Haroğlu Kaynak Alanının Kirlilik Açısından Değerlendirilmesi ve Koruma Alanlarının Belirlenmesi

Transkript

1 Fırat Üniv. Mühendislik Bilimleri Dergisi Fırat Univ. Journal of Enginering 22 (1), 45-53, (1), 45-53, 2010 Haroğlu Kaynak Alanının Kirlilik Açısından Değerlendirilmesi ve Koruma Alanlarının Belirlenmesi Özlem ÖZTEKİN OKAN Fırat Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, Elazığ, Türkiye (Geliş/Received: ; Kabul/Accepted: ) Özet Çalışma alanında yaşlıdan gence doğru Elazığ magmatitleri (Senoniyen), Kuşçular formasyonu (Erken Paleosen), Seske formasyonu (Orta Paleosen- Erken Eosen), Kırkgeçit formasyonu (Lütesiyen- Üst Oligosen) ve Pliyosen yaşlı göl oluşukları bulunmaktadır. Bu çalışmada Haroğlu kaynak sularında NO 2 ve NO 3 incelenmiş ayrıca kaynaklar bakteriyolojik açıdan da değerlendirilmiştir. Sularda koliform ve e-koli değerlerinin yüksek olması, kaptajların yetersizliği yüzünden suların dış etkilerle kolayca kirlenebildiklerinin göstergesidir. Sularda tespit edilen yüksek miktardaki NO 3, sulara kaynakların beslenme alanı içerisinde bulunan tarım alanlarında kullanılan suni gübrelerden ve foseptiklerden geçmiş olmalıdır. Kaynakların koruma alanları litoloji, hidrojeoloji karakteristikleri ile tektonizmaya bağlı olarak iç içe üç kuşak olarak belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Yeraltı Suyu Kirliliği, Koruma Alanı, Nitrat, Kaptaj, Haroğlu, Elazığ. The Evalution of Haroğlu Springs from The Point of Contamination and Determination of Protection Zones Abstract Cenonian Elazığ magmatics, Lower Paleocene Kuşçular formation, Middle Paleocene- Lower Eocene Seske formation, Lutetian- Upper Oligocene Kırkgeçit formation and Pliocene lagunar formations outcrop in the studied area. The Haroğlu springs are investigated from NO 2, NO 3 and bacteriological contamimation point of view. Some of the bacterias (coliform and e-coli) are at high levels in the waters, this is the indicator of insufficient catcment system of these springs that causes contamination very easily from exterior factors. Agricultural practices including the use of fertilizers containing nitrogen, and sewage that could enter groundwater from septic tank systems may be the main sources of high values of NO 3 in the waters. There are three protection zones determined to the Haroğlu springs by lithology, hydrogeological characteristics and tectonism. Key Words: Groundwater Contamination, Protection Area, Nitrate, Drainage system, Haroğlu, Elazığ. 1.Giriş Haroğlu kaynak alanı Elazığ il merkezinin 25 km kuzeybatısında yer almaktadır (Şekil 1). Kaynak alanında çok sayıda noktadan su boşalımları mevcuttur. Bölge genel olarak engebeli bir topografya sunmakta olup, mezotermal bir iklimin etkisindedir. Bu iklim tipinin karakteristik özelliği, yaz aylarında yüksek su eksikliği, kış aylarında ise su fazlalığının görülmesidir [8]. Yazın görülen su eksikliği, debisi l/s olan bu kaynakların yöre için ne denli önemli olduğunu göstermektedir. Çalışma alanı ve çevresinde bölgenin jeoloji ve hidrojeolojisi ile ilgili pek çok çalışma mevcuttur [1-9]. Bu çalışmada Haroğlu kaynaklarının beslenme havzası içerisinde kirletici etkenler incelenip, jeolojik yapılarla karşılaştırılarak kirlilik parametreleri açısından bir değerlendirme yapılmış ve koruma alanları belirlenmeye çalışılmıştır. 45

2 Özlem Öztekin Okan Şekil 1. Çalışma alanının yer belirleme haritası. 2. Jeoloji Çalışma alanında alttan üste doğru sırasıyla Senoniyen yaşlı Elazığ magmatitleri, Erken Paleosen yaşlı Kuşçular formasyonu, Orta Paleosen- Erken Eosen yaşlı Seske formasyonu, Lütesiyen- Üst Oligosen yaşlı Kırkgeçit formasyonu ve Pliyosen yaşlı oluşuklar bulunmaktadır [9] (Şekil 2). Elazığ Magmatitleri, kaynak alanı ve çevresinde çoğunlukla diyoritik kayaçlarla temsil edilmekte olup, diyoritler içerisinde yer yer küçük gabro mostralarına da rastlanmaktadır. Diyoritler 1-2 m kalınlığındaki aplit daykları ile kesilmişlerdir. Elazığ magmatitlerinin üzerine Alt Paleosen yaşlı çakıltaşı litolojisinden oluşan Kuşçular formasyonu gelmektedir. Tipik kırmızı, kiremit kırmızısı ve limonit sarısı renkler sunan formasyon yer yer ara seviyelerinde ince taneli koyu kahve renkli kumtaşlarını içermektedir. Formasyonun tipik kırmızı rengi muhtemelen çimentosundaki demirli bileşenlerden gelmiştir. Orta Paleosen- Erken Eosen yaşlı Seske formasyonu tabanda kumtaşı, kumlu kireçtaşı ile başlamakta ve üst seviyelere doğru ise masif, gri-beyaz, beyaz kireçtaşları ile devam etmektedir. Kırıklı, çatlaklı ve karstik boşluklu olan birim bol mikrofosillidir. Seske kireçtaşlarında yüzeyde karstlaşma fazla görülmemekle birlikte kısmen kanal, oyuk, kovuk ve çapları 0,5-1 m arasında olan 46

3 Haroğlu Kaynak Alanının Kirlilik Açısından Değerlendirilmesi ve Koruma Alanlarının Belirlenmesi mağaralara rastlanmıştır [8]. Bu bağlamda, Seske formasyonuna ait kireçtaşlarında yapılmış olan kimyasal tahlillere göre CaO %40.3, MgO %8.04, SiO 2 %3.63, Fe 2 O 3 %0.62, ateşte kayıp (= CO 2 ) % oranındadır. Seske formasyonunun üzerinde yer alan Lütesiyen- Üst Oligosen yaşlı Kırkgeçit formasyonu tabanda ince bir çakıltaşı seviyesi ile başlamakta, üste doğru ise kumtaşı, killi kumtaşı, karbonat çimentolu kumtaşı, marn ve kireçtaşı ardalanması ile devam etmektedir. Çalışma alanında bu birimin üzerinde yer alan Pliyosen çakıltaşları ise çakıltaşı, kaba taneli kumtaşı, silt, yer yer kalişi karbonatlı vb. çökellerle temsil edilmektedir [9]. Şekil 2. Çalışma alanının jeoloji haritası (Çetindağ [8] den değiştirilerek alınmıştır). 47

4 Özlem Öztekin Okan 3. Tektonizma Kaynak alanı ve çevresinde tektonik hareketlerin etkisiyle kireçtaşları parçalanmış, ezilmiş ve faylanmıştır. Haroğlu kaynak alanı, Haroğlu köyünün 250 m. yakınında başlayan ve KB- GD yönünde 1250 m. devam eden fay hattı üzerindedir. Çetindağ [8] tarafından Seske formasyonuna ait kireçtaşlarından alınan 327 çatlak ölçüsünün gül ve kontur diyagramları yapılmış ve çatlakların KD- GB ve KB- GD doğrultularında yoğunlaştıkları görülmüştür. Tektonizmanın etkilediği bu kireçtaşlarında oluşan kırık ve çatlak sistemi neticesinde ikincil gözeneklilik oldukça yüksek değerlere ulaşmıştır. Çetindağ [8] a göre bu kireçtaşlarında ölçülen gözeneklilik değerleri % 5.8, %14.5, %7.2, %6, %17.5 oranındadır. Kaynak alanının KB sında Turan [6] tarafından Baskil antiklinali olarak adlandırılan antiklinalin doğu uzantısı görülmektedir (Şekil 2). 4. Hidrojeokimya 4.1. Materyal ve metod Haroğlu kaynaklarından Kasım (2008) ve Mayıs (2009) tarihlerinde su örnekleri alınarak kimyasal analizleri yapılmıştır. Örneklemeler, bölgede tarımsal gübrelemenin yapıldığı Mart ayını takip eden aylarda yapılarak, kirleticilerin sulardaki değişim miktarları incelenmiştir. Su örnekleri 500 ml lik çift kapaklı plastik şişelere konulup, ph= 2 olacak şekilde, 5 ml %65 lik nitrik asit ilave edilerek alınmıştır. Suların ph, EC ve sıcaklık değerleri arazide, YSI marka iletkenlik ölçer ile yerinde ölçülmüştür. Suların Kasım (2008) tarihindeki analizleri Fırat Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Hidrojeoloji Laboratuvarında Merck marka Spektroquant Nova-60 su analiz cihazıyla, HCO 3 analizleri ise titrasyon yöntemiyle yapılmıştır. Mayıs (2009) da alınan örneklerin analizleri ise Kanada ACME Analitik Laboratuvarında ICP- MS yöntemi ile yaptırılmıştır. Bakteriyolojik analizler için su örnekleri 100 ml lik renkli şişeler sterilize edilerek alınmış ve aynı gün içerisinde Fırat Üniversitesi Veteriner Fakültesi Besin/Gıda Hijyeni ve Teknolojisi Bölümü nde analizleri yapılmıştır Kaynakların Kirliliği Haroğlu kaynaklarının 2008 ve 2009 yıllarına ait kimyasal ve bakteriyolojik analiz sonuçları yardımıyla kaynaklar kirlilik açısından değerlendirilmiştir (Çizelge 1). Suların analiz edilen element içeriklerinin TSE standartları ve diğer standartlarla (Çizelge 2) karşılaştırıldığında, sonuçların standartlara uygun olduğu görülmektedir. Suların NO 2 ve NO 3 değerleri Kasım (2008) ayında oldukça düşüktür. Ancak Mayıs (2009) ayında 8,65 ppm ile ppm değerlerine yükselmiştir. Bu değerler kirliliğin bahar aylarında daha yüksek olduğunu göstermektedir. Kasım (2008) ayında yapılan bakteriyolojik analizlerde kaynak sularında 23 EMS/100 ml mertebesinde e-koli ve koliform bakteri tespit edilmiştir (Çizelge 1). Ancak TSE (2005) standartlarına göre suların 100 ml sinde koliform ve e-koli bakterilerinin <1 olması gerekmektedir. Sulardaki yüksek NO 3 ın nedeni kaynakların beslenme alanı içerisinde bulunan tarım alanlarında kullanılan suni gübreler ve foseptikler olmalıdır. Bu durum Uluova (Elazığ) bölgesinde ve Karasu (Muş) kaynağında yapılan çalışmalarda da gözlenmiştir [12, 13]. Kaynakların kaptaj sistemleri oldukça eski ve bozuk olduğundan kaynaklar dış etkilerden kolayca kirlenebilmektedir. Bahar ve yaz aylarında kaynak alanı ve çevresindeki piknik alanlarında insan kaynaklı kirleticilerden de kaynaklar olumsuz yönde etkilenmektedir. Kaynakların akiferi olan Seske kireçtaşları bol kırıklı, çatlaklı ve karstik yapılı olduğundan sular kirleticilerden daha kolay ve kısa sürede etkilenebilmektedir. 48

5 Haroğlu Kaynak Alanının Kirlilik Açısından Değerlendirilmesi ve Koruma Alanlarının Belirlenmesi Çizelge 1. Haroğlu kaynaklarının kimyasal ve bakteriyolojik analizleri (* : ölçülmedi). Parametre Haroğlu Kaynağı 1 Haroğlu Kaynağı 2 Haroğlu kaynağı 1 Haroğlu Kaynağı 2 24 Kasım Kasım Mayıs Mayıs 2009 Elektriksel İletkenlik (µs/ cm) Sıcaklık (ºC) ph Ca +2 ppm Mg +2 ppm Na + ppm K + ppm Cl - ppm SO 4 - ppm HCO 3 ppm NO 3 ppm NO 2 ppm <.05 <.05 NH 4 ppm 0,1 0,06 * * Al ppm * * As ppm * * B ppm * * Ba ppm * * Br ppm * * Cu ppm * * ,0005 Fe ppm * * P ppm * * S ppm * * 3 3 Si ppm * * 4,037 4,211 Sr ppm * * Zn ppm * * Koliform 23 EMS/100 ml <9 EMS/ 100 ml * * E-koli 23 EMS/ 100 ml <9 EMS/100 ml * * 49

6 Özlem Öztekin Okan Çizelge 2. İçme suyu standartları. Parametre (mg/l) Türk Standartları TSE [10) Dünya Sağlık Teşkilatı (WHO) 1999 [11] ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) 2001 [11] Avrupa Birliği (EC) 1998 [11] Birincil standartlar (berraklık), NTU Bulanıklık Birincil standartlar (mikrobiyolojik), (EMS/ 100 ml) Koliform bakteri 0 0 <1 0 Birincil standartlar (organik kimyasallar), (µg/ l) Toplam Trihalometanlar Birincil standartlar (inorganik kimyasallar), mg/l Alüminyum Arsenik Baryum Kadmiyum Toplam Krom Florür Kurşun Civa Nitrat (NO 3 ) Selenyum Gümüş Antimon Berilyum Birincil standartlar (radyolojik), pci/l Gross Alfa Gross Beta İkincil standartlar (estetik), mg/l Klorür Renk(birim) Bakır Deterjanlar Demir Mangan ph Sülfat Toplam çözünmüş madde Çinko İlave parametreler, mg/l Kalsiyum Sertlik (CaCO 3 ) olarak Magnezyum Potasyum Sodyum Bakiye Klor Amonyum

7 Haroğlu Kaynak Alanının Kirlilik Açısından Değerlendirilmesi ve Koruma Alanlarının Belirlenmesi 5. Kaynakların Koruma Alanları Haroğlu kaynakları koruma alanları iç içe 3 kuşaktan oluşmaktadır: I. Kuşak: Kaynağın oluşumunu sağlayan fay hattı ile sınırlandırılmıştır. Bu kuşak içerisinde kaynaktan yalnızca suyun alınmasına yönelik çalışmalara izin verilmelidir. Her türlü kirlenme kesinlikle önlenmelidir [14]. Kaptaj alanının üzerinde bulunduğu dere yatağına hiçbir şekilde moloz, atık ve kirleticiler dökülmemeli ve deponi alanı olarak kullanılmamalıdır. I. Kuşak içerisinde eşme, yarma ve özellikle de sondaj kuyusu açılmasına asla izin verilmemelidir. Bu kuşak tamamen çimlendirilmeli veya maki türü ağaçlarla ağaçlandırılmalıdır. Şekil 3. Haroğlu kaynakları koruma alanları. 51

8 Özlem Öztekin Okan II. Kuşak: Bu kuşak, kaynakların beslenme alanında bulunan kireçtaşlarındaki karstik yapılara ve tabaka duruşlarına göre belirlenmiştir. II. kuşak içerisinde atıkları III. kuşak dışına çıkartılmak koşulu ile konut yapımına izin verilebilir. Ancak, ahır, mezarlık, foseptik, tavuk çiftliği ve kimyasal atık üreten merkezler yapılmamalı; eşme, yarma ve özellikle de sondaj kuyusu gibi su alma yapılarına asla izin verilmemelidir. III. Kuşak: Bölgedeki etkin tektonizma sonucu oluşmuş antiklinalin güney kanadı baz alınarak ve Sekse kireçtaşlarındaki gözeneklilik değerleri ile karstlaşmaya bağlı olarak belirlenmiştir. Atıkları kuşak dışına aktarılmak koşulu ile tesis yapımına izin verilebilir. Bu kuşak içerisinde de işletme amaçlı su alma yapıları bulunmamalıdır. 6. Kaynakların Kaptajı Haroğlu kaynakları, kuzeybatıgüneydoğu doğrultulu bir fay hattı içerisinde pek çok noktadan dere yatağına boşalmaktadır. Kaynaklar dere yatağı içerisinde birikinti konisinde gözlendiği yerlerde kapte edilmişlerdir. Ancak kaptaj yapıları kaynağın boşalımına ve suyun toplanmasına uygun olmadıkları için, birikinti konisi içerisinde kaptaj yapıları dışında da su çıkışları bulunmaktadır. Kaynağın tekniğine uygun olmayan çok bozuk bir kaptaj sistemi vardır. Kaynak alanında yapılacak kaptaj yapıları için birikinti kolonisinin tamamen sıyrılması ve temel kayaya inilmesi gerekir. Çıkış yerleri üzerine 1x1 m ebatlarında beton rögarlar yerleştirilerek suyun alüvyon içerisine akması önlenmelidir. Rögarlar içerisinde kapte edilen sular, mansap yönüne doğru suyun debisine uygun beton büzlerle akıtılmalıdır. Bu tesislerin üzerleri zayıf bir beton tabaka veya kille sıkıştırılmış şekilde kaplanmalıdır. 7. Sonuçlar Haroğlu kaynaklarında yapılan kimyasal analizler kirlilik açısından değerlendirildiğinde suların birincil, ikincil ve üçüncül element içeriklerinin kirlilik sınırında olmadıkları belirlenmiştir. Kirlilik parameterlerinden NO 3, bahar aylarındaki yağışlardan sonra kaynak sularında 8,65 ile 20,84 ppm değerlerinde tespit edilmiştir. Bu yüksek değerlerdeki NO 3 sulara kaynakların beslenme alanı içerisinde bulunan tarım alanlarında kullanılan suni gübreler ve foseptiklerden geçmiş olmalıdır. Suların bakteriyolojik analizleri neticesinde sularda e-koli ve koliform bakteri tespit edilmiştir. Sulardaki bakteriyolojik kirliliğe suların çok eski ve bozuk kaptaj sisteminin neden olduğu belirlenmiştir. Kaynaklar civarındaki formasyonların litoloji, hidrojeoloji karakteristikleri ile tektonizmaya bağlı olarak koruma alanları birbirini içine alan 3 kuşak olarak belirlenmiştir. Kirliliğe neden olduğu belirlenen kötü kaptaj sistemi yeniden, tekniğine uygun biçimde inşa edilmelidir. Teşekkür Makalenin hazırlanmasında yardım ve desteğini gördüğüm Prof. Dr. Bahattin Çetindağ, Arş. Gör. Seda Bakır ve Yrd. Doç. Dr. Abdullah Dikici ye teşekkür ederim. Kaynaklar 1. Bulut, C., İçöz, E. ve Nazik, M. (1978). Elazığ- Kuzova hidrojeolojik etüd raporu. DSİ Genel Müdürlüğü, Ankara, 31 s Perinçek, D. (1979). Palu- Karakoçan- Elazığ- Sivrice- Malatya alanının jeolojisi ve petrol imkanları. TPAO Arşivi, Rapor No: 1361, 33 s. 3. Yazgan, E. (1981). Doğu Toroslar da etkin bir paleokıta kenarı etüdü (Üst Kretase- Orta Eosen).

9 Haroğlu Kaynak Alanının Kirlilik Açısından Değerlendirilmesi ve Koruma Alanlarının Belirlenmesi Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 180 s. 4. Bingöl, A. F. (1982). Elazığ- Pertek- Kovancılar arası volkanik kayaçların petrolojisi. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1, Bingöl, A. F. ve Beyarslan, M. (1996). Elazığ Magmatitleri nin jeokimyası ve petrolojisi. KTÜ Sempozyumu Bildiri Metinleri, Turan, M. (1984). Baskil- Aydınlar (Elazığ) yöresinin stratigrafisi ve tektoniği. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 180 s. 7. Özkul, M. (1988). Elazığ batısında Kırkgeçit Formasyonu üzerinde sedimantolojik incelemeler. Doktora Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 186 s. 8. Çetindağ, B. (1989). Elazığ- Ören çayı havzasının hidrojeoloji incelemesi. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 320 s. 9. Çetindağ, B. ve Öztekin, Ö. (2001). Haroğlu (Elazığ) Kaynağı nın hidrojeoloji incelemesi. Yerbilimleri (Geosound), Çukurova Üniversitesi, 38, Çeliker, M. (2008). Uluova nın (Elazığ) hidrojeolojisinin coğrafi bilgi sistemleri ile incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 103 s. 11. İSKİ yayınları (2002). İstanbul un İçmesuyu Kalitesi, No: 38, 126 s. 12. Çetindağ, B. ve Öztekin Okan, Ö. (2004). Hydrochemical characteristics and pollution potential of Uluova aquifers, Elazığ, Turkey. Environmental Geology, 46, 6, Cetindag, B. (2005). Investigation of discharge and groundwater contamination characteristics arround the Karasu spring Muş area, Turkey. Enviromental Geology, 47, 2, Çetindağ, B. (2002). Dipsiz Göl (Elazığ) Kaynağı nın hidrojeoloji incelemesi. F. Ü. Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 14(1),