İzmit Körfezi'nde deniz ortamında organik kirletici seviyelerinin pasif örnekleyiciler yardımıyla belirlenmesi
Determination of organic pollutant levels in the İzmit Bay marine environment using passive samplers
Yazar: ÖMER FARUK ÇİFTBUDAK
Danışman: PROF. DR. SERKAN YEŞİLOT ; PROF. DR. NURAY ÇAĞLAR
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science ; Kimya = Chemistry
Dizin: Organik kirleticiler = Organic pollutants

Özet:
Bu çalışma, İzmit Körfezi'ndeki organik mikro kirletici kaynaklı kirliliğin miktarını ve sebeplerini kapsamlı bir şekilde değerlendirmek amacıyla yürütülmüştür. Yoğun kirlilik baskısı altında olduğu bilinen İzmit Körfezi'nde, organik mikro kirletici seviyelerini belirlemek için farklı örnekleme metodolojileri kullanılmıştır. Bu amaçla, anlık deniz suyu örneklemesi, uzun vadeli kirliliği tespit için Yarı Geçirgen Membran Cihazları (SPMD) kullanılarak pasif örnekleme gerçekleştirilmiştir. Çalışmada ayrıca, sediment örneklemesi de yapılarak farklı matrikslerdeki ve farklı örnekleme yöntemleriyle alınan numuneleri kirletici seviyeleri incelenmiş ve elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Deniz suyu örnekleri 2020 ve 2021 yıllarında iki ayrı dönemde toplanmıştır. SPMD'ler ise ilk örnekleme döneminde 21 gün, ikinci dönemde ise 30 gün süreyle sahada konuşlandırılmıştır. Bu yenilikçi pasif örnekleme yaklaşımı, Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar (Σ15PAH), Poliklorlu Bifeniller (Σ7PCB) ve Organoklorlu Pestisitler (Σ11OCP) gibi organik mikro kirleticilerin İzmit Körfezi'nde çok düşük konsantrasyonlarda dahi tespit edilmesini sağlamıştır.
SPMD'ler kullanılarak elde edilen sonuçlara göre, PAH konsantrasyonları 2020 yılında 1963-10342 pg/L, 2021 yılında ise 1338-6373 pg/L arasında değişmiştir. PCB konsantrasyonları ise 2020 yılında 17-62 pg/L, 2021 yılında ise 8-78 pg/L arasında ölçülmüştür. OCP konsantrasyonları ise 2020 yılında 269-8868 pg/L, 2021 yılında ise 141-1662 pg/L arasında tespit edilmiştir.
Elde edilen sonuçlar, SPMD'ler ve sediment örneklerindeki PAH, PCB ve OCP konsantrasyonları arasında paralellikler olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar, kirleticilerin daha düşük konsantrasyonlarda tespitine olanak sağlayarak kirlilik kaynağı hakkında bilgi sağlamaktadır. Ancak, anlık örnekleme tekniği ile elde edilen verilerin sınırlı olması nedeniyle, bu yöntemin pasif örnekleme yöntemine kıyasla kirlilik yükünün ve PAH kaynaklarının belirlenmesinde yetersiz kaldığı gözlemlenmiştir. Bu durum, anlık örnekleme çalışmalarında daha fazla hacimlerde örnek alınmasını ve daha sık örnekleme yapılması gerektiğini ortaya koymaktadır. Sonuç olarak, sediment ve pasif örnekleme yöntemleri ile elde edilen organik mikro kirletici konsantrasyonlarının, anlık örnekleme sonuçlarına göre daha tutarlı ve İzmit Körfezindeki kirlilik yükünü temsil ettiği tespit edilmiştir.

Abstract:
This thesis study was carried out to comprehensively evaluate the amount and causes of organic micropollutant pollution in Izmit Bay, Turkey. Different sampling methodologies were employed to determine the levels of organic micropollutants in İzmit Bay, which is known to be under intense pollution pressure. For this purpose, grab sampling of seawater and passive sampling using Semi-Permeable Membrane Devices (SPMDs) were carried out to detect long-term pollution. Additionally, sediment samples were collected to investigate pollutant levels in different matrices and compare results obtained through different sampling techniques. Sea water samples were collected in two separate periods in 2020 and 2021. SPMDs were deployed in the field for 21 days in the first sampling period and 30 days in the second period. This innovative passive sampling approach enabled the detection of organic micropollutants such as Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (Σ15PAH), Polychlorinated Biphenyls (Σ7PCB) and Organochlorine Pesticides (Σ11OCP) even at very low concentrations in Izmit Bay.
Results from the SPMDs revealed that PAH concentrations ranged from 1963-10342 pg/L in 2020 and 1338-6373 pg/L in 2021. PCB concentrations ranged from 17-62 pg/L in 2020 and 8-78 pg/L in 2021. OCP concentrations were found to be between 269-8868 pg/L in 2020 and 141-1662 pg/L in 2021. 
The findings of the study showed that there were parallels between the concentrations of PAHs, PCBs and OCPs in SPMDs and sediment samples. These findings provide important information about the distribution of pollutants in the marine ecosystem. However, due to the limited data obtained by the instantaneous sampling technique, it was observed that this method was insufficient in determining the pollution load and PAH sources compared to the passive sampling method. This situation suggests that more volumes should be sampled and more frequent sampling should be carried out in instantaneous sampling studies. As a result, the organic micropollutant concentrations obtained by sediment and passive sampling methods were found to be more consistent and representative of the pollution load in Izmit Bay than the instantaneous sampling results.