İstanbul boğazı sedimanlarında ağır metal kirliliğinin 210Pb ve  137Cs kronolojisi ile incelenmesi
Heavy metal pollution in sediments from bosphorus derived from 210Pb and 137Cs chronology
Yazar: SERKAN GÜRLEYEN
Danışman: PROF. DR. GÜNSELİ YAPRAK
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı / Nükleer Bilimler Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering

Özet:
Sedimentler çevresel değişimleri kaydeden doğal bir arşiv niteliğindedir ve sediment tarihlendirme bu değişimlerin kronolojik olarak değerlendirilmesini sağlar. Son yüzyıl içindeki ekosistem değişikliklerini incelemek için 50 yıldan fazladır sediment korlarının tarihlendirilmesinde 210Pb metodu kullanılmaktadır. 210Pb metodunu doğrulamak için 137Cs bağımsız bir yaş kontrol metodu olarak yaygın şekilde uygulanmaktadır
Ülkemizin üç tarafı denizlerle çevrilidir; özellikle Karadeniz'i diğer denizlere bağlayan tek yol olan İstanbul ve Çanakkale Boğazları yoğun gemi trafiğine sahiptir ve  çevre kirliliği için yoğun bir risk içermektedir (gemi kazaları, özellikle de petrol taşıyan gemiler). İstanbul Boğazı ve çevresinde bugüne kadar yapılan çeşitli bilimsel çalışmalarda, ağır metal kirliliği ortaya konmakla birlikte; sadece yüzey sedimentleri ile çalışılmış ve şimdiye kadar derin deniz sedimentlerinde  210Pb ve 137Cs ile detaylı bir  sediment tarihlendirme yapılmamıştır. Yapılan bu çalışmada İstanbul Boğazı ve Karadeniz açıklığında deniz  sedimanlarında ağır metal kirliliği ve sedimantasyon hızı 210Pb ve 137 Cs kronolojisi ile incelenmiştir. Bu doğrultuda, (i) İstanbul Boğazı'ndan  sağlanan deniz sediment korlarında 210Pb derinlik profil dağılımları elde edilerek,  sedimentasyon hızı belirlenmiş, matematiksel modeller (CIC, CRS) kullanılarak sediment tarihlemesi yapılmış ve bu tarihlemenin doğruluğu 137Cs tarihleme tekniği ile desteklenmiş, (ii) Ağır metal/toksik metallerin sediment kayıtlarında var olan değişimleri, kronolojik olarak elde edilmiş ve sediment korlarında, kirletici konsantrasyonları arasındaki farklar veya benzerlikler çok değişkenli istatistiksel analiz yöntemleri ile incelenmiş,(iii)  Tarihlenen sediment korlarının ağır metal "Cu, Zn, As, Ni, Cr, Sn, Pb" konsantrasyonları; US EPA normlarına, Metal zenginleşme oranları (EF), jeo-akümülasyon indeksi Igeo, Sediment Kalite İndekslerine göre Orta değerli etki seviyesi ortalaması m-ERM-Q  kullanılarak değerlendirilmiş  ve İstanbul Boğazını  kapsayacak şekilde deniz sedimentleri için 137Cs ve doğal radyonüklit dağılım haritaları oluşturulmuştur.  Bu çalışmada, son 50 yılda İstanbul Boğazı ve Karadeniz kıyılarında çevresel değişikliklerini gösteren ve sürdürülebilir kıyı yönetiminde referans olabilecek veri tabanı üretilmiştir.

Abstract:
Sediments are a natural archive recording environmental changes and sediment dating allows these changes to be assessed chronologically. The 210Pb method has been used to date sediment cores for more than 50 years to study ecosystem changes over the last century. To validate the 210Pb method, 137Cs is widely applied as an independent dating method.
	Türkiye is surrounded by seas on three sides; especially the Istanbul and Dardanelles Straits, which are the only routes connecting the Black Sea to other seas, have heavy ship traffic and pose a high risk for environmental pollution (ship accidents, especially oil-tankers). Although heavy metal pollution has been demonstrated in various scientific studies carried out so far in and around the Bosphorus, only surface sediments have been studied and no detailed sediment dating with 210Pb and 137Cs in deep sea sediments has been carried out so far. In this study, heavy metal pollution and sedimentation rate in marine sediments in the Bosphorus and Black Sea offshore were investigated by 210Pb and 137Cs chronology. Therefore, (i) 210Pb depth profile distributions were obtained in marine sediment cores obtained from the Bosphorus, sedimentation rate was determined, sediment dating was performed using mathematical models (CIC, CRS) and the accuracy of this dating was supported by 137Cs dating technique, (ii) The changes of heavy metals/toxic metals in sediment records were obtained chronologically and the differences or similarities between contaminant concentrations in sediment cores were examined by multivariate statistical analysis methods, (iii) Heavy metal "Cu, Zn, As, Ni, Cr, Sn, Pb" concentrations of dated sediment cores; according to US EPA norms, Metal enrichment ratios (EF), geo-accumulation index Igeo, Sediment Quality Indices, Mean ERM Quotient (m-ERM-Q) were assessed and 137Cs and natural radionuclide distribution maps were created for marine sediments covering the Bosphorus.
A database has been built for the environmental changes in the Bosphorus and Black Sea coasts in the last 50 years which can be used for building a sustainable coast management system.