Güneydoğu Karadeniz'de mikroplastiklerin dağılımı ve plastisfer komuniteleri
Distribution of microplastics and plastisphere communities in the Southeast Black Sea
Yazar: FATMA BAŞAK ESENSOY
Danışman: DOÇ. DR. ÜLGEN AYTAN
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Su Ürünleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Deniz Bilimleri = Marine Science ; Su Ürünleri = Aquatic Products

Özet:
Güneydoğu Karadeniz'de mikroplastiklerin yüzey sularında, dağılımı, kompozisyonu, olası kaynakları ilk kez eş zamanlı olarak mikrobiyal plastisfer komuniteleri ile araştırılmıştır. Örnekler Temmuz 2019-Haziran 2020 tarihleri arasında mevsimsel olarak Sinop Karasu, Samsun Kızılırmak, Yeşilırmak, Ordu Melet, Giresun Aksu, Trabzon Değirmendere ve Rize Fırtına nehirleri ağzı ve kıyısalından toplanmıştır. Ayrıca Ocak 2021-Ocak 2022 tarihleri arasında Karadeniz'de yerinde gerçekleştirilen deneysel çalışma ile de günlük hayatta sıklıkla kullanılan ve COVID-19 ile kullanımı artan kişisel koruma ekipmanlarından oluşan tek kullanımlık plastik objelerde mikrobiyal plastisfer komünitelerinin formasyonu araştırılarak farklı polimer yapısına sahip plastiklerin Karadeniz'deki akıbetleri hakkında çıkarımlar yapılmıştır. Mikroplastikler yüzey sularından manta trolü ile toplanmıştır. FTIR ile sık rastlanılan mikroplastiklerin polimerleri belirlenmiş, SEM ile de yüzey morfolojileri ve mikrobiyal Plastisfer komuniteleri görüntülenmiştir. Mikroplastik konsantrasyonu yüzey sularında 1,2-132,1 adet.m-3 (12,9±22,4 adet.m-3) arasında değişim göstermiştir. Parçacıklar yüzey sularında en sık rastlanılan mikroplastik tipi olurken, şeffaf en sık rastlanılan renk, 1-2 mm en yaygın boyut ve PP ve PE en baskın polimerler olmuştur. Mikroplastik konsantrasyonu istasyonlar arasında önemli farklılık sergilemiştir (F(13, 42)=2.695, P=0,044). Karadeniz'de yüzey sularında dağılım gösteren plastisfer komunitelerinde 21 tür tespit edilmiştir. Yerinde inkübasyonda ise toplamda 6 farklı polimer (PE, PP, PET, PP+PE, PP+PA ve PAN) yapısındaki 10 adet plastik objenin plastisfer komünitelerinde ise toplam 114 tür tespit edilmiştir. Tespit edilen türlerden 13'ü Karadeniz'in Türkiye kıyılarından, 7'si Türkiye kıyı sularından ve 34'ü plastisfer komunitelerinden ilk kez rapor edilmektedir. Plastisferde ayrıca zararlı/potansiyel zararlı 4 mikroalg türü ve 1 istilacı tür tespit edilmiştir. Plastisfer komünitesinde en yüksek tür çeşitliliği HDPE alışveriş poşetinde, en yüksek biyofilm biyoması ise PET plastik şişede gözlenmiştir. 
Çalışma sonuçları, Güneydoğu Karadeniz'de yüzey sularının mikroplastiklerle kontamine olduğunu göstermekte ve Karadeniz'de plastiklerin istilacı/patojen/zararlı türlerin yayılımındaki vektör rolünü ortaya koymaktadır.

Abstract:
The distribution, composition and possible sources of microplastics in surface waters were investigated simultaneously with microbial plastisphere communities in the Southeast Black Sea, for the first time. Samples were collected seasonally between July 2019 and June 2020 from the mouth and coastal areas of Sinop Karasu, Samsun Kızılırmak, Yeşilırmak, Ordu Melet, Giresun Aksu, Trabzon Değirmendere and Rize Fırtına rivers. In addition, the formation, diversity, biomass and preferences of microbial plastisphere communities in single used plastics objects including personal protection equipment, which are frequently used during the COVID 19 pandemic, were evaluated by an in situ experimental design. Microplastics were collected from surface waters by manta trawling. Polymers of common microplastics were determined by FTIR, and their surface morphologies and microbial plastisphere communities were visualized by SEM. Microplastic concentration varied between 1,2-132,1 items.m-3 (12,9±22,4 items.m-3) in surface waters. Microplastics were mostly fragments in shape, transparent in colour, 1-2 mm in size, PP and PE in polymers. There was a significant difference between stations in terms of microplastic concentration (F(13, 42)=2,695, P=0,044). A total of 42 species were identified on floating plastisphere communities. A total of 114 species were identified on 10 plastic objects belonging to 6 polymers namely PE, PP, PET, PP+PE, PP+PA and PAN. Among these species, 13 species are reported for the first time from the Turkish coast of the Black Sea, 7 from the Turkish coastal waters and 34 from the plastisphere communities. Additionally, 4 harmful/potentially harmful microalgae species and 1 invasive species were found in the plastisphere. The highest species diversity in the plastisphere was observed in HDPE shopping bag, and the highest biofilm biomass was observed in the PET bottle.
Study results show that surface waters in the southeastern Black Sea are contaminated with microplastics. It also reveals the role of plastics as a vector on the transfering invasive/pathogenic/harmful species in the Black Sea.