Doğu Karadeniz bölgesinde çay tarımı yapılan toprakların ve çay bitkilerinin ağır metal kapsamlarının araştırılması
Heavy metal concentration in soils and tea plants in Black Sea region
Yazar: GÜLTEN YAYLALI ABANUZ
Danışman: PROF. DR. NECATİ TÜYSÜZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering
Dizin: Eser elementler = Trace elements ; Jeokimya = Geochemistry ; Çay = Tea

Özet:
Çalışma alanı Doğu Karadeniz Bölgesi'nde yoğun olarak çay bitkileri ile örtülü ve jeolojik olarak farklı olan altı bölgeyi kapsamaktadır. Bu bölgedeki kayaçlar yaygın olarak Üst Kretase'de masif sülfit oluşumu ve Tersiyer'deki epitermal cevherleşme nedeniyle geniş ölçüde yoğun olarak cevherleşmiş olup, yüksek iz metal değerlerine sahiptirler. Buna bağlı olarak farklı kayaçlar üzerinde yetişen çaylarda Cu, Pb, Zn, Fe, Cd, P, Al, Na, K, S bakımından farklılıklar olduğu görülmüştür. Bazaltlar ve tortul kayaçlar üzerinde yetişen çaylardan alınan yapraklarda, dasitik kayaçlara nazaran Al dışındaki diğer elementlerde daha yüksek konsantrasyonlara rastlanmıştır.Çay yapraklarında Cu bakımından en yüksek ortalamaya Sürmene ve Çayeli sahası sahiptir. En yüksek Pb Çayeli sahasından alınan çay yapraklarından elde edilmiştir. Toprak örnekleri Cu, Pb ve Zn bakımından Sürmene sahasında daha yüksek değerler göstermektedir. Çayeli sahası ise Al bakımından diğer sahalardan daha zengin olup, en yüksek Al değeri % 7.56'dır. Topraklardaki yüksek Al değeri yapraklarda gözlenmemektedir. Toprak örnekleri arasında en yüksek Mn değeri ise Peronit sahasından elde edilmiştir. Sürmene sahasından 1. sürgün döneminde alınan topraklarda yüksek derecede Cu, 3. sürgün döneminde Cu ve Cd, Hopa sahasından 1. sürgün döneminde alınan topraklarda ise yüksek derecede Mn zenginleşmesi görülmektedir.Yapılan deneysel çalışmalarda topraklara Cu, Zn, Cd ve Mn elementleri ve çeşitli gübreler uygulanmış ve sonuçta çay bitkisi tarafından topraktan Cu, Zn, Cd ve Mn alımının en fazla gübreleme yapılan topraklardan olduğu belirlenmiştir. Özellikle Amonyum sülfat gübresi uygulanan topraklarda pH düşmekte ve bitkinin elementleri alması kolaylaşmaktadır. Ayrıca sulama farklılıklarının da topraktaki element birikimi ve bitki tarafından alınması üzerine etkili olduğu belirlenmiştir. Cu, Zn ve Mn sık sulanan topraktan daha kolay alınırken, Cd alımı üzerinde sulama farklılıklarının etkili olmadığı görülmüştür.Çay yapraklardaki kurşun konsantrasyonu yoldan uzaklığa bağlı olarak mesafe arttıkça azalmaktadır. Pb'deki en yüksek azalma değeri 0.71 olarak belirlenmiştir.Doğu Karadeniz çayları dünya çayları ile kıyaslandığı vakit eser element kapsamları bakımından farklılıklar olduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Doğu Karadeniz, Çay, Jeokimya, İz element, Biyolojik yararlanabilirlik

Abstract:
The study area covers two geologically different regions which have intensively been carpeted by tea plants in the Eastern Black Sea. The rocks exposed in the region contain considerable amount of trace matals due to Upper Cretaceous massive sulfide formations and Tertiary epithermal mineralizations. Tea plants grow over the soils derived from such mineralized rocks indicate different concentration in Cu, Pb, Zn, Fe, Cd, P, Al, Na, K, S. Most of the analyzed elements except Al shows higher content ratios in basaltic and sedimentary rocks.The highest average Cu values occur in tea plants in Surmene and Çayeli areas. Pb reaches the highest value in Çayeli and Peronit tea plants. The highest Cu, Pb, Zn concentrations were recorded in soils at Sürmene area wheras the highest Al (7.56 %) concentration was observed in Çayeli. The most enriched soils with recpect to Mn are found in Peronit area. The soils in Sürmene area sampled during first sprout period of tea plants contain relatively high amount of Cu. During third period of sprout, Cd appear to accompany to Cu, Mn enrichments occur in soils of Hopa area sampled during first tea sprout compaign.In order to better understand the element distribution processes in tea plants, some experimental studies were undertaken. Young tea plants were planted in small boxes and were applied with Cu, Zn, Cd and Mn element complexes and fertilizes. The effect of fertilizers in element mobility was found to be significant. Especially Amonium sulfate fertilizer increased element uptake of tea plants by lovering pH. Bioavailability coefficents of the applied elements are as follows, Cu: 0.14, Zn: 0.18, Cd: 2.45 and Mn: 0.15. The differences in the amounth of irrigation played an important role in bioavailability and uptake of elements both in soil and tea plants. Cu, Zn, and Mn are relatively easily uptaken by the tea plants from the soils often watered. The amount of water has no effect on Cd uptake.The Pb concentration sharply decrease from road side to 100 m in land. The Black Sea teas show different trace elements concentrations with respect to World teas.Key Words: Black Sea, Tea, Geochemistry, Trace element, Bioavailability