Köprübaşı (Manisa) uranyum yatağı çevresinde toprak, su ve bitki örneklerinde uranyum düzeyleri ve olası çevresel etkilerinin belirlenmesi
The determination of uranium levels in soil, water and plant samples around Köprübaşı (Manisa) uranium deposit and their probable effects on the environment
Yazar: ÖZLEM ŞEN
Danışman: PROF. DR. AHMET ŞAŞMAZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Köprübaşı (Manisa) uranyum yatağı, Türkiye'nin en önemli uranyum yataklarından birisidir ve Neojen yaşlı kayaçlar içerisindeki nehir çökelleri içerisinde yer alırlar. Yöredeki yataklar, mineralojik olarak oksitli ve oksitsiz cevher olmak üzere iki türde oluşmuştur. Oksitli yataklar ikincil jarosit-vaylandit ve manyetit-ilmenit, oksitsiz yataklar ise pirit ve siderit tipindedirler. Uranyumca zengin jarosit-vaylandit mineralleri, çökel kayaların epijenetik hamuru içinde, kum ve çakıllar arasında bulunurlar. Yöredeki yataklar % 0.05-0.40 U3O8 tenörlü ve 2852 ton rezerve sahip olup, 1970'li yıllarda bir süre işletilmiş daha sonra terk edilmiştir.Köprübaşı uranyum yatağı ve yakın çevresi, hem doğal, hem de yapılan madencilik çalışmalarından dolayı bölge uranyum tarafından kirletilmiştir. Bu kirlenmeden, bölgedeki topraklar, yetişen bitkiler ve su kaynakları oldukça fazla etkilenmiştir. Yöre topraklarının ortalama uranyum içeriği birkaç ppm'den 3876 ppm'e kadar değişmektedir. Gölsel çökellerin uranyum içeriği çok düşük olup, en fazla birkaç ppm'dir. Akarsu çökellerinin belli seviyelerinde ise uranyum içeriği çok yüksektir. Cevherleşmelerde uranyum, bakır (0.94) ve kurşun (0.81) ile kuvvetli pozitif, arsen (0.19), kadmiyum (0.20) , talyum (0.28), ve selenyum (0.29) ile zayıf pozitif korelasyonlar gösterirken, toryum ile herhangi bir korelasyon ilişkisi göstermemektedir. Bölgeden alınan çok sayıda bitkinin değişik kısımlarının uranyum analizleri yapılmıştır. Topraktaki uranyum miktarının çokluğuna bağlı olarak, bitkiler de doğrusal oranda bünyelerine uranyum almışlardır. Bu bitkiler içerisinde hiperakümülatör özellik taşıyan bitkiye rastlanmamıştır. Sadece Capsicum annium' un kökü toprağına göre 4.44 defa daha fazla uranyum toplamıştır. Ayrıca bazı örneklerde, Quercus robur, Olea europeae ve Astragalus'un dalları köklerine göre daha fazla uranyum içermektedir. Bu da bu bitkilerin köklerindeki uranyumu dallara daha fazla transfer edebilme yeteneklerine sahip olduğunu göstermektedir. Verbascum ise bünyesinde 1000 ppm'den daha fazla uranyumu depolama yeteneğine sahiptir. Böyle bitkileri biomonitoring amaçlı kullanmak mümkündür. Köprübaşı uranyum yatağı çevresindeki su kaynaklarından çok sayıda su örneği alınarak, ICP-MS'de analiz edilmiştir. Özellikle uranyum yatağının bulunduğu alan ve çevrelerden beslenen suların, uranyum açısından WHO kriterlerine göre en az on kat daha fazla kirlendiği saptanmıştır. Bu suların, yöredeki insan ve hayvanlar tarafından içilmesi, sulama amaçlı kullanılması, daha alt kotlardaki su kaynaklarını kirletmesi, çevre sağlığı açısından önemli riskler oluşturmaktadır.

Abstract:
The Köprübaşı (Manisa) uranium deposits which is located in the Neogene river sediments is one of the most important uranium deposits in Turkey. Uranium in the region occurs in two types as mineralogically oxidized and unoxidized ores. The oxidized ones occur in the type of secondary jarosit-vailandite and manyetite-ilmenite, whereas unoxidized ones occur in pyrite and siderite. The jarosit-vailandite minerals which are rich in uranium are available in the soils and gravels placed inside the epigenetic matrix of sedimentary rocks. The beds in the region having 2852 tones reserves and % 0.05-0.40 U3O8 grade were operated until 1970s and then abandoned.Köprübaşı uranium accumulations and their surroundings are polluted with uranium naturally and because of mining operations. The plants, soils and water sources in the region are affected by this pollution. The uranium contents of the soils in the range of a few ppm and 3876 ppm; While the lake sediments contain very low, -the upper limit is about a few ppm and on the other hand, in some levels of river sediments are very high uranium. In mineralizations uranium has strong positive correlations with copper (0.94) and lead (0.81) and weak positive correlations with thallium (0.28), cadmium (0.20) and selenium (0.29), it has no correlation with thorium.Ddifferent parts of many plants samples collected around the region was analyzed for U contents. The analysis proved that the amounts of the U intaken by plant organs are related to the U contents of soils where the plants grow. Among those plant samples, no plant with hyperaccumulator characteristics was discovered. The Capsicum annium which accumulate uranium 4.44 times higher than found in its soil is an exception. On the other hand, in some samples such as Quercus robur, Olea europeae and Astragalus , the shoots accumulate more uranium than their roots. This shows that such plants are capable of transferring the uranium in their roots to their branches. Among the sample plants, it was also observed that Verbascum can accumulate more than 1000 ppm uranium which meansthat it can be used for biomonitoring. In this study, water samples collected from the region were also analyzed by using ICP-MS. It was detected that the waters around the regions which are rich in uranium included ten times uranium higher than the standards reported by WHO. Such an outcome prove evidence that the water in the region can threat the ecological life when it is used as drinking or irrigation water. Moreover the polluted water may affected negatively the water sources in lower altitudes