Ulutaş Köyü (Erzurum) Bölgesindeki Topraklarda Ağır Metal Kirliliğinin Araştırılması

Erzurum ili İspir ilçesi Ulutaş köyünde yapılan bu çalışmada, tabanda yer alan metamorfik birimin üzerinde volkanik ve sedimanter kayaçlar diskordanslı bir şekilde yer almıştır. İspir ilçesinin 20 km kuzeyinde yer alan Ulutaş köyü ve yakın çevresinde Cu - Zn cevherleşmesinin çevre topraklardaki metal birikimlerini, çevre kirliliğini ve bu metallerin neden olduğu kirlilik kaynaklarını araştırmak amacıyla 20 toprak örneği alınmıştır. Bu kapsamda alınan toprak örneklerindeki Cu, Mn, Ni, Pb, Sb ve Zn metallerin jeokimyasal analizleri ICP-MS cihazı ile yapılarak elde edilen element değerlerinin birbirleri ile ilişkisi istatistiksel yöntemle incelenmiştir. Çalışma alanındaki topraklarda Cu metallerinin ortalama değeri ultrabazik kayaçların ve siyenitlerin ortalama değerlerinden yüksek olduğu görülmüştür. Mn - Ni, Ni - Zn ve Ni - Mn metalleri arasında yüksek pozitif bir korelasyon gözlenirken, Cu ile Mn, Ni, Pb, Sb ve Zn metalleri arasında zayıf bir korelasyon gözlenmiştir. Çalışma alanından alınan topraklardaki metal kirlilik değerlerini bulmak için Zenginleştirme Faktörü (EF); Jeobirikim İndeksi (Igeo); Kontaminasyon Faktörü (CF); Kirlilik Yükü İndeksleri (PLI) hesaplanmıştır. Toprak örneklerinde metal kirliliğinin belirlenmesinde temel değer olarak ise, şeyl ortalama değerleri kullanılmıştır. Bu çalışmada, Zenginleştirme Faktörü hesaplanırken değerleri normalleştirmek için Fe kullanılmıştır. Cu elementinin zenginleşme değerlerinin 0.3 – 4.0 arasında olduğu ve 2 ve 9 nolu lokasyonlarda orta, diğer lokasyonlarda daha az zenginleşme olduğu gözlenirken, incelenen diğer metallerde EF değerleri oldukça düşük olduğundan zenginleşme olmadığı gözlenmiştir. Igeo değerlerinin 0.06– 0.08; CF değerlerinin 0.3 – 1.1 arasında değiştiği görülmüştür. PLI değeri ortalama 0.5 olarak hesaplanmıştır. Tüm lokasyonlardaki PLI değerleri <1 olduğundan çalışma alanında bu metaller açısından herhangi bir kirlilik bulunmamıştır.

Anahtar Kelimeler:

Toprak, kirlilik, korelasyon

PDF

___

Buat-Menard, P., Chesselet, R., 1979. Variable influence of the atmospheric flux on the trace metal chemistry of oceanic suspended matter. Earth Planet Sci Lett, 42, 399–411.
Barbieri, M., 2016. The Importance of Enrichment Factor (EF) and Geoaccumulation Index (Igeo) to Evaluate the Soil Contamination, J Geology & Geophysics, 5, 1: 1 -4.
Cai, Q., Long, M. L., Zhu, M., Zhou, L. Zhang, Q. Z., Liu, J., 2009. Food chain transfer of cadmium and lead to cattle in a lead–zinc smelter in Guizhou, China. Environ Pollut, 157:3078–82.
Chary, S. C., Kamala, C. T., Raj, D. S. S., 2008. Assessing risk of heavy metals from consuming food grown on sewage irrigated soils and food chain transfer. Ecotoxicol Environ Safety, 69: 513–24.
Chakravarty, M. I., Patgiri, A. D., 2009. Metal Pollution Assessment in Sediments of the Dikrong River, N.E. India Journal of Human Ecology, 27, 63-67.
Chung, S., Chon, H. T., 2014. Assessment of the level of mercury contamination from some anthropogenic sources in Ulaanbaatar, Mongolia. J Geochem Explor, 147, 237–244.
Çağlan, D., Tosun, L., Aydoğan, C., Kanaat, G., Seferoğlu, Ş., Düz , K., Çoban, B., 2018. Erzurum-İspir-Ulutaş Cu-Zn skarn projesi açık ocak alanı şev dizaynı ve karot oryantasyon uygulaması, 71. Türkiye Jeoloji Kurultayı 23-27.
Duffus, J., 2002. Heavy metals: a meaningless term (IUPAC Technical report). Pure Appl Chem. 74, 793-807.
Fahad Ahmed, A. N. M., Fakhruddin, M. D., Imam, T., Khan, N., Khan, T. A., Md. M. Rahman and A. T. M. Abdullah, 2016. Spatial distribution and source identification of heavy metal pollution in roadside surface soil: a study of Dhaka Aricha highway, Bangladesh. Ecological Processes 5:2.
Gibbs, R. J., 1977. Transport Phases of Transition Metals in the Amazon and Yukon Rivers. Geol. Soc. Am. Bull, 88, 829-843.
Gil, C., Boluda R., Ramos, J., 2004. Determination and evaluation of cadmium, lead and nickel in greenhouse soils of Almeria (Spain). Chemosphere 55, 7:1027–1034, 2004.
Hakanson, L., 1980. An ecological risk index for aquatic pollution control. A sedimentological approach Water Res., 14, 975-1001.
Kahvecioğlu, Ö., Kartal, G., Güven, A., Timur, S., 2009. Metallerin çevresel etkileri. Metalurji Dergisi, 136, 47-53.
Krauskopf, K.B., 1985. Introduction to Geochemistry, 2.nd edition. McGraw-Hill International sreisin the Earth and Planetary Sciences. 617.
Kirat G, Aydin N. 2018. Investigation of Metal Pollution in Moryayla (Erzurum) and Surrounding Stream Sediments, Turkey. International Journal of Environmental Science and Technology. 15, 10:2229–2240.
Kızıloğlu, F. M., Turan, M., Sahin, U., Kuslu, Y., Dursun, A., 2008. Effects of untreated and treated wastewater irrigation on some chemical properties of cauliflower (Brassica olerecea L. var. botrytis) and red cabbage (Brassica olerecea L. var. rubra) grown on calcareous soil in Turkey. Agricultural Water Management. 95, 6:716-724.
Li, J. L., He, M., Han, W., Gu, Y., 2009. Analysis and assessment on heavy metal sources in the coastal soils developed from alluvial deposits using multivariate statistical methods. Journal of Hazardous Material 164: 976–981.
Loska, K., Wiechula, D., Barska, B., Cebula, E., Chojnecka, A., 2003, Assessment of arsenic enrichment of cultivated soils in Southern Poland. Polish Journal of Environmental Studies, 12, 2:187-192.
Mason, B., 1966. Principals of geochemistry. New York: Wiley.
Müller, G., 1969. Index of geo-accumulation in sediments of the Rhine River. Geo J, 2, 108–118.
Miko, S., Peh, Z., Bukovec, d., E. Prohic and Z. Kastmüller, 2000. Geochemical baseline mapping and Pb pollution assessment of soils in the karst in Western Croatia. Natura Croatica, 9,1, 41-59.
Müller, G., 1981. Die Schwermetallbelastung der Sedimenten des Neckars und Seiner Nebenflüsse, Chemiker-Zeitung, 6, 157.
Nicholson, F. A., Smith, S. R., Alloway, B. J., Carlton- Smith, C., Chambers, B. J., 2003. An inventory of heavy metals inputs to agricultural soils in England and Wales. Science of the Total Environment. 311: 205–219.
Özbek, Z., 2010. Topraktaki Ağır Metaller İçin Sınır Değerlerin Uygulanabilirliğinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 5.
Önder, S., 2012, Atıksular İle Sulanan Zirai Alanlardaki Ağır Metal Kirliliğinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 3-4-11-17-24-25.
Özay, C., Mammadov, R., 2013. Ağır Metaller ve Süs Bitkilerinin Fitoremediasyonda Kullanılabilirliği, BAÜ Fen Bil. Enst. Dergisi, 15,1: 67-76.
Özkul, C., Acar, R. U., Köprübaşı, N., Er, H. İ. Kızılkaya, M. Metin ve M. N. Şenel, 2018. Altıntaş (Kütahya-Türkiye) Ovası Tarım Topraklarında Ağır Metal Kirliliğinin Araştırılması, Öncel Çalışma. Uygulamalı Yerbilimleri Dergisi, 17, 1:13-26
Özkul, C., 2019. Kütahya Şehir Merkezinde Yer Alan Çocuk Parklarındaki Toprakların Ağır Metal Kirliliğinin Belirlenmesi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 19, 015803, 226-240.
Pepper, I. L., Gerba, C. P., Brusseau, M. L., 1996. Pollution Science. Academic Press, New York.
Pehlivan, H., 2017. “Marmara Denizi Güneyi (Kocasu Deltası) Sedimentlerinde Ağır Metal Kirliliğinin Araştırılması”. Hacettepe Üniversitesi Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi. 151 sayfa.
Romic, M., Romic, D., 2003. Heavy metals distribution in agricultural topsoils in urban area. Environ. Geol. 43, 7:795–805.
Seven, T., Can, B., Darende, B. N., Ocak, S., 2018. Hava ve Toprakta Ağır Metal Kirliliği. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, Derleme Makale, Sayı 1, 2:91-103,.
Szynkowska, M. I., Pawlaczyk, A., Leśniewska, E., Paryjczak, T. T., 2009. Toxic Metal Distribution in Rural and Urban Soil Samples Affected by Industry and Traffic. Polish J. of Environ. Stud., 18, 1141-1150.
Sutherland, R. A., 2000. Bed sediment-associated trace metals in an urban stream, Oahu, Hawaii. Environ Geol, 39, 611–27.
Sengupta, S., Chatterjee, T., Ghosh, B. P., Saha, T., 2010. Heavy metal accumulation in agricultural soils around a coal fired thermal power plant (Farakka) in India. Environ Sci Eng, 52, 4:299–306.
Tomlinson, D. L., Wilson, J. G., C. R. Harris, C. R., Jeffrey, D. W., 1980. Problems in the assessment of heavy-metal levels in estuaries and the formation of a pollution index. Helgoländer Meeresuntersuchungen, 33, 1-4:566-575.
Turekian, K.K.,Wedepohl, K.H., 1961, Distribution of the elements in some majör units of the eart’s crust. Geology Society America Bulletin, 72:175-192.
Yerli, C., Çakmakcı, T., Şahin, U., Tüfenkçi, Ş., 2020. Ağır Metallerin Toprak, Bitki, Su ve İnsan Sağlığına Etkileri Türk Doğa ve Fen Derg. Cilt 9, Özel Sayı, 103-114.
Wuana, R. A., Okieimen, E. F., 2011. Heavy Metals in Contaminated Soils: A Review of Sources, Chemistry, Risks and Best Available Strategies for Remediation. International Scholarly Research Network ISRN Ecology. 1-20.
Zhang, C., 2006. Using multivariate analyses and GIS to identify pollutants and their spatial patterns in urban soils in Galway, Ireland. Environmental Pollution. 142: 501–511.