Elazığ il merkezi ve yakın çevresindeki mineralli suların hidrojeokimyasal incelenmesi
Hydrogeochemical investigation of mineral waters in the city center of Elazig and close vicinity
Yazar: FATMA AYDINOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM ÖZTEKİN OKAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Uygulamalı Jeoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Elazığ il merkezi ve yakın çevresindeki mineralli suların hidrojeokimyasal özelliklerinin belirlenmesini konu alan bu çalışmanın amacı, çalışma sahasındaki suların kökenlerini belirlemek, suların kimyasal bileşimlerinin litolojiyle ilişkilerini açıklamak, oluşum mekanizmalarını ortaya çıkarmak ve bu suların kimyasal bileşimlerini çeşitli standartlarla karşılaştırıp mineralli su (içme amaçlı)  olarak kullanılabilirliklerini ortaya çıkarmaktır.
Elazığ il merkezi ve yakın çevresinde yaşlıdan gence doğru Permo – Triyas yaşlı Keban Metamorfitleri, Senoniyen yaşlı Elazığ Mağmatitleri, Üst Maastrihtiyen yaşlı Harami Formasyonu, Orta Eosen–Üst Oligosen yaşlı Kırkgeçit Formasyonu, Miyosen-Kuvaterner yaşlı çökeller ve volkanik birimler ve Pleyistosen yaşlı alüvyonlar yüzeyleme vermektedir. 
Mineralli sular önceden yapılmış oldukça sınırlı sayıdaki çalışmada sadece majör anyon, katyon, bazı metal konsantrasyonları ile radyoaktivite analizleri yapılarak sağlığa etkileri anlamında değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, diğer çalışmalardan farklı olarak yeni mineralli su kaynakları da değerlendirilerek mineralli sulardan yağışlı (Nisan 2018) ve kurak (Ağustos 2018) dönemlerde olmak üzere iki kez su örnekleri alınarak kimyasal ve metal iz element analizleri yapılmıştır. Ayrıca suların kökenini, yaşını belirlemek için kurak dönemde alınan su örneklerinde izotop analizleri yapılmıştır.
Çalışmanın amaçları doğrultusunda mineralli sulardan yağışlı ve kurak dönemlerde olmak üzere iki kez su örnekleri alınarak kimyasal ve izotop analizleri yapılmıştır. Örnekler alınırken suların pH,  sıcaklık (T) ve elektriksel iletkenlik (EC) ölçümleri arazide yerinde yapılmıştır. Anyon ve katyon analizi için su örnekleri 500 ml'lik polietilen şişelere herhangi bir koruma uygulanmaksızın alınmıştır. Metal ve iz element analizleri için su örnekleri 100 ml'lik polietilen, sızdırmaz kapaklı şişelere; örnekleme sonrası oluşabilecek reaksiyonların engellenmesi açısından derişik yüksek saflıktaki Nitrik asit (HNO3) ilave edilerek alınmıştır. Suların izotop analizleri için (2H (döteryum), 3H (trityum), 18O) örneklemeler yapılırken 1,5 lt'lik plastik şişeler kullanılmıştır ve şişeler, içerisinde hava kalmayacak şekilde doldurulmuş ve güneş ışığına maruz kalması engellenmiştir. Suların majör anyon ve katyon analizleri, metal ve iz element analizleri ile izotop analizleri ilgili laboratuvarlarda uygun yöntemlerle yaptırılmıştır. Analiz sonuçları çeşitli grafikler yardımıyla değerlendirilmiş, içmeye uygunlukları standartlarla karşılaştırılarak yorumlanmıştır.
Çalışma alanı içerisinde Nisan (2018) ayında incelenen suların sıcaklıkları 13,4 ºC ile 20,9 ºC arasında, pH'ları 5,63 ile 7,73, elektriksel iletkenlikleri 205,6 μS/cm ile 7960 μS/cm arasında değişmektedir. Ağustos (2018) ayında ise suların sıcaklıkları 14.7 ºC ile 24.4 ºC arasında pH'ları 5,66 ile 7,4, elektriksel iletkenlikleri 209,8 μS/cm ile 8340 μS/cm arasında değişmektedir. 
Nisan (2018) ayında yapılan analiz sonuçlarına göre incelenen suların sertlikleri 13.75 ile 468.05 arasında; Ağustos (2018) ayında yapılan analiz sonuçlarına göre ise incelenen suların sertlikleri 13.35 ile 481.25 arasındadır. İncelenen sulardan M14 numaralı su örneğinin en yumuşak, M10 numaralı su örneğinin ise en sert su olduğu belirlenmiştir. 
İncelenen suların kimyasal analiz sonuçları Piper ve Scholler diyagramları yardımıyla değerlendirilmiştir. Bu değerlendirmeler neticesinde sularda bulunan baskın katyonun Ca+2, baskın anyonun ise HCO3- olduğu; incelenen suların Piper diyagramında genel olarak CaCO3 ve MgCO3 lü sular bölgesinde gruplandığı görülmüştür. Schoeller diyagramlarında ise iyonları birleştiren doğrular genellikle birbirlerine paralel ya da paralele yakındır. Bu durum suların benzer litolojideki akiferlerden beslendiğini göstermektedir. 
Kurak dönemde (Ağustos, 2018) yapılan izotop analiz sonuçlarına göre incelenen sular, Akdeniz ve Dalbahçe (Erzurum) meteorik su doğruları üzerinde ve yakınında yer aldığından, meteorik kökenlidirler.

Abstract:
The aim of this study is to determine the hydrogeochemical properties of mineral waters in Elazig city center and its vicinity, to determine the origin of the waters in the study area, to explain the relationship between the chemical composition of the waters with lithology, to reveal the formation mechanisms and to compare the chemical composition of these waters with various standards for mineral water (drinking purposes) to reveal.
Permo - Triassic Keban Metamorphics, Senonian Elazığ Magmatites, Upper Maastrichtian Harami Formation, Middle Eocene - Upper Oligocene aged Kırkgeçit Formation, Miocene - Quaternary aged sediments and volcanic units are present.
Mineral waters have been evaluated in terms of their effects on health by conducting analyzes of major anions, cations, some metal concentrations and radioactivity only in a very limited number of studies. In this study, unlike other studies, new mineral water resources were also evaluated and chemical and metal trace element analyzes were carried out from mineral waters in rainy (April 2018) and dry (August 2018) times. In addition, isotope analyzes were performed on water samples taken during the dry period to determine the origin and age of the waters.
For the purposes of the study, water samples were taken from mineral waters in rainy and dry periods, and chemical and isotope analyzes were performed. The pH, temperature (T) and electrical conductivity (EC) measurements of the waters were carried out in situ. Water samples for anion and cation analysis were taken in 500 ml polyethylene bottles without any protection. Water samples for metal and trace element analysis are 100 ml polyethylene, sealed bottles; Concentrations of high purity nitric acid (HNO3) were added to prevent possible reactions after sampling. For the isotope analysis of water (2H (deuterium), 3H (tritium), 18O), 1.5 liter plastic bottles were used and the bottles were filled so that no air was left in them and they were prevented from exposure to sunlight. Major anion and cation analyzes, metal and trace element analyzes and isotope analyzes of the waters were performed by appropriate methods in the relevant laboratories. The results of the analysis were evaluated with the help of various graphs and their suitability for drinking was compared with the standards.
In the study area, the temperatures of the waters examined in April (2018) ranged between 13.4 ºC and 20.9 ºC, pH values ranged from 5.63 to 7.73, electrical conductivity ranged from 205.6 μS / cm to 7960 μS / cm. In August (2018), water temperatures vary between 14.7 ºC and 24.4 ºC with a pH of 5.66 and 7.4, and electrical conductivity of 209.8 μS / cm to 8340 μS / cm.
According to the results of the analysis conducted in April (2018), the hardness of the investigated water was between 13.75 and 468.05; According to the results of the analysis conducted in August (2018), the hardness of the investigated water is between 13.35 and 481.25. It was determined that the water sample M14 was the softest and the water sample M10 was the hardest.
The results of chemical analysis of the investigated waters were evaluated with the help of Piper and Scholler diagrams. As a result of these evaluations, the dominant cation in the water is Ca+2 and the dominant anion is HCO3-; In the Piper diagram, it was observed that the waters were grouped in CaCO3 and MgCO3 waters. In Schoeller diagrams, the lines connecting ions are generally parallel to or parallel to each other. This shows that the water is fed from aquifers of similar lithology.
According to the results of the isotope analysis carried out during the dry period (August, 2018), the studied waters are of meteoric origin since they are located on and near the meteoric water lines of the Mediterranean and Dalbahçe (Erzurum).