Meriç-Ergene nehir havzası sedimentlerinde ağır metal kirliliğinin tespiti

Abstract

Çalışmada Meriç-Ergene Havzası'nda sediment örneklerinde ağır metal birikiminin tespit edilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla Meriç-Ergene Nehri Havzası'nda, 1 yıllık süre içinde Temmuz 2020 ve Aralık 2020 olmak üzere 2 farklı periyodda kirletici kaynak ilişkisi ve memba-mansap ilişkisi göz önüne alınarak seçilmiş 41 örnekleme noktasında toplanan 82 sediment numunesinde, 3 yarı metal, 11 metal ve TOK konsantrasyonlarının tespiti yapılmış, elde edilen sonuçlar kirlilik faktörü değerleri ve çeşitli istatistiksel değerlendirmeler ile birbirleri ile ilişkileri ve kaynak dağılımları açılarından değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar genel olarak değerlendirildiğinde havzada endüstriyel alanda ölçülen TOK ve ağır metal değerleri, tüm örnekleme noktaları için ve 2. dönem (Aralık 2020) örneklemesi için yüksek seviyelerde tespit edilmiştir. TOK ölçümleri ortalamaları tüm istasyonlar için %0,7-8,6 arasında değişmiştir. Ağır metal seviyeleri de literatür değerleri ile karşılaştırıldığında özellikle endüstriyel alanlar için yüksek seviyelerde bulunmuştur. Ağır metalde endüstriyel ve evsel deşarj kaynaklı olduğu bilinen pek çok metal birbirleri ile yüksek korelasyon vermiş TOK değerleri ile ağır metal türlerinin korelasyonu da 0,01 güven aralığı için pek çok metal için yüksek seviyelerde tespit edilmiştir. Çalışmada ağır metal ve örnekleme noktaları bazında kümeleme analizi gerçekleştirilmiştir. Ağır metal gruplarının enüdstriyel ve tarım+evsel kirlenmeyi gösteren iki gruba ayrıldığı belirlenmiştir. Örnekleme noktalarının kümeleme analizinde ise belirgin üç küme analiz edilmiş ve HCA sonuçlarının örnekleme noktalarının kirletici kaynak grup dağılımlarını ve özellikle tarımsal ve endüstri yoğun bölgelerin ağır metal konsantrasyon dağılımlarındaki ayrımı net bir şekilde ifade ettiği belirlenmiştir. Çalışmada, sedimentlerde ağır metal kirliliğinin boyutu her bir örnekleme noktası için zenginleşme faktörü (EF), kirlenme faktörü (CF), kirlilik yükü indeksi (PLI), jeoakümülasyon faktörü (Igeo) ve potansiyel ekolojijk risk indeksi (PERI) gibi çeşitli indeksler ile belirlenmiştir. Çalışma sonuçlarında, özellikle endüstri yoğun bölgelerdeki sedimentlerdeki örnekleme noktaları için hesaplanan tüm indeksler yoğun kirlenmeyi işaret etmektedir. Bölgede Cd açısından referans alanlarında, tarım yoğun alanlarda ve endüstri yoğun alanlarda orta ve/veya şiddetli kirlenme olduğu görülmüştür. Endüstri yoğun alanlarda özellikle Cd, Cr, Cu, Pb ve Zn'nin değerleri tüm indekslerde orta ve/veya yoğun kirlenmeyi işaret etmiştir. Tarım yoğun bölgelerdeki bazı noktalarda da tüm indekslerde Cd, Cu ve Pb açısından düşük, orta veya yoğun kirlenme görülmüştür. Bu durumun kullanılan gübre ve pestisitlerdeki ağır metallerden kaynaklandığı düşünülmüştür.

In the study, it was aimed to determine heavy metal accumulation in sediment samples in Meriç-Ergene Basin. For this purpose, 3 semi-metal, 11 metal and TOC concentrations were determined in 82 sediment samples collected at 41 sampling points selected by considering the pollutant source relationship and upstream-downstream relationship in 2 different periods, July 2020 and December 2020 in Meriç-Ergene River Basin. The results obtained were evaluated in terms of pollution factor values, their relationships with each other and source distributions with various statistical evaluations. When the results obtained are evaluated in general, TOC and heavy metal values measured in the industrial area in the basin and samples for the 2nd period (December 2020) for all sampling points were determined at high levels. Average values of TOC measurements vary between 0.7-8.6% for all stations. Heavy metal cocentrations were found at high levels when compared to literature values. The correlation between TOC values and heavy metal species, which are known to be caused by industrial and domestic discharge, have been found to be high for many metals for a confidence interval of 0.01. In the study, cluster analysis was performed on the basis of heavy metal and sampling points. It has been determined that heavy metal groups are divided into 2 groups indicating industrial and agriculture + domestic pollution. In the cluster analysis of the sampling points, three distinct clusters were analyzed and it was determined that the HCA results clearly express the pollutant source group distributions of the sampling points and the heavy metal concentration distributions especially in the agricultural and industrial regions. In the study, the size of heavy metal pollution in sediments was determined for each sampling point by various indices such as enrichment factor (EF), pollution factor (CF), pollution load index (PLI), geoaccumulation factor (Igeo) and potential ecological risk index (PERI). In the results of the study, all the indices calculated for sampling points in sediments especially in industry-intensive regions point to heavy pollution. Moderate and / or severe pollution was observed in reference areas in terms of Cd, in agriculture-intensive areas and industrial-intensive areas in the region. The values of Cd, Cr, Cu, Pb and Zn in industry intensive areas pointed to medium and / or heavy contamination in all indices. Low, medium or heavy contamination in terms of Cd, Cu and Pb was observed in all indices at some points in the agriculture-intensive regions. This situation was thought to be caused by heavy metals in the fertilizers and pesticides used.