ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ BAKIR, ÇİNKO VE KADMİYUMUN TEK BAŞLARINA VE KARIŞIMLARININ ETKİSİNDE Oreochromis niloticus un KARACİĞER, SOLUNGAÇ VE KAS DOKULARINDAKİ METAL BİRİKİMİ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI ADANA, 2011

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BAKIR, ÇİNKO VE KADMİYUMUN TEK BAŞLARINA VE KARIŞIMLARININ ETKİSİNDE Oreochromis niloticus un KARACİĞER, SOLUNGAÇ VE KAS DOKULARINDAKİ METAL BİRİKİMİ YÜKSEK LİSANS TEZİ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI Bu Tez / /2011 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir Prof. Dr. Cahit ERDEM Prof. Dr. Bedii CİCİK Doç. Dr. Özcan AY DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu Tez Enstitümüz Biyoloji Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No: Prof. Dr. İlhami YEĞİNGİL Enstitü Müdürü Bu Çalışma Ç. Ü. Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No: FEF2009YL61 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ BAKIR, ÇİNKO VE KADMİYUMUN TEK BAŞLARINA VE KARIŞIMLARININ ETKİSİNDE Oreochromis niloticus un KARACİĞER, SOLUNGAÇ VE KAS DOKULARINDAKİ METAL BİRİKİMİ ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI Danışman :Prof.Dr.Cahit ERDEM Yıl: 2011, sayfa: 39 Juri :Prof.Dr.Cahit ERDEM :Prof.Dr.Bedii CİCİK :Doç.Dr. Özcan AY Bu çalışmada bakır (5 ppm), çinko (5 ppm), kadmiyum (1 ppm) ve bu metallerin aynı ortam derişimlerinin karışımı etkisinde 24, 48 ve 96 saat sürelerle tutulan Oreochromis niloticus un solungaç, karaciğer ve kas dokularındaki birikim düzeylerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Dokuların metal düzeylerinin belirlenmesinde Atomik Absorbsiyon Spektrofotometrik yöntemler kullanılmıştır. Belirlenen derişimlerde bu türün incelenen dokularında karışımın ve tek başına bakır, çinko ve kadmiyum birikimi etkide kalma süresine bağlı olarak artmıştır. Metallerin tek başlarına etkilerinde en fazla kadmiyum ve çinko birikimi sırasıyla solungaç, karaciğer ve kas dokularında olurken, en fazla bakır birikimi sırasıyla karaciğer, solungaç ve kas dokularında gözlemlenmiştir. Karışımın etkisinde en fazla kadmiyum birikimi solungaçta, bakır birikimi karaciğerde, çinko birikimi ise solungaçta gözlemlenmiştir. Karışımın etkisinde yine en az birikimin kasta olduğu saptanmıştır. İncelenen metallerin belirlenen derişimlerdeki etkisi karaciğerde bakır düzeyini arttırırken, solungaç ve kas dokusundaki çinko düzeyini arttırmıştır. Anahtar Kelimeler: Çinko, Kadmiyum, Bakır, Karışım, Oreochromis niloticus. I

4 ABSTRACT MSc THESIS ACCUMULATION OF COPPER, ZINC AND CADMIUM IN LIVER, GILL AND MUSCLE TISSUES OF Oreochromis niloticus EXPOSED TO THE METALS SINGLY AND IN MIXTURE ÇUKUROVA UNIVERSITY INSTITUTE of NATURAL and APPLIED SCIENCES BİYOLOJİ ANABİLİM DALI Supervisor :Prof. Dr. Cahit ERDEM Year: 2011, Pages: 39 Jury :Prof. Dr. Cahit ERDEM :Prof. Dr. Bedii CİCİK :Asst. Prof. Dr. Özcan AY Accumulation of copper (5 ppm), zinc (5 ppm), cadmium (1 ppm) in gill, liver and muscle tissues of Oreochromis niloticus were investigated after exposure to these metals singly and in mixture over 24, 48 and 96 hour periods. Tissue levels of the metals were determined using Atomic Absorption Spectrophotometric techniques. Liver, gill and muscle accumulation of all metals increased with increasing exposure periods at single and in mixture exposure to metals. Highest cadmium and zinc accumulations were observed in gill, liver and muscle tissues respectively whereas the highest copper accumulation was in liver, gill and muscle tissues. The highest cadmium accumulation was observed in gill, the highest copper accumulation copper in liver and the highest zinc accumulation was in gill tissues when exposed to copper-zinc-cadmium mixture. Effects of the metals when applied singly increased copper levels in liver while increasing zinc level in gill and muscle tissues at the tested concentrations. Keywords: Zinc, Cadmium, Copper, Mixture, Oreochromis niloticus. II

5 TEŞEKKÜR Çalışmalarım sırasında benden yardımlarını, desteğini ve tecrübesini esirgemeyen ve bana daima yol gösteren danışman hocam Sayın Prof. Dr. Cahit ERDEM e, tezimin her aşamasında büyük desteklerini gördüğüm Mersin Üniversitesi, Su Ürünleri Fakültesi Öğretim üyelerinden Sayın Prof. Dr. Bedii CİCİK ve Doç. Dr. Özcan AY a sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Laboratuar çalışmalarım süresince bana destek veren Mersin Üniversitesi, Su Ürünleri Fakültesinden Sayın Yrd. Doç. Dr. Sahire KARAYTUĞ, Yrd. Doç. Dr. Fahri KARAYAKAR ve Dr. Nuray ÇİFTÇİ ile Çukurova Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesinden Doç. Dr. Fatma ÇEVİK ve Arş. Gör. Barış DERİCİ ye teşekkürlerimi sunarım. Her zaman yanımda olan ve benden desteğini esirgemeyen Benay SEZER e ve tezim süresince yardımlarını gördüğüm arkadaşlarım Servet DURAN ve Özge TEMİZ e teşekkürlerimi sunarım. Çalışmalarıma maddi destek sağlayan Çukurova Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi ne ve çalışmalarım esnasında tüm bölüm olanaklarından yararlanmamı sağlayan Çukurova Üniversitesi, Biyoloji Bölüm Başkanlığı ve personeline teşekkürlerimi sunarım. Benden tüm hayatım boyunca maddi ve manevi desteğini esirgemeyen ve bütün kararlarımda yanımda olup beni destekleyen AİLEME sonsuz teşekkürler. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA ÖZ... I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER... IV ÇİZELGELER DİZİNİ... VI ŞEKİLLER DİZİNİ.. VIII 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Yöntem BULGULAR VE TARTIŞMA Bulgular Tartışma SONUÇ VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ IV

7 V

8 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 3.1. Deney ortam suyunun fiziksel ve kimyasal özellikleri Çizelge 4.1. O. niloticus un karaciğer dokusunda bakırın tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı bakır birikim düzeyleri (μg Cu/g k.a.) Çizelge 4.2. O. niloticus un solungaç dokusunda bakırın tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı bakır birikim düzeyleri (μg Cu/g k.a.) Çizelge 4.3. O. niloticus un kas dokusunda bakırın tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı bakır birikim düzeyleri (μg Cu/g k.a.) Çizelge 4.4. O. niloticus un karaciğer dokusunda kadmiyumun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı kadmiyum birikim düzeyleri (μg Cd/g k.a.) Çizelge 4.5. O. niloticus un solungaç dokusunda kadmiyumun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı kadmiyum birikim düzeyleri (μg Cd/g k.a.) Çizelge 4.6. O. niloticus un kas dokusunda kadmiyumun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı kadmiyum birikim düzeyleri (μg Cd/g k.a.) Çizelge 4.7. O. niloticus un karaciğer dokusunda çinkonun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı çinko birikim düzeyleri (μg Zn/g k.a.) Çizelge 4.8. O. niloticus un solungaç dokusunda çinkonun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı çinko birikim düzeyleri (μg Zn/g k.a.) Çizelge 4.9. O. niloticus un kas dokusunda çinkonun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı çinko birikim düzeyleri (μg Zn/g k.a.) VI

9 VII

10 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 4.1. Şekil 4.2. Şekil 4.3. Şekil 4.4. Kadmiyum, çinko ve bakırın tek başlarına etkisinde O. niloticus un karaciğer dokusunda 24 (A), 48 (B) ve 96 (C) saat sürelerdeki metal birikim düzeyleri (μg metal /g k.a.) Kadmiyum, çinko ve bakırın tek başlarına etkisinde O. niloticus un solungaç dokusunda 24 (A), 48 (B) ve 96 (C) saat sürelerdeki metal birikim düzeyleri (μg metal /g k.a.) Kadmiyum, çinko ve bakırın tek başlarına etkisinde O. niloticus un kas dokusunda 24 (A), 48 (B) ve 96 (C) saat sürelerdeki metal birikim düzeyleri (μg metal /g k.a.) O. niloticus un karaciğer (A), solungaç (B) ve kas (C) dokularında incelenen metallerin belirlenen derişimleri etkisinde süreye bağlı birikim düzeyleri (μg metal /g k.a.) VIII

11 IX

12 1.GİRİŞ 1. GİRİŞ Ağır metaller, su ortamlarının eser miktarda bulunan doğal bileşenleri olup volkanik hareketler ve erozyon gibi doğa olayları sonucu bu ortamlara katılmaktadırlar. Ağır metallerin günümüzde teknolojik gelişimlerin ve besinsel gereksinimlerin karşılanması amacıyla madencilik, boya, plastik, cam sanayi ve metal kaplama gibi çeşitli endüstri alanlarında ve tarımda kaliteli ve daha fazla ürün elde etmek için pestisit ve yapay gübrelerde artan miktarlarda kullanımları doğal ortamlardaki derişimlerini tehlikeli düzeylere çıkartabilmektedir (Leland ve ark., 1978; Mance, 1987; Grobler ve ark., 1989; Hu, 2000; Kalay ve Canlı, 2000). Başlıca alıcı ortam olan sucul ekosistemlerde derişimi artan ağır metaller, letal olmayan derişimlerde öncelikle sucul organizmaların iç dinamiklerinde çok yönlü değişimlerle doku birikimine neden olurken (Al-Attar, 2005), salınım, metabolik depolama ve detoksifikasyon mekanizmalarının alınımı karşılamadığı durumlarda toksik etkilere neden olur (Handy, 2003). Gerek doğal, gerekse laboratuar koşullarında çeşitli balık türleri ile yürütülen araştırmalarda, ağır metallerin fizyolojik (Grobler ve ark., 1989), biyokimyasal (Jana ve Shana, 1988) olaylarla gelişme ve üremeyi etkileyerek (Weis ve Weis, 1989) sonuçta mortaliteye (Mance, 1987) neden olduğu belirlenmiştir. Çinko, besinsel olarak düşük derişimlerde gereksinim duyulan biyolojik bakımdan temel bir element olup, bitki ve hayvanların yanı sıra mikroorganizmalarda da bulunur (Hilmy ve ark., 1987a). Çinko, protein ve karbonhidrat metabolizmasındaki enzimlerin aktivasyonunda (Somasundaram ve ark., 1984) işlev gördüğü gibi, DNA ve RNA polimerazlar gibi çeşitli metalloenzimlerin aktif bölgelerini de oluşturur (Martinez ve ark., 2004). Hayvansal organizmalarda çinko, membranların yapısal bütünlüğünün sürekliliği ve işlevi için gerekli olduğu gibi gonadal gelişim için de gereksinim duyulan bir elementtir (Kotze ve ark., 1999). 1

13 1.GİRİŞ Çinko, doğada bir çok mineral ile kombinasyon halinde bulunduğundan, ekosistemdeki, başlıca kaynağını endüstriyel ve madensel atıklar oluşturur (Hellawell, 1986). Bunların dışında atmosferik partiküller, evsel ve tarımsal atıklar, sucul ekosistemlerde çinko derişimini arttıran faktörlerdir (Nussey, 1998). Bakır da çinko gibi hayvansal organizmalar tarafından gereksinim duyulan temel bir elementtir (Steemaan ve Nielsen ve ark., 1970). Hayvansal organizmalarda bakır; kemik oluşumu, omuriliğin miyelinleşmesi, hemoglobin sentezi, metalloenzimlerin özellikle sitokrom oksidazlarla redoks reaksiyonlarında iş gören enzimlerin yapısal bileşenini oluşturur. Bu işlevleri nedeniyle canlıda yüksek düzeyde regüle edilir. Balık ve memelilerde karaciğer, bakır için başlıca depo organı olarak iş görür (Kruger, 2002). Bakır elektrik endüstrisi başta olmak üzere dünyada en yaygın kullanılan metallerden biridir. Madencilik endüstrisi, metal kaplama sanayi, istenmeyen vejetasyonun gelişimini önlemede kullanılan algisidler, tarımsal verimi arttırmak amacıyla kullanılan gübreler, doğal ekosistemlerdeki bakırın başlıca kaynağını oluştururlar (Nussey, 1998). Biyolojik işlevi olmadığı bilinen kadmiyum, doğal sularda düşük derişimlerde bulunan biyolojik sistemler için toksik etkili bir metaldir (Martinez ve ark., 2004). Boya üretimi, pil, madencilik endüstrisi, fosil yakıt, pestisid ve gübre kullanımı, sucul ekosistemlerdeki kadmiyum kirliliğine katkıda bulunan kaynaklardır (Stoeppler, 1991). Bakır, çinko ve kadmiyumun anılan kaynaklardan arıtılmaksızın sucul ortamlara deşarjı, akuatik organizmalarda birikimin yanı sıra toksik etkilere neden olur. Çinkonun çeşitli balık türlerinde gelişimi engellediği (Bengtsson, 1974), patolojik ve morfolojik anomalilere (Somasundaram ve ark., 1984), solungaçlarda yapısal deformasyonlara ve mortaliteye neden olduğu belirlenmiştir (Skidmore, 1964). Bakır etkisinin balıklarda üreme başarısını düşürdüğü (Horning ve Neiheisel, 1979), solungaçlarda hemorajiye, kalp atışında düşme ve anemiye (Stagg ve Shuttleworth, 1982), iyon regülasyonunda bozukluğa (Hashemi ve ark., 2008) ve iskelet anomalilerine neden olduğu saptanmıştır. Kadmiyumun ise embriyonik gelişimi engellediği, kafa oluşumunda anomalilere, omuga eğriliğine, hipokalsemiye, 2

14 1.GİRİŞ kemik onarım mekanizmalarında inhibisyona neden olmaktadır (Pelgrom ve ark., 1997). Ağır metallerin balıklarda birikim ve toksik etkileri türe, türün gelişme evresine, metale, metalin ortam derişimine, etkide kalma süresine, suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak değişim gösterdiği gibi ortamda bulunan diğer metallere bağlı olarak da değişim gösterir. Metal karşımlarının etkisinde balıklarda, doku metal birikimi aralarındaki antagonist ya da sinerjik etkilerden dolayı ayrım gösterebilrmektedir (Allen, 1995, Richard ve Playle, 1999). Balıklarda solungaçlar doğrudan doğruya ortam ile etkileşim halinde olduğundan, ağır metal birikimi bakımından hedef organı oluşturur (Heath, 1995). Solungaçlar aracılığı ile vücuda alınan metaller, dolaşım sistemi aracılığı ile öncellikle karaciğere taşınmakta, taşıma kapasitesinin aşılması durumunda da böbrek dalak gibi metabolik bakımdan aktif dokulara taşınarak birikime neden olmaktadır. Kas dokusu ise metabolik aktivite bakımından aktif olmamasına karşı metalin besin zincirinde iletilmesi bakımından önem taşır. Doku birikimi metalin üst trofik düzeylere daha yoğun olarak aktarılmasına neden olurken, habitat değişimi ve mortalite sonucu türün sistemden çıkması besin zincirinde kopmalara buna bağlı olarak ekosistemde kalıcı değişimlere yol açmakta olup bu da dokudaki metal birikiminin incelenmesinin önemini ortaya koymaktadır. Araştırmada materyal olarak kullanılan O. niloticus tropikal kökenli bir tatlı su balığı olup, protein kaynağı olarak yoğun bir şekilde tüketildiğinden yetiştiriciliği yaygın bir şekilde yapılmaktadır. O. niloticus, aynı zamanda doğal ortam koşullarında sıcaklık ve tuzluluk değişimlerini tolere edebilen, kısa besin zincirine sahip yem değerlendirme yeteneği yüksek, paraziter hastalıklara ve yoğun stoklamaya karşı dirençli bir türdür (Khallaf ve ark., 1998; 2003). Metallerin çeşitli balık türlerinde spesifik doku birikimi ile ilgili çok sayıda araştırmalar bulunmakla birlikte, metal karışımlarının birikim üzerine etkilerinin incelendiği çalışmalar sınırlı olduğundan bu araştırmada bakır, çinko ve kadmiyum un sırasıyla 5, 5 ve 1ppm lik ortam derişimlerinin tek başlarına ve karışımlarının 24, 48 ve 96 saat sürelerle etkisinde O. niloticus un solungaç, karaciğer ve kas dokularındaki birikim düzeylerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. 3

15 1.GİRİŞ 4

16 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Sucul ekosistemlerde temelde antropojenik faktörlerin etkisiyle ağır metal derişimlerindeki akut artış, akuatik organizmalarda toplu ölümlere ya da habitat değişimlerine neden olur. Ağır metallerin mortalite üzerine etkisi türe ve ortamın özelliklerine bağlı olarak değişim gösterdiği gibi metale ve ortamda bulunan diğer metallere bağlı olarak da değişim gösterir. Tilapia aurea ile yapılan bir araştırmada kadmiyumun ppm gibi geniş bir derişim aralığında 35 gün süreyle etkisinde yaşadığı ancak 20ppm den yüksek derişimlerin etkisinde mortalite oranının hızla arttığı belirlenmiştir (Abel ve Papatsouglou, 1987). O. niloticus da bakır+kadmiyum (Sağlamtimur ve ark., 2003), Oncorhynchus kisutch da kadmiyum+çinko (Roch ve McCarter, 1984) nun subletal derişimlerdeki karışımlarının uzun süreli etkisi yaşayan bireylerin sayısında herhangi bir değişime neden olmazken, Fundulus heteroclitus da kadmiyum+çinko karışımının etkisinin mortaliteye neden olduğu belirlenmiştir (Eisler ve Gardner, 1973). Boleophthalmus dentatus da Al, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb ve Zn in tek tek ve karışımının etkilerinin incelendiği bir araştırmada karışımın etkisi mortalite oranını arttırmakla kalmayıp, Na, K ve Ca düzeylerinde değişikliklere neden olduğu, kemiklerde kalsifikasyonu bozduğu saptanmıştır (Kundu ve ark., 1995). Ağır metal etkisinde kalan balıklar öncelikle davranışlarını değiştirerek tepki gösterirler. Hilmy ve ark. (1987b) Tilapia zilli ve Clarias lazera da çinko, Khunyakari ve ark. (2001) Poecilia reticulata da bakır etkisinin başlangıcında mukus salınımında artış, besine karşı duyarsızlık, operkulum hareketlerinde artış, yüzme performansında düşme, fizikisel etkilere karşı duyarsızlık gibi davranış değişiklikleri gözlenirken, etkide kalma süresinin uzaması ile bu değişikliklerin normale döndüğü belirlemişlerdir. Balık dokularında ağır metal birikimi, suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak değişim gösterir. Cyprinus carpio jüvenilleri ile yapılan bir araştırmada (Lugowska ve Jezierska, 2000), 26 o C de bakır+kurşun karışımının etkisindeki doku metal birikiminin, 20 o C deki birikime oranla daha yüksek olduğu saptanmıştır. Asidik sulardan örneklenen balıklıkların dokularında çinko dışındaki 5

17 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR diğer metallerin, nötral ve alkali sulardan örneklenen balıkların dokularındakine oranla daha fazla biriktiği belirlenmiştir (Hamilton ve Haines, 1989). Marone saxatilis de sertliği yüksek sularda Cd un subletal derişimlerinin uzun süreli etkisinde dokulardaki Cd birikiminin sertliği düşük sulardaki etkisine oranla daha az olduğu belirlenmiştir (Wright ve ark., 1985). Balıklarda ağır metallerin birikimi ve toksik etkilerinin tuzluluğa bağlı olarak değişim gösterdiği, kadmiyumun embriyonal evredeki Ringa balıklarının gelişmi üzerine toksik etkilerinin acı sulara göre tuzlu sularda daha az olduğu saptanmıştır (Von Westernhagen ve ark., 1974). O. mykiss de hipoksik koşullarda Cd etkisinin solungaçlarda yapısal deformasyonlara neden olduğu, buna bağlı olarak da dokulardaki metal birikimini arttırdığı belirlenmiştir (Wilson ve ark., 1994). Balıklarda ağır metallerin birikimi dokuya bağlı olarak da değişim gösterir. O. kisutch da gerek Pb gerekse Cd un subletal derişimlerinin uzun süreli etkisinde her iki metalin de solungaç, karaciğer ve böbrek gibi metabolik bakımdan aktif dokularda yüksek derişimlerde biriktiği belirlenmiştir (Reichert ve ark., 1979). Anguilla anguilla da kadmiyum ve çinkonun uzun süreli etkisinin başlangıcında en fazla birikim solungaçlarda olurken, etkide kalma süresinin uzamasıyla karaciğerdeki birikim solungaçlara oranla artmıştır (Noel-Lambot ve ark., 1978). T. zilli ve C. lazera da subletal derişimlerdeki çinko etkisinde en fazla birikim solungaç ve karaciğerde olurken, kas dokusundaki birikimin diğer dokulara oranla daha düşük olduğu belirlenmiştir (Hilmy ve ark., 1987b). Prochilodus scorfa da bakırın 29 ppb lik derişiminin 96 saat süreyle etkisinde en fazla karaciğer, böbrek, solungaç ve bağırsak da birikirken, kas dokusundaki birikimin kontrole göre önemli bir değişim göstermediği saptanmıştır (Mazon ve Fernandes, 1999). O. mykiss ergin ve jüvenillerin de Cd un letal olmayan derişimlerinin uzun süreli etkisinde kas ve beyine oranla karaciğer, solungaç ve böbrek dokularında yüksek derişimlerde biriktiği ve bu birikimin dokuların metabolik aktivitesi ile ilişkili olmasından kaynaklanabileceği belirtilmiştir (Melgar ve ark., 1997; Hollis ve ark., 2001). 6

18 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Mersin körfezinden avlanıp tüketime sunulan ekonomik öneme sahip Sardinella aurita, Liza ramado, Diplodus annularis, Solea lutea ve Umbrina cirrosa nın karaciğer, solungaç ve kas dokularında Pb, Cr, Cd, Cu ve Zn düzeyleri incelenmiş, tüm metal düzeyleri, incelenen türlerde dokular arasında ayrım gösterirken, en fazla karaciğerde en az kas dokusunda olduğu belirlenmiştir (Karayakar ve ark., 2010a). Balıklarda ağır metallerin doku birikimi metalin ortam derişimi ve etkide kalma süresine bağlı olarak da değişim gösterir. Anguilla anguilla da bakırın farklı süre ve ortam derişimlerinin etkisinde karaciğer, solungaç ve kas dokularındaki birikimi ortam derişimi ve etkide kalma süresindeki artışa bağlı olarak artmıştır (Karayakar ve ark., 2010b). Callinectes sapidus ile yapılan bir araştırmada hepatopankreas, solungaç ve kas dokularındaki krom birikiminin ortam derişimi ve etkide kalma süresine bağlı olarak arttığı belirlenmiştir (Çiftçi ve ark., 2011). Sucul organizmalarda ağır metallerin doku birikimi metale bağlı olarak değişim gösterir. Tilapia zilli ile yapılan bir araştırmada balıklar bakır, çinko, kurşun ve kadmiyumun 1.0 ppm lik ortam derişimlerinin ayrı ayrı etkisinde 10 gün süreyle bırakılmış ve karaciğer, solungaç, kas ve beyin dokularındaki birikim düzeyleri incelenmiştir. Cu, Pb ve Cd kas a oranla incelenen dokularda yüksek derişimlerde birikirken, çinkonun diğer metallere oranla daha düşük düzeylerde biriktiği saptanmıştır (Kalay ve Canlı, 2000). Poecilia reticulata da nikel, bakır ve çinkonun subletal derişimlerinin etkisinde doku birikim düzeyleri incelenmiş, deney süresi sonunda tüm vücutta bakır ve çinko ya oranla nikel in daha fazla biriktiği bunu sırasıyla bakır ve çinkonun izlediği belirlenmiştir (Khunyakari ve ark., 2001). Mullus barbatus, Merluccius merluccius ve Boops boops da kadmiyum en fazla gonad ve karaciğerde birikirken, kurşunun karaciğer ve solungaçlarda daha fazla biriktiği saptanmıştır (Zyadah ve Chouikhi, 1999). Ağır metaller sucul ortamlarda tek başlarına bulunmayıp diğer metallerle birlikte bulunduğundan akuatik organizmaların dokularındaki metal birikimi ortamda bulunan diğer metallere bağlı olarak da değişim gösterir. Orechromis niloticus da kurşun ve kadmiyumun 1.0 ppm ortam derişimlerinin tek tek ve karışımlarının 7 ve 15 gün sürelerle etkisinde karaciğer, solungaç, böbrek, dalak ve kas dokularındaki 7

19 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR birikim düzeyleri incelenmiştir. Metallerin tek tek ve karışımlarının belirlenen sürelerdeki etkisinde en fazla böbrekte biriktiği, karışımın etkisi metallerin ayrı ayrı etkisindeki doku Cd birikimini arttırırken, Pb birikimini düşürdüğü saptanmıştır (Cicik ve ark., 2004). Cyprinus carpio da 0.5 ve 5.0ppm derişimlerindeki bakır, çinko ve belirtilen derişimlerin karışımının etkisinde karaciğer, solungaç ve kas dokularındaki birikim düzeyleri araştırılmıştır. Bakır, çinko ve karışımın etkisinde bakır ve çinko birikimi en fazla karaciğerde olurken, en az birikimin kas dokusunda olduğu, karışımın etkisinde doku birikiminin metallerin tek tek etkisindeki birikimden daha düşük düzeyde olduğu belirlenmiştir (Cicik, 2003). Tilapia nilotica da kadmiyum ve çinkonun subletal derişimlerdeki karışımının 10 gün süreyle etkisinde karaciğer, solungaç ve kas dokularındaki kadmiyum birikiminin, kadmiyumun tek başına etkisindeki birikime oranla düşük düzeyde olduğu saptanmıştır (Kargın ve Çoğun, 1999). O.mossambicus da subletal derişimlerdeki bakır ve kadmiyumun tek tek ve birlikte 96 saat süreyle etkisinde doku metal birikiminin incelendiği bir araştırmada, karışımın etkisinde doku metal birikiminin metallerin tek başına etkisindeki birikime oranla daha düşük düzeyde olduğu belirtilmiştir (Pelgrom ve ark., 1994). Yine aynı tür ile yürütülen araştırmada bakırın doku kadmiyum birikimi üzerine antagonist etkili olduğu belirlenmiştir (Pelgrom ve ark., 1995a). C. carpio da kadmiyumun farklı ortam derişimlerinin etkisinde karaciğer ve böbrek dokularındaki birikimi kısa sürede çok yüksek derişimlere ulaşırken, kas dokusundaki birikimin ancak 106 günlük etki süresi sonunda kontrole göre önemli düzeyde arttığı saptanmıştır (De Conto Cinier ve ark., 1999). Metal karışımlarının doku birikimi üzerine etkileri aynı zamanda türler arasında da farklılık gösterir. Tisbe holothuriae de kadmiyum-çinko etkileşimi birikim üzerine sinerjik etki gösterirken (Verriopoulus ve Dimas, 1988), Uca pugilator da antagonist etkili oldukları belirlenmiştir (Weis, 1980). 8

20 3.MATERYAL VE YÖNTEM 3. MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Araştırmada materyal olarak tatlı su balığı olan O. niloticus türü kullanılmıştır. Balıklar Adana Devlet Su İşleri 6. Bölge Müdürlüğü Su ürünleri üretim havuzlarından alınarak kontrollü ortam koşullarındaki laboratuvara getirilmiştir. Deneyler Mersin Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi Uygulama Birimlerinde yer alan Temel Bilimler Araştırma Laboratuvarlarında yürütülmüştür. Laboratuvara getirilen balıklar 40x120x40cm. boyutlarında olan ve içerisinde 120 L. dinlenmiş çeşme suyu bulunan cam akvaryumlar içerisinde 1 ay bekletilerek ortam koşullarına adaptasyonları sağlanmıştır. Bu süre sonunda deneyde kullanılan O. niloticus türü balıklar 16.9 ± 1.13 cm boy ve ± 1.21 g ağırlığa ulaşmışlardır. Deneyler 25 ± 1 0 C sıcaklıkta yürütülmüş olup, akvaryumlar merkezi havalandırma sistemi ile havalandırılmış ve 12 saat aydınlık 12 saat karanlık fotoperiyodu uygulanmıştır. Deneyde 40x120x40cm boyutlarında ve her birinin içerisinde 9 balık bulunan 5 adet cam akvaryum kullanılmıştır. Akvaryumlardan ilkine 120 L 1 ppm derişiminde kadmiyum, ikinci akvaryuma 120 L 5 ppm derişiminde bakır, üçüncü akvaryuma 120 L 5 ppm derişiminde çinko ve dördüncü akvaryuma da 120 L 1 ppm kadmiyum, 5 ppm bakır ve 5 ppm çinko derişimlerinde metal içeren karışım konulmuştur. Beşinci akvaryuma ise metal içermeyen 120 L dinlenmiş çeşme suyu konulmuş ve kontrol grubu olarak değerlendirilmiştir. Deney çözeltilerinin hazırlanmasında kadmiyumun klorür (CdCl 2 :H 2 O), çinko ve bakırın sülfat (ZnSO 4 :5H 2 O) (CuSO 4 :5H 2 O) tuzları kullanılmıştır. Deneyler sırasında kullanılan metal çözeltilerinin presipitasyonunu önlemek amacıyla metallerin stok çözeltilerine trisodyumsitrat (C 6 H 5 Na 3 O 7.5H 2 O) eklenmiştir. Deneyler süresince ortam suyunun bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri Çizelge 3.1 de gösterilmiştir. 9

21 3.MATERYAL VE YÖNTEM Çizelge 3.1 Deney ortam suyunun fiziksel ve kimyasal özellikleri Sıcaklık (akvaryum ort.): 21.2 ± 1 C Toplam sertlik : ± 4.8 mg CaCO 3 /L Toplam alkalinite : 319 ± 0.5 mg CaCO 3 /L Çözünmüş oksijen : 6.46 ± 0.6 mg/l ph : 7.57 ± 1 Deneyler üç tekrarlı olarak yürütülmüş olup her tekrarda 3 balık olacak şekilde toplam 45 balık kullanılmıştır. Deney süresince balıklar, günde bir kez vücut ağırlığının % 2 si kadar, metal içermeyen hazır balık yemi (Pınar; Pelet No:2) ile beslenmişlerdir. Deney süresince adsorbsiyon ve evaporasyon gibi nedenlerle metal çözeltilerinin derişimlerinde değişimler olabileceğinden deney çözeltileri her gün taze olarak hazırlanan stok çözeltilerinden uygun seyreltmeler yapılarak değiştirilmiştir Yöntem Belirlenen sürelerin sonunda akvaryumların her birinden metal analizinde kullanılacak doku örneklemeleri yapmak üzere üç balık çıkarılmıştır. Daha sonra çeşme suyu ile iyice yıkanmış ve kurutma kağıdı ile yüzeylerindeki su damlacıkları alınmıştır. Her tekrarda kullanılan üç balığın solungaç, karaciğer ve kas dokuları ayrı ayrı disekte edilmiştir. Dokular 150ºC sabit sıcaklıkta 48 saat süreyle bekletilerek sabit tartıma getirilmiştir. Etüvden çıkarılan dokular, gr hassas terazide (Sartorius CP-2248,) kuru ağırlıkları alınarak yakma işlemi için deney tüplerine aktarılmış, üzerlerine 2:1 oranında nitrik asit (Merck, %65, Ö.A 1.40) ve perklorik asit (Merck, %60, Ö.A 1.53) karışımı eklenerek çeker ocakta 105ºC de üç saat süre ile yakılmıştır (Muramoto, 1983). Yakma işlemi tamamlandıktan sonra örnekler polietilen tüplere aktarılarak toplam hacimleri damıtık su ile 5 ml ye tamamlanmış ve bakır, çinko ve kadmiyum analizine hazır hale getirilmiştir. Dokulardaki bakır, çinko ve 10

22 3.MATERYAL VE YÖNTEM kadmiyum düzeyleri Varian AA240FS Atomik Absorbsiyon Spektrofotometresi kullanılarak saptanmıştır. Deneylerden elde edilen verilerin istatistik analizleri SPSS 16.0 bilgisayar paket programı kullanılarak Varyans analizi, t test ve Student Newman Keul s Test (SNK) testleri uygulanarak yapılmıştır (Sokal ve Rohlf, 1995). 11

23 3.MATERYAL VE YÖNTEM 12

24 4.BULGULAR VE TARTIŞMA 4.BULGULAR VE TARTIŞMA 4.1. BULGULAR Belirlenen süre ve derişimlerde denenen metal ve karışımlarının etkisinde balıklarda mortalite gözlenmemiştir. Deney süresince balıklar besin almama, yüzeye yönelme, operkulum hareketlerinde artış, yüzme hareketlerinde koordinasyon bozukluğu gibi davranış değişiklikleri göstermişlerdir. Bakırın tek başına ve diğer metallerle karışımının etkisinde karaciğer, solungaç ve kas dokularındaki bakır birikim düzeyleri ile ilgili verilerin aritmetik ortalamaları ve istatistik analiz sonuçları sırasıyla Çizelge de verilmiştir. Bakırın tek başına ve metal karışımının etkisinde O. niloticus un karaciğer ve solungaç dokusunda birikim bakımından süreye bağlı değişim gözlenmemiştir (Çizelge ; P > 0.05). Belirtilen dokulardan karaciğerde belirlenen süre ve derişimlerin etkisinde bakır birikimi bağlamında kontrole oranla önemli bir değişim saptanmazken, solungaç dokusunda 96 saatlik etki süresi sonunda kontrole göre önemli düzeyde artış göstermiştir (P < 0.05). Karışım her iki dokuda da bakır birikimini etkilememiştir. Çizelge 4.1. O. niloticus un karaciğer dokusunda bakırın tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı bakır birikim düzeyleri (μg Cu/g k.a.). SÜRE (Saat) DERİŞİM (ppm) 24 X ± sx * X ± sx * X ± sx * Kontrol ± as ± as ± as 5 ppm Cu ± as ± as ± as Cd+Cu+Zn ± as ± as ± as *SNK; Veriler arasında istatistiksel ayrım yoktur (P > 0.05). X ± sx : Aritmetik ortalama ± Standart Hata

25 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Çizelge 4.2. O. niloticus un solungaç dokusunda bakırın tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı bakır birikim düzeyleri (μg Cu/g k.a.). SÜRE (Saat) DERİŞİM (ppm) 24 X ± sx * X ± sx * X ± sx * Kontrol ± as ± as ± as 5 ppm Cu ± as ± as ±1.755 bs Cd+Cu+Zn ± as ± as ± bs *SNK; a ve b ile gösterilen harfler bakır ve karışım arası ayrımı göstermek amacıyla kullanılmıştır., Farklı harflerle gösterilen veriler arasında P < 0.05 düzeyinde istatistik ayrım vardır. X ± sx : Aritmetik ortalama ± Standart Hata O. niloticus un kas dokusunda karışımın etkisi tüm sürelerde bakır derişimini kontrole oranla değiştirmezken, bakırın tek başına 24 saat süreyle etkisi kontrole oranla bakır birikimini iki kat arttırmıştır (Çizelge 4.3; P > 0,05). Karışımın etkisinde O. niloticus un kas dokusundaki bakır birikim süreye bağlı değişim göstermezken, bakırın tek başına etkisinde kas dokusundaki bakır birikimi etkide kalma süresine bağlı olarak azalmıştır Çizelge 4.3. O. niloticus un kas dokusunda bakırın tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı bakır birikim düzeyleri (μg Cu/g k.a.). SÜRE (Saat) DERİŞİM (ppm) 24 X ± sx * X ± sx * X ± sx * Kontrol ± as ± ast ± at 5 ppm Cu ± bs ± at ± at Cd+Cu+Zn ± as ± as ± as *SNK; a ve b ile gösterilen harfler bakır ve karışım arası, s ve t harfleri ise süreler arası ayrımı göstermek amacıyla kullanılmıştır. Farklı harflerle gösterilen veriler arasında P < 0.05 düzeyinde istatistik ayrım vardır. X ± sx : Aritmetik ortalama ± Standart Hata Kadmiyumun tek başına ve diğer metallerle karışımının etkisinde karaciğer, solungaç ve kas dokularındaki kadmiyum birikim düzeyleri ile ilgili verilerin aritmetik ortalamaları ve istatistik analiz sonuçları sırasıyla Çizelge da verilmiştir

26 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Kadmiyumun tek başına ve karışımın incelenen tüm sürelerdeki etkisi O. niloticus un karaciğer dokusundaki kadmiyum birikimini kontrole oranla önemli düzeyde arttırmıştır. Metalin tek başına etkisinde karaciğer dokusundaki kadmiyum birikimi karışımın etkisine oranla daha yüksektir. Deney süresi sonunda kadmiyumun tek başına ve karışımın etkisi karaciğer dokusundaki kadmiyum birikimini başlangıca oranla arttırmıştır (Çizelge 4.4; P > 0.05). Çizelge 4.4. O. niloticus un karaciğer dokusunda kadmiyumun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı kadmiyum birikim düzeyleri (μg Cd/g k.a.). SÜRE (Saat) DERİŞİM (ppm) 24 X ± sx * X ± sx * X ± sx * Kontrol ± as ± at 0.726± as 1 ppm Cd ± bs ± bt ± bs Cd+Cu+Zn ± cs ± ct ± ct *SNK; a, b ve c ile gösterilen harfler kadmiyum ve karışım arası, s ve t harfleri ise süreler arası ayrımı göstermek amacıyla kullanılmıştır. Farklı harflerle gösterilen veriler arasında P < 0.05 düzeyinde istatistik ayrım vardır. X ± sx : Aritmetik ortalama ± Standart Hata 48 Karışımın 96 saatlik etki süresi dışında, 96 Kadmiyumun tek başına incelenen tüm sürelerdeki etkisi solungaç dokusundaki kadmiyum birikimini kontrole oranla önemli düzeyde arttırmıştır (Çizelge 4.5; P < 0.05). Solungaç dokusunda kadmiyumun tek başına ve karışımın etkisindeki birikim düzeyi, süre ve karışıma bağlı olarak istatistik olarak önemli bir fark göstermemiştir (Çizelge 4.5; P > 0.05). 15

27 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Çizelge 4.5. O. niloticus un solungaç dokusunda kadmiyumun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı kadmiyum birikim düzeyleri (μg Cd/g k.a.). SÜRE (Saat) DERİŞİM (ppm) 24 X ± sx * X ± sx * X ± sx * Kontrol ± as ± as ± at 1 ppm Cd ± bs ± bs ± bt Cd+Cu+Zn ± bs ± bs ± as *SNK; a ve b ile gösterilen harfler kadmiyum ve karışım arası, s ve t harfleri ise süreler arası ayrımı göstermek amacıyla kullanılmıştır. Farklı harflerle gösterilen veriler arasında P < 0.05 düzeyinde istatistik ayrım vardır. X ± sx : Aritmetik ortalama ± Standart Hata O. niloticus un kas dokusunda, kadmiyumun tek başına 24 saat süreyle etkisi kontrol ve karışıma oranla birikimi arttırırken (Çizelge 4.6; P < 0.05), birikim süreye bağlı olarak değişim gözlenmemiştir (Çizelge 4.6; P > 0.05) Çizelge 4.6. O. niloticus un kas dokusunda kadmiyumun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı kadmiyum birikim düzeyleri (μg Cd/g k.a.). SÜRE (Saat) DERİŞİM (ppm) 24 X ± sx * X ± sx * X ± sx * Kontrol ± as ± as 0.626± abs 1 ppm Cd ± bs ± at ± bst Cd+Cu+Zn ± as ± as ± as *SNK; a ve b ile gösterilen harfler kadmiyum ve karışım arası, s ve t harfleri ise süreler arası ayrımı göstermek amacıyla kullanılmıştır. Farklı harflerle gösterilen veriler arasında P < 0.05 düzeyinde istatistik ayrım vardır. X ± sx : Aritmetik ortalama ± Standart Hata

28 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Çinkonun tek başına ve diğer metallerle karışımının etkisinde karaciğer, solungaç ve kas dokularındaki çinko birikim düzeyleri ile ilgili verilerin aritmetik ortalamaları ve istatistik analiz sonuçları sırasıyla Çizelge da verilmiştir. O. niloticus un karaciğer dokusu 96 saatlik etki süresi dışında, çinkonun tek başına ve karışımın etkisinde, karaciğer solungaç ve kas dokularındaki çinko birikim düzeyi karışım ve süreye bağlı olarak değişim göstermemiştir (P>0.05). Çinkonun tek başına 96 saat süreyle etkisi karaciğer dokusundaki çinko birikimini kontrole oranla önemli düzeyde arttırmıştır (P<0.05). Çizelge 4.7. O. niloticus un karaciğer dokusunda çinkonun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı çinko birikim düzeyleri (μg Zn/g k.a.). SÜRE (Saat) DERİŞİM (ppm) 24 X ± sx * X ± sx * X ± sx x * Kontrol ± as ± as ± as 5ppm Zn ± as ± as ± bt Cd+Cu+Zn ± as ± as ± as *SNK; a ve b ile gösterilen harfler çinko ve karışım arası, s ve t harfleri ise süreler arası ayrımı göstermek amacıyla kullanılmıştır. Farklı harflerle gösterilen veriler arasında P < 0.05 düzeyinde istatistik ayrım vardır. X ± sx : Aritmetik ortalama ± Standart Hata Çizelge 4.8. O. niloticus un solungaç dokusunda çinkonun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı çinko birikim düzeyleri (μg Zn/g k.a.). SÜRE (Saat) DERİŞİM (ppm) 24 X ± sx * X ± sx * X ± sx * Kontrol ± as ± as ± as 5ppm Zn ± as ± as ± as Cd+Cu+Zn ± as ± as ±18.68 as *SNK; Veriler arasında istatistiksel ayrım yoktur (P > 0.05). X ± sx : Aritmetik ortalama ± Standart Hata

29 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Çizelge 4.9. O. niloticus un kas dokusunda çinkonun tek başına ve karışımın etkisinde süreye bağlı çinko birikim düzeyleri (μg Zn/g k.a.). SÜRE (Saat) DERİŞİM (ppm) 24 X ± sx * X ± sx * X ± sx * Kontrol ± as ± as ± as 5ppm Zn ± as ± bt ± as Cd+Cu+Zn ± as ± bs ± as *SNK; a ve b ile gösterilen harfler çinko ve karışım arası, s ve t harfleri ise süreler arası ayrımı göstermek amacıyla kullanılmıştır. Farklı harflerle gösterilen veriler arasında P < 0.05 düzeyinde istatistik ayrım vardır. X ± sx : Aritmetik ortalama ± Standart Hata O. niloticus un karaciğer, solungaç ve kas dokularındaki incelenen metallerin etkisinde bakır çinko ve kadmiyum düzeyleri sırasıyla Şekil te gösterilmiştir. Metallerin tek tek incelenen derişimlerinin belirlenen sürelerdeki etkisi bakır birikiminin en fazla karaciğerde olduğunu gösterirken, çinko birikiminin solungaç ve kas dokularında olduğu saptanmıştır (Şekil ). Kadmiyum, bakır ve çinkonun incelenen derişimlerinin tek başına belirlenen sürelerdeki etkisi her üç dokuda da kadmiyum düzeyinde herhangi bir değişime neden olmamıştır (Şekil 4.4; P > 0.05). Bakırın tek başına incelenen derişiminin 96 saatlik etki süresinde solungaç dokusunda bakır düzeyinde kontrole oranla artış gözlenirken (Şekil 4.2; P<0.05), kadmiyumun tüm sürelerdeki etkisi karaciğer ve solungaç dokusunda kadmiyum düzeyini kontrole oranla artırmış (Şekil ; P < 0.05), kas dokusunda ise 48 saatlik etki süresi dışında değişim gözlenmemiştir. Çinkonun incelenen derişiminin tek başına etkisi, karaciğerde 96 saatlik etki süresinde kontrole oranla artmıştır. (Şekil 4.1; P < 0.05) 18

30 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Birikim (μg metal/ g k.a.) ,3 695,4 67,53 0,5 82,07 2,81 78,95 0,4 80,29 0,8 Kontrol 1ppm Cd 5ppm Zn 5ppm Cu Ortam Derişimi (ppm) Cu Zn Cd A Birikim (μg metal/ g k.a.) ,16 1,21 Kontrol ,07 3,96 1ppm Cd ,76 1,01 5ppm Zn Ortam Derişimi (ppm) 742,6 61,85 0,44 5ppm Cu Cu Zn Cd B Birikim (μg metal/ g k.a.) ,1 67,61 0,73 Kontrol 761,4 67,71 3,2 1ppm Cd 862,7 118,1 0,46 5ppm Zn Ortam Derişimi (ppm) 778,5 61,03 0,84 5ppm Cu Cu Zn Cd C Şekil 4.1.Kadmiyum, çinko ve bakırın tek başlarına etkisinde O. niloticus un karaciğer dokusunda 24 (A), 48 (B) ve 96 (C) saat sürelerdeki metal birikim düzeyleri (μg metal /g k.a.). 19

31 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Birikim (μg metal/ g k.a.) ,83 109,8 1,07 Kontrol 4,56 114,9 4,04 1,79 134,4 1,59 11,65 118,2 1,23 1ppm Cd 5ppm Zn 5ppm Cu Cu Zn Cd Ortam Derişimi (ppm) A Birikim (μg metal/ g k.a.) ,42 103,7 1,21 3,34 116,5 5,76 4,24 89,51 1,27 7,6 57,15 0,44 Kontrol 1ppm Cd 5ppm Zn 5ppm Cu Ortam Derişimi (ppm) Cu Zn Cd B Birikim (μg metal/ g k.a.) ,51 85,4 0,32 2,2 86,95 10,5 2, ,43 10,38 85,53 0,38 Kontrol 1ppm Cd 5ppm Zn 5ppm Cu Ortam Derişimi (ppm) Cu Zn Cd C Şekil 4.2.Kadmiyum, çinko ve bakırın tek başlarına etkisinde O. niloticus un solungaç dokusunda 24 (A), 48 (B) ve 96 (C) saat sürelerdeki metal birikim düzeyleri (μg metal /g k.a.). 20

32 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Birikim (μg metal / g k.a.) ,75 46,71 0,63 6,99 54,93 1,15 8,39 44,12 0,48 8,27 57,16 1,45 Kontrol 1ppm Cd 5ppm Zn 5ppm Cu Ortam Derişimi (ppm) Cu Zn Cd A Birikim (μg metal / g k.a.) ,67 53,9 1,07 3,58 47,89 0,62 4,47 30,52 0,39 3,95 36,33 0,37 Kontrol 1ppm Cd 5ppm Zn 5ppm Cu Ortam Derişimi (ppm) Cu Zn Cd B Birikim (μg metal / g k.a.) ,8 45,67 0,63 1,99 42,13 0,92 3,16 51,82 0,62 2,14 39,98 0,7 Kontrol 1ppm Cd 5ppm Zn 5ppm Cu Cu Zn Cd Ortam Derişimi (ppm) C Şekil 4.3.Kadmiyum, çinko ve bakırın tek başlarına etkisinde O. niloticus un kas dokusunda 24 (A), 48 (B) ve 96 (C) saat sürelerdeki metal birikim düzeyleri (μg metal /g k.a.). 21

33 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Birikim (μg metal / g k.a.) ,4 742,6 778,5 71,76 0,81 78,95 2,81 74,76 3,96 118,1 3,2 Kontrol Süre (saat) Cu Zn Cd A Birikim (μg metal/ g k.a.) ,59 99,63 0,87 11,65 134,36 4,04 7,6 89,51 5,76 10, ,5 Kontrol Süre (saat) Cu Zn Cd B Birikim (μg metal / g k.a.) ,07 46,19 0,78 8,27 44,12 1,15 3,95 30,52 0,62 2,14 51,82 0,92 Kontrol Süre (saat) Cu Zn Cd C Şekil 4.4. O. niloticus un karaciğer (A), solungaç (B) ve kas (C) dokularında incelenen metallerin belirlenen derişimleri etkisinde süreye bağlı birikim düzeyleri (μg metal /g k.a.). 22

34 4.BULGULAR VE TARTIŞMA 4.2. TARTIŞMA Balıklarda ağır metallerin birikim ve toksik etkileri metale ve öncelikle ortam derişimine bağlı olarak değişim gösterir. Tolere edilebilir düzeydeki ağır metal derişimleri doku ve organlarda birikime, metabolik ve fizyolojik olaylarda değişime neden olurken bu düzeyin aşılması mortalite ile sonuçlanmaktadır ( Abel ve Papoutsoglou, 1987; Lemus ve Chung, 1999). Ictalurus punctatus (Perkins ve ark., 1997) C. carpio ve T. nilotica da bakırın (Erdem ve Kargın, 1990), Salmo gairdneri de kadmiyumun belirli bir derişimin üzerinde %100 oranında mortaliteye neden olduğu saptanmıştır (Eisler ve Gardner, 1973). O. niloticus ile yürütülen bu araştırmada da incelenen metallerin belirlenen süre ve derişimlerinin etkisinde mortalite gözlenmemiş olup bunu da incelenen metal derişimlerinin anılan türde belirlenen sürelerde letal olmamasıyla açıklanabilir. Akuatik organizmalar stres faktörlerinin etkisinde beslenme, gelişme ve üreme davranışlarını değiştirerek tepki gösterirler (Toguyeni ve ark., 1997). Çeşitli balık türleri ile laboratuar koşullarında yürütülen araştırmalarda kronik ağır metal etkisi başlangıcında besin almama, akvaryum yüzeyine yönelme, operculum hareketlerinde artış, yüzgeç ışınlarında dikleşme, mukus sekresyonunda artış, yoğun pigmentasyon gibi davranış değişiklikleri gözlenmiş etkide kalma süresi arttıkça bunların normale döndüğü belirlenmiştir (Khunyakari ve ark., 2001; Karaytuğ ve ark., 2007). Bu araştırmada da deney süresince benzer davranış değişiklikleri gözlenmiştir. Balıklarda ağır metallerin birikim ve toksik etkileri aynı zamanda suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak da değişim gösterir (Witeska ve Jezierska, 2003). C. carpio da dokulardaki kadmiyum birikiminin su setliği ve alkanitesine bağlı olarak değişim gösterdiği (Hollis ve ark., 1999), T. zilli ve C. lazera da çinko birikiminin sıcaklığa bağlı olarak değişim gösterdiği belirlenmiştir (Hilmy ve ark., 1987b). O. mykiss de bakır toksisitesinin ph a bağlı olarak değişim gösterdiği saptanmıştır (Sorensen, 1991). Laboratuar koşullarında O. niloticus ile yürütülen bu araştırmada deney suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri Çizelge 3.1 de verilmiştir. 23

35 4.BULGULAR VE TARTIŞMA Hayvansal organizmalarda karaciğer besin maddelerinin dönüşümünde, zararlı bileşiklerin etkisiz hale getirilmesinde, özellikle yağların sindirilmesinde iş gören metabolik bakımdan aktif bir organdır (Heath, 1995). C. carpio ( De Conto Cinier ve ark., 1999), O. myksis (Melgar ve ark., 1997) ve T.nilotica da kadmiyumun subletal derişimlerinin uzun süreli etkisinde dalak, solungaç ve kasa oranla en fazla karaciğerde biriktiği bunun da detoksifikasyon mekanizmalarıyla ilgili olduğu belirlenmiştir (Erdem, 1990). Balıklarda solungaçlar oldukça geniş yüzey alanına sahip, doğrudan doğruya ortamla etkileşim halinde olan solunum gazlarının taşınmasında ve iyon mekanizmasında önemi olan başlıca solunum organıdır. C. carpio da kadmiyumun subletal derişimlerinin 29 gün süreyle etkisinde en fazla birikimin solungaçlarda olduğu, bununda doğrudan doğruya ortamla etkileşim halinde olmasından kaynaklanabileceği belirlenmiştir (De Smet ve Blust, 2001). T. zilli ve C. lazera da çinkonun yüksek derişimlerinin kısa süreli etkisinde en fazla birikimin solungaç ve karaciğer dokularında olduğu bunun da solungaçların metal alınımında başlıca hedef organ olmasından kaynaklanabileceği belirtilmiştir (Hilmy ve ark., 1987b). Balıklarda kas dokusu metal bağlamada etkin bir doku olmamasına karşın metalin besin zinciri aracılığıyla üst trofik düzeylere taşınmasına neden olduğundan önemlidir. Çeşitli balık türleriyle doğa ve laboratuar koşullarında yürütülen araştırmalarda kas dokusundaki ağır metal birikiminin böbrek, karaciğer ve solungaca oranla daha düşük düzeylerde olduğu belirlenmiştir (El Nabawi ve ark.,1987; Miller ve ark., 1992; Zyadah, 1999; Cicik ve ark., 2004). Balıklarda ağır metallerin birikim ve toksik etkileri türe (Melgar ve ark., 1997), türün gelişme evresine (Hilmy ve ark., 1987b), eşeye (Perkins ve ark., 1997), metale, metalin ortam derişimine (Odzak ve Zvonaric, 1995; Kargın, 1996), etkide kalma süresine (Gill ve ark., 1992; Cicik ve ark., 2004), suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerinin (Hollis ve ark., 1999) yanı sıra ortamda bulunan diğer metallere bağlı olarak değişim gösterir (Sağlamtimur ve ark., 2003). 24

36 4.BULGULAR VE TARTIŞMA O. kisutch da kadmiyum-çinko karışımının etkisinde dokulardaki metal birikimi mettalerin tek tek etkisindeki birikime oranla daha düşük düzeyde biriktiği gözlenmiştir (Roch ve Mc Carter., 1984). F. heteroclitus da bakır-çinkokadmiyum karışımının 48 saat süreyle etkisi metallerin tek tek etkisindekine oranla dokulardaki birikim düzeyini arttırmıştır (Eisler ve Gardner, 1973). O. niloticus da kadmiyumun 0,1 ppm lik ortam derişiminin tek başına ve 0,5 ppm derişimindeki bakırla birlikte 15 gün süreyle etkisi incelenen dokulardaki kadmiyum birikimini kontrole göre önemli düzeyde arttırmıştır. Gerek kadmiyum gerekse karışımın etkisinde en fazla birikim solungaçta olurken bunu karaciğer ve kas dokuları izlemiştir (Sağlamtimur ve ark., 2004). Oreochromis aureus da subletal derişimlerde kadmiyum, cıva ve kurşun karışımlarının etkisi metallerin tek başına etkisindeki birikime oranla herhangi bir değişime neden olmamıştır (Allen, 1995). O. niloticus ile yapılan bu çalışmada bakır, çinko ve kadmiyum karışımının karaciğer solungaç ve kas dokularında incelenen metallerden bakır ve çinko birikimi üzerine herhangi bir etki yapmazken, kadmiyum birikimi üzerine antagonisttik etki yaptığı saptanmıştır. Bunun da bakır ve çinkonun iz, kadmiyumun toksik etkili bir metal olmasından kaynaklanması olasıdır. İncelenen metaller etkisinde karaciğerde bakırın, solungaç ve kas dokusunda çinkonun diğer metallere oranla yüksek düzeylerde biriktiği belirlenmiştir. Sonuç olarak metal dağılımındaki bu farklılık organların metabolik aktivitelerindeki ayrımla açıklanabilir. 25

37 4.BULGULAR VE TARTIŞMA 26

38 5. SONUÇ VE ÖNERİLER 5. SONUÇ VE ÖNERİLER O. niloticus ile yürütülen bu araştırmada metal karışımlarının doku birikimi üzerine etkilerinin metala bağlı, incelenen metallerin etkisinde metal dağılımının dokuya bağlı olarak değişim gösterdiği belirlenmiştir. Bakır kadmiyum ve çinkonun belirlenen derişimlerdeki karışımının etkisi karaciğer, solungaç ve kas dokularındaki bakır ve çinko birikimini etkilemezken, kadmiyum birikimini azaltmıştır. İncelenen metallerin belirlenen derişimlerdeki etkisi karaciğerdeki bakır düzeyini arttırırken, solungaç ve kas dokusundaki çinko düzeylerini arttırmıştır. Karışım etkisinde doku birikimi bakımından farklılık metaller arasındaki rekabetle açıklanırken, metallerin doku dağılımındaki ayrım organların metabolik aktivitelerindeki farklılıkla açıklanabilir. Sonuç olarak protein kaynağı olarak tüketilen balıklarda metal karışımlarının etkisinde doku birikimi ve dağılımının incelenmesi ekosistemin yapısal bütünlüğü bakımından büyük önem taşımaktadır. 27

39 5. SONUÇ VE ÖNERİLER 28

40 KAYNAKLAR ABEL P. D., PAPOUTSOGLOU, S. E., Lethal Toxicity of Cadmium to Cyprinus carpio and Tilapia aurea. Bull.Envir.Contam.Toxic., 38, AL-ATTAR, A.M., Biochemical Effects of Short-Term Cadmium Exposure on the Freshwater Fish, Oreochromis niloticus. J. Biological Sci., 5, ALLEN, P., Chronic Accumulation of Cadmium in the Edible Tissues of Oreochromis aureus (Steindachner): Modification by Mercury and Lead. Arch.Environ.Contam.Toxicol., 29, BENGTSSON, B. E., Effect on Zinc on Growth of the Minnow Phoxinus phoxinus. Oikos 25, CİCİK, B., Bakır-Çinko Etkileşiminin Sazan (Cyprinus carpio) ın Karaciğer, Solungaç ve Kas Dokularındaki Metal Birikimi Üzerine Etkileri. Ekoloji Çevre Dergisi, Cilt 12, Sayı 48, CİCİK, B., AY, Ö., KARAYAKAR, F., Effects of Lead and Cadmium Interactions on the Metal Accumulation in Tissue and Organs of the Nile Tilapia (Oreochromis niloticus). Bull.Environ.Contam.Toxicol., 72, ÇİFTÇİ, N., CİCİK, B., ERDEM, C., AY, Ö., KARAYAKAR, F., KARAYTUĞ, S., Accumulation of Chromium in Hepatopancreas, Gill and Muscle Tissues of Callinectes sapidus. Fresenius Environmental Bulletin, 20, DE CONTO CINIER, C., RAMEL, M.P., FAURE, R. GARIN D., BOUVET, Y., Kinetics of Cd Accumulation and Elimination in Carp (Cyprinus carpio) Tissues. Comp.Biochem.Physiol., 122, DE SMET, H., BLUST, R., Stress Responses and Changes in Protein Metabolism in Carp C. carpio during Cadmium Exposure. Ecotoxicol. Environ.Safe., 48(3), EISLER, R., GARDNER, G.R., Acute Toxicology to an Estuarine Teleost of Mixtures of Cadmium, Copper and Zinc Salts. J.Fish.Biol., 5,

41 EL NABAWI, A., HEINZOW, B., KRUSE, H., As, Cd, Cu, Pb, Hg and Zn in Fish from the Alexandria Region, Egypt. Bull.Environ.Contam.Toxicol., 39, ERDEM, C., Cadmium Accumulation in Liver, Spleen, Gill and Muscle Tissues of Tilapia nilotica (L.). Biyokimya Dergisi, XV (3), ERDEM, C., KARGIN, F., Farklı Ortam Derişimlerinde Tilapia nilotica (L.) nın Doku ve Organlarında Bakır Birikimi. Doğa-Tr. J. of Zoology, 14, GILL, T.S., BIANCHI, C.P., EPPLE, A., Trace Metal (Cu and Zn) Adaptation of Organ Systems of the American Eel Anguilla rostrata to External Concentrations of Cadmium. Comp.Biochem.Physiol., 102, GROBLER, E., DU PEREZ, H.H., VAN VUREN, J. H. J., The Toxic Effects of Zinc and Iron on the Routine Oxygen Consumption of Tilapia sparmanii (Cichlidae). Comp.Biochem.Physiol., 94(1), HAMILTON, S.J., HAINES, T.A., Bone Characteristics and Metal Concentrations in White Suckers (Catostomus commersoni) from One Neutral and Three Acidified Lakes in Maine. Can. J.Fish.Aquat.Sci., 46, HANDY, R.D., Chronic Effects of Copper Exposure Versus Endocrine Toxicity: Two Sides of the Same Toxicological Process. Comp.Biochem.Physiol., 135A, HASHEMI, S., BLUST, R., DE BOECK, G., The Effect of Starving and Feeding on Copper Toxicity and Uptake in Cu Acclimated and Non- Acclimated Carp. Aquat.Toxicol., 86, HEATH, A.G., Water Pollution and Fish Physiology. CRC press, Florida, USA, 245 pp. HELLAWELL, J.M., Biological Indicators of Freshwater Pollution and Environmental Management. Elsevier Applied Science Publishers Ltd., London and New York. 546 pp. 30