Rize ilinde çay bitkisi örneklerinde bazı metallerin konsantrasyonlarının belirlenmesi ve çay tüketimine bağlı olarak sağlık risklerinin değerlendirilmesi
Determination of concentrations of some metals in tea plant samples in rize province and assessment of healt risks associated with tea consumption
Yazar: ALİ TERZİ
Danışman: PROF. DR. HASAN BALTAŞ
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Dünya'da sudan sonra en çok tükelitilen çay, dengeli bir diyetin vazgeçilmez
ve önemli bir parçası olarak bilinir. Bununla birlikte çay, atık su, endüstriyel atıklar,
lağım çamuru, araç emisyonları, endüstriyel atıklar ve atmosferik birikim dahil
olmak üzere birçok yol ile metallerle kirlenebilir. Bu çalışmada, Rize ili bölgesinde
altı farklı çay tarlasından toplanan toprak, yeşil çay yapraklarından üretilen siyah
çay, demlenmiş çay solüsyonu ve 8 farklı ülkenin siyah çay örneklerinde alüminyum
(Al), demir (Fe), bakır (Cu), çinko (Zn) ve kurşun (Pb) elementlerinin
konsantrasyonları İndüktif Eşleşmiş Plazma-Optik Emisyon Spektroskopisi (ICP-
OES) kullanılarak ölçülmüştür. Toprak örneklerinde belirlenen Al, Fe, Cu, Zn ve
Pb'nun ortalama konsantrasyon değerleri sırasıyla 62005,76 μg/g, 48539,41 μg/g,
72,21 μg/g ve 158,37 μg/g ve 24,26 μg/g aralığında olduğu belirlenmiştir. Metallerin
demleme ile çay solüsyonuna geçme oranı sırasıyla Al için % 0,42-% 0,74, Fe için %
0,08-% 0,21, Cu için % 1,02-% 1,43, Zn için % 1,16-% 2,26 ve Pb için % 1,55-%
5,47 aralığında olduğu tespit edilmiştir.
Toprak örneklerinde belirlenen konsantrasyon sonuçlarından zenginleştirme faktörü
(EF), jeobirikim indeksi (I geo ), kirlilik faktörü (C f ) ve kirlilik yük indeksi (PLI)
parametreleri hesaplanarak ağır metal kirlilik seviyeleri belirlenmiştir. Buna ilaveten,
çay tüketimine bağlı sağlık risk parametreleri ve topraktan siyah çay örneklerine
metal transfer faktörleri hesaplanmıştır. Sonuçlardan çay tüketimine bağlı olarak Cu,
Fe ve Zn'nin insan sağlığına olumsuz bir etkisinin olmadığı fakat Al ve Pb'nin insan
sağlığı açısından güvenli olmadığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, Pb için hesaplanan
kanserojen risk değerinin kabul edilebilir değerler arasında olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Tea is known as the most consumed beverage after water on Earth, and it is
considered an essential and important part of a balanced diet. However, tea can be
contaminated with metals through various pathways, including wastewater, industrial
waste, sewage sludge, vehicle emissions, industrial waste, and atmospheric
deposition. In this study, the concentrations of aluminum (Al), iron (Fe), copper
(Cu), zinc (Zn), and lead (Pb) elements were measured using Inductively Coupled
Plasma-Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) in soil samples collected from six
different tea fields in the Rize province, black tea produced from green tea leaves,
brewed tea solution, and black tea samples from 8 different countries. The average
concentration values of Al, Fe, Cu, Zn, and Pb determined in the soil samples were
found to be 62005,76 μg/g, 48539,41 μg/g, 72,21 μg/g, 158,37 μg/g, and 24,26 μg/g,
respectively. The transfer rates of metals to the tea solution through brewing were
determined to be in the range of 0,42 %-0,74 % for Al, 0,08 %-0,21 % for Fe, 1,02
%-1,43 % for Cu, 1,16 %-2,26 % for Zn, and 1,55 %-5,47 % for Pb.
The heavy metal pollution levels were determined by calculating the Enrichment
Factor (EF), Geoaccumulation Index (Igeo), Contamination Factor (Cf), and
Pollution Load Index (PLI) parameters based on the concentration results obtained
from the soil samples. In addition, health risk parameters associated with tea
consumption and metal transfer factors from soil to black tea samples were
calculated. According to the results, it was observed that Cu, Fe, and Zn do not have
a negative impact on human health due to tea consumption, but Al and Pb are
considered unsafe for human health. Furthermore, it has been determined that the
calculated carcinogenic risk value for Pb falls within acceptable limits.