Marmara Denizi İstanbul ili supralittoral zon kumlarında ve deniz suyunda biyoindikatör bakterilerin araştırılması
The investigation of bioindicator bacteria in the supralittoral zone sands and seawater in the Sea of Marmara, Istanbul province
Yazar: HAZAL ERTEKİN
Danışman: PROF. DR. GÜLŞEN ALTUĞ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Deniz ve İçsu Kaynakları Yönetimi Ana Bilim Dalı / Deniz Biyolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science
Dizin: Bakteriyolojik analiz = Bacteriological analysis ; Bakteriyolojik kirlilik = Bacteriological pollution ; Ekosistem = Ecosystem ; Halk sağlığı = Public health ; Marmara Denizi = Marmara Sea ; İndikatör = Indicator ; İstanbul Boğazı = Bosphorus

Özet:
Denizlerde biyo-indikatör bakteri varlığının araştırılması, insan aktivitelerine bağlı bakteriyolojik deniz kirliliğinin tanımlanması ve ortamda patojen bakteri varlığının göstergesi olarak değerlendirilmesi bakımından önemlidir. Ekosistem ve halk sağlığı bakımından önem taşıyan bu durum deniz alanlarında deniz suyu, sediment ve biyotada yapılan ulusal ve uluslararası farklı çalışmalarda karasal kaynaklı kirlilik ve gemi taşımacılığına bağlı faaliyetlerle ilişkilendirilerek gösterilmiştir. Ancak kıyısal alanlarda, özellikle rekreasyonel amaçla kullanılan bölgelerde, deniz suyunda ve supralittoral zon kumlarında biyoindikatör bakteri varlığının belirlendiği çalışmalar kısıtlıdır. Ülkemiz denizel alanlarında deniz suyu dışında kalan bölgelerde kara deniz etkileşimine bağlı biyoindikatör bakteri varlığını gösteren yeterli çalışma yoktur. Marmara Denizi İstanbul İli kıyısal alanında yüzme amacı ile kullanılan alanların kıyı zonlarında kum örneklerine yönelik bakteriyolojik çalışmaya ise rastlanmamıştır. 
Bu çalışmada halk sağlığı ve ekosistem sağlığına yönelik bakteriyolojik kirlilik potansiyelini tanımlamak amacı ile Marmara Denizi İstanbul İli kıyısal alanında yüzme faaliyetleri başta olmak üzere rekreasyonel amaçlı kullanılan alanlarda supralittoral zon kumları ve deniz suyu örneklerinde biyoindikatör bakteri düzeyleri araştırılmıştır. Bu amaçla insan aktivitelerinin yoğun olduğu yaz aylarında aylık, kış aylarında ise mevsimlik olmak üzere Florya; Güneş ve Menekşe Plajları, Yeşilköy; Çiroz Plajı, Caddebostan Plajı, Sarıyer; Elmas Kum ve Büyük Liman Plajları, Beykoz; Poyraz Plajı, Şile; Kabakoz Sahil Plajı'ndan yüzey (0-30 cm) deniz suyu örnekleri ve supralittoral zondan kum örnekleri alınmıştır. Aseptik koşullarda alınan deniz suyu örnekleri 0-30 cm yüzeyden steril cam şişelere alınarak soğuk zinciri ile aynı gün İstanbul Üniversitesi Su Bilimleri Fakültesi Deniz Bakteriyolojisi Laboratuvarına ulaştırılmıştır. Supralittoral zondan 0-50 cm derinlikten aseptik koşullarda spatula ile alınan kum örnekleri steril kaplara aktarılarak aynı gün soğuk zinciri ile laboratuvara ulaştırılmıştır. 
Marmara Denizi İstanbul'da belirlenen 8 istasyonda değişken çevresel parametreler (çözünmüş oksijen, pH, tuzluluk, sıcaklık) yerinde Multiparametre cihazı (YSI 556 MPS) kullanılarak kaydedilmiştir. Örneklerde standart kültürel metot/membran filtrasyon sistemi kullanılarak biyoindikatör bakteriler; fekal koliform, toplam koliform ve fekal streptokok düzeyleri incelenmiştir.
Deniz suyu örneklerinde en yüksek toplam koliform değeri Temmuz 2021 örneklemesinde 72.540 KOB/100 ml olarak Kabakoz Plajı tespit edilirken en düşük toplam koliform değeri Mayıs 2022 örneklemesinde 260 KOB/100 ml ile Büyük Liman Plajı olarak tespit edilmiştir. En yüksek deniz suyu fekal koliform değeri Ağustos 2021 örneklemesinde 6.470 KOB/100 ml olarak Elmas Kum Plajı tespit edilirken en düşük fekal koliform değeri Mayıs 2022 örneklemesinde 247 KOB/100 ml ile Büyük Liman Plajı olarak tespit edilmiştir. En yüksek deniz suyu intestinal enterokok değeri ise Temmuz 2021 örneklemesinde 5.356 KOB/100 ml olarak Menekşe Plajı tespit edilirken deniz suyuna ait en düşük intestinal enterokok değeri Ocak 2022 ve Mayıs 2022 örneklemesi 78 KOB/ml ile Caddebostan ve Güneş Plajları olarak tespit edilmiştir. Çalışma süresince en yüksek toplam heterotrofik aerobik bakteri (HAB) düzeyi deniz suyu Mayıs 2022 örneklemesinde 98x1015 KOB/ml olarak Menekşe Plajı tespit edilirken en düşük düzeyi ise Şubat 2021 örneklemesinde 1x10 12 KOB/ml ile Çiroz Plajı olarak tespit edilmiştir.
Supralittoral kum örneklerinde en yüksek toplam koliform değeri Temmuz ve Ağustos 2021 örneklemesinde 322.400 KOB/10 g olarak Elmas Kum ve Poyraz Plajları tespit edilirken plaj kumunda en düşük toplam koliform değeri Ocak 2022 örneklemesinde 780 KOB/10 g ile Büyük Liman Plajı olarak tespit edilmiştir. En yüksek plaj kumu fekal koliform değeri Temmuz 2021 örneklemesinde 181.350 KOB/10 g olarak Poyraz Plajı tespit edilirken plaj kumunda en düşük fekal koliform değeri Mayıs 2022 örneklemesinde 234 KOB/10 g ile Büyük Liman Plajı olarak tespit edilmiştir. En yüksek plaj kumu intestinal enterokok değeri ise Mayıs 2022 örneklemesinde 64.610 KOB/10 g olarak Kabakoz Plajı tespit edilirken plaj kumunda en düşük intestinal enterokok değeri Ocak-Mayıs 2022 örneklemesinde 260 KOB/10 g ile Menekşe ve Elmas Kum Plajları olarak tespit edilmiştir. En yüksek toplam heterotrofik aerobik bakteri (HAB) düzeyi plaj kumu Ağustos 2021 örneklemesinde 59x1017 KOB/g olarak Menekşe Plajı tespit edilirken en düşük değeri ise Haziran 2021 örneklemesinde 35x1013 KOB/g ile Poyraz Plajı olarak tespit edilmiştir.
Marmara Denizi İstanbul İli sınırında başta yüzme faaliyetleri olmak üzere rekreasyonel amaçlı kullanıldığı için araştırma alanı olarak seçilen istasyonlarda, deniz suyu ve supralittoral zon kumunda sınır değerlerin üzerinde biyoindikatör bakteri tespit edilen alanlar, bu bölgelerin deniz ekosistemi ve halk sağlığı açısından bakteriyolojik kirlilik taşıdığını göstermiştir. Bu çalışmada supralittoral zon kum örneklerinde tespit edilen bakteriyolojik değerlerin deniz suyu örneklerinde tespit edilen bakteri düzeylerinden daha yüksek bulunması deniz suyu ve supralittoral zon etkileşiminin yüzme maksatlı kullanılan alanlarda bakteri habitatı olarak uygun alanlar oluşturduğuna yönelik bölgesel ilk verileri sağlamıştır. Kıyısal alan kumları için tanımlanmış bakteriyolojik limit değerleri yoktur. Ancak bu çalışmada supralittoral zon kumlarında elde edilen yüksek indikatör bakteri ve HAB değerleri kıyısal alan kumları için bakteriyolojik sınır değerlerin oluşturulmasının önemini ve bu alanlarda bakteriyolojik izleme çalışmalarının gerekliliğini göstermektedir.

Abstract:
Investigation  the presence of bio-indicator bacteria in the seas, defining bacteriological marine pollution due to human activities and in terms of evaluating it as an indicator of the presence of pathogenic bacteria in the environment is important. This situation, which is important in terms of ecosystem and public health, has been shown in different national and international studies on seawater, sediment and biota in marine areas by associating it with land-based pollution and activities related to ship transportation. However, studies in which the presence of bioindicator bacteria are determined in coastal areas, especially in areas used for recreational purposes, in seawater and in supralittoral zone sands are limited. There are not enough studies showing the presence of bioindicator bacteria due to the interaction of the black sea in the marine areas of our country, except for seawater. No bacteriological studies were found on sand samples in the coastal zones of the areas used for swimming in the Marmara Sea Coastal Area of Istanbul Province.
In this study, bioindicator bacteria levels were investigated in supralittoral zone sands and sea water samples in areas used for recreational purposes, especially swimming activities, in the coastal area of Marmara Sea, Istanbul, in order to define the bacteriological pollution potential for public health and ecosystem health. For this purpose, Florya, monthly in the summer months and seasonally in the winter months; Güneş and Menekşe Beaches, Yesilköy; Çiroz Beach, Caddebostan Beach, Sarıyer; Elmas Kum and Büyük Liman Beaches, Beykoz; Poyraz Beach, Şile; Surface (0-30 cm) sea water samples were taken from Kabakoz Sahil beach and sand samples were taken from the supralittoral zone. Seawater samples were taken into sterile glass bottles  under aseptic conditions  from 0-30 cm surface and delivered to the Marine Bacteriology Laboratory of Istanbul University Faculty of Aquatic Sciences on the same day with the cold chain.. Sand samples taken from the supralittoral zone at a depth of 0-50 cm with a spatula under aseptic conditions were transferred to sterile containers and delivered to the laboratory with the cold chain on the same day.
Variable environmental parameters (dissolved oxygen, pH, salinity, temperature) at the sampling stations were recorded using the in situ Multiparameter (YSI 556 MPS). Bioindicator bacteria in samples using standard cultural method/membrane filtration system; fecal coliform, total coliform and streptococci bacteria counts were examined.
While the highest total coliform counts in seawater samples were determined as 72.540 CFU/100 ml in July 2021 sampling, the lowest total coliform counts were determined as 130 CFU/100 ml in September 2021 sampling. The highest faecal coliform value of sea water was detected as 6.470 CFU/100 ml in August 2021 sampling, while the lowest faecal coliform value was determined as 247 CFU/100 ml in May 2022 sampling. The highest intestinal enterococci value of seawater was determined as 5.356 CFU/100 ml in July 2021 sampling, while the lowest intestinal enterococci count of seawater was determined as 78 CFU/ml in January-May 2022 sampling. During the study, the highest total heterotrophic aerobic bacteria (HAB) count was determined as 98x1015 CFU/ml in the May 2022 sampling of sea water, while the lowest count was determined as 1x1012 CFU/ml in the February 2021 sampling.
While the highest total coliform counts in supralittoral sand samples was determined as 322.400 CFU/10 g in July-August 2021 sampling, the lowest total coliform count in beach sand was determined as 780 CFU/gr in January 2022 sampling. While the highest faecal coliform count of beach sand was defined as 181.350 CFU/10 g in July 2021 sampling, the lowest faecal coliform count in beach sand was defined as 234 CFU/10 g in May 2022 sampling. The highest intestinal enterococci count in beach sand was determined as 64.610 CFU/10 g in May 2022 sampling, while the lowest intestinal enterococci count in beach sand was determined as 260 CFU/10 g in January-May 2022 sampling. While the highest total heterotrophic aerobic bacteria (HAB) level was defined as 59x1017 CFU/g in August 2021 sampling of beach sand, the lowest value was defined as 35x1013 CFU/g in June 2021 sampling.
The areas where bioindicator bacteria were detected above the limit values in the sea water and supralittoral zone sand at the stations selected as the research area because they are used for recreational purposes, especially for swimming activities, on the border of the Marmara Sea, showed that these regions carry bacteriological pollution in terms of the marine ecosystem and public health. In this study, the fact that the bacteriological values detected in the supralittoral zone sand samples were higher than the bacteria levels detected in the seawater samples provided the first regional data that the interaction of seawater and the supralittoral zone creates suitable areas as a bacterial habitat in areas used for swimming. There are no defined bacteriological limit values for coastal sands. However, the high indicator bacteria and HAB values obtained in the supralittoral zone sands in this study show the importance of establishing bacteriological limit values for coastal area sands and the necessity of bacteriological monitoring studies in these areas.