Bu makale, Tıbbi Jeoloji Sempozyumu Kitabı (Editör: Dr. Eşref Atabey), JMO yayını: 95. Sayfa: yayımlanmıştır.

Transkript

1 Bu makale, Tıbbi Jeoloji Sempozyumu Kitabı (Editör: Dr. Eşref Atabey), JMO yayını: 95. Sayfa: yayımlanmıştır. TRABZON-HOPA (KD-TÜRKİYE) ARASI ÇAY BAHÇELERİ TOPRAKLARINDA VE ÇAY BİTKİLERİNDE İZ METAL KONSANTRASYONLARI GÜLTEN YAYLALI*, NECATİ TÜYSÜZ* VE MEHMET TÜFEKÇİ** * KTÜ Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Trabzon ** KTÜ Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü, Trabzon Öz Çalışma alanı Doğu Karadeniz Bölgesi nde yoğun olarak çay bitkileri ile örtülü ve jeolojik olarak farklı iki bölgeyi kapsamaktadır. Bu bölgedeki kayaçlar yaygın olarak Üst Kretase de masif sülfit oluşumu ve Tersiyer deki epitermal cevherleşme boyunca geniş ölçüde yoğun bir şekilde cevherleşmişlerdir. Bundan dolayı yüksek iz metal değerlerine sahiptirler. Bu çalışma çay bitki ve topraklarındaki iz metal dağılımlarını tespit etmeyi ve çay yapraklarındaki metal konsantrasyonları üzerinde farklı jeolojik, coğrafik ve kimyasal faktörleri belirlemeyi amaçlamaktadır. Çay bitkilerindeki ağır metallerin konsantrasyonları ve dağılımları, üzerlerinde geliştikleri toprakların türediği kayaç çeşidine bağlı olabildiği gibi, toprağın bileşimi, ph, topografik konum, karayollarına uzaklık ve bölgesel cevherleşmelere, maden yataklarına olan yakınlığı gibi özelliklerle de yakından ilişkili olabilir. Farklı kayaç birlikteliklerine sahip olması ve maden yatakları içermesi nedeniyle Sürmene (Kutlular), Of, İyidere, Çayeli, Tunca, ve Hopa (Peronit) sahaları seçilmiştir. Çay bitkisinin birinci (Mayıs) ve üçüncü (Eylül) sürgün dönemlerinde yaprak, kök ve toprak örnekleri alınmış ve iz metaller için analiz edilmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Bazik kayaçlar üzerinde yetişen çaylardan alınan yapraklarda, dasitik kayaçlara nazaran Al dışındaki diğer elementlerde yüksek konsantrasyonlara rastlanmıştır. Mn dasitik kayaçlarda yetişen çay köklerinde ve topraklarda yüksek konsantrasyona, yapraklarda daha düşük konsantrasyona sahip olmasına rağmen, Al bundan farklı hareket eder ve bazik kayaçlar üzerinde yetişen yapraklara göre toprak ve köklerde daha düşük konsantrasyonlar gösterir. Pb kirliliği karayolları civarında 6 lokasyonda gözlenmiş ve yoldan yaklaşık 250 m uzaklaştıkça dereceli olarak normal değerine yaklaşmaktadır. Giriş Çalı şeklinde, dallanma yeteneği yüksek, devamlı yeşil kalabilen ağaççıklar olarak tanımlanan çay, günlük hayatta önemli bir yere sahip olan ve birçok ülkede sudan sonra en çok tüketilen içeceklerin başında gelen bir bitkidir. Çay, çay bitkisinin (Camellia sinensis) yapraklarının taze sürgünlerinin belli yöntemlerle işlenmesiyle elde edilir (Şekil-1). Şekil -1 Çay bitkisinin doğadaki görünümü 1

2 Türkiye de çay bitkisinin yetiştirilmesi için en elverişli bölge, Doğu Karadeniz Bölgesi dir. Doğu Karadeniz kıyıları, iç kesimlere doğru km genişliğinde uzanan bir alan olup sahil boyunca uzunluğu yaklaşık olarak 180 km yi bulmaktadır. Bu alanın diğer bölgelere kıyasla farklı ve özel bir iklim özelliği mevcuttur. Bu kıyılarda sıcaklık, kışları, yüksek zirve ve tepeler hariç -8 o C altına düşmez, yazları ise yağışlı geçer. Dolayısıyla Doğu Karadeniz Bölgesi nde Sürmene ve Araklı dan başlayıp doğuda Rusya sınırına kadar uzanan kıyılar Türkiye nin birinci derecede çay bölgesini oluşturmaktadır (Zihnioğlu, 1960). Bu alanın ise yaklaşık olarak bin dekar olduğu tahmin edilmektedir. Doğu Karadeniz Bölgesi nin önemli Cu-Zn-Pb, Fe ve Mn yatakları içermesi bu bölgenin doğal olarak yüksek ağır metal provensi olduğuna işaret eder. Dolayısıyla bölgede yetişen çaylarda bu elementlerin konsantrasyonları önemli sorunlar oluşturur. Bu çalışma ile ülkemizde çay tarımı yapılan toprakların ve çay bitkisinin ağır metal konsantrasyonlarını belirleyerek Türk çaylarının ağır metaller yönünden gerçek durumunu ortaya koymak amaçlanmaktadır. Bitki kökleri vasıtasıyla elementsel alım birçok faktöre bağlıdır. Bunlar; eser elementlerin kimyasal formları ve büyüklükleri, toprağın ph ı, nemlilik, sıcaklık, organik madde ve fosfat içeriği, iyonların varlığı veya yokluğu, bitki türleri, bitkilerin köklenme derinliği, yaşları ve sezonsal büyümelerdir. Çay bitkilerindeki ağır metal konsantrasyonları ve dağılımları üzerlerinde geliştikleri toprakların türediği kayaç çeşidine bağlı olabildiği gibi toprağın bileşimi, ph, topografik konum, karayolların ve sanayi tesislerine olan uzaklık ve bölgesel cevherleşmelere, maden yataklarına olan yakınlığı gibi çevresel özelliklerle de yakından ilişkilidir (Tüfekçi 1989, Pfeilsticker ve diğ., 1975). Bu sebeple maden yataklarına yakın olmaları ve farklı kayaç birlikteliklerine sahip olması nedeniyle Sürmene-Kutlular, bitkinin genç ve yaşlı yapraklarındaki element konsantrasyonlarında meydana gelen değişimi incelemek üzere Hopa-Peronit, ayrıca çay bitkisinde karayollarından kaynaklanan kirliliği araştırmaya yönelik yapılan çalışma için Rize ve Işıklı alanları seçilmiştir. Doğu Karadeniz Bölgesi baz metal sülfür yatakları bakımından ülkemizin en önemli bölgesi olup, bu maden yatakları değişik tip ve mineralojiye sahiptir. Sürmene-Kutlular ve Hopa-Peronit yatakları ise bu bölgede yaygın olarak bulunan masif sülfit yataklarındandır. Bu sahalarda ve yakın çevrelerinde ise Üst Kretase-Paleosen dönemine ait birimler gözlenmektedir (Şekil-2). Deneysel Bölüm Sürmene-Kutlular sahasında çay bitkisinin 1. ve 3. sürgün dönemlerine karşılık gelen Nisan ve Eylül aylarında, Hopa-Peronit sahasından ve karayolları kenarlarından ise çay bitkisinin 2. sürgün dönemine karşılık gelen Temmuz ayında Şekil 2 de belirtilen istasyonlardan alınan çay bitkisi ve toprak örnekleri laboratuara taşınarak oda sıcaklığında yaklaşık 1 hafta, daha sonra fırınlarda içerdiği nemin alınmasına yönelik olarak o C sıcaklıkta 2 saat kurutulmuş, öğütülmüş ve paketlenerek analiz edilmek üzere Acme laboratuarlarına (Kanada) gönderilmiştir. Bu laboratuarda çay bitkisi örneklerinden 1 gram alınmış ve bunlar 2 ml HNO 3 çözeltisi içinde 1 saat bekletilmiştir. Daha sonra 6 ml HCl-HNO 3 -H 2 O çözeltisine alınmış ve burada 95 o C sıcaklıkta 1 saat çözündürüldükten sonra ICP-MS Spektrometri tekniği kullanılarak analiz edilmiştir. Toprak örneklerinden ise aynı şekilde 1 gram alınarak bu örnekler 1 saat süreyle 6 ml HCl-HNO 3 -H 2 O çözeltisiyle 95oC sıcaklıkta çözündürülmüş ve ICP-MS Spektrometri tekniği ile analiz edilmiştir. Çay bitkisinin yaprakları, kökü, sürgün dönemleri karayollarına uzaklık ve toprak örneklerinde başta ağır metaller olmak üzere toplam 38 element analizlenmiştir. Ayrıca toprak örneklerinin ph, organik madde ve N değerleri KTÜ laboratuarlarında ölçülmüştür. 2

3 Şekil-2 Çalışma alanlarına ait yer bulduru ve genel jeoloji haritası Topraktaki Element Dağılımı ve Kirlilik Toprak kirlenmesi toprağın doğal ve insan aktiviteleri sonucu oluşan çeşitli zararlı bileşiklerce zenginleşmesidir. Topraklara madencilik, ticari gübreler, tarımsal mücadelede kullanılan toksik kimyasal maddeler ve diğer antropojenik etkilerle doğrudan ve dolaylı pek çok değişik nitelikte maddeler sürekli olarak katılmakta ve bu da toprak kirliliğine neden olmaktadır. Bunun sonucu olarak toprakların verimsiz ve sorumsuz kullanılabilme yeteneklerinin limitleri daralmakta ve her geçen gün sorun artarak devam etmektedir. Toprak kirliliğine sebep olan doğal ve insan aktivitelerine bağlı olarak topraklara karışan kirleticiler genel olarak ağır metaller, pestisidler, hormonlar, organik bileşikler ve radyoaktif atıklar şeklinde gruplandırılabilmektedir. Topraktaki ağır metallerin toplam miktarları şartlara bağlı olarak bitki gelişimi için gerekli olan miktarın üzerinde olabilmektedir. Bitkiler ağır metalleri topraktan, havadan ya da sulardan alıp toplayabilir ve bu şekilde de hayvan ve insanlar için elementsel kaynak oluşmuş olur. Elementsel alımın normal modu toprak çözeltileri ev kökler vasıtasıyla olmaktadır. Bunun yanında endüstriyel madencilik ve eritme alanlarında havasal depolanma sayesinde de elementsel alım meydana gelmektedir. Sürmene-Kutlular sahasından çay bitkisinin 1. ve 3. sürgün dönemlerinde alınan toprak örneklerine ait analiz sonuçları değerlendirilirken Toprak Kirliliği Kontrol Yönetmeliği (Resmi Gazete 2005) nde belirtilen eşik değerler göz önünde bulundurulmuştur. Ancak toprağın aksine literatürde çay için bu elementlere ait kritik değer bulunmadığı için dağılım çizilirken istatistiksel değerlendirme yapılmış ve yüzde değerler kullanılmıştır. Dolayısıyla dağılım haritalarında her elemente ait % 50, % 60, % 70, % 80 ve % 90 ıncı değerler konturlanmıştır. Buna göre toprakta Cu için kritik değer 50 ppm alınmış ve topraktaki en yüksek Cu değeri sahada 1. sürgün döneminde ppm ile S-9 noktasından, 3. sürgün döneminde ise ppm ile S-8 noktasından elde edilmiştir (Şekil-3,4). Örnek alınan tüm noktalarda gerek 1. sürgün döneminde gerekse 3. sürgün döneminde Cu konsantrasyonu 50 ppm in üzerinde değerlere sahiptir. 1. dönemde S-9 noktasından alınan toprak örneğindeki Cu değeri kritik değer olan 50 ppm in katı olup, 3. dönemde S-8 noktasından alınan toprak örneğindeki Cu değeri kritik değerin yaklaşık 20 katı kadardır. Çay yapraklarına ait Cu konsantrasyonu 1. sürgün döneminde maksimum değer ppm olup bu değer, S-11 no lu örnekten elde edilmiştir. Dağılım haritasında % 50. değer ppm, % 60. 3

4 değer ppm, % 70. değer ppm, % 80. değer ppm ve % 90. değer ppm dir (Şekil-4). Şekil-3 Sürmene-Kutlular sahasından 1. sürgün döneminde alınan toprak örneklerine ait Cu dağılım Şekil-4 Sürmene-Kutlular sahasından 1. sürgün döneminde alınan yaprak örneklerine ait Cu dağılım Toprak örneklerinde 3. sürgün döneminde de S-8 no lu örnek ppm gibi yüksek bir Cu değeri sunmaktadır (Şekil-5). Yaprak örneklerinde ise 3. sürgün döneminde en yüksek Cu konsantrasyonu S-5 no lu örnekte ppm olarak görülmüştür. Haritada % 50. değer ppm, % 60. değer ppm, % 70. değer 16.2 ppm, % 80. değer ppm ve % 90. değer 24.1 ppm dir (Şekil-6). 4

5 Şekil-5 Sürmene-Kutlular sahasından 3. sürgün döneminde alınan toprak örneklerine ait Cu dağılım Şekil-6 Sürmene-Kutlular sahasından 3. sürgün döneminde alınan yaprak örneklerine ait Cu dağılım Toprak Kirliliği Kontrol Yönetmeliğine göre topraktaki Ni için kritik değer 30 ppm olarak kabul edilmektedir. Sürmene-Kutlular sahasında 1. sürgün döneminde sadece S-5 no lu örnek ppm lik Ni konsantrasyonu ile (Şekil-7). 3. sürgün döneminde ise S-5 no lu örnek 94.4 ppm, S-12 no lu örnek ise 37.3 ile kritik değeri geçmektedir (Şekil-8). Diğer örneklerde ise Ni değerleri bu değerin altında olup, bu örneklerde Ni bakımından kirlilik görülmemektedir. Yaprak örneklerinde ise en yüksek Ni konsantrasyonu 1. sürgün döneminde 9.4 ppm ile S-10 no lu örneğe, 3. sürgün döneminde ise 7.8 ppm ile S-11 no lu örneğe aittir. 1. dönem için % 50. değer 5.5 ppm, % 60. değer 5.9 ppm, % 70. değer 6.76 ppm, % 80. değer 8.18 ppm ve % 90. değer 9.2 ppm olarak alınmıştır (Şekil 8). 3. sürgün döneminde ise % 50. değer 5.95 ppm, % 60. değer 6.32 ppm, % 70. değer 6.71 ppm, % 80. değer 6.84 ppm ve % 90. değer 7.53 ppm dir (Şekil 10). 5

6 Şekil-7 Sürmene-Kutlular sahasından 1. sürgün döneminde alınan toprak örneklerine ait Ni dağılım Şekil-8 Sürmene-Kutlular sahasından 1. sürgün döneminde alınan yaprak örneklerine ait Ni dağılım 6

7 Şekil-9 Sürmene-Kutlular sahasından 3. sürgün döneminde alınan toprak örneklerine ait Ni dağılım Şekil-10 Sürmene-Kutlular sahasından 3. sürgün döneminde alınan yaprak örneklerine ait Ni dağılım Topraktaki Zn konsantrasyonu için belirlenen kritik değer ise 150 ppm olup, 1. sürgün döneminde S-11 ve S-12 no lu örnekler dışındaki tüm örnekler bu değerin üzerinde konsantrasyon 7

8 göstermektedirler. S-9 no lu örnekte Zn konsantrasyonu 414 ppm (kritik değerin 2.8 katı), S-13 no lu örnekte ise 478 ppm (kritik değerin 3.2 katı) dir (Şekil-11). Yaprakta ise 1. sürgün döneminde en yüksek değer 35.9 ppm ile S- 13 no lu örnekte görülmektedir. Dağılım haritalarında % 50. değer 29.9 ppm, % 60. değer ppm, % 70. değetr ppm, % 80. değer ppm ve % 90. değer 36.8 ppm olarak alınmıştır (Şekil-12). 3. sürgün döneminde S-2, S-4 ve S-12 no lu toprak örneklerinin dışındaki tüm örnekler Zn bakımından Toprak Kirlilik Kontrol Yönetmeliğinde verilen kritik değerin üzerinde değerlere sahiptirler. En yüksek Zn değeri ppm ile S-7 no lu örnekte görülmekte olup, bu değer kritik değerin yaklaşık 6 katıdır (Şekil-13). Yaprakta ise en yüksek değer 29.5 pm ile S-9 no lu örneğe aittir. Zn için % 50. değer ppm, % 60. değer ppm, % 70. değer ppm, % 80. değer ppm ve % 90. değer ppm dir (Şekil-14). Şekil-11 Sürmene- Kutlular sahasından 1. sürgün döneminde alınan toprak örneklerine ait Zn dağılım 8

9 Şekil-12 Sürmene- Kutlular sahasından 1. sürgün döneminde alınan yaprak örneklerine ait Zn dağılım Şekil-13 Sürmene-Kutlular sahasından 3. sürgün döneminde alınan toprak örneklerine ait Zn dağılım Şekil-14 Sürmene-Kutlular sahasından 3. sürgün döneminde alınan yaprak örneklerine ait Zn dağılım Toprak Kirliliği Kontrol Yönetmeliğine göre topraktaki Pb için kritik değer 50 ppm olarak kabul edilmektedir. Sürmene-Kutlular sahasında 1. sürgün döneminde S-1, S-2, S-3, S-7, S-8, S-9, S-11 ve S-13 no lu örnekler kritik değeri geçmektedir (Şekil-15). En yüksek değer ppm ile S-8 no lu örnekte görülmektedir. Diğer örneklerde ise Pb değerleri bu değerin altında olup, bu örneklerde Pb bakımından kirlilik görülmemektedir. 3. sürgün döneminde ise topraktaki en yüksek Pb değeri ppm ile yine aynı şekilde S-8 no lu örnekte görülmektedir. Kritik değerin üzerinde konsantrasyonlara sahip olan örnekler ise S-1, S-3, S-7, S-8, S-9 ve S-11 no lu örneklerdir (Şekil-17). Yaprak örneklerinde ise en yüksek Pb konsantrasyonu 1. sürgün döneminde1.23 ppm ile S-8 no lu örneğe, 3. sürgün döneminde ise 1.87 ppm ile S-11 no lu örneğe aittir. 1. dönem için % 50. değer 0.88 ppm, % 60. değer 0.9 ppm, % 70. değer 0.91 ppm, % 80. değer 1.13 ppm ve % 90. değer1.2 ppm olarak alınmıştır (Şekil-16). 3. sürgün döneminde ise % 50. değer ppm, % 60. değer ppm, % 70. değer ppm, % 80. değer ppm ve % 90. değer ppm dir (Şekil-18). 9

10 Şekil-15 Sürmene-Kutlular sahasından 1. sürgün döneminde alınan toprak örneklerine ait Pb dağılım Şekil-16 Sürmene-Kutlular sahasından 1. sürgün döneminde alınan yaprak örneklerine ait Pb dağılım 10

11 Şekil-17 Sürmene-Kutlular sahasından 3. sürgün döneminde alınan toprak örneklerine ait Pb dağılım Şekil-18 Sürmene-Kutlular sahasından 3. sürgün döneminde alınan yaprak örneklerine ait Pb dağılım 1. ve 3. sürgün dönemlerine ait toprak ve yaprak örnekleri arasındaki zenginleşme oranlarına bakıldığında ise 1. sürgün döneminde en yüksek yaprak/toprak zenginleşme oranları, Cu için 0.14, Zn için 0.22, Ni için 0.63 ve Pb için 0.05 dir. 1. sürgün döneminde en belirgin zenginleşme oranı Zn elementi için S-11 no lu örnekte görülürken, 3. sürgün döneminde Cu elementi S-2 ve S-10 no lu örneklerde, Pb, S-5 ve S-12 no lu örneklerde, Ni ise S-9 ve S-8 no lu örneklerde belirgin zenginleşmeler göstermektedir (Şekil-19). 11

12 Şekil-19 Sürmene-Kutlular sahasına ait Cu, Pb, Zn ve Ni elementine ait yaprak/toprak zenginleşme oranları Çay Bitkisinin Yapraklarındaki Element Değişikleri Çay bitkisinin yaprağının kapsamı kaliteli çay üretimi açısından oldukça önemlidir. Bitkinin tomurcuk, genç ve yaşlı yaprakları, tohum ve köklerindeki element birikimleri oldukça farklılıklar göstermektedir. Çay bitkisinin farklı yapraklarındaki element birikimlerinin araştırılmasına yönelik yapılan bu çalışmada Hopa-Peronit sahasından (Şekil-20) çay bitkisinin 2. sürgün dönemine karşılık gelen Temmuz ayında 7 noktadan toplanan yaprak örnekleri, tomurcuk ve iki yaprak, üçüncü yaprak, ana yaprak, ana yaprağın altındaki yaprak ve yaşlı yaprak olarak gruplandırılmış ve bu şekilde analiz edilmiştir. Bu çalışmada özellikle Cu, Zn ve Co konsantrasyonlarının genç yapraklarda yaşlı yapraklara göre daha yüksek konsantrasyonlarda olduğu ancak Pb, Fe, Mn, Al ve Hg değerlerinin ise aksine yaşlı yapraklarda daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Cu, Zn ve Co nun bitki ve insan sağlığı açısından zararlı değildir. Ancak başta Pb ve Hg olmak üzere bazı ağır metallerin toksik etki yapması dolayısıyla genç yapraklarda düşük konsantrasyonlarda olması bir avantaj olarak kabul edilebilir (Şekil-20). 12

13 Şekil-20 Hopa-Peronit sahasından toplanan çay bitkisinin değişik yapraklarındaki element içerikleri (F: Tomurcuk ve iki yaprak, F+1: Üçüncü yaprak, A: Ana yaprak, A+1: Ana yaprağın altındaki yaprak, Y: Olgun yaprak). Cu konsantrasyonu tomurcuk ve iki yaprakta yaşlı yaprağa göre 1.24, Zn konsantrasyonu 1.66 ve Co konsantrasyonu 4.16 kat daha fazladır. Bunun yanında Mn konsantrasyonu yaşlı ve olgun yaprakta tomurcuk ve iki yaprağa göre 2.36, Fe konsantrasyonu 1.37, Al konsantrasyonu 7.33, Pb konsantrasyonu 3 ve Hg konsantrasyonu ise 4 kat daha fazladır (Tablo-1). Tablo-1 Çay bitkisinin farklı yapraklarındaki element konsantrasyonları Çay yaprağı Cu (ppm) Zn (ppm) Mn (ppm) Fe (ppm) Tomurcuk ve iki yaprak (F) Üçüncü yaprak (F+1) Ana yaprak (A) Ana yaprağın altındaki yaprak (A+1) Yaşlı yaprak (Y) Çay yaprağı Al (%) Pb (ppm) Co (ppm) Hg (ppb) Tomurcuk ve iki yaprak (F)

14 Üçüncü yaprak (F+1) Ana yaprak (A) Ana yaprağın altındaki yaprak (A+1) Yaşlı yaprak (Y) Tüm bölgeyi temsil etmemekle birlikte çalışılan bölgelerdeki analiz sonuçları Afrika, Asya ve Çin kıtalarında yetiştirilen çay örnekleri ile mukayese edilmek üzere (Pinerio, A.M., ve diğ. 2003) Faktör analizi yapıldığında Türk çaylarının diğer ülke çaylarına göre farklı özelliklere sahip olduğu görülmektedir. Japon ve Türk çayları diğer ülke çaylarına göre daha yüksek oranlarda Cu konsantrasyonuna sahip olmalarıyla dikkat çekmektedir. İklimsel olarak Türk çayları Kenya ve Hint çaylarıyla aynı paralelde olmasına rağmen kayaçlarda bölgesel Cu değerinin yüksek olmasından dolayı çaylarda da nispeten Cu değeri yüksek görülmektedir (Şekil-21). Şekil-21 Değişik ülkelere ait çay bitkisinin içerdiği elementlere göre hesaplanmış faktör skorlarının dağılım Çay Bitkilerinde Motorlu Taşıtlardan Kaynaklanan Pb Kirliliği Çevre kirliliği üzerinde motorlu araçların egzoz gazlarından havaya bırakılan kirleticilerin etkisi her geçen gün artmaktadır. Egzoz gazlarından çıkan partiküllerden çevre kirliliği açısından en önemli olanlar Pb, Cd ve Ni dir. Doğadaki kurşun kirliliğinin ana kaynaklarından birisi otomobillerden çıkan egzoz gazı atıklarıdır. Son yıllarda giderek önem kazanan kurşun kirliliği problemine bir çözüm getirmek için benzinin oktan yüzdesini arttırmakta kullanılan tetra etil kurşun bileşiğinin üretiminde birçok ülkede kısıtlamalar getirilmiştir. Çevredeki kurşun kirliliğinden özellikle yol kenarlarında yetişen bitkiler etkilenmektedir. Kurşunun bitkilere yaptığı toksik etkilerin başında fotosenteze baskı yapması gelmektedir. Kurşun fotosentezin % 60 oranında azalmasına neden olmaktadır. Ayrıca bitki bünyesinde kurşun birikimi metabolik ve strüktürel yenileme mekanizmasının zarar görmesine neden olmaktadır. Bu mekanizmanın yok olması sonucunda bitkide ölüm meydana gelmektedir (Röderer 1984). Kurşun aynı zamanda bitki büyümesini inhibe etmekte ve su absorbsiyonunun indirgenmesine, dolayısıyla da su eksikliğine neden olmaktadır (Zimdahl ve Arvik 1973). Ayrıca kurşun kök büyümesini ve azot tutulmasını da engellemektedir (Harrison 1979, Kerin 1975, Allison ve Dzialo 1981, Malone, Miller ve Koeppe 1978, Keul ve diğ. 1979). Kurşunun bitkilere etkisinin yanında hayvanlar ve insanlardaki 14

15 etkisi de oldukça önemlidir. Çükü kurşun bitkide belirli bir konsantrasyona erişmeden toksik etki göstermez. Oysaki aynı miktar hayvanlar ve insanlar için son derece zararlıdır. Ana kaynağı motorlu araçlar olan Pb kirliliğinin bitkilerde kurşun kirliliğine sebep olduğu ve Pb miktarının yoldan uzaklaştıkça azaldığı değişik araştırmacılar tarafından gösterilmiştir. Mashhour ve Seaward (1991), kurşun konsantrasyonunun yoldan 10 m mesafede aniden düştüğünü belirtmiştir. İnel ve diğ. (1977) ise, yoldan 10 m uzaklıkta kurşun konsantrasyonunda % 32, Zn konsantrasyonunda % 46, Cd konsantrasyonunda % 15 lik bir azalma olduğunu, Lagerwerf (1971), yoldan 30 m uzaklığa kadar Pb seviyesinin çok yüksek olduğunu belirtmiştir. Bununla beraber kurşunun yoldan 100 km uzaklara kadar taşınabileceği yapılan çalışmalarda tespit edilmiş ve yüzlerce km uzaklarda bile izlerine rastlanmıştır (Lagerwerf 1971). Küçük çaplı Pb partikülleri yaklaşık 30 gün havada kalabilir ve bu özelliklerinden dolayı da çok geniş ve uzak alanlara yayılabilir (Öztürk ve Türkan 1982, Türkan ve diğ. 1984). Dolayısıyla yoldan uzak olmasına rağmen bazı bitkilerde yüksek Pb konsantrasyonları görülebilir. Bu süre yüzlerce km taşınma için yeterlidir ve bu nedenle çok ücra yerlerde bile kurşun kirliliğine rastlanmaktadır. Kurşunun ve diğer ağır metallerin bitkilerdeki birikme oranları, ağır metal kaynağından olan uzaklığa, rüzgar yönüne, mevsimsel değişimlere ve bölgenin topografik özelliklerine göre farklılıklar gösterir (Cannon ve Bowles 1962, Türkan 1982, Öztürk ve Türkan 1982, Türkan ve diğ. 1984, Özörgücü ve Türkan 1985, Türkan 1986, Foner 1987, Türkan ve Öztürk 1989, Madany ve diğ. 1990, Kutbay ve Kılınç 1991, Mashhour ve Seaward 1991). Bunun yanında bitkinin yüzey yapısı ve farklı organlara göre de kurşunun bitkilerdeki dağılımı değişik olmaktadır (Kovacs ve diğ. 1982, Coello ve diğ. 1974). Bitkilerin yüzeylerinde biriken kurşunun suyla yıkanma yoluyla yaklaşık olarak % 80 azaltıldığı görülmüştür. Bitkilerin atmosferle sürekli temas halinde olan organları köklerine oranla daha fazla Pb biriktirmektedir. Hücre içinde ise kurşun mitokondrium, kloroplast ve nukleus gibi organellerde birikmektedir (Öztürk ve Türkan 1982). Ayrıca bitki yapraklarının yüzey yapıları da ağır metal birikiminde önemlidir. Pürüzlü ve tüylü yüzeye sahip bitki yaprakları, düz yüzeyli yapraklara nazaran daha fazla Pb biriktirmektedir (Türkan 1986, Madany ve diğ. 1990). Ayrıca geniş yapraklı bitkilerin daha fazla Pb biriktirdiği de aynı araştırmacılar tarafından belirtilmiştir. Bitkilerde Pb birikimi mevsimlere göre de değişiklik göstermektedir. Özellikle sonbahar-kış aylarında bitkilerde kurşun birikimi maksimum seviyeye çıkmaktadır (Bingöl 1992, Karademir 1992). Karayolları boyunca yetiştirilen çay bitkilerinin yapraklarında motorlu taşıtlardan kaynaklanan ağır metal kirliliğinin belirlenmesine yönelik yapılan bu çalışmada ise toplam 6 lokasyon seçilmiş ve bu lokasyonlarda örnekleme belirli bir hat boyunca karayollarından iç kısımlara doğru yapılmıştır (Şekil-22). Bu hatlarda yaklaşık 25 m aralıklarla çay bitkisinin 2 sürgün dönemine karşılık gelen Temmuz ayında örnekleme yapılmıştır. 15

16 Şekil-22 Karayolları kenarlarından alınan örneklere ait lokasyon haritası P 1, P 2, P 4 ve P 5 lokasyonlarından 4 adet, P 3 lokasyonundan 6 adet, P 6 lokasyonundan ise 3 adet örnek alınmıştır. Elde edilen sonuçlara bakıldığında Pb konsantrasyonun tüm lokasyonlarda yoldan uzaklaştıkça azaldığı görülmektedir. En yüksek azalma değeri 0.71 ppm (% 65,74) ile P 1 lokasyonunda gözlenmektedir. Karayolu kenarındaki örnekte 1.08 ppm olan Pb konsantrasyonu yoldan 75 m uzaklıkta 0.37 ppm e düşmektedir. P 2 lokasyonunda ise yol kenarından alınan örnekte 0.78 ppm olan Pb konsantrasyonu yoldan 75 m uzaklıkta 0.32 ppm olmuştur. Azalma değerleri ise 0.42 ppm (% 58.97) dir. P 3 lokasyonunda yol kenarında 0.76 ppm lik Pb değeri görülürken bu değerin yoldan 125 m uzaklıkta 0.37 ppm e düştüğü görülmektedir. Azalma değeri ise 0.39 ppm (% 51.32) dir. P 4 lokasyonunda yol kenarındaki örneğin içerdiği Pb değeri 0.58 ppm, yoldan 75 m uzaklıktaki değer ise 0.46 ppm olup, azalma değeri 0.12 ppm (% 20.69) dir. P 5 lokasyonunda yol kenarından alınan örneklerde 0.83 ppm olan Pb konsantrasyonu, yoldan 75 m uzaklıkta 0.41 ppm e düşmekte, azalma değeri ise 0.42 ppm (% 50.6) olmaktadır. P 6 lokasyonunda ise 0.11 ppm (% 23.92) lik bir azalma görülmektedir. (Şekil-23). Bu çalışmada elde edilen bulguların benzer bitkiler üzerinde yapılan çalışmalarla uyumlu olduğu gözlenmiştir. Kurşunsuz benzin tüketimi teşvik edilerek çay bitkisi yaprakları üzerindeki kontaminasyon en aza indirilmelidir. Taşıtlardan havaya karışan tek ağır metal Pb değildir. Cd araç lastiklerinin aşınmasından ya da motor yakıtlarından ve özellikle dizel yakıtlardan kaynaklanır (Lagerwerf 1971). Çinko da araç lastiklerinin aşınmasından dolayı havaya karışmaktadır (Seaward ve Richardson 1989). Ayrıca yakıt olarak kömürün yanması sonucu da bu ağır metaller kirletici olarak atmosfere katılmaktadır (Onar ve Temizer 1987). 16

17 Şekil-23 Karayollarına olan uzaklığa göre çay yapraklarının Pb konsantrasyonunda meydana gelen değişimler Çay bitkilerindeki Zn konsantrasyonu P 1, P 3, P 4 lokasyonlarında yoldan uzaklığa bağlı olarak azalma gösterirken, P 2, P 5 ve P 6 lokasyonlarında artmaktadır. En yüksek azalma değeri 7.4 ppm ile P 1 lokasyonunda görülürken, en yüksek artış değeri 2.3 ppm ile P 2 lokasyonuna aittir. Cd ve Ni konsantrasyonlarında ise yoldan uzaklığa bağlı olarak tüm lokasyonlarda azalma görülmektedir. En yüksek azalma değeri ise Cd konsantrasyonunda 0.04 ppm ile P 6, Ni konsantrasyonunda 3.9 ppm ile P 3 lokasyonunda görülmektedir (Şekil-24). Şekil-24 Yola olan uzaklığa bağlı olarak çay yapraklarındaki Ni, Zn ve Cd konsantrasyonunda meydana gelen değişimler 17

18 Sonuç olarak; AB ülkeleri arasında tek çay üreticisi olan ülkemizde çaylarımızın ve yetiştiği toprakların insan ve bitki sağlığı açısından ağır metler başta olmak üzere 38 elementin analizi gerçekleştirilerek toprak-bitki ilişkisi irdelenmiştir. Afrika, Asya ve Çin de yetiştirilen çay örnekleri ile mukayeseleri istatistiksel olarak yapılmış olup, Türk çaylarının diğer ülke çaylarına göre farklı özelliklere sahip olduğu tespit edilmiştir. Değinilen Belgeler Allison, D.W. ve Dzialo, C., The Influence of Lead, Cadmium and Nickel on The Growth of Ryegrass (Lolium Hybridum Cultivar Tetrelite) and Oats (Avena Satıva Cultivar Garry), Plant Soli., 62, Bingöl, M.Ü.,1992. Ankara Cadde Ağaçlarından Aesculus Hippocastanum L. da Kurşun Birikimi, Ankara üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 62 s., Ankara. Cannon, H.L. ve Bowles, J.M., Contamination of Vegetation by Tetraethyl Lead, Science 137, Coello, W.F., Saleem, Z.A. ve Khan, M.A.O., Ecological Effects of Lead in Outo-Exhaust, Survival in Toxic Environments, Academic Pres, New York. Foner, H.A., Traffic Lead Pollution of Some Edible Crops in Israel, The Science of The Total Environment, 59, Harrison, R.M., Toxic Metals in Street and House Hold Dusts, Sci. Tot. Environ., 11, İnel, Y. Sebüktekin, H. ve Kurt, H., Otoyol Boyunca Kurşun, Çinko ve Kadmiyum Birikimi, Tübitak VI. Bilim Kongresi Çevre Araştırmaları, Kerin, Z., Relationship Between Lead Content in The Soil and in The Plants Contambated By Industrial Emissions of Lead Aerols, Proceeding of The International Conference on The Heavy Metals in The Environment, Vol;II, pp; , Toronto. Keul, M., Andrei, R., Kazar, G., Vintila, R., Accumulation of Effects of Lead and Cadmium in Wheat (Triticum Vulgare) and Com (Zea Mays), Studies Cercet Biol., 31, Kovacs, M., Opanzsky, I., Klincsek, P. ve Podani, J, The Leaves of City Trees as Accumulation Indicators, Tasks Veg. Scie., 7, Kutbay, H.G. ve Kılınç, M., Heavy Metal Pollution in Plants Growing Along Motor Roads, Urban Ecology, Ege Üniversitesi Baskısı, s; 62-65, İzmir. Lagerwerf, J.V., Uptake of Cadmium, Lead and Zinc by Radish from Soil and Air, Soil Scie., 111, Madany, I.M., Mahmood, G.A. ve Akhter, S., Assesment of Lead in Roadside Vegetation in Bahrain, Environ. International, 16, Malone, C.P., Miller, R.J. ve Koeppe, D.E., Root Grow in Corn and Soybeans, Effects of Cadmium and Lead on Lateral Root Initiation, Can. J. Sci., 56, Mashhour, A.M. ve Seaward, M.R.D., Heavy Metal Burden of Yanbu Industriyel City, Saudi Arabia, I. Pollution via Dusts., Urban Ecology, Ege Üniversitesi Baskısı, p;88-97, İzmir. Onar, A.H. ve Temizer, A., Çevre Kirliliğinin Etkisinin Ölçüsü Olarak Cd ve Pb Derişimlerinin İdrarda Tayini, Doğa Türk Müh. Ve Çevre dergisi, 11, Özörgücü, B. ve Türkan, İ., İzmir İli Çevre Yolları Kenarında Yetişen Tütün (Nicotiana Tabacum L.) lerde Kurşun Kirlenmesinin Araştırılması, Milli Tütün Komitesi, Bilimsel Araştırma Alt Komitesi 5. Toplantısında Sunulan Bildiriler, s;67-75, İstanbul. Öztürk, M.A. ve Türkan, İ., Kurşun Kirlenmesi ve Bitkiler, Tabiat ve İnsan Dergisi, 16, Pfeilsticker, K.C. ve diğ.,1975, Cadmium, Lead and Zinc Content Fruids and Vegetabletsfrom Gardens in Industrial Region, Z. Lebensm Unters-Forch, 158, Pinerio, A.M. ve diğ., 2003, The Classification of Tea According to Region of Origin Using Pattern Recognition Techniques and Trace Metal Data, Jounal of Food Composition and Analysis, 16, Roderer, G., On The Toxic Effects of Tetra Ethyl Lead and Its Derivatives on The Chrysopyte Peteriochromonas Malhamensis-V, Electron Microscopical Studies, Environmental Exp. Bot., 24,

19 Seaward, M.R.D. ve Richardson, D.H.S., Atmospheric Sources of Metal Pollution and Effects on Vegetation., Heavy Metal Tolerance in Plants; Evolutionary Aspects, Florida,USA, pp Tüfekçi, M., 1989, Türk Çaylarıda Bazı Toksik Metallerin (Pb, Cd, Hg) Araştırılması, KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Yayınlanmış doktora tezi, Trabzon Türkan, İ., Gemici, Y., Seçmen, Ö. ve Öztürk, M.A., İzmir in Bazı Kirli Alanlarındaki Vejetasyon Üzerinde Araştırmalar, Tübitak Ulusal Çevre Sempozyumu Tebliğ Metinleri, , Ankara. Türkan, İ., İzmir İl merkezi ve Çevre Yolları Kenarında Yetişen Bitkilerde Kurşun, Çinko ve Kadmiyum Kirlenmesinin Araştırılması, Doğa Türk Biyoloji Dergisi, 10, Türkan, İ. ve Öztürk, M.A., Lead Contamination in The plants Groving Near Motor Roads, Ege Üniv. Fen Fakültesi, Fen Dergisi, Seri; B, s;1 5. Zihnioğlu, A., 1960, Çay ve İklimi, Tekel Genel Müdürlüğü, Tekel Matbaası, 148. sayfa, İstanbul Zimdahl, A. ve Arvik, Y.,1973. The Uptake and Toxicity of Lead, Envi.Exploration Bot., 26,