Trabzon İli Akarsularının Yağışlı Dönem Su Kalitesi Parametrelerinin Belirlenmesi

Transkript

1 Ekoloji 21, 82, (2012) doi: /ekoloji ARAŞTIRMA NOTU Trabzon İli Akarsularının Yağışlı Dönem Su Kalitesi Parametrelerinin Belirlenmesi Fatma GULTEKIN 1*, Arzu Firat ERSOY 1, Esra HATIPOGLU 1, Secil CELEP 2 1Karadeniz Technical University, Faculty of Engineering, Department of Geology, Trabzon- TURKEY 2Provincial Directorate Disaster and Emergency Management 53000, Rize - TURKEY *Corresponding author: fatma@ktu.edu.tr Özet Trabzon il sınırlarını kapsayan çalışma alanında yüzey sularının kalitesinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda Akhisar, Foldere, İskefiye, Kalanima, Sera, Beşirli, Değirmendere, İkisu, Yomra, Yanbolu, Karadere, Manahoz, Solaklı ve Baltacı Derelerinin hidrokimyasal özellikleri ve su kalitesi belirlenmiştir. Suların sıcaklık, ph, elektriksel iletkenlik gibi değerleri yerinde ölçülmüş, major iyon analizleri fotometre ile belirlenmiş, element konsantrasyonları ICP-OES ile yapılmıştır. Çalışma alanındaki sular genel olarak karbonatlı ve sülfatlı sular sınıfında olup Ca+Mg>Na+K dır. Akarsuların ph değerleri 6,9-9,9, elektriksel iletkenlik değerleri (EC) μs/cm, toplam çözünmüş madde miktarları (TDS) mg/l ve çözünmüş oksijen miktarları (DO) 8,8-16,9 mg/l arasında değişmektedir. Genel olarak düşük değerler sergileyen NO 2 - ve NO 3 - den en yüksek NO 2-0,1 mg/l değeri ile Baltacı ve Fol Derelerinde, en yüksek NO 3 değeri 4,7 mg/l ile Sera Deresinde belirlenmiştir. En yüksek NH 4 + değeri 15,5 mg/l ile Yanbolu, en yüksek PO 4 3- değeri 5,1 mg/l ile Kalanima Derelerinde belirlenmiştir. KOİ nin en yüksek değeri 150 mg/l ile Kalanima Deresi ndedir. İnceleme alanındaki tüm sular Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği, Kıta İçi Su Kaynakları Kalite Kriterleri ne göre birçok parametre açısından yüksek kaliteli sular sınıfında iken, genellikle Cu, Pb, Mn, NO 2 -, NH 4 +, PO 4 3-, CN - ve KOİ parametreleri açısından az kirlenmiş, kirlenmiş ve çok kirlenmiş su sınıfındadır. Sularda kirlilik oluşturan parametrelerin çoğunlukla tarımsal faaliyetlerden ve çevresel atıklardan kaynaklandığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Fiziksel ve kimyasal parametreler, su kalitesi, Trabzon, yüzey suları. Determination of Water Quality Parameters in Wet Season of Surface Water in Trabzon Abstract The study presents determination of surface water quality in Trabzon City. Thus, hydrochemical properties and water quality parameters were determined in samples from Akhisar, Foldere, İskefiye, Kalanima, Sera, Beşirli, Değirmendere, İkisu, Yomra, Yanbolu, Karadere, Manahoz, Solaklı and Baltacı Rivers. The temperature, electrical conductivity and ph values of water were measured insitu. The major ions analysis carried out with the Fotometer and the concentrations of elements were determined using ICP-OES. The surface waters in the studied area are classified as water with carbonate and sulphate and Ca+Mg is dominated from Na+K in these surface waters. ph and electrical conductivity values of the waters are between , and μs/cm respectively. Thus, total dissolved solid and oxygen values of the waters are between 21 and 319 mg/l, and mg/l respectively. The values of NO 2 - and NO 3 - are generally low. Thus, waters of Baltacı and Fol Streams represent maximum values with 0.1 mg/l NO 2 -. However, waters of Sera Stream represent maximum values with 4.7 mg/l of NO 3 -. The maximum value of NH 4 + was measured in Yanbolu Stream as 15.5 mg/l, and the maximum value of PO 4 3- was measured in Kalanima Stream with 5.1 mg/l. The maximum value of KOI with 150 mg/l was measured in waters of Kalanima Stream. According to the Water Pollution Control Regulation of the Turkish Republic, Criteria for Inland Surface Water Classification, all surface waters in the studied area are classified high quality water considering to the most of parameters. However, considering to the values of Cu, Pb, Mn, NO 2 -, NH 4 +, PO 4 3-, CN - and KOI, the waters are classified as slightly polluted, polluted and highly polluted. It is concluded that the pollution parameters in the studied waters have been originated from municipal wastes and agricultural activities. Keywords: Physical and chemical parameters, water quality, trabzon, surface water. Gultekin F, Ersoy AF, Hatipoglu E, Celep S (2012) Determination of Water Quality Parameters in Wet Season of Surface Water in Trabzon. Ekoloji 21 (82): Geliş: / Kabul: No: 82,

2 Ekolo ji GİRİŞ Tüm canlıların yaşamında vazgeçilmez bir yeri olan su, artan nüfusun gereksinimini karşılayamamakta ve su sorunuyla karşılaşan toplumların sayısı giderek artmaktadır. Aşırı kullanım nedeniyle giderek yeraltı su tablasının seviyesi düşmekte, çevresel etkilerden yüzeysel ve yeraltı su kaynaklarının kirlilik oranı artmaktadır. Suyun kalitesi, bulunduğu ortama göre yeraltı depolama tanklarından sızıntılar, tarımsal akıntılar, uygun olmayan endüstriyel uygulamalar, madencilik işlemleri, atık kimyasalların yer altına enjeksiyonu ve benzeri faaliyetler sonucunda değişiklik gösterir. Trabzon İli nin içme-kullanma suyu 1991 yılına kadar Değirmendere alüvyonlarından sağlanırken nüfusun 100 binlerin üzerine çıkması ile yeterli olmayan yeratısuyuna alternatifler aranmış ve bir arıtmadan geçirilerek Değirmendere suyunun kullanılması sağlanmıştır. Ancak kalite açısından Değirmendere nin kolu olan Galyan deresinin böyle bir arıtmayla kullanıma daha uygun olduğu belirlenerek Atasu Barajı planlanmıştır. Trabzon İli genelinde, doğudan batıya tüm ilçelerde en yakın konumdaki derelerin alüvyonlarının taşıdığı yer altı suları içme-kullanma suyu olarak kullanılmaktadır. Ancak artan nüfusa paralel olarak bu yerleşim yerlerinin su gereksinimleri de artacak ve önümüzdeki yıllarda yerüstü suları kullanımı gündeme gelecektir. Ayrıca halen kullanılmakta olan dere alüvyonlarında veya havzalarında genellikle küçük sanayi siteleri bulunmaktadır. Bu tür sanayiler yeraltı ve yüzey sularının ağır ve zehirli metallerle kirlenmesine neden olmaktadır. Trabzon ilindeki yüzey suları farklı araştırmacılara konu olmuştur. Kanca (1995), Trabzon ili içme suyu (Değirmendere ham suyu) ve arıtılmış içme suyunda (temiz su) bir yıl süreyle bazı fiziksel ve kimyasal parametreleri incelemiş ve Su Kirliliği Yönetmeliğine göre I. Sınıf Su Kalitesinde olduğunu ifade etmiştir. Mutlu (1996), Trabzon ilindeki onsekiz derenin denize döküldükleri yerlerdeki fiziksel ve kimyasal parametreleri incelemiş ve özellikle sülfat, fosfat ve nitrat gibi parametrelerde sürekli bir artış olduğu ve bu artışların derelerin çevre sağlığını tehdit eder değerde olan III. ve IV. Sınıf Sular haline gelmesine sebep olduğunu ifade etmiştir. Dayı (1996), Değirmendere nin denizden itibaren 45 km lik bölümünde 16 örnekleme noktasında bazı fiziksel ve kimyasal parametreler analiz edilerek akarsuyun kirlilik düzeyinin son Gultekin ve ark. derece düşük olduğu, ancak denize doğru gidildikçe özellikle sülfat, nitrat, fosfat ve ağır metal değerlerinde bir artma olduğunu tespit etmiştir. Boran ve Sivri (2001), Solaklı ve Sürmene (Manahoz) Derelerinde ilkbahar döneminde yürütülen araştırmalarda ortalama nitrat, nitrit, amonyum, fosfat, oksijen, ph ve askıda katı madde değerlerini belirleyerek nitrit ve amonyum konsantrasyonları bakımından III. Kalite su sınıflarına girdiğini saptamıştır. Ünver (2002), Atasu barajını besleyen Galyan ve Şimşirli derelerinde çevre etkenlerine bağlı olarak oluşan kirlilik durumu ile su kalitesi değerlerinin ortaya konulması amacıyla fiziksel ve kimyasal parametre analizleri yaparak, Kıta İçi Su kriterlerine göre ilgili derelerin sularının temiz olup kullanılmasında sağlık açısından bir sakınca bulunmadığını ifade etmiştir. Verep ve ark. (2005), İyidere nin su kalitesini belirlemek için yaptıkları çalışmada evsel ve sanayi atıklarının yüzey suyu kirliliğini artırdığını belirlemişlerdir. Gültekin ve ark. (2005), Değirmendere ve kollarına ait suların ph, TDS, Cl- ve miktarlarına göre yüksek kaliteli su sınıfında, ancak NO 2 - miktarlarına göre Sümela Deresi nin yüksek kaliteli su, Meryemana, Maçka ve Galyan Derelerinin sularının kirli su, Değirmendere suyunun ise çok kirlenmiş su sınıfında olduğunu belirtmişlerdir. Bulut (2005), Galyan Deresi nde su kalitesi parametrelerini ölçmüş ve akarsuyun su kalitesini belirlemiştir. Uzun (2006), Değirmendere akarsuyunun bazı fiziksel ve kimyasal parametrelerini ölçmüş ve akarsuyun Sınıf I (Yüksek Kaliteli Su) e girdiğini tespit etmiştir. Nişancı ve ark. (2007), Galyan vadisi için CBS ortamında bir veri tabanı tasarımı yapmışlardır. Gedik ve ark. (2010), Fırtına Deresi nin fiziko-kimyasal açıdan su kalitesinin belirlenmesi için yaptıkları çalışmada yüzey suyu örneklerinde fiziksel ve kimyasal parametre analizleri yaparak dere suyunun hemen hemen tüm parametreler için yüksek kaliteli su olduğunu tespit etmişlerdir. Bu çalışmada Trabzon merkez ve ilçelerinde kullanılmakta olan yeraltı sularına alternatif olan yüzey suları fiziksel ve kimyasal açıdan incelenerek suların mevcut durumları ortaya konulmak istenmiştir. Bu amaçla Trabzon ili sınırları içerisinde yer alan 15 havzadaki yerüstü suları fiziksel ve kimyasal parametreler açısından değerlendirilerek Kıta İçi Su Kaynakları Kalite Kontrol Yönetmeliği (2004) e göre sınıflandırılmıştır. 78 No: 82, 2012

3 Trabzon İli Akarsularının Yağışlı Dönem Su Kalitesi... Eko lo ji Tablo 1. Trabzon ilindeki akarsuların yıllık ortalama akış miktarları, yağış alanları ve yıllık ortalama su miktarları (Anonymous 2004b). Şekil 1. İncelenen akarsular ve örnek alım noktaları. Çalışma alanı Doğu Karadeniz Bölümü nde, 40º 33'-41º07' kuzey enlemleri ile 39º 07'- 40º30' doğu boylamları arasında olup yaklaşık 4685 km 2 lik bir alana sahiptir (Şekil 1). Trabzon ili üç ana jeomorfolojik üniteden oluşmaktadır. İlin güney kesiminde su bölüm çizgisi boyunca doğu-batı doğrultusunda uzanan dağlık alanlar, kuzeyde Karadeniz kıyısı boyunca denizel şekillendirme sonucu oluşan kıyı kuşağı ve bu iki ana ünite arasında yer alıp, akarsular tarafından derin vadilerle yarılmış plato ve derin vadilerdir. Trabzon ili genelinde deniz etkisinde kalan ılıman iklim tipi hakimdir. Yıllık ortalama 14,6ºC, yıllık toplam yağış 807,3 mm dir (Akkaş 1990). Trabzon ili ve çevresi su kaynakları bakımından oldukça zengindir. İlde debileri çok yüksek olmamakla birlikte, çok sayıda kaynak ve yaz-kış kurumayan akarsular vardır. Bu akarsular çok sayıdaki kaynaklar ve her mevsim görülen yağışlarla beslenmektedir. İnceleme alanındaki akarsuların başlıcaları ile yıllık ortalama akış miktarları, yağış alanları ve yıllık ortalama su miktarları Tablo 1 de verilmiştir. Bunların dışında her mevsim su bulunduran Sera, Beşirli, Küçükdere ve Şana dereleri de mevcuttur. İnceleme alanında genellikle Mesozoyik ve Senozoyik yaşlı tortul arakatkılı volkanik kayaçlar yüzeylenir. En yaşlı birim genellikle mor ve yeşilimsi gri renkli bazalt, bazaltik piroklastlar ve bunlarla arakatkılı kırmızı bordo renkli killi kireçtaşları ve kumtaşlarından oluşan Hamurkesen Formasyonu dur. Bunun üzerine uyumsuz olarak çoğunlukla kireçtaşlarndan oluşan Berdiga Formasyou gelmektedir. Üst Kretase dönemi yoğun bir volkanik aktivitenin görüldüğü dönemdir. Bu dönemde kumtaşı, kireçtaşı, killi kireçtaşı gibi tortul *: İskefiye ve Yomra derelerinde 2004 ten önce akım gözlem istasyonu bulunmamaktadır. Yıllık Ortalama Akış Değerleri Devlet Su İşleri den alınmıştır. kayaçlarla ardalanmalı olan genellikle volkanik karakterli Çatak, Kızılkaya ve Çağlayan Formasyonları oluşmuştur. Üst Kretase sonlarına doğru volkanik aktivite sone ererek, Paleosen sonlarına kadar yerini türbidit çökellere bırakmıştır. Bakırköy Formasyonu olarak adlandırılan bu istifin üzerine Eosen yaşlı bazalt ve andezitlerden oluşan Kabaköy Formasyonu gelmektedir. Paleosen sonlarında ve Eosen de orojenik faaliyetlerle birlikte granitoyid yerleşimi (Kaçkar Granitoyidi I, II) meydana gelmiştir (Şekil 2). MATERYAL VE METOT Çalışma alanında yüzey sularından Mart-Nisan- Mayıs (2009) aylarında su örnekleri alınarak kimyasal analizler sonucunda hidrokimyasal değerlendirmeler yapılmıştır. Saha çalışmalarında, Trabzon ilinde bulunan 15 adet akarsu havzasında yağışlı dönemde 234 noktada majör anyon-katyon, kirlilik ve iz element analizleri için örnekleme yapılmıştır. Örnekleme işlemi yüzey sularında, akarsuların üst kotlarından başlanarak yüzey suyu boyunca ana ve yan kollardan alınan örneklerle havzanın tamamını temsil edecek şekilde yapılmıştır. Örnekleme işleminde TS 266 (2005) da önerilen yöntemler uygulanmıştır. Örnek alınırken majör anyon-katyon ve kirlilik analizleri için 1 litrelik polietilen şişeler, iz element analizleri için 100 ml lik polietilen şişeler önce nitrik asit, musluk suyu ve saf su ile çalkalanıp kurutulmuş ve numune almadan önce numune alınacak su ile en az üç defa çalkalanarak kullanılmışlardır. Örnekleme yapılan noktalarda sıcaklık (T), ph, elektriksel iletkenlik (Eİ), çözünmüş oksijen (DO), bulanıklık ve tuzluluk parametreleri Horiba U-10 marka cihaz kullanılarak (Şekil 2.2.a), toplam çözünmüş madde miktarı (TDS) Hanna marka çoklu parametre ölçer No: 82,

4 Gultekin ve ark. Ekoloji Şekil 2. Trabzon ilinin genelleştirilmiş jeoloji haritası (Güven1993). kullanılarak yerinde ölçülmüştür. Bazı istasyonlarda cihaz ile ölçülen DO değerlerinin ölçülen sıcaklıkta olması gereken doygunluk değerlerinin üzerinde olduğu görülmüş ve ölçüm noktasının yükseklik değerlerinden yararlanarak ölçüm noktasındaki atmosferik basınç hesaplanıp DO değerleri düzeltilmiştir. Alınan örneklerin koordinatlarının belirlenmesinde el GPS i kullanılmıştır. Laboratuar çalışmalarında havzalardan alınan su örneklerinin majör anyon (Cl-, SO42-, HCO3-, CO32-) ve kirlilik (PO43-, NO2-, NO3-, NH4+, KOİ, F-, CN-) analizleri numuneler alındıktan sonra en kısa süre içerisinde KTÜ Jeoloji Mühen-disliği Bölümü Uygulamalı Jeoloji Laboratuarına getirilerek yapılmıştır. Numuneler analiz edilmeden önce siyah band süzgeç kağıdı kullanılarak vakum filtrasyon sisteminde süzülmüş ve içerisindeki askıda katı madde uzaklaştırılmıştır. Süzülen numunelerin kirlilik analizleri ve majör anyonlardan Cl- ve SO42- analizleri WTW photoflex Turb marka cihazla Merck hazır test kitleriyle yapılmıştır. HCO3- ve CO32- analizleri ise titrasyon yöntemiyle yapılmıştır. Bu yöntemin uygulanmasında N H2SO4 çözeltisi, metil oranj indikatörü ile büret ve manyetik karıştırıcı kullanılmıştır. Majör katyon (Ca, Mg, Na, K) ve iz element (Fe, Al, Cu, Pb, Mn, Ni, Co, Cd, Be, As, Ba, Bi, Mo, Sb, W, V) analizleri Spectro Genesis marka ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry) ile gerçekleştirilmiştir. Her bir örnekte 3 ölçüm yapılmış ve bu üç değerin ortalaması alınarak o istasyona ait element konsantrasyonu belirlenmiştir. Ölçümlerin doğruluğu NIST (National Institute of Standards and Technology) den temin edilen standart referans maddesi (Standard Reference Material No 3100 serisi) ile kontrol edilmiştir. Havzaların büyüklükleri ve kol sayıları farklı olduğu için her havzada ölçüm sayısı bir diğerinden farklıdır (Tablo 2). En fazla ölçüm 39 istasyon ile Karadere de, en az ölçüm ise 3 istasyon ile Beşirli Havzasında yapılmıştır. Her istasyonda yapılan üç ölçümün ortalaması o istasyon için tek değer olarak alınmıştır. Daha sonra havzanın ortalaması hesaplanırken her bir parametre için havzada ölçülen değerlerin hepsi alınarak her parametre için her No: 82, 2012

5 Trabzon İli Akarsularının Yağışlı Dönem Su Kalitesi... Eko lo ji Tablo 2. Akarsularda yerinde ölçülen bazı fiziksel ve kimyasal parametreler. havzada bir değer belirlenmiştir. Tüm havzayı temsil edecek değerlendirmede kullanılmak üzere, her bir parametre için havzanın çıkışına yakın analiz sonucu tablo 2-4 de deşarj satırında verilmiştir. BULGULAR Trabzon ilindeki 15 havzanın yüzey sularının fiziko-kimyasal özellikleri örnek sayısı, ortalama, standart sapma, en yüksek ve en düşük değerlerle Tablo 2-5 te verilmiştir. İnceleme alanındaki yüzey sularının ph değerleri 6,9-9,9 arasında değişir (Tablo 2). En yüksek ph değeri Baltacı Deresi nde, en düşük ph değeri ise Karadere ve Sürmene (Manahoz) Derelerinde gözlenir. EC değerleri μ/cm ve TDS değerleri mg/l arasında değişir. En yüksek EC ve TDS değerleri Kalanima Deresinde, en düşük EC ve TDS değerleri ise İskefiye Deresinde ölçülmüştür. DO değeri 8,1-11,4 mg/l arasında değişir ve en yüksek değeri Sera deresinde, en düşük değeri Baltacı deresinde ölçülmüştür. Sertlik değerleri 2,8-179 CaCO 3 mg/l arasında değişir. En yüksek sertlik değerleri Kalanima ve Değirmendere de, en düşük Yanbolu Dere sinde belirlenmiştir. Aynı şekilde Ca ++ ve Mg ++ derişimleri sertlik değerine eşlik etmektedir. 15 havzada ölçülen en yüksek türbidite değerleri 716 NTU ile Değirmendere de en düşük türbidite değeri ise 1 NTU değeri ile Manahoz Deresi nde ölçülmüştür (Tablo 2). Sudaki bulanıklık, ışık geçirgenliği, dağıtma ve absorblama özelliği olarak ifade edilmektedir. Bulanıklığın sebebi, suyun içinde askı halinde bulunan maddelerden kil, silt, organik maddeler, mikroorganizmalar, çökelmiş haldeki CaCO 3, Al(OH) 3, Fe(OH) 3 veya benzer maddelerden, gözle görünecek büyük tortulara kadar her şey olabilmektedir. İçme kullanma suları için önemli bir parametre olan bulanıklık değeri akarsularda ortalama 2,6-171,2 NTU arasında değişir. Yüksek bulanıklık değerleri havzalarda yapılan hafriyat çalışmalarından kaynaklanmaktadır. NO - 2 ve NO - 3 değerleri bütün havzalarda düşük değerlerdedir. En yüksek NO - 2 0,1 mg/l değeri ile Baltacı ve Fol Derelerinde ölçülmüştür. En yüksek NO 3 değeri 4,7 mg/l ile Sera Deresinde ölçülmüştür. En yüksek NH + 4 değeri 15,5 mg/l ile Yanbolu No: 82,

6 Ekolo ji Gultekin ve ark. Deresinde ölçülmüştür. En yüksek PO 4 3- değeri 5,1 mg/l ile Kalanima Deresinde belirlenmiştir. KOİ en yüksek değerine 150 mg/l ile Kalanima Deresi nde ulaşır (Tablo 3). NO 2 - değerleri akarsularda önemli bir değişiklik göstermezken, NO 3 -, NH 4 + ve PO 4 3- değerleri bir miktar değişiklik gösterir (Şekil 3). Tablo 4 te verilen ana anyon-katyonların ortalama değerlerine göre Piper diyagramı hazırlanarak dere sularının kimyasal sınıfı belirlenmiştir (Şekil 4). İskefiye, Yomra, Beşirli ve İkisu dereleri dışında kalan sular katyonları bakımından Ca 2+ lu sular sınıfındadır. İskefiye, Yomra, Beşirli ve İkisu dere sularında ise hiçbir katyon %50 yi geçmez, dolayısıyla katyonları bakımından karışık sular sınıfındadır. Fol, Yomra, İkisu ve Solaklı dışında kalan sular anyonları bakımından HCO 3 - lü, Fol, Yomra, İkisu ve Solaklı dere suları ise karışık sular sınıfındadır. İncelenen dere sularının tümünde Ca 2+ +Mg 2+ > Na + +K + dır. Yomra, İkisu, Fol ve Solaklı dere sularında Cl - +SO 4 2-> HCO 3 -+ CO dır. Diğer dere sularında ise HCO 3 -+ CO 3 2-> Cl - +SO 4 2- tür ve bu sularda karbonat sertliği %50 den fazladır. İncelenen akarsularda Fe, Al, Cu, Pb, Mn, Ni, Co, Cd, Be, As, Ba, Bi, Mo, Sb, W ve V ölçümleri yapılmıştır. Ölçülen parametrelerden Fe, Al, Cu, Pb ve Mn dışındaki elementlerin sulardaki konsantrasyonları oldukça düşük veya standartlarda verilen ölçüm sınırı altında (Ni,0001 mg/l, Co 0,001 mg/l, Cd 0,001, Ba 0,0001 mg/l, Be 0,001 mg/l, Bi 0,001mg/L, As 0,0001 mg/l, Mo 0,001mg/L, Sb 0,0001 mg/l, W 0,001mg/L ve V 0,001mg/L) olduğu için tabloda verilmemiştir (Tablo 5). Fe ve Al değerleri Beşirli ve Değirmendere sularında en yüksek değerlere ulaşır (Tablo 5). Pb en yüksek 0,32 mg/l değeri ile Değirmendere dedir. İncelenen suların hepsinde Mn değerleri 0,05 ile 0,4 mg/l arasında değişir. Yüksek Mn değerleri Değirmendere, Kalanima, Beşirli, Sera, Karadere, Küçükdere ve İskefiye derelerinde ölçülmüştür (Tablo 5). Fe, Al ve Cu konsantrasyonları Beşirli Deresinde en yüksek değerlere ulaşır (Şekil 5). Bütün yüzey sularında Fe ve Al birlikte hareket etmiştir, Cu konsantrasyonunda ise önemli bir değişiklik olmamıştır. Akarsuların Pb derişimleri arasında önemli bir fark görülmemekle birlikte en yüksek değer Değirmendere de ölçülmüştür (Şekil 6). Mn derişimleri ise akarsularda farklılık göstermektedir. TARTIŞMA ve SONUÇ İçilen suyun kalitesi kadar göller, akarsular ve denizlerdeki suyun kalitesi de canlı hayatının genel 82 Şekil 3. Çalışma konusu yüzey suyu örneklerindeki NO 2, NO 3, NH 4 ve PO 4 değişimi. Şekil 4. Su örneklerine ait piper diyagramı. Şekil 5. Çalışma konusu yüzey suyu örneklerindeki Fe, Al ve Cu değişimi. kalitesinin tanımlanmasında önemli bir parametredir. Su kalitesini, suda çözünmüş olan çözünenler ve gazlarla birlikte suyun içerisinde bulunan ve yüzen maddeler belirler. Su kalitesi doğal fiziksel No: 82, 2012

7 Trabzon İli Akarsularının Yağışlı Dönem Su Kalitesi... Eko lo ji Tablo 3. Akarsularda ölçülen inorganik kimyasal ve organik parametreler (Ö.S.A: Ölçüm sınırı altında, NH 4 + <0,1). Şekil 6. Çalışma konusu yüzey suyu örneklerindeki Pb ve Mn değişimi. ve kimyasal durumunun yanı sıra insan faaliyetlerinin de bir sonucudur. Suyun belirli bir amaç için kullanılır olup olmadığı, su kalitesi ile saptanır. Beşeri faaliyetlerin doğal suyun kalitesini değiştirdiği ve önceden kullanım için elverişli olan suyun artık kullanıma uygun olmadığı durumda, suyun kirletilmiş olduğundan söz edilir. Kirlilik parametrelerine göre yüzey suları Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği, Kıta İçi Su Kaynaklarının Kalite Kriterleri, Anonymous (2004a) ya göre sınıflandırılmıştır. Bu kriterlere göre akarsular için dört farklı sınıf belirlenmiştir. Yüksek kaliteli sular (sınıf I) içme suyu temini ve alabalık üretimi gibi kaliteli su gerektiren alanlarda kullanıma uygunken, az kirlenmiş (sınıf II), kirlenmiş (sınıf III) ve çok kirlenmiş (sınıf IV) sular rekreasyonel amaçlar, sulama suyu ve bazı endüstriyel alanlar için kullanıma uygun olarak belirtilmiştir. İnceleme alanındaki yüzey sularının Kıta İçi Su Kaynaklarının Kalite Kriterleri Anonymous (2004a) ya göre sınıflaması her havza için değerlendirilmiştir (Tablo 6). Tabloda suyun kirlenmesinde etkili olan parametreler ve değerleri verilmiştir. Yanbolu, Karadere, Küçükdere ve Manahoz Dereleri kirlenmiş (III. sınıf), diğer akarsular çok kirlenmiş (IV. sınıf) su sınıfındadır. Tablo incelendiğinde akarsularda kirlilik parametreleri genel olarak Cu, Mn, Pb, NH 4 +, NO 2 -, PO 4 3-, CN - ve KOİ dir. Trabzon İli sınırları içerisinde yer alan ve her mevsim su taşıyan 15 akarsuyun fiziko-kimyasal kalite parametrelerinin belirlendiği bu çalışmada derelerin No: 82,

8 Ekolo ji Gultekin ve ark. Tablo 4. Akarsularda ölçülen majör anyon ve katyonlar. birkaç parametre dışında kirlenmemiş oldukları görülmüştür. Derelerin kirlenmiş su sınıfında olmalarında Cu, Mn, NH 4 + ve CN -, çok kirlenmiş su sınıfında olmalarında NO 2 - ve PO 4 3- inorganik kimyasal parametreler etkili olmuştur. Son yıllarda Doğu Karadeniz bölümü akarsularında yapılan çalışmalarda genel olarak kirlilik düzeyinin düşük olduğu, ancak denize doğru yaklaştıkça sülfat, nitrat, fosfat değerlerinin yüksek (Dayı 1996), nitrit ve amonyak parametreleri açısından akarsuların II ve III sınıf su (Özdemir 1998, Boran ve Sivri 2001), nitrit açısından çok kirlenmiş su (Gültekin ve ark. 2005), olduğu belirtilmiştir. Bu çalışmaya göre akarsu havzalarının ortalama nitrit ve fosfat konsantrasyonlarına göre III. ve IV. sınıf su kalitesinde olmaları derelerin giderek kirlendiğini göstermektedir. Trabzon İli nin içme suyu olarak kullanılan Değirmendere ham suyunun ve arıtılmış içme suyunun 1990 lı yıllarda yapılan analiz sonuçlarına göre birçok kalite parametresi açısından I.sınıf su (Kanca 1995) iken, bu çalışmada Değirmendere ham suyunun Cu, NH 4 +, Mn, NO 2 -, PO 4 3- ve Pb açısından II, III ve IV. sınıf su kalitesinde oldukları belirlenmiştir. Bu farklılık Kanca (1995) tarafından yapılan çalışmadaki örnekleme noktalarının arıtma tesisinin üst kotlarında seçilmiş olmasından kaynaklanmaktadır. İncelenen havzalarda jeolojik olarak çoğunlukla volkanik kayaçlar yüzeylenmektedir. Yer yer ileri derecede ayrışma gösteren bu kayaçların yüzey sularıyla yıkanmaları sonucu genellikle Mg, K, Na, Ca, Fe, Al ve Cu gibi bazik volkanik kayaçlarda yaygın olan elementler suya geçmiştir. Çalışma alanında kirletici parametrelerden Cu, jeolojik ortamlarda yaygın olarak bulunur. Doğu Karadeniz Bölümü porfiri bakır yatakları bakımından önemli bir potansiyele sahiptir. Tarihi devirlerden beri işletilmekte olan bu yatakların atıkları veya yatak- 84 No: 82, 2012

9 Trabzon İli Akarsularının Yağışlı Dönem Su Kalitesi... Eko lo ji Tablo 5. Akarsularda ölçülen inorganik kirlenme parametreleri (Ö,S,A: Ölçüm sınırı altında). Tablo 6. İnceleme alanındaki akarsuların kirletici parametreleri ve sınıfları (parametrelerin konsantrasyon değeri mg/l cinsinden verilmiştir). No: 82,

10 Ekolo ji Gultekin ve ark. ların yüzeylenen kesimlerinin yıkanması yüzey sularındaki Cu konsantrasyonlarının standartların üzerinde olmasına neden olmuştur. Suların hepsinde yaklaşık aynı konsantrasyonlarda bulunması yağış havzalarının yaklaşık aynı tür kayaçlardan oluşmasından kaynaklanır. Mn genellikle asidik maden yataklarının yıkanması veya bitkilerin çürümesi ile akarsulara karışır ve yüksek konsantrasyonlara ulaşır (Hem 1971). İncelenen akarsulardan İskefiye, Kalanima, Sera, Beşirli, Değirmendere, Yanbolu, Karadere ve Küçükdere sularında Mn değerinin yüksek olması yağış havzalarında Mn içeren maden yataklarının bulunmasından ve havzaların yoğun bir bitki örtüsü ile kaplı olmasından kaynaklanır. Özellikle Değirmendere havzasında işletilmiş ve işletilmekte olan manganez yataklarının ve pasalarının yıkanması akarsuyun Mn içermesinde önemli bir etkendir. Pb yerkabuğunun doğal bileşenidir ancak doğal sularda bulunmaz. Endüstriyel atık deşarjları, kurşun boruların korozyona uğraması ve yanma olayları (özellikle kurşunlu benzinin yanması) sonucu içme sularına, akarsulara ve yeraltı sularına karışır (Hem 1971). İskefiye, Beşirli ve Değirmendere de Pb değeri sandartlarda verilen sınır değerin üzerindedir. Pb-Zn maden yatakları bakımından önemli potansiyele sahip olan bölgede, birçok yerde tarihi devirlerde işletildiğini işaret eden galeri ve pasalar, Değirmendere havzası üst kotlarında da önemli bir yatak bulunmaktadır. Bu yatağın ve pasaların yıkanması yüzey sularındaki Pb konsantrasyonunu önemli ölçüde artırmıştır. Sulardaki azotun ana kaynağı NO - 3 olsa da, çözünmüş azot NH 4 +, NO 2 -, NH 3, N 2, N 2 O ve organik azot şeklinde de bulunmaktadır (Freeze ve Cherry 1979). Sulardaki NO - 3 yeryüzündeki zemin kuşağındaki veya NO 3 - ce zengin atıkların bulunduğu yerlerdeki NO - 3 kaynağından türemektedir. Azot türevleri olan NO - 2 ve NH + 4 doğal jeolojik ortamlarda çok küçük miktarlarda bulunurlar. Bu bileşikler genel olarak toprakta, bitki ve hayvan gibi canlı organizmalarda ve atıklarında yüksek oranda bulunurlar (Hem 1971). Nitrit yalnız başına kanserojen olmasına rağmen kanserojen nitroaminlerin oluşmasına da olanak tanıdığından istenmeyen bir parametredir (Atabey 2005). İncelenen yüzey sularında NH + 4 ve NO 2 - nin yüksek konsantrasyonlarda olması daha çok sulardaki organik kirlenmeyi gösterir. Akarsu havzalarında yerleşim alanlarının fazla olması ve atıklarının tamamen akarsulara drene edilmesi NH + 4 ve NO - 2 konsantrasyonlarının 86 standartlardaki değerlerin üstüne çıkmasına neden olmuştur. PO 3-4 suya kaya ve topraktan geçebildiği gibi mineral cevherlerinden, yapay gübrelerden, evsel ve endüstriyel atıklardan da karışabilir. Yüzey sularında yüksek konsantrasyonlarda olmasının en önemli nedeni tarımsal amaçlı gübrelerdir (Hem 1971). İnceleme alanındaki akarsu havzalarının büyük çoğunluğunda fındık tarımının önemli bir geçim kaynağı olması nedeniyle tarımsal gübreler yaygın olarak kullanılır. Ayrıca PO 4 3- a çoğunlukla gıda sanayi atık sularında ve deterjan atıklarında rastlanır (Güler ve Çobanoğlu 1994). Akarsulardaki 5,4 mg/l ye ulaşan PO 3-4 konsantrasyonunun fındık ve çay tarımında kimyasal gübrelerin kontrolsüz kullanımı ve yağmur suyunun topraktaki gübreyi yıkayarak dereye ulaştırmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Siyanür (CN - ), çeşitli mikroorganizmalar tarafından düşük konsantrasyonlarda doğal olarak üretilir (Dictor ve ark. 1997). Siyanürlü sular; metal kaplama, fotoğrafçılık, petrol rafinerileri, kok ve havagazı fabrikaları, cevher zenginleştirme, madencilik, tekstil sanayi gibi çok çeşitli endüstrilerden, basit ve organik siyanür bileşiklerinin pestisid, insektisid ile kemirgenlere karşı kullanılmasından kaynaklanmaktadır (Turan ve ark. 2003). Endüstriyel uygulamaların olmadığı çalışma alanında, standartların üzerinde gözlenen CN- konsantrasyonunun, tarımsal faaliyetler için kullanılan pestisidlerden kaynaklandığı düşünülmektedir. Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ), evsel ve endüstriyel atık suların organik kirlilik derecesini belirlemede, nehir ve endüstriyel atıkların incelenmesi çalışmalarında önemli ve çabuk sonuç veren bir parametredir. Akarsulardaki KOİ değerleri mg/l arasında değişir. Ortalama KOİ değerlerine göre çalışma alanındaki akarsular az kirlenmiş su sınıfındadır. Hayvansal atıkların akarsulara boşaltıldığı kırsal kesimlerden gelen yan kollarda yüksek KOİ değerleri gözlenmiştir. En yüksek KOİ değeri Kalanima havzasının üst kotlarında hayvansal faaliyetlerin yaygın olduğu ve atıklarının yüzey suyuna karıştığı yerlerde ölçülmüştür. Akarsuların ph, EC ve TDS değerlerine göre Kıta İçi Su Kaynaklarının Kalite Kriterleri (2004) e göre içme-kullanma suyu olarak kullanıma uygun oldukları belirlenmiştir. Suların EC değerlerine göre yapılan sınıflandırma (Erguvanlı ve Yüzer 1980) ya göre Kalanima ve Beşirli dereleri iyi kaliteli, diğer No: 82, 2012

11 Trabzon İli Akarsularının Yağışlı Dönem Su Kalitesi... Eko lo ji akarsular ise çok iyi kaliteli su sınıfındadır. Sertlik, suların içme, kullanma ve endüstri amacıyla kullanımında önemli bir kalite özelliği olup içerisinde çözünmüş halde bulunan kalsiyum ve magnezyum tuzlarından meydana gelmektedir. Sulardaki sertlik belli bir dereceye kadar insan sağlığı açısından faydalıdır. Ancak sertlik değeri artarsa suyun tadında bozulma olmaktadır. Suların ortalama sertlik değerleri 34,7-95 mg CaCO 3 /L arasında değişir. Bu değerlere göre Akhisar, Fol, İkisu, Yomra, Yanbolu, Karadere, Küçükdere, Manahoz, Solaklı ve Baltacı dereleri çok yumuşak su, İskefiye, Kalanima, Sera ve Değirmendere suları orta-sert sular, Beşirli Deresi ise sert sular (Durfor ve Becker 1964) sınıfındadır. Çözünmüş Oksijen (DO) aerobik ortamlarda yaşayan organizmaların çoğalmalarında ve bunların enerji üreten bütün faaliyetlerinde çözünmüş oksijene gerek duyulmaktadır. Sudaki çözünmüş oksijen konsantrasyonu sıcaklık ve tuzluluğun bir fonksiyonu olup bu parametrelerle ters orantılıdır (Yalçın ve Gürü 2002). Akarsular ortalama 8,87-11 mg/l arasında değişen DO değerlerine göre kaliteli su sınıfındadır. Boran ve Sivri (2001) Solaklı ve Sürmene Derelerinin Mart, Nisan ve Mayıs aylarının ortalama DO değerlerini sırasıyla 9,6 ve 9,7 mg/l olarak belirlemişlerdir. Bu çalışmada yaklaşık aynı değerlerde (Solaklı ortalama 9,5, deşarj 9,9 mg/l; Sürmene ortalama 9,0, deşarj 9,8 mg/l) olması bu süre içerisinde akarsuların DO kalitesinin korunduğunu göstermektedir. Yanbolu Dere-si ndeki DO değerlerinin ortalama 10,48 mg/l, (deşarj noktasında 10,9 mg/l), önceki çalışmalarda (Ak ve ark. 2008) ise 11,16 mg/l değerinde olması akarsuyun DO bakımından olumsuz etkilendiğini göstermektedir. Akarsular doğal halleriyle, gıda ve tekstil gibi kaliteli su gerektiren endüstriler hariç olmak üzere uygun bir arıtmadan sonra endüstriyel su temininde kullanılırlar. İçme ve kullanma suyu olarak kullanılabilmeleri için suların yüksek kaliteli veya az kirlenmiş olmaları gerekmektedir. Bu durumda akarsu havzalarının özellikle içme-kullanma suyu kalitesini bozan parametreler açısından korunması ve gerekli önlemlerin alınması, mevcut içme-kullanma sularının önümüzdeki yıllarda gereksinimi karşılayamaması durumunda alternatif kaynak olarak değerlendirilmesi açısından son derece önemlidir. Bu çalışmada akarsuların yağışlı dönemde değişik noktalarından alınan analizlerin ortalaması o havza için değerlendirilmiştir. Bu sonuçlar genellikle havzaların deşarj bölgelerine ait değerleri yansıtmaktadır. Cu, Pb ve Mn gibi jeolojik ortamlar dışındaki kirlenmeler havzaların yukarı kesimlerinde oldukça düşüktür. Dolayısıyla bu çalışmada her bir havzanın yağışlı dönem için genel su kalitesi ortaya konulmuştur. Akarsuların kullanım amaçlarını sağlıklı belirleyebilmek için kurak dönem için aynı istasyonlarda yapılacak analizlerle havzaların her iki dönem için su kalitesi parametrelerinin belirlenmesi yararlı olacaktır. Ayrıca akarsulardaki su kalitesinin korunması havzalardaki ekolojik dengenin devamı açısından gereklidir. TEŞEKKÜR Bu çalışma KTÜ-BAP nolu proje kapsamında gerçekleştirilmiştir. Laboratuar çalışmaları esnasındaki destek ve yardımları için Doç. Dr. Celal Duran ve Yrd. Doç. Dr. Volkan Numan Bulut'a teşekkür ederiz. KAYNAKLAR Ak O, Çakmak E, Aksungur M, Çavdar Y ve Zengin B ( 2008) Akarsu Üzerindeki Doğal ve İnsan Kaynaklı Faaliyetlerin Sucul Ekosisteme Etkisine Bir Örnek: Yanbolu Deresi (Arsin, Trabzon). Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 24 (1-2): Akkaş M (1990) Trabzon İklim Etüdü. Türkiye Cumhuriyeti Başbakanlık Meteoroloji Genel Müdürlüğü Yayınları, Ankara. Anonymous (2004a) Su Kirliliği Kontrolü yönetmeliği. Türkiye Cumhuriyeti Resmi Gazete 25687, Ankara. Anonymous (2004b) Devlet Su İşleri, 22. Bölge Müdürlüğü, Takdim Raporu. Devlet Su İşleri, Ankara. Atabey E (2005) Tıbbi Jeoloji. TMMO Jeoloji Mühendisleri Odası Yayınları, Ankara. Boran M, Sivri N (2001) Trabzon (Türkiye) İl Sınırları İçerisinde Bulunan Solaklı ve Sürmene Derelerinde Nütrient ve Askıda Katı Madde Yüklerinin Belirlenmesi. Ege Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi Dergisi 18 (3-4): Bulut VN (2005) Trabzon (Maçka) Kalyan Akarsuyunun Su Kalitesinin Araştırılması ve Modellenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon. No: 82,

12 Ekolo ji Gultekin ve ark. Dayı A (1996) Değirmendere Havzası Yüzey Sularında Bazı İnorganik Kimyasal Parametrelerin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon. Dictor MC, Brunet FB, Morin D, Borines A ve Clarens M (1997) Biological Treatment of Gold Ore Cyanidation Wastewater in Fixed Bed Reactor. Environmental Polution 87 (3): Durfor CN, Becker (1964) Public Water Supplies of the 100 Largest Cities in the United States. United States, Geology Survey Water-Suply Paper 1812: Erguvanlı K, Yüzer E (1987) Yer altı Suları Jeolojisi. İstanbul Teknik Üniversitesi Maden Fakültesi Yayınları, İstanbul. Freeze R A, Cherry JA, (1979) Groundwater. Prentice-Hall, New Jersey. Gedik K, Verep B, Terzi E, Fevzioglu S (2010) Determination of Water Quality of Fýrtýna Stream (Rize) in Terms of Physico-Chemical Structure. Ekoloji 19 (76): doi: /ekoloji Güler Ç, Çobanoğlu Z (1994) Su Kirliliği, Çevre Sağlığı, Temel Kaynak Dizisi No:12. Aydoğdu Ofset, Ankara. Güler Ç, Çobanoğlu Z (1997) Su Kalitesi, Çevre Sağlığı, Temel Kaynak Dizisi No: 43. Aydoğdu Ofset, Ankara. Gültekin F, Dilek R, Fırat Ersoy A, Ersoy H (2005) Aşağı Değirmendere (Trabzon) Havzasındaki Suların Kalitesi. Jeoloji Mühendisliği Dergisi 29 (1): Güven İ (1993) 1/ Ölçekli Paftaların Jeolojisi Komisyonu. MTA Genel Müdürlüğü, Ankara. Hem DJ (1971) Study and Interpretation of Chemical Characteristics of Natural Water, U.S. Geological Survey Water Supply Paper. US Goverment Printing Office, Washington. Kanca MA (1995) Trabzon İçme Sularında Bazı Kalite Parametrelerinin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon. Mutlu Ü (1996) Trabzon İli Akarsularındaki Bazı Fiziksel ve Kimyasal Parametrelerin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi,, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon. Nişancı R, Yıldırım V ve Yıldırım A (2007) Su Havzalarına Yönelik CBS Veri Tabanı Modellemesi: Trabzon Galyan Vadisi Örneği. In: Ulusal Coğrafi Bilgi Sistemleri Kongresi Bildiriler Kitabı, 30 Ekim-2 Kasım 2007, Trabzon, Özdemir A (1998) Karadeniz Kıyı Şeridi Yüzeysel Sularında Nitrit, Nitrat, Amonyak, Toplam Kjeldahl Azotu Parametrelerinin İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Samsun. Turan NA, Altaş L, Büyükgüngör H (2003) Siyanür Gideriminde İleri Arıtım Yöntemleri. V. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi Bildirileri Kitabı, Ekim 2003, Ankara, Uzun H (2006) Trabzon İli Akarsularının Su Kalite Düzeylerinin Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon. Ünver S (2002) Trabzon Atasu Barajını Besleyen Galyan ve Şimşirli Akarsularındaki Bazı Fiziksel ve Kimyasal Değişkenlerin (Parametrelerin) Aylık Değişiminin İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon. Verep B, Serdar O, Turan D, Sahin C (2005) Determination of Water Quality in terms of Physico- Chemical Structure of the River Iyidere (Trabzon). Ekoloji 14 (57): Yalçın H, Gürü M (2002) Su Teknolojisi. Palme Yayıncılık, Ankara. 88 No: 82, 2012