Gümüşköy (Kütahya) Ag yatağı çevresindeki toprak ve bitkilerde As, Ag ve Pb düzeyleri ve bunların biyolojik çevre üzerine olası etkilerinin belirlenmesi
The determination of As, Ag and Pb levels in soil and plants around Gümüşköy (Kütahya) Ag deposit and their effects on the biological environment
Yazar: DERYA YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. AHMET ŞAŞMAZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Gümüşköy (Kütahya) Ag, As ve Pb yatağı, Kütahya'nın yaklaşık 25 km batısında yer almaktadır. Yörede Permo-Karbonifer'den Kuvaterner'e kadar zaman aralığında oluşan metamorfik, volkanik ve sedimanter birimler yüzeylemektedir. Türkiye'nin en önemli gümüş ataklarından birisi olan bu cevherleşmeler, Miyosen yaşlı Tavşanlı volkanitlerinin içerisinde ve Şahin Formasyonu ile kontaklarında yer alırlar. Gümüşköy yatakları Gümüşköy, Şahin, Gözeçukuru, Sığıreğreği ve Dulkadir köyleri arasında bulunmaktadır. Yatakta yaygın cevher mineralleri pirit, galenit, barit, sfalerit, realgar, orpiment, antimuanit, Fe ve Mn oksitler, arjantit, frayberjit ve pirarjirit, gang mineralleri ise kuvars, kalsedon, çört, dolomit ve kalsittir.Bu çalışma 12 farklı bitki türünün [Alyssum saxatile (AL), Anchusa arvensis (AN), Centaurea cyanus (CE), Carduus nutans (CR), Cynoglossum officinale (CY), Glaucium flavum (GL), Isatis sp. (IS), Onosma sp. (ON), Phlomis sp. (PH), Silene compacta (SL), Tripleurospermum maritimum (TR), and Verbascum Thapsus (VR)] kök ve dallarındaki Ag, As ve Pb birikimi ve dağılımı incelenerek, topraktan bitkinin farklı kısımlarına Ag, As ve Pb taşınımı ve alımı irdelenmiştir. Çalışma alanındaki bu bitkiler, ılıman karasal iklime sahip, Gümüşköy (Kütahya) Ag-Pb maden sahasının yüzey topraklarında doğal olarak büyümüşlerdir. Bitki örnekleri ve ilişkili topraklar araziden toplanmış ve ICP-MS'de Ag, As ve Pb içeriklerini belirlemek için analiz edilmiştir. Bitki örneklerinin dal, kök ve topraklarındaki ortalama gümüş değerleri sırasıyla 11240, 10577 ve 37780 ppb; arsenik 1340.4, 2319.9 ve 4771.2 ppm; kurşun 1023, 1378 ve 4320 ppm şeklindedir. Çalışma alanındaki bitkilerin kökleri (ECR) ve dalları (ECS) için ortalama zenginleşme katsayıları gümüş için 0.54 ve 0.85; arsenik için 0.48 ve 0.46; kurşun için 0.45, 0.30 şeklinde sıralanmıştır. Bu bitkiler ECR ve ECS temelinde gruplara ayrılmıştır. Gümüş için VR, SL ve GL bitkileri; arsenik için ise AN, PH, VR ve GL bitkileri; kurşun için CR, AN, AL ve PH bitkileri; antimuan için PH, GL, CR ve AL bitkileri; talyum için CY, IS, VR, PH, SL ve CR bitkileri 1'den büyük veya 1' e yakın ECR ve ECS değerlerine sahip olmasından dolayı çok iyi birer biyoakümülatör/hiperakümülatör bitkiler olarak gruplandırılmıştır. Bu yüzden, bu bitkiler fitoremedasyon çalışmalarında özellikle yararlı olabilir ve dolayısıyla da gümüş ve arsenikçe kirlenmiş toprak ve alanların rehabilitasyonu ve temizlenmesi çalışmalarında kullanılabilirler. Bu bitkilerin Ag, As ve Pb için translokasyon (TLF) değerleri, bitki kökünden bitki dalına olan Ag, As ve Pb taşınım yeteneğini işaret etmektedir. Çalışma alanındaki bitkilerin TLF değerleri incelendiğinde; bu transfer, gümüş için CR, VR, SL, ON, CE ve PH; arsenik için CR, ON, CE, PH ve VR; kurşun için ON, CE, CY, SL ve TR; antimuan için ON, CE, VR, SL, PH ve AL; talyum için CY, ON, CE, SL ve IS bitkilerinde daha etkili olmuştur.Anahtar kelimeler: Ag, As ve Pb Alımı, Karasal Bitkiler, Zenginleşme Katsayısı, Translokasyon Faktörü, Fitoremedasyon, Gümüşköy Maden Sahası

Abstract:
The determination of As, Ag and Pb levels in soil and plants around Gümüşköy (Kütahya) Ag deposit and their probable effects on the environmentGümüşköy Ag, As ve Pb ore deposit is located to about 25 km. west of Kütahya. In this region, the units cropping out in the study area are composed of metamorphic, volcanic and sedimentary rocks and their ages range from Upper Paleozoic to Quaternary. Gumusköy Ag deposit is the one of the biggest silver deposits in Turkey, occurred in Tavşanlı volcanic- Miocene in age and their contacts between Tavşanlı volcanic and Şahin Formation- Permo-Carboniferious in age. Gümüşköy deposit was found among Gümüşköy, Şahin, Gözeçukuru, Sığıreğreği and Dulkadir villages. Primary ore minerals are in order; pyrite, galena, sphalerite, realgar, antimuanite, orpiment, barite, Fe and Mn oxides, argentite, freibergite and pyrargyrite. The main gangue minerals are quartz, calcedony, chert, dolomite and calcite,This study investigated silver (Ag),arsenic (As) and lead (Pb) uptake and transport from the soil to different plant parts by documenting the distribution and accumulations of Ag, As and Pb in the roots and shoots of 12 plant species [Alyssum saxatile (AL), Anchusa arvensis (AN), Centaurea cyanus (CE), Carduus nutans (CR), Cynoglossum officinale (CY), Glaucium flavum (GL), Isatis sp. (IS), Onosma sp. (ON), Phlomis sp. (PH), Silene compacta (SL), Tripleurospermum maritimum (TR), and Verbascum Thapsus (VR)]. All of these plants were growing naturally in surface soils of the Gumuskoy Ag-Pb mining area (Kutahya, Turkey), a region with a mild continental climate. Plant samples and their associated soils were collected and analyzed for Ag, As and Pb contents by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Mean values in the soils, roots, and shoots of all plants were 37780, 10577 and 11240 ppb for Ag; 4771.2, 2319.9 and 1340.4 ppm for As; 1023, 1378 and 4320 ppm for Pb; respectively. The mean enrichment factors for root (ECR) and shoot (ECS) of these plants were 0.54 and 0.85 for Ag; 0.48 and 0.46 for As; 0.45 and 0.30 for Pb respectively. The plants in the study area were separated into different groups based on ECR and ECS values. The results showed that VR, SL and GL plants for Ag; AN, PH, VR and GL plants for As; CR, AN, AL and PH for Pb were very good bioaccumulator/ hyperaccumulator because their ECRs and ECSs are higher than 1 or close to 1. Therefore, these plants may be particularly useful in phytoremediation and they can also be used to clean or rehabilitate soils and areas contaminated with Ag, As and Pb. The TLF values indicated that the ability to transfer Ag, As and Pb from the roots to the shoot. According to the results of TLF values; that transfer was more efficient in CR, VR, SL, ON, CE and PH plants for Ag; CR, ON, CE, PH and VR plants for As; ON, CE, CY, SL and TR for Pb.Key Words Ag, As ve Pb Uptake, Terrestrial Plants, Enrichment Coefficient, Translocation Factor, Phytoremediation, Gümüşköy Mining Area