Kastamonu'da yetiştirilen siyez (Triticum monococcum L) buğdayının radyonüklit, esansiyel ve ağır metal içeriklerinin tahribatsız analiz yöntemi ile belirlenmesi
Determination of radionuclide, essential and heavy metal contents of siyez (Triticum monococcum L.) wheat grown in Kastamonu by non-destructive analysis method
Yazar: DALAL ABOBAKER OMAR SULTAN
Danışman: PROF. DR. ŞEREF TURHAN
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering

Özet:
Tahıl, insanlar için ana besin kaynaklarından birini oluşturmaktadır. Farklı iklim şartlarında yetişebilen buğday, besin değeri, ekonomi, kültür ve tarih açısından önemli bir tahıl ürünüdür. Ülkemizde, özellikle Kastamonu ilinde yetişen ve yöresel ismi siyez olan einkorn (Triticum monococcum L.), bilinen en eski buğday olarak kabul edilmektedir. Bu çalışmada, Kastamonu'daki farklı ekim alanlarından toplanan 21 adet siyez örneğinin doğal radyonüklit, esansiyel element ve ağır metal içerikleri belirlendi. Elde edilen veriler, literatürde siyez ve diğer buğday türleri için belirlenen veriler ile karşılaştırıldı. Ayrıca yıllık etkin radyasyon dozu hesaplanarak siyez örneklerinin gıda olarak tüketilmesinden kaynaklanan radyolojik risk değerlendirildi. Siyez örneklerinde, yüksek saflıklı germanyum dedektörlü gama-ışını spektrometresi kullanılarak ölçülen 40K, 226Ra ve 232Th radyonüklitlerinin ortalama aktivite derişimleri, sırasıyla 181,3 ± 4,1 Bq/kg, 10,0 ± 0,7 Bq/kg ve 6,1 ± 0,2 Bq/kg olarak bulundu. Yöre insanının siyez örneklerinin tüketilmesinde dolayı maruz kaldığı ortalama yıllık etkin radyasyon dozu 68,2 ± 3,1 µSv/y olarak hesaplandı. Siyez örneklerinin esansiyel element (Na, Mg, P, S, Cl, K, Ca ve I), hem esansiyel hem de zehirli ağır metal (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu ve Zn) ve ağır metal (Ti, Ag, Cd, Sn, Te, Hf, Ta ve Pb) içerikleri, enerji dağılımlı X-ışını flüoresans spektrometresi kullanılarak analiz edildi. Ayrıca günlük ağır metal alımları hesaplandı. Siyez örneklerinde As, Zr ve Hg toksik ağır metalleri gözlenmedi. Siyez örneklerinde minör seviyesinde analiz edilen Na, Mg, P, S, Cl, K ve Ca esansiyel elementlerinin ortalama derişimleri (mg/kg), sırasıyla 585 ± 156; 626 ± 46; 3078 ± 114; 2734 ± 61; 644 ± 31; 5844 ± 131 ve 1570 ± 259 olarak belirlendi. Eser seviyesindeki I, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu ve Zn esansiyel elementlerinin ortalama derişimleri (mg/kg), sırasıyla 7,0 ± 0,5; 3,6 ± 0,2; 89,2 ± 1,2; 208,5 ± 62,6; 16,8 ± 0,6; 12,1 ± 0,1; 8,3 ± 0,2 ve 65,3 ± 2,5 olarak bulundu. Eser seviyesindeki Ti, Ag, Cd, Sn, Te, Hf, Ta ve Pb ağır metallerin ortalama derişimleri (mg/kg), sırasıyla 21,8 ± 5,8; 6,1 ± 0,3; 2,9 ± 0,2; 6,9 ± 0,4; 13,8 ± 0,6; 3,2 ± 0,2; 24,3 ± 0,6 ve 1,4 ± 0,1 olarak analiz edildi. Sonuçlar, araştırılan siyez örneklerinin gıda olarak tüketilmesinin, yöre halkının sağlığı için radyolojik açıdan önemli bir risk oluşturmadığı oluşturmadığını ancak eser miktarda zehirli Cd ve Pb ağır metalini içerdiğini göstermiştir. Literatürel karşılaştırma, araştırılan siyez örneklerinin, K, Ca, Fe, Mn ve Zn içerikleri açısından ülkemizde ve farklı ülkelerde yetiştirilen einkorn, emmer, spelt, karabuğday ve durum buğday örneklerine göre daha zengin olduğunu ortaya koymuştur.

Abstract:
Cereal is one of the main nutritional sources for human beings. Wheat, which can grow in different climatic conditions, is an important cereal product in view of nutritional value, economy, culture, and history. Einkorn (Triticum monococcum L.) locally called siyez, which grows especially in Kastamonu province in our country, is accepted as the oldest known wheat. In this study, the natural radionuclide, essential element and heavy metal contents of 21 siyez samples collected from different cultivation areas in Kastamonu were determined. The data obtained were compared with the data determined for einkorn and other wheat types in the literature. In addition, the radiological risk arising from the consumption of siyez wheat samples as food was evaluated by estimating the annual effective radiation dose. The average activity concentrations of 40K, 226Ra and 232Th radionuclides measured in siyez samples using a gamma-ray spectrometry with high purity germanium detector were found as 181.3 ± 4.1, 10.0 ± 0.7 and 6.1 ± 0.2 Bq/kg, respectively. The average annual effective radiation dose that the local people are exposed to due to the consumption of siyez samples was estimated as 68.2 ± 3.1 µSv/y. Essential elements (Na, Mg, P, S, Cl, K, Ca and I), both essential and toxic heavy metal (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn) and heavy metal (Ti, Ag, Cd, Sn, Te, Hf, Ta and Pb) contents of siyez samples were analyzed using energy dispersed X-ray fluorescence spectrometry. In addition, daily heavy metal intakes were calculated. As, Zr and Hg toxic heavy metals were not observed in siyez samples. Average concentrations of Na, Mg, P, S, Cl, K and Ca essential elements at minor level analyzed in siyez samples were determined as 585 ± 156; 626 ± 46; 3078 ± 114; 2734 ± 61; 644 ± 31 ; 5844 ± 131 and 1570 ± 259 mg/kg, respectively. Average concentrations of I, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn essential elements at trace level were found as 7,0 ± 0,5; 3,6 ± 0,2; 89,2 ± 1,2; 208,5 ± 62,6; 16,8 ± 0,6; 12,1 ± 01; 8,3 ± 0,2 and 65,3 ± 2,5 mg/kg, respectively. Average concentrations of Ti, Ag, Cd, Sn, Te, Hf, Ta and Pb heavy metals at trace level were analyzed as 21,8 ± 58; 6.1 ± 0.3; 2.9 ± 0.2; 6,9 ± 0,4 13,8 ± 0,6; 3,2 ± 0,2; 24,3 ± 0,6 and 1,4 ± 0,1 mg/kg, respectively. The results indicated that the consumption of the investigated siyez samples as food did not pose a significant radiological risk for local public health; however, siyez samples contain trace toxic Cd and Pb heavy metal. The literature comparison revealed that the investigated siyez samples were richer in terms of K, Ca, Fe, Mn and Zn contents compared to einkorn, emmer, spelt, buckwheat and durum wheat samples grown in our country and in different countries