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

Transkript

1 Bu makale, 5.. Tıbbi Jeoloji Sempozyumu Kitabı (Editör: Dr. Eşref Atabey), JMO yayını: 95. Sayfa: yayımlanmıştır. Öz TRABZON-ARAKLI ARASINDA KARAYOLU BOYUNCA ASĠDĠK VE BAZĠK TOPRAKLAR ÜZERĠNDE YETĠġEN FINDIK BĠTKĠSĠNĠN TRAFĠK VE JEOLOJĠK FAKTÖRLERDEN KAYNAKLANAN AĞIR METAL KĠRLĠLĠĞĠ (Tam metin) Enver AKARYALI ve Necati TÜYSÜZ Karadeniz Teknik Üniversitesi, Müh. Fak. Jeoloji Bölümü-Trabzon Fındık bitkilerinde, ağır metal kirlenmesini kapsamında incelenen bölgede (Trabzon-Araklı) sahil yolu boyunca Üst Kretase-Paleosen yaşlı riyolit-riyodasitlerden oluşan Çayırbağ Formasyonu ve Eosen yaşlı andezit-bazaltlardan oluşan Kabaköy Formasyonu yer almaktadır. Fındık bitkilerinin üzerinde yetiştiği toprakta ağır metal kirlenmesi gözlenmemiştir. Toprağın yüzey ve B zonundan alınan örneklerde Fe ve Mn yüksek konsantrasyonlara sahiptir. Kök örneklerinde ise sadece Fe konsantrasyonu clark değerinin üstünde çıkması, fındık bitkisinin kök yapısının saçak kök olması ve Fe oksitlerce zengin toprağın B zonundan kolaylıkla beslenmesi ile alakalıdır. Kök örneklerinde ise As-Fe arasında en iyi korelasyon mevcuttur. Yaprak örneklerinde ise ağır metal kirliliği söz konusu olmayıp, Pb konsantrasyonu yola ola uzaklığa göre ani azalmalar göstermektedir. metrede Pb konsantrasyonu m, m, m ye göre daha yüksek değerdedir. Yapraklardaki bu kurşun konsantrasyonu motorlu araçların yakıtlarına katılan kurşun tetra etil ile ilgilidir. Toprak örneklerinde en iyi korelasyon Cu-Zn arasındadır. Yaprak örneklerinde en iyi korelasyon, toprak örneklerinde olduğu gibi Cu-Zn arasında gerçekleşmiştir. Gerek asidik gerekse bazik özellikli toprak üzerinde yetişen fındık bitkisinde Cu, Zn fındık kabuğundan fındık meyvesine geçerken; Pb fındık kabuğunda tutulmuştur. Fe ve Mn elementlerinin konsantrasyonunda ise fındık kabuğundan meyvesine herhangi bir geçiş söz konusu değildir. Amaç Karayolları kenarlarındaki topraklarda, ağır metal konsantrasyonları, araç egzozlarından ve araçların metal parçalarının yıpranmasından dolayı oldukça yüksektir. Bununla beraber bu metallerin toprakta nasıl tutulduğu veya dağıldığı konusu pek bilinmemektedir. Toprağın bileşimini, özellikle topraktaki organik karbon, Fe ve kil miktarı dağılımı ve topraktaki metal konsantrasyonları etkilenmektedir. Dolayısıyla bu bileşenlerin miktarı ve dağılımının tespit edilmesi ve bunlara bağlı olarak, ağır metallerin toprakta nasıl tutulduğu araştırılmıştır. Bu çalışmada aynı zamanda egzoz gazlarının veya motorlu taşıtların metal parçalarının yıpranmasından kaynaklanan metal partiküllerinin yol kenarından ne kadar uzağa taşındıkları araştırılmıştır. Bunun dışında jeolojik birimlerden kaynaklana ağır metal zenginleşmesi ile araçlardan kaynaklanan ağır metal zenginleşmesinin ayrımına gidilmiştir. Özellikle motorlu taşıtlardan kaynaklanan Pb nin çevresel olarak önemli bir kirletici olduğu bilinmektedir. Bunun yanında Zn, Cd, Cu gibi diğer elementler de motorlu taşıtlardan kaynaklanan kirleticileri oluşturmaktadır. Bu çalışmada Trabzon Araklı arasında yol kenarında iç kesimlere doğru m uzunluğunda, belli aralıklarla 8 adet profil atılarak örnekleme yapılmıştır. Bu alanda yol kenarları boyunca fındık tarımı yapılmaktadır. Dolayısıyla çalışmanın bir amacı; motorlu taşıtlardan ve jeolojik birimlerden kaynaklanan metal zenginliğinin, fındık ağaçlarını nasıl etkilediği olmuştur. Bulgular ve Ġrdeleme ÇalıĢma Alanının Stratigarfisi

2 Pb (ppm) Doğu Pontid Tektonik Birliği Kuzey Zonu nda yer alan ve genelde volkanotortul kayaçların egemen olduğu inceleme alanı Trabzon G -b, G -b ve G -a paftaları arasında kalmaktadır (Şekil ). KARA DENÝZ Ankara Trabzon AK DENÝZ KARA DENÝZ RÝZE Ti rebolu Görele Vakfýkebir Akçaabat TRABZON Yomra Arsin Sürmene Of Araklý Doðankent Tonya Maçka Çaykara Kürtün K GÜMÜÞHA NE km Çalýþma alaný BAYBURT Şekil- İnceleme alanının yer bulduru haritası. Element Dağılımının Ġncelenmesi Element dağılımını etkileyen faktörlerin incelenmesinde kayaç, toprak (yüzey, B zonu), kök, yaprak, fındık meyvesi, fındık kabuğu örneklerine ait analiz sonuçları, inceleme alanının maden yatakları açısından konumu göz önüne alınarak Cu, Pb, Zn elementlerinin konsantrasyonları değerlendirilmiştir. Bu kapsamda sırasıyla; toprak (yüzey)/kayaç, toprak (B zonu)/kayaç, yaprak/toprak (yüzey), yaprak/toprak (B zonu), kök/toprak (yüzey), kök/toprak (B zonu), fındık kabuğu / fındık meyvesi zenginleşme oranları fındık oluşumundan önce ve sonra (ürün alımından önce ve sonra) incelenmiştir. Toprak yüzeyiyle kayaç örneklerimizdeki incelenen elementlerin konsantrasyonlarına baktığımızda, bakır ve kurşunun bazik karakterli topraklarda yoğunlaştığı, çinkonun ise hem bazik, hem de asidik karakterli topraklarda genel bir dağılım gösterdiği görülmektedir. Asidik topraklarda bakır ve kurşunda herhangi bir zenginleşme gözlenmemiştir. B zonunda da yine bakır ve kurşun bazik karakterli topraklarda, çinko yine hem bazik, hem de asidik karakterli topraklarda zenginleşme göstermektedir ( Şekil - ). (Şekillerin tümünde; -5 arası örnekler bazik, 6- arası örnekler asidik özellikli toprağı ve+: Fındık oluşumundan önceyi: Fındık oluşumdan sonrayı ifade etmektedir ). Kök örnekleriyle toprak yüzey örnekleri oranladığımızda, elementlerden sadece kurşun asidik karakterli topraklar üzerinde zenginleşme göstermektedir. Genelde zenginleşme gözlenmemektedir. B zonunda ise bakır, çinko ve kurşun asidik karakterli toprakta zenginleşme göstermektedir (Şekil -5 ). Yaprak örneklerinin konsantrasyonlarını toprak yüzey örnekleri ile karşılaştırdığımızda; bakır asidik özellikli toprakta, kurşun sadece bir iki örnekte bazik özellikli toprakta zenginleşme gösterirken, çinkoda ise zenginleşme gözlenmemektedir. Yaprak örneklerimizle toprak B zonu örneklerini karşılaştırdığımızda bakır yine asidik özellikli toprakta zenginleşirken, kurşun ise sadece bir iki örnekte bazik özellikli toprakta gözlenmektedir ( Şekil 6-7 )

3 Pb (ppm) Şekil- Fındık oluşumundan önce ve sonra incelenen elementlere ait toprak yüzeyi/kayaç zenginleşme oranları Örnek No

4 Pb (ppm) Pb (ppm) Şekil- Fındık oluşumundan önce ve sonra incelenen elementlere ait toprak B zonu/kayaç zenginleşme oranları Örnek No Örnek Şekil. Fındık oluşumundan önce ve sonra incelenen elementlere ait toprak yüzey /kök zenginleşme oranları No

5 Pb (ppm) Pb (ppm) Bazik Asidik.5 Şekil-5 Fındık oluşumundan önce ve sonra incelenen elementlere ait toprak B zonu /kök zenginleşme oranları Örnek Şekil-6 Fındık oluşumundan önce ve sonra incelenen elementlere ait toprak yüzey /yaprak zenginleşme oranları No.5. Bazik Asidik Bazik Asidik Şekil-7 Fındık oluşumundan önce ve sonra incelenen elementlere ait toprak B zonu /yaprak zenginleşme oranları İncelenen element konsantrasyonlarını, fındık bitkisinin kabuk ve meyve örneklerinde irdelemek istediğimizde gerek bazik karakterli toprakta gerekse asidik karakterli toprak üzerinde bakır değerleri tüm örneklerimizde zenginleşme göstermektedirler. Bazik toprakta ortalama bakır değeri, kabukta,5 ppm iken yine bazik toprakta meyvede ortalama bakır değeri,6 ppm e çıkmaktadır. 5

6 Pb(ppm) Dolayısıyla fındık kabuğu bakırı bünyesinde tutamıyor ve bakır meyveye geçmektedir. Asidik özellikli toprakta da aynı durum söz konusudur. Kabukta ortalama 8,68 ppm bakır varken, meyvede ortalama bakır değeri, ppm e kadar çıkmaktadır. Fındık kabuk ve fındık meyvesindeki ortalama çinko konsantrasyonu gerek asidik toprakta gerekse bazik özellikli toprakta bakır elementini ile benzerlik sunmaktadır. Yani çinko da fındığın kabuğundan meyvesine geçmektedir. Hem asidik özellikli hem de bazik özellikli topraklarda yetişen fındıklarda ortalama kurşun değeri kabukta tutulmakta ve fındık meyvesine geçiş söz konusu olmamaktadır (Şekil 8) > 6 Fındık oluşumu öncesi LOKASYONLAR L L5 L L6 L L7 L L8 Şekil-8 Fındık kabuğu / fındık meyvesi zenginleşme oranları. Trafikten Kaynaklanan Kirlenme Yoldan olan uzaklığa bağlı olarak, yani trafik faktörleri göz önünde bulundurularak yapılan irdelemede elde edilen bulgular şu şekilde sıralanmaktadır. Kurşun konsantrasyonları fındık oluşumundan önce, sıfır metre olarak gösterdiğimiz yerlerde,, ve metreye doğru gidildikçe bir azalma eğilimi göstermektedir. Buna benzer olarak fındık oluşumundan sonra kurşun konsantrasyonları yaprak örneklerinde hem artmakta hem de metreden metreye doğru azalma göstermektedir. En çok L lokasyonumuzda kurşun konsantrasyonu fındık oluşumundan önceki değerine göre fındık oluşumundan sonraki değeri artmıştır (Şekil 9). 6

7 Pb 5 5 Şekil-9 Fındık oluşumu öncesi ve sonrası, yaprak örneklerinde kurşun konsantrasyonlarının dağılımı. Ġstatistiksel Ġrdeleme Fındık oluşumundan önce dediğimiz, yani yaprakların ilk açtığı zamanda yapılan korelasyonlar neticesinde, yüzey ve B zonu topraklarda, en iyi korelâsyonları bakır ile çinko, kökte ise arsenik ile demir vermektedir. Fındık oluşumundan sonra da aynısını görülmektedir. Kurşunun buradaki bakır ve çinkoyla hiç korelasyon vermemesi ve buradaki kurşun yoğunluğunun dış etkenlerden kaynaklandığı, bu kaynağın da araçların egzozlarından atılan kurşun tetra etilden kaynaklanmaktadır (Tablo- ). Tablo- Fındık oluşumu öncesi ve sonrası toprak, yaprak ve kök örneklerine ait korelasyonlar. FINDIK OLUŞUMUNDAN ÖNCE Toprak yüzey Toprak B zonu Yaprak Kök Element r Element r Element r Element r Cu-Zn,8 Cu-Zn,86 Cu-Zn,86 As-Fe,96 Cu-Sr,75 Cu-Fe,8 Mo-Zn,8 Mo-Cu,8 Zn-Fe,69 Cu-Sr,8 Zn-Fe,75 Mo-As,79 FINDIK OLUŞUMUNDAN SONRA Toprak yüzey Toprak B zonu Yaprak Kök Element r Element r Element r Element r Cu-Zn,8 Cu-Zn,79 Cu-Zn,97 As-Fe,8 Zn-Sr,78 Cu-Sr,76 Zn-As,96 Mo-Fe,77 Cu-Sr,67 Cu-Fe,7 Cu-As,9 Cu-As,6 Sonuçlar. Toprak örneklerinin tümünde (yüzey ve B zonu), incelenen element konsantrasyonları, clark değerinin üzerindedir. İncelen bu elementlerin, toprak örneklerindeki ortalama konsantrasyonlarının clark değerine göre değişimi, fındık oluşum öncesi ve sonrası benzerlik sunmaktadır.. Örnek alınan tüm noktalarda (L-L8 arası), toprak örneklerinin ağır metal içeriklerinin ortalama konsantrasyonları, toprakta kirlilik oluşturabilecek miktarda değildir.. Corylus Avellena L. (fındık) bitkisinin kök analiz sonuçlarına göre (fındık oluşum öncesi ve sonrası) incelenen elementlerin ortalama konsantrasyonları clark değerin üstünde çıkmıştır. 5. Corylus Avellena L. bitkisi yaprak örneklerinde, Pb elementi konsantrasyonu yola olan uzaklığa göre belirgin bir azalma göstermektedir. Yani metredeki Pb konsantrasyonu iç kesimlere göre ( m, m, m) daha yüksektir. 6. Yola olan uzaklığa göre yaprak örneklerindeki kurşun konsantrasyonları, fındık oluşumun öncesinden fındık oluşumundan sonrasına kadar geçen sürede ( ay) artmıştır. Bu zaman zarfında Pb konsantrasyonundaki en yüksek artma L örnek alım noktasında belirlenmiştir. 7

8 7. Yaprak örneklerindeki kurşun elementinin kaynağı, motorlu araçların egzozlarından atmosfere bırakılan kurşun tetra etildir. 8. Tüm örnek alım noktalarında, fındık oluşum öncesi ve sonrası, toprak ve yaprak örneklerinde en iyi korelasyonlar Cu-Zn arasında, kök örneklerinde ise en yüksek korelasyon As-Fe arasında gerçekleşmiştir. 9. Topraklarda element konsantrasyonu, yapraklardaki element konsantrasyonu ile benzerlik göstermektedir. Bu bakımdan bitki jeokimyası toprak jeokimyası ile birlikte uygulanmalıdır.. Fındık bitkisi yaprak analizlerinde, bitki jeokimyası için Cu ve Zn elementleri en iyi sonucu vermiştir. Fındık bitkisin yetiştiği topraklarda, toprak jeokimyası için en iyi sonucu Cu ve Zn vermiştir.. Bakır ve çinko elementleri fındık kabuğundan meyveye geçerken, Pb fındığın kabuğunda tutulmuştur. TartıĢma BaĢkan- Bazik toprakla, asidik toprak arasında ph olarak neyi aldınız? Aralarında kaç metre mesafe vardı? 968 yılındaki doçentlik tezim, Rize topraklarının, asidik toprakların kireç ihtiyacı üzerineydi. O yöreyi biraz tanıyorum. Herhalde, şu anda o yöre üzerinde, Karadeniz de bir bakır-kurşun madeni de çalışıyor. Biraz bunları açarsanız sevinirim. Bir de ayrıca B zonu diyorsun; sıfırdan aşağısı ne kadar? Örneğin, Sıfırdan aldım dediğin zaman, hemen anayolun dibindeymiş gibi anlaşılıyor. Oysa fındık bahçesi - metre sonra başlıyor. Yani sıfır deyince, taşıtların gittiği yerin üstünde fındık ağacı varmış da, oradan alınmış gibi anlaşılıyor. Enver AKARYALI- Dediğiniz gibi, o sıfır metrede biraz farklılık oldu. Orayı başlangıç noktası olarak kabul ettik. Zaten Karadeniz de de o kadar mesafe yok. Biz seçerken de, yola en yakın olan lokasyonları tercih ettik. BaĢkan- Kaç metre? Enver AKARYALI- Bizim seçtiğimiz örneklerde 5 metreden fazla yoktu. BaĢkan- Asidik, bazik topraklar Enver AKARYALI- Biz, onu da orada ana kayacın türüne göre o terimi kullandık; yani ph ölçümü yok. O andezit bazaltlardan dolayı bazik karakter gibi, diğerinde ise asidik karakter olarak aldık. BaĢkan- Orada,5 metre yüksekliğinde yağmur var. Biraz evvel de söyledim ya, potzol topraklar, yani kalsiyum magnezyum, sodyum, potasyum gibi özellikle kalsiyum ve magnezyumun yıkanmasıyla ve çok fazla amonyum sülfat kullanılmasıyla toprak dağları,5 a kadar düşmüş vaziyette. Bazik toprağa, benim anladığım anlamda, yani ph ı 7 nin üstünde rastlamak mümkün değil. Onun için, ona bazik ve asidik demek mümkün değil. Tahsin ÇANLI- Üzerinde çok düşünülmesi ve okunulması gereken bir çalışma. Bu nedenle arkadaşımıza teşekkür ediyorum. Bazik olayını siz de açıkladınız. Öyle bir şeyin çok zor olacağını düşünüyorum; çünkü Karadeniz topraklarının genelinde sınır değeri,8-5,5 civarında. Beklenen sonuçlar, yani kabukla meyvenin iki kata yakın farklılık göstermesi güzel. Yalnız, biliyorsunuz, fındık, Türkiye için özel bir konumda. Benim sormak istediğim şu: Bu örnekleri niçin Kanada ya gönderdiniz? Bu şekilde Kanada ya giden birkaç tane daha örnekler var. Bu, ulusal bazda negatif bir politikaya sebep olabilecek bir durum. Bunu neden bizlere yaptırmadınız ya da kendiniz yapmadınız? Bunlar Türkiye de çok kolay yapabileceğimiz analizler. Çünkü şöyle bir şey oldu: Üniversite, Karadenizli bir arkadaşımız, saç örneklerini Kanada ya göndermiş ve o konuda bana tenkite varan bir yazı geldi. Biliyorsunuz, fındık olayı, uluslararası düzeyde sürekli baş ağrılarımızdan biri. Keşke burada yapabilseydik. Ama çalışmanız çok güzel, çok teşekkür ediyorum. BaĢkan- Ankara da Çevre Bakanlığının Gölbaşı Yolu nda Fransa nın yardımıyla kurduğu çok güzel bir laboratuar var. Aynı zamanda, Hıfzısıhha Enstitüsü de var. Bunlar hakem laboratuarları. Aynı zamanda, TUBİTAK ın da bir laboratuarı var. Aklınızda olsun. Kanada veya başka bir yere para ödeyerek tabiatıyla, fındık stratejik bir madde-karadeniz yöresinden herhangi bir örnek gönderip, sezyum7 veya sezyum gibi Çernobil sonrası orada kaldı, bunlar çaya karıştı filan gibi uluslararası düzeyde ticari hayatımızı-şeffaflık dışında bir şey adına söylemiyorum- kendimiz yapıp, kendimiz bilsek daha iyi olur ve böylelikle para da bizde kalır diye düşünüyorum. Size katılıyorum. 8

9 BaĢkan- Güzel bir çalışma yapmışsın; ama Fındığın önce kabuğu mu oluyor, içi mi oluyor, meyvesi mi oluyor, aylara göre ne oluyor, kurşunu nasıl alıyor, hangi organında depo ediyor? gibi demek biraz eksik. Enver AKARYALI- Onu ben de araştırmaya çalıştım, fakat ulaşamadım. Özellikle de fındık konusunda ulaşamadım. BaĢkan- Ordu da size bağlı Ziraat Fakültesi var. Yusuf İsmail Nurettin Çelikoğlu, oranın Dekanı. Onun asistanları var. Samsun Ziraat Fakültesi var ve orada da arkadaşlarım, öğrencilerim var. Bayburt un altında Erzurum var; oraya götürüp, onlarla da diyaloğa geçseydiniz. Böyle bir şey benim önüme bir doçentlik tezi olarak gelse, yani biraz sıkıntı yaratır kanaatindeyim. 9