Erdek Körfezi sedimentlerinin jeokimyası
Geochemistry of sediments in Erdek Bay
Yazar: NURAY BALKIS
Danışman: PROF.DR. M. NAMIK ÇAĞATAY
İstanbul Üniversitesi / Deniz Bilimleri ve İşletmeciliği Enstitüsü / Kimyasal Oşinografi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1997
Konu: Kimya = Chemistry ; Su Ürünleri = Aquatic Products
Dizin: Ağır metaller = Heavy metals ; Erdek Körfezi = Erdek Bay ; Çökeller = Sediments

Özet:
öz erdek körfezi sedimentlerİnİn jeokîmyasi Bu çalışmada, Erdek Körfezi sedımentlerinde toplam karbonat, organik karbon ve metal dağılımları incelenmiştir. Ayrıca selektif ekstraksıyon yöntemleri ile bu dağılımları denetleyen etkenler ve yüksek metal değerlerinin kaynağı araştırılmıştır. Erdek Körfezi' nin oşmografık özellikleri Marmara Denizi' nin oşinografik özelliklerine benzer olup, su kolonu iki tabakalı yapıya sahiptir. Maksimum derinliği 55 m, ortalama derinliği 34 m' dir. Ayrıca gerek nüfus yoğunluğu gerekse endüstriyel faaliyetler açısından nispeten sakin bölgelerindendir. Körfezin doğusunda, kuzey batısında ve Avsa Adası' nin güneyinde kum; batısında, orta bölümünde ve doğusunda kil; güneyinde, batısının bir bölümünde ve Paşa Limanı Adası' nm güneyinde sıltli kil ve körfezin orta kesiminin kuzeyinde killi silt fasiyeslen hakimdir. Körfezin doğu ucunda ve adaların güneyinde yüzey sedımentlerinin karbonat miktarı oldukça yüksektir. Bu karbonatın kaynağı daha çok gastropod ve bivalvden oluşan biyojen kökenli malzemedir. Yüzey sediment örneklerinin organik karbon içeriği ise, körfezin doğusunda güney kıyılarına paralel bir zon boyunca, kuzeydoğuda karaya yakın alanlarda ve Karabiga ağzına yakın alanda yüksek değerler (% 1.0-1.5) göstermektedir. Bu dağılım karasal, doğal ve antropojenik kökenli organik madde kaynaklarına işaret etmektedir. Yüzey sedımentlerinde Pb, Cu, Zn, Ni, Co, Hg ve Cr metallerinde şeyi ortalamasının üzerinde değerler tespit edilmiştir. Selektif ekstraksiyon analizleri sonucunda incelenen metallerin lıtojen fazda en yüksek oranlarda bulunması; Erdek Körfezi' ndeki yüksek metal konsantrasyonlarının kaynağının antropojen kökenli olmadığını; büyük ölçüde körfeze dökülen Biga ve Gönen Çayları' nin getirdiği karasal kaynaklı girdileri göstermektedir. Her ıkı akarsuyun yükü, havzalarındaki maden yatakları (Pb, Cu, Zn ve Hg), tarım ve gıda sanayileri ile Biga ve Gönen ilçelerinin evsel atıklarından etkilenmektedir. Organik fazda tespit edilen değerler de düşük olmakla beraber antropojenik girdilere işaret etmektedir. Körfezin güneydoğusundaki yüksek metal ( Cr, Ni, Co ve Cu) değerlerinin kaynağı ise karadaki Karakaya Karmaşığına ait mafık ve ultramafık kaya birimleridir. xıvKor sedimentlerinde toplam karbonatın derinlikle değişimi % 0.6 ile % 17.8 arasında tespit edilmiştir. Toplam organik karbon değişimi ise % 0.2 ile % 2.5 arasındadır. GM2 nolu korda 170-180 cm seviyede zamanımızdan 3650+ 175 yıl önce çökelmiş organik maddece zengin sapropel tabaka bulunmuştur. Bu seviye Gemlik Körfezi' nde tespit edilen sapropel tabakanın eşdeğeridir (Çağatay ve diğ., yayında ). Kor sedimentlerinde metal konsantrasyonlarının derinlikle değişimi incelendiğinde özellikle GM2 nolu korda sapropel tabakanın üzerinde Mn ve Fe konsantrastonlarının sedimentteki diyajenez olaylarının bir sonucu olarak arttığı görülmüştür. Aynı şekilde diğer metal (Pb, Cu, Zn, Ni ve Cr) konsantrasyonları da diyajenez zonlarına bağlı olarak sapropel tabaka üzerinde bir zenginleşme göstermiştir. Baryum konsantrasyonlarının sapropelli seviyede fazla zenginleşmiş olmaması ise sapropelin organik maddesinin daha çok karasal kökenli olduğuna işaret etmektedir. XV

Abstract:
ABSTRACT GEOCHEMISTR Y OF SEDIMENTS IN THE ERDEK BA Y Total carbonate, organic carbon and metal distributions in the Erdek Bay sediments were studied. Selective extraction studies were carried out to investigate the factors controlling the distribution and the source of high metal values. The oceanographic characteristics of Erdek Bay are similar to those of the Marmara Sea, which has a two-layer water-column structure. The Bay has a maximum depth of 55 m and an average depth of 34 m. It is a relatively pristine area of the Marmara Sea in terms of both population density and industrial activities on the surrounding land areas. The sediments consist predominantly of sand in the east and northwest of the Bay and south of the Avsa Island. Clay is the main sediment type in the west, central and east of the Bay. Silty clay is present in the southern and part of the western Bay area, and in the south of the Paşa Limanı Island, and clayey silt facies is observed in the north of the central Bay area. The carbonate contents of the surface sediments are quite high in the eastern end of the Bay and south of the islands. The source of this carbonate is mainly of biogenic origin, being mostly composed of gastropod and bivalve shells. The organic carbon content of the surface sediment samples shows high values (1.0 - 1.5 %) alongside a zone parallel to the southern coast in the east of the Bay, in near-shore areas in the northeast and close to the mouth of Karabiga. This distribution indicates that the organic matter is mainly of terrestial (natural or anthropogenic) origin. Values higher than their shale averages were determined for Pb, Cu, Zn, Ni, Co, Hg ve Cr in the surface sediments. Selective extraction studies indicate that the metals mostly accur in the lithogenic phase. This suggests that the source of the high metal concentrations in the Erdek Bay is not anthropogenic, but mainly land derived detrital mineral inputs delivered by Biga and Gönen Rivers. The loads of both rivers are influenced by mineral deposits (Pb, Cu, Zn ve Hg) in their catchment areas and to a lesser extent by agricultural and food industries and municipal discharges from the Biga and Gönen towns. Although the metal values the organic phase are low, nevertheless xvithey indicate some anthropogenic inputs. The source of high Cr, Ni, Co ve Cu values in the southeast of Bay is the mafic and ultramafic rock units of the Karakaya Complex cropping out in the nearby land area. The total carbonate content of core sediments from 0.6 % to 17.8 % and the total organic carbon ranges from 0.2 % to 2.5 %. In core GM2, a sapropel layer formed approximately 3650 ± 175 y BP is present at 170 - 180 cm below sea floor. This is equivalent to the sapropel layer previously determined in the Gemlik Bay. Variation of metal concentrations in sediments with core depth show enrichments of Mn and Fe, and to a lesser extent of Pb, Cu, Zn, Ni and Cr, above the sapropelic horizon as a result of early diagenetic processes. Lack of enrichment of Ba in the sapropel layer suggest a terrestrial origin for the organic matter in this unit. xvn