samples. The mean values of water temperature, dissolved oxygen (DO), electrical conductivity (EC) and total dissolved matter (TDS)  at all stations were class I water quality. The average pH in all stations is in the range of 8.66-9.30 and it is basic. Total phosphorus was found to be class III in Yeşilırmak River and class II in the rest of the rivers according to the water quality control regulation (YSKY). Harşit River was in class II water quality, while the rests were classified as class I in terms of biochemical oxygen demand (BOİ5).  Turbidity was recorded as 21.02, 8.20, 11.25, 14, 67.68 and 19.50 NTUs in Yeşilırmak River, Terme Stream, Cevizdere Stream, Melet Stream, Aksu Stream and Harşit River, respectively. Aluminum (Al) concentrations in water were measured above the permissible environmental quality standard at all stations. Chromium (Cr), nickel (Ni), arsenic (As), manganese (Mn) and lead (Pb) are in class I category at all stations and seasons. Iron (Fe) was determined as class II in the Aksu Stream and Harşit River and was as class I in the rest of the rivers. Water quality index (WQI), heavy metal pollution index (HPI) and heavy metal evaluation index (HEI) were calculated in water samples. Contamination factor (CF), geoaccumulation index (Igeo), ecological risk factor (Eri), enrichment factor (EF) and pollution load index (PLI) were calculated for sediment samples. The amount of microplastic in water samples (pieces/m3) was 55 in Yeşilırmak River, 51.25 in Terme Stream, 44.75 in Cevizdere Creek, 58.5 in Melet River, 43.75 in Aksu Creek and Harşit River. In sediment samples, the amount of microplastic (pieces/kg) was found to be 300.75 in Yeşilırmak River, 133 in Terme Stream, 144.5 in Cevizdere Stream, 242.75 in Melet River, 106 in Aksu Stream and 195.75 in Harşit Stream. According to the results of infrared spectrometry (FT-IR), the ratio of polymer types detected in all stations was 41.67% PP (Polypropylene), 31.25% PES (Polyester) and 27.08% PA (Polyamide) polymer.