Term al Suların Radyoaktivite ve Kim yasal İçeriklerinin İncelenm esi; İzm ir, Seferihisar Bölgesi Örneği

Transkript

1 Ekoloji 19, 76, (2010) doi: /ekoloji Term al Suların Radyoaktivite ve Kim yasal İçeriklerinin İncelenm esi; İzm ir, Seferihisar Bölgesi Örneği Berkay CAM GÖZ1*, Müslim Murat SAÇ1, Mustafa BOLCA2, Fulsen Ö ZEN 2, Özlem Ege ORUÇ3, Neslihan DEM İREL3 1Ege Üniversitesi, Nükleer Bilimler Enstitüsü, Bornova, İzmir-TÜRKÎYE 2 Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Toprak Bölümü, Bornova, İzmir-TÜRKÎYE 3 Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, İstatistik Bölümü, Buca, İzmir-TÜRKÎYE *Corresponding author: berkay.camgoz@ege.edu.tr Ö zet Jeotermal alanlardan çıkan suyun çevredeki çay, dere, ırmak vb. akarsulara akması ve bu su kaynaklarından da tarım arazilerinin sulanması sonucunda tarım alanları termal suyun zararlarından başta bor elementi olmak üzere olumsuz yönde etkilenmektedir. Bu çalışmada, Seferihisar Doğanbey fay hattında yer alan termal sular çalışma alanları olarak seçilmiştir. Temmuz 2005-Aralık 2007 tarihleri arasında aylık periyotlarla, belirlenen istasyonlardan su numuneleri alınmıştır. Sularda radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca ilave olarak sularda kimyasal olarak ph, Elektrik geçirgenlik değerleri, Na2CO 3, Na+, K+, Ca++ + M g++, Cl-, H CO 3-, SO 4= ve B (Bor) analiz edilmiştir. Cumalı istasyonu termal sularında radon konsantrasyonlarının 0,1-16,67Bq/L, Karakoç İstasyonu termal sularında radon konsantrasyonlarının 0,29-10,26Bq/L, Doğanbey 1 İstasyonu termal sularında radon konsantrasyonunun; 0,33-56,36Bq/L ve Doğanbey 2 İstasyonu termal sularında radon konsantrasyonu; 0,34-7,7Bq/L arasında değiştiği gözlenmiştir. Özellikle radon değerlerinin çalışma boyunca değişkenlik göstermesi periyodik radon ölçümlerinin gerekliliğini ortaya koymuştur. A nahtar K elim eler: Bor, kimyasal içerik, radon, termal su. Investigation o f Radioactive and Chem ical Contents o f Therm al Waters; Izm ir Seferihisar Region Representative Abstract Agricultural terrains which are spontaneously irrigated by geothermal waters are affected by harmful contents o f those waters especially boron. In the present study, Seferihisar-Doğanbey Fault zone where thermal waters are exist, were selected as study area. In date interval July 2005-December 2007, water samples were collected in a month period from determined stations. Radon measurements in water samples were performed by using collector method. Also analysis of ph, EC (electrical conductivity), Na2C O 3, Na+, K+, Ca+++Mg++, Cl-, H CO 3-, SO 4= and B (Boron) have performed for those water samples. It is observed that radon changes for Cumalı Station in interval of 0.1Bq/L-16.67Bq/L, for Karakoç Station in interval o f 0.29Bq/L-10.26Bq/L, for Doğanbey1 Station in interval o f 0.33Bq/L Bq/L, for Doğanbey 2 Station in interval of 0.34Bq/L-7.7Bq/L. Unstable variations o f radon values provide requirement of periodical radon measurements along the study. Keyw ords: Boron, chemical content, radon, thermal water. Camgöz B, Saç MM, Bolca M, Özden F, Oruç ÖE, Demirel N (2010) Termal Suların Radyoaktivite ve Kimyasal İçeriklerinin İncelenmesi; İzmir, Seferihisar Bölgesi Örneği. Ekoloji 19, 76, (doi: /ekoloji ) GİRİŞ Jeotermal kaynaklar arazi topografyasına bağımlı olarak, drenaj ağlarıyla arazide yüksek alanlardan çukur alanlara doğru akarak oralarda alkalilik, tuzluluk, sertlik vb. kimyasal; koku, renk, tat, görünüş vb. fiziksel özellikleri değişimi yanında, askıda bulunan organik ve inorganik maddelerde zamanla çökelerek birikim ve dip çamuru oluşumlarıyla su ve toprak kirliliğine neden olmaktadırlar. Doğal ortama deşarj olan bu maddeler zamanla çevredeki ekosistemin dengesini bozarlar. Termal sular yeryüzünün derinliklerinden çıkıp yüzeye ulaşmaktadır. Yüzeye çıkan su, yeraltı kayaçlarına ve topraklara temas ederek farklı elementleri de beraberinde taşır. Halkın yaygın olarak kullandığı ve tarım alanları içerisinde kaynaklanan bu suların kimyasal ve radyoaktivite içeriklerinin bilinmesi önemlidir. Geliş: / Kabul: No: 76, 2010

2 Termal Suların Radyoaktivite ve Kimyasal içeriklerinin incelenmesi... Ekoloji Termal yeraltı suları ülkelerin değerli doğal kaynaklarından biridir. Isıtma ve turizm amaçlı olarak değerlendirilmeleri yaygın olmakla birlikte seracılıkta ve kurak mevsimlerde tarımsal sulamaya pek uygun olmasalar da bitki sulamada kullanılırlar. Bu suların içerikleri geçtikleri bölgelerin jeolojik yapısı tarafından belirlenmektedir. İçerik bakımından doğal olan çalışma alanındaki termal sularda kimyasal içerik tarım ya da su kalitesi açısından önemlidir. Fakat sudaki radon içeriği insan sağlığını da yakından ilgilendirmektedir. Bu sular üzerine kurulmuş kaplıcalardan ya da suların doğal oluşum bölgelerinden faydalanan halk belli bir düzeyde radona maruz kalır. Radyoaktif bir gaz olan radon solunumla vücuda alındığında iç ışınlama oluşturmaktadır. Dünyadaki akciğer kanserlerinin sebepleri arasında radon önemli bir yer tutmaktadır. (Wichmann et al. 2002) Yeraltı suları geçtikleri kayalardaki radyoaktif maddeleri çözündürerek radyoaktif özellik kazanır. Yeraltı sularında rastlanan belli başlı radyoaktif elementler K4 Rb87 Th235 U235 ve U238 dir. Ayrıca U238 in bozulması sonucunda ortaya çıkan Ra226, Rn222 (radon) yer altı sularında bulunmaktadır. Radon anomalileri toprak gazının fay kırıkları boyunca çıkışı ile ilişkilidir (Ereeş 1994, Aslan 1995, Kumbur and Zeren 1997). Radon (Rn), yerkürede en az rastlanan elementlerden biridir. Kimyasal yönden inert olmasına karşın radyoaktif özelliği nedeniyle önemlidir. Atom numarası 88, kütle numarası 210'dan 230'a ve yarı ömrü 10-3 saniyeden 1620 yıla kadar değişmektedir. (Şahinci 1986). Jeotermal sular geçtikleri yörelerdeki kireç taşlarını çözerek Ca(H CO3)2 şeklinde litosfer yüzeyine taşımışlar ve atmosfer sıcaklığı sonucu buralarda çökelerek traverten oluşumlarına neden olmuşlardır. Suda çözünebilir toplam tuz içeriğinin çok fazla olması, derinliklerden gelen sıcak suların NaCl içermesi ve bu suların yüzeyde buharlaşması ve soğuması sonucu tuzların yeniden kristalize olarak yoğunlaşmasından kaynaklanırken, arazi yüzeyinde tuz-kalker kabuğu oluşumuna neden olmuştur (Altınbaş ve Bolca 1995). Jeotermal kaynaklar çok iyi çözücülüğü nedeni ile kaynaklandığı arazinin bileşimine bağlı olarak içeriğinde çözünebilir tuzları ve ağır metalleri yoğun olarak bulundururlar. Bunlar çevredeki akarsu, yer altı su kaynakları ve toprakları zamanla kirleterek onların kullanılamaz hale gelmelerine neden olurlar. Jeotermal kaynakların iyi bir çözgen olması sonucu içeriğinde ayrımlı oranlarda çözünebilir tuzlar ve ağır metaller yoğunlaşır. Kirlenen sularda canlı yaşamı için çok önemi olan fotosentez ve solunum işlevleri bozulur ve sonuçta toprakların dinamizmini sağlayan iyon dengeleri altüst olur (Altınbaş ve Bolca 1995) Jeotermal sular çevredeki hayvan, bitki ve tarımsal atıkların organik maddelerince yoğunlaşır. Askıda bulunan bu organik maddeler zamanla alıcı ortamlara doğru, doğrudan veya dolaylı yollardan taşınarak oralarda birikimlere ve dip çamuru oluşumlarına neden olurlar. Dip çamuru oluşumlarında metan gazı ve toksik maddelerin artışı söz konusudur (Altınbaş ve Bolca 1995). Karakoç kaplıca suları, çamur ve açık kaynak suları, Doğanbey suları, Cumalı ılıcası, Cumalı Gelinboğan ve Ahmetçi kaplıcaların sularının sıcaklıkları birbirine yakındır. Tuzluluk dereceleri ise bazı farklılıklar göstermektedir. Karakoç kaplıcası civarındaki kaynaklarda 5g/L sodyum klorür bulunmaktadır. (Yenal ve ark. 1975). Seferihisar'ın Doğanbey kaynak suları 6,5g/L tuz ihtiva etmektedir. İzmir, Seferihisar, Cumalı ılıcası ve o çevrede bulunan Gelinboğan ve Ahmetçi kaplıcaları da aşağı yukarı aynı özellikleri taşımakta olup sodyum klorür miktarı 18g/Ldir. Sıcaklıklar ise 60 C ile 70 C arasındadır. (Yenal ve ark. 1975). Çalışma alanı toprakları kumlu tın niteliğindedir. ph'ı nötr-orta alkali, kireç içeriğince tüm pedonlar çok kireçli ile çok kireçli marn, suda çözünebilir toplam tuz içeriği bakımından %0,85-%3,00 arasında ve çok yüksek tuzlu topraklar olarak tanımlanırlar. Tüm horizonlarda bir tuz birikimi söz konusudur (Altınbaş ve Bolca 1995). Ortamdaki tuz ve Na+ iyonu başatlığı mikrobiyal aktiviteyi yavaşlatıp, redüksiyon ortamı oluşturduğundan organik madde ayrışması yavaşlamış ve sonuçta toprak yüzeyi ve derinliklerde organik madde birikimi yoğunlaşmıştır. Seferihisar sıcak su kaynakları (Seferihisar- Cumaovası) İzmir ve Urla üzerinden güneye uzanan paralel fayların arasındaki jeolojik oluşumlardadır (Yenal ve ark. 1975). Karakoç suları, konglomera, gre, kill-marn ve volkan tüflerini bir arada bulunduğu bir yükseltide birkaç yerden çıkmaktadır (Yenal ve ark. 1975). Cumalı ve Doğanbey maden sularının batısındaki kretase filişlerinin (killi, şist, gre, kristalen kalker, kongeromera) bulunduğu yükseltinin doğu yamaçlarında neojenlerin üzerindeki alüvyonların bulunduğu sahadadır. Riyolitler arasından gelen sular birbirine yakın birçok No: 76,

3 Ekoloji kaynaktan çıkmaktadır. Cumalı ılıcaları ile Doğanbey eski değirmen kaynakları civarında, jeolojik etüdlerde yapılan sondaj ile 500m de ve farklı derinlikte kızgın buharlara çok sıcak sulara rastlanmıştır (Yenal ve ark. 1975). MATERYAL M ETO T Seferihisar bölgesi jeotermal suları kimyasal içerik ve radon aktivite konsantrasyonları yönünden incelenmiştir. Temmuz 2005 ile Aralık 2007 tarihleri arasında Seferihisar'da dört istasyondan aylık olarak su numuneleri alınmıştır. Arazi çalışmaları Seferihisar-Doğanbey (Şekil 1) fay zonu boyunca, termal suların gözlendiği yerlerde gerçekleştirilmiştir. Çalışma boyunca Seferihisar'da, Cumalı (38 07" 23'N; 26 54"36'E), Karakoç kaplıcaları (38 05"43'N; 26 55"02'E) ve Doğanbey'deki (38 05"94'N; 26 54" 38'E) termal sular civarında aylık periyotlarla termal su örnekleri alınmıştır Su örneklerinde radon ölçümleri Ege Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü'nde, kimyasal analizler Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü'nde yapılmıştır. Termal Sularda Radon Ölçümleri Termal su istasyonlarında örnekleme işlemi suyun çıktığı ana kaynaktan 100ml şişelere alınarak yapılmıştır. Şişedeki su köpürtülerek, radon gazı ve ürünleri içinde bakır disk bulunan kollektör odasına aktarılmıştır. Aktarma işlemi sonucunda Şekil 2 de görüldüğü gibi, kollektör odasına 600 voltluk bir potansiyel uygulanmıştır. Kollektör odasında radon ve ürünleri arasında dengenin oluşması için 4 saat kadar bekletilme süresi uygulanmıştır. Bu süre sonunda bakır disk üzerine biriken radon ve ürünleri, ZnS (Ag) sintilasyon alfa dedektöründe sayılmıştır. Sistemin verim değeri (Kumru 1992) kullanılarak sonuçlar Bq/L olarak verilmiştir. Termal Sularda Kimyasal Ölçümler Su örneklerinde buharlaşma kalıntısı hesap yoluyla (Richards 1954) bulunmuştur. Araştırmada alınan su örneklerinde ph ölçümü cam elektrotlu Beckman ph-metresi kullanılarak yapılmıştır (Merck 1973). Sulardaki elektriksel geçirgenliğin saptanmasında direkt gösteren köprü cihazı (Solu Bridge) kullanılmış ve geçirgenlik değeri mho/cm (ECx103) olarak belirlenmiştir (Richards 1954). Örneklerdeki suda çözünmüş Na+ ve K+, miktarlarının belirlenmesinde Na için 590 ^m, K için ise 770 ^m dalga boyunda ayarlı alev spektrofotometresi (flamefotometre) kullanılmıştır. Ca++ + Mg++ analizinde örnekler Eriocrom Black T. İndikatörü kullanılarak renklendirilmiş, EDTA /.w % V 0Da*«nk.y4 Camgöz ve ark. S T '3 # Cty 0 K «ık «( * q Gömüldü! OD* ank*y2 Şekil 1. Çalışma alanının uydu görüntüsü. Şekil 2. Radon ölçümlerinde kullanılan kollektör metodu şeması. (Etilen Diamin Tetra Asetikasit) çözeltisi ile titrasyonu yapılmıştır. Cl- analizinde ise su örnekleri potasyum kromat (K2CrO4) çözeltisi ile renklendirilerek, gümüş nitrat (AgNO3) çözeltisiyle titrasyonu yapılmıştır (Richards 1954). Su örneklerindeki CO 3= ve H C O 3- iyonlarının belirlenmesinde metil oranj ve fenol fitaleyn indikatörleri kullanılarak hidroklorik asit (HCl) çözeltisiyle titrasyonu yapılmıştır. SO4= iyonlarının belirlenmesinde gravimetrik yöntem kullanılmıştır. Su örnekleri metil oranj indikatörü ile renklendirilmiş, ısıtılarak belli bir hacme düşmesi sağlanarak üzerine BaCl2 çözeltisi ilave edilmiştir. Elde edilen çözelti filtre kağıdından süzülmüş ve içersindeki tuzların uzaklaştırılması için kaynatılmış saf su ile yıkanmıştır. Yıkanmanın kontrolü süzüklerde AgNO3 çözeltisi ile yapılmıştır. Filtre kağıtları önceden darası alınmış porselen krozeler yerleştirilerek, kül fırınında yakılmış ve tekrar tartımı yapılmıştır (Merck 1973). Su örneklerinde Bor elementinin saptanmasında Azomethin-T yöntemi kullanılmıştır. Su örnekleri içerisine amonyum asetat (NH4OC), Na-EDTA ve glasiyel asetik asitten oluşan tampon çözelti ve Azomethin- T çözeltisi ilave edilerek 420 nm de kolorimetre de 80 No: 76, 2010

4 Termal Suların Radyoaktivite ve Kimyasal İçeriklerinin İncelenmesi... Ekoloji okuması yapılmıştır. istasyonlardan alınan su örneklerinde ve yerinde yapılan ölçüm sonuçları tablo ve grafik halinde verilmiştir BU LG U LA R Termal Sularda R adon Ö lçüm Sonuçları Cumalı istasyonu termal sularında radon konsantrasyonlarının 0,1-16,6Bq/L, Karakoç istasyonu termal sularında radon konsantrasyonlarının 0,3-10,2Bq/L, Doğanbey 1 istasyonu termal sularında radon konsantrasyonunun; 0,3-56,3Bq/L ve Doğanbey 2 istasyonu termal sularında radon konsantrasyonu; 0,3-7,7Bq/L, arasında değiştiği gözlenmiştir. A raştırm a Alanındaki Jeoterm al Suların Kim yasal Ö zellikleri Araştırma alanında yer alan jeotermal kaynakların fiziksel ve kimyasal özellikleri, yöre oluşumlarına bağımlı olarak birbirlerine benzerlik göstermektedirler. Örneklemenin yapıldığı zaman süresince; termal suların ya doğrudan yerin derinliklerinden gelişi veya yüzeye yakın yörelerde akışa geçişleri nedeniyle sıcaklıkların farklı olduğu belirlenmiştir. Cumalı istasyonu termal sularında ph değerinin 5,2-6,6 arasında, Elektrik Geçirgenliğinin ^mho/cm arasında, Cl- değerinin 126,7-236,7me/L arasında, SÖ4= değerinin 16,3-60,4me/L arasında, sıcaklık değerinin C arasında, HCO3- değerinin 5,4-35,4me/L arasında, toplam anyon ve toplam katyon değerinin 210,1-286,44me/L arasında, Ca+Mg değerinin 14,32-23,62me/L arasında, K+ değerinin 3,81-88,38me/L arasında, Na+ değerinin 103,4-221,3me/L arasında, Ca++ değerinin 14,3-23,6me/L arasında, değiştiği gözlenmiştir (Şekil 3-7). Karakoç istasyonu termal sularında ph değerinin 6,0-7,3 arasında, Elektrik Geçirgenliğinin /u.mho/cm arasında, Cl- değerinin 18,9-235,9me/L arasında, SO4= değerinin 13,5-25,8me/L arasında, sıcaklık değerinin C arasında, HCO3- değerinin 9,8-33,4me/L arasında, toplam anyon ve toplam katyon değerinin 58,7-281,2me/L arasında, Ca+Mg değerinin 7,5-53 me/l arasında, K+ değerinin 2,4-16,5 me/l arasında, Na+ değerinin ,6me/L arasında, Ca++ değerinin 1,5-22,1me/L arasında değiştiği gözlenmiştir (Şekil 8-12). Doğanbey 1 istasyonu termal sularında ph değerinin 5,6-7,1 arasında, Elektrik Geçirgenliğinin ^mho/cm arasında, C l- değerinin Şekil 3. Cumalı istasyonu numunelerinde Cl-, K+, Na+ iyon ölçüm değerlerinin H CO 3- ve C a+ M g iyon ölçüm değerlerinin Şekil 5. Cumalı istasyonu numunelerinde su sıcaklıkları, ph, iletkenlik ölçüm değerlerinin Şekil 6. Cumalı istasyonu numunelerinde radon aktivite konsantrasyonlarının ölçüm değerlerinin No: 76,

5 Ekoloji Camgöz ve ark. Şekil 7. Cumalı istasyonu numunelerinde bor konsantrasyonlarının ölçüm değerlerinin aylık değişimi. Şekil 11. Karakoç istasyonu numunelerinde radon aktivite konsantrasyonlarının ölçüm değerlerinin Şekil 8. Karakoç istasyonu numunelerinde Cl-, K+, Na+ iyon ölçüm değerlerinin H C O 3- ve C a+m g iyon ölçüm değerlerinin Şekil 10. Karakoç istasyonu numunelerinde su sıcaklıkları, ph, iletkenlik ölçüm değerlerinin Şekil 12. Karakoç istasyonu numunelerinde bor konsantrasyonlarının ölçüm değerlerinin aylık değişimi. 22,2-294,3me/L arasında, S O ^ değerinin 3,8-38,7me/L arasında, sıcaklık değerinin C arasında, HCO 3- değerinin 4,8-26me/L arasında, toplam anyon ve toplam katyon değerinin 76,0 307,2 arasında, Ca+M g değerinin 2,6-36,8me/L arasında, K+ değerinin 2,8-36,8 me/l arasında, Na+ değerinin 62,8-261me/L arasında, Ca++ değerinin 1,1-27 me/l arasında, değiştiği gözlenmiştir (Şekil 13-17). Doğanbey 2 İstasyonu termal sularında ph değerinin 5,96-7,38 arasında, Elektrik Geçirgenliğinin ^mho/cm arasında, Cl- değerinin 47,2-225,4me/L arasında, SO4= değerinin 15,6-40,9me/L arasında, sıcaklık değerinin C arasında, HCO 3- değerinin 5,4-25,9me/L arasında, toplam anyon ve Toplam katyon değerinin , ,4me/L arasında, Ca+M g değerinin 12-41,4me/L arasında, K+ değerinin 3,5-53,5 me/l arasında, N a+ değerinin me/L arasında, Ca++ değerinin 3,3 17,3 me/l arasında değiştiği gözlenmiştir (Şekil 18 22). Cumalı İstasyonu Sularının Analiz Sonuçları: Temmuz 2005-Aralık 2007 tarihleri arasında Cumalı istasyonundan aylık periyotlarla alınan su numune- 82 No: 76, 2010

6 Termal Suların Radyoaktivite ve Kimyasal İçeriklerinin İncelenmesi... Ekoloji Ilîlf 11111!! Hliilllliililliili î S11i i1m$i1!*1î! î î i Şekil 13. Doğanbeyl istasyonu numunelerinde Cl-, K+, Na+ iyon ölçüm değerlerinin Şekil 17. Doğanbeyl İstasyonu numunelerinde bor konsantrasyonlarının ölçüm değerlerinin aylık değişimi. Şekil 14. Doğanbeyl istasyonu numunelerinde SÖ4=, H C O 3- ve C a+ M g iyon ölçüm değerlerinin Şekil 18. Doğanbey2 istasyonu numunelerinde Cl-, K+, Na+ iyon ölçüm değerlerinin Şekil 15. Doğanbeyl İstasyonu numunelerinde su sıcaklıkları, ph, iletkenlik ölçüm değerlerinin Şekil 19. Doğanbey2 istasyonu numunelerinde SO 4=, H C O 3- ve C a+m g iyon ölçüm değerlerinin Şekil 16. Doğanbeyl istasyonu numunelerinde radon aktivite konsantrasyonlarının ölçüm değerlerinin Şekil 20. Doğanbey2 istasyonu numunelerinde su sıcaklıkları, ph, iletkenlik ölçüm değerlerinin No: 76,

7 Ekoloji Camgöz ve ark. Şekil 21. Doğanbey2 istasyonu numunelerinde radon aktivite konsantrasyonlarının ölçüm değerlerinin Şekil 22. Doğanbey2 istasyonu numunelerinde bor konsantrasyonlarının ölçüm değerlerinin aylık değişimi. lerinde radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca ph, elektrik geçirgenlik değerleri, Na2CO3, Na+, K+, Ca++ + Mg++, Cl-, HCO3-, SO4= ve B (Bor) analiz edilmiştir (Şekil 3 7). Karakoç istasyonu Sularının Analiz Sonuçları: Temmuz 2005-Aralık 2007 tarihleri arasında Karakoç istasyonundan aylık periyotlarla alınan su numunelerinde radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca ph, Elektrik geçirgenlik değerleri, Na2CO3, Na+, K+, Ca++ + Mg++, Cl-, HCO3-, SO4= ve B (Bor) analiz edilmiştir (Şekil 8-12). Doğanbeyl istasyonu Sularının Analiz Sonuçları: Temmuz 2005-Aralık 2007 tarihleri arasında Doğanbey1 istasyonundan aylık periyotlarla alınan su numunelerinde radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca ph, Elektrik geçirgenlik değerleri, Na2CO3, Na+, K+, Ca++ + Mg++, Cl-, HCO3-, SO4= ve B (Bor) analiz edilmiştir (Şekil 13-17). Doğanbey2 istasyonu Sularının Analiz Sonuçları: Temmuz 2005-Aralık 2007 tarihleri arasında Doğanbey 2 istasyonundan aylık periyotlarla alınan su numunelerinde radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca ph, elektrik geçirgenlik değerleri, Na2CO3, N a+, K+, Ca++ + Mg++, Cl-, HCO3-, SO4= ve B (Bor) analiz edilmiştir (Şekil 18-22). Verilerin İstatistiki Analizi istatistik analizi yapılacak elemanlar (ölçülen her bir değişken) birimleri birbirinden farklı olduğundan en fazla değişim gösteren iki elemanın değişim katsayıları dikkate alınmıştır. Cumalı için HCO3- ve K, Karakoç için Radon ve CI-, Doğanbey 1 için K+ ve HCO3- ve Doğanbey 2 için Radon ve K+ değişim katsayıları en yüksek olan eleman ikilisidir. Veri setindeki değişkenlerin dağılımı normal dağılıma uymadığı için Pearson korelasyon katsayı değerlerini hesaplamak uygun değildir. Böyle durumlarda Kendal Tau katsayısı hesaplanarak, değişkenler arasındaki ilişkinin yönü ve miktarı belirlenir. Kendal Tau değerinin pozitif çıkması; iki değişken arasında biri artarken (azalırken) diğerinin de arttığı (azaldığı) doğru orantılı bir ilişkiyi gösterir. Negatif çıkması ise biri azalırken (artıarken) diğerinin arttığı (azaldığı) durumu gösterir. -1 ile + 1 değeri arasında değişen bu katsayı -1 veya +1'e yaklaştıkça kuvvetli bir ilişkiyi temsil eder. ilişki katsayısı anlamlı çıkan değişkenlere bakıldığında en kuvvetli ilişkiye sahip olanlar: Cumalı istasyonu için iletkenlik-toplam anyon (0,702), iletkenlik-toplam katyon (0,694) ve toplam anyon-toplam katyon (0,751), Karakoç istasyonu için toplam anyontoplam katyon (0,745), iletkenlik-toplam anyon (0,689) ve SO4=-HCO3- (0,617), Doğanbey 1 istasyonu için toplam anyon-toplam katyon(0,913), iletkenlik-toplam anyon (0,880) ve iletkenliktoplam katyon (0,847), Doğanbey 2 istasyonu için toplam anyon - Na+ (0,718), toplam anyon-toplam katyon (0,673) ve CI--SO4= (0,591) olarak sıralanabilir. Ayrıca ph ve sıcaklık ile diğer elemanlar arasında ilişki anlamlı çıkmamıştır. TARTIŞM A Bu çalışma öncesinde, Ege Üniversitesi ve Dokuz Eylül Üniversitesi'den araştırıcılarının yürüttüğü proje (Saç ve ark. 2006) kapsamında Doğanbey Fayı üzerinde 0cak-2005 ve Haziran tarihleri arasında 6 ay boyunca, Doğanbey çevresindeki kaplıcalarda, radon gazı ve su sıcaklığı değişimleri ölçülmüştür. Elde edilen verilere göre radon konsantrasyonları Ocak, Şubat ve Haziran aylarında değişim göstermektedir. Kollektör 84 No: 76, 2010

8 Termal Suların Radyoaktivite ve Kimyasal içeriklerinin incelenmesi... Ekoloji yöntemi kullanılarak termal sularda ölçülen radon ölçümlerinin 0,51Bq/L ile 11,01Bq/L arasında değiştiği ve ortalama konsantrasyonun 3,57Bq/L olduğu bulunmuştur. Sulardaki ph ölçümlerinin 5,9 ile 7,3 arasında ve ortalama 6,5 olduğu, iletkenlik ölçümlerinin 1,2 ms cm-1 ile 48,7mS cm-1 arasında değiştiği ve ortalama 27,6 ms cm-1, sıcaklık ölçümlerinin ise 53 C ile 75 C, arasında değiştiği ortalama 61,4 C olduğu gözlenmiştir (Saç ve ark. 2006) Moussa ve Arabi (2003) Mısırda aktif faylar üzerinde radon ölçümleri yapmışlardır. Fay hattına farklı uzaklıklarda ve farklı zamanlarda aldıkları radon ölçümlerini incelediklerinde konsantrasyonların fay yakınında arttığı uzaklaştıkça bir noktaya kadar azaldığını gözlemişlerdir. Farklı zamanlarda fay yakınlarında alınan yeraltı sularında 232pCi/L, 202pCi/L ve 210pCi/L konsantrasyon değerleri ölçmüşlerdir. Çalışılan bölge kapsamında alınan 10 örnekte ise ortalama 11pCi/L bulmuşlardır. Papastefanou'nun yaptığı (2002) çalışmada, toprak gazında ve yeraltı sularında radon ölçümüne yönelik geliştirdiği metotlar yer almaktadır. Toprak gazında ölçümleri Lukas Hücresi ve LR-116 film dedektör yöntemi ile yapmıştır. Yeraltı suları için ise sadece Lucas Hücresini kullanmıştır. Pasif çevresel Radon monitörü geliştirerek 2 günde 3Bq/m3-37Bq/m3 arasında, 8 günde 12 Bq/m3-185 Bq/m3 arasında ve 40 günde de 93Bq/m3-1050Bq/m3 arasında radon ölçmüşlerdir. Yenal ve arkadaşlarının (1975) yapmış olduğu bir çalışmada İzmir-Seferihisar'da, Karakoç Kaplıcasında iletkenlik 6,0x10-3mho, sıcaklık 64 C, ph 6,54 ve radon konsantrasyonu 174pCi/L olarak; yine aynı bölgede açık bir kaynakta iletkenlik 7,7x10-3mho, sıcaklık 58 C, ph 6, 9, ve radon konsantrasyonu 207pCi/L olarak; Doğanbey Kaplıcalarında İletkenlik 0,9x10-2mho, sıcaklık 51 C, ph 7, ve radon konsantrasyonu 124pCi/L olarak; Cumalı Kaplıcalarında İletkenlik 2,35x10-2mho, sıcaklık 58 C, ph 6 ve radon konsantrasyonu 92pCi/L olarak rapor edilmiştir. Jeotermal kaynakların fiziksel ve kimyasal özelliklerinin genelde yöre oluşumlarına bağımlı olarak bunların birbirlerine benzerlik gösterdikleri görülmüştür. Örneklemenin yapıldığı zaman süresince bu termal suların ya doğrudan yerin derinliklerinden gelişi veya yüzeye yakın yörelerde akışa geçişleri nedeniyle sıcaklıkların farklı olduğu belirlenmiştir. Jeotermal kaynaklar fiziksel olarak, bulanıklık ve koku içermeyen, berrak ve tuz tadındadırlar. Jeotermal kaynakların tepkimeleri orta asit-hafif alkali özelliğindedir. Sulama suyu kalitesi yönünden aşırı tuzlu sular sınıfı olan sınıf 6 'ya yerleştirilir ki, bunun tarımsal açıdan herhangi bir sulama suyu olarak kullanımı söz konusu değildir. Jeotermal kaynakların civarında CaCO3 çökeltilerine yoğun olarak rastlanılır. Termal suların etkisiyle çözünme sürecindeki kalsiyumun artışı kalsit çökelmelerine neden olur. Jeotermallerin çevresindeki çökelmelerin yoğunlaşması termal suların bileşimindeki HCO3-, SO4= vb. iyonların azalmasına neden olur. Jeotermal kaynaklar geçtikleri yörelerdeki kayalarda iyon içeriği yönünden kimyasal dengeye ulaşmaya çalışır ve bu suyun sıcaklığı ne kadar fazla ise bu denge konumunda o derece çabuk oluşur (Altınbaş ve Bolca 1995). Araştırma yöresi jeotermal kaynaklarda Na+'un çok yoğun bulunması nedeniyle bu sular çok yüksek derecede sodyumlu sular sınıfına yerleştirilirler. Yapılan analizlerin sonuçlarına göre Karakoç ve Cumalı jeotermallerinde temel tuz alkali klorür olan NaCl'dür. Termal kaynakların içeriğindeki tuzlar bunların çıkış derinlikleriyle ilgilidir ve bu bağlamda 500 m'ye kadar olan jeotermal sularda SO4=, m'de HCO3-, 700 m derinlikten fazla olanlarda ise Cl- iyonu baskındır. Buna göre Na+ iyonunun baskın oluşundan dolayı Cumalı ve Karakoç jeotermallerindeki suların 700 m'den daha derin bölgelerden geldiğini göstermektedir. Jeotermallerin içeriğindeki Cl- niceliği ile Na+/K+ oranının yüksek oluşu, termal kaynakların köken aldığı hazne kaya sıcaklığının yüksek olabileceğini göstermektedir (Şahinci 1991).Bu arada sular yoğun olarak sülfat, bikarbonat, amonyak ve magnezyum içermektedirler. Cl-/SO4= oranı yüksek, ph özelliğine göre ise orta asit-hafif alkalidir. İstatistiki olarak veriler incelendiğinde tüm elementler için ayrı ayrı normallik testi sonucunda; sıcaklık ve ph için normal dağıldığı gözlenirken, diğer elementlerin normal dağılmadığı gözlenmiştir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlardan özellikle radon ve iletkenlik değerlerinin belirgin bir değişim gösterdiği gözlenmiştir. Bunun başlıca sebebi bölgeyi etkisine alan sismik aktivitelerdir. Bu durum Seferihisar termal sularının radon seviyelerinin belirli bir aralıkta kalmaması ve suların karakteristik No: 76,

9 Ekoloji içeriklerinden olmaması onucunu doğurmaktadır. Bu çalışma termal suların periyodik olarak analiz edilmelerinin gerekliliğini savunmaktadır. Suların kimyasal içerikleri de çalışma süresince kararlılık göstermemektedir. Değişim profilleri radondan farklı olsa da seviyelerde iniş çıkışlar gözlenmektedir. Îstatistikî analizler de bunu desteklemektedir. Ölçülen parametreler bölgenin tektonik hareketlerinden belli oranlarda etkilenmektedir. Buradan bölgenin sismik hareketliliğinin termal suların içeriklerinde dikkate alınması gereken ölçüde etkiler oluşturduğu ortaya konmaktadır. Seferihisar bölgesi Jeotermal kaynaklarında saptanan elementlerin normalden çok fazla olması nedeni ile, jeotermal kaynaklar ve bundan etkilenen Karakoç deresi ve yöre topraklarında çökelme, kabuklaşma, rekristalizasyon ve çözelti tepkimeleri oluşmuştur. Bu maddeler silisyum, karbonat ve klorürlerdir. Jeotermal kaynakların yüzeye çıkması ile buhar fazındaki CO2, H2S, CH4, N H 3 vb. gazlar ayrılır ve sonuçta ph yükselmeye başlar. Zeminde sıcaklığın azalması, derişim ve ph'nın artması sıcak sulardaki kalsit, dolomit, klorür, sülfat, silisyum vb. maddelerin çökelmesine neden olur. Bu maddeler doğal ortama girerek yörenin ekosistem içerisindeki dengesini bozmakta ve zaman süreci içerisinde toprak özelliklerini bozarak etkilediği alanları çorak, bitkisiz bir konuma getirmektedir. Jeotermal suların etkisi altında kalan topraklar ve buralarda yoğunlaşan ağır metaller, kimyasal çökelmeler, ayrımlı gazlar vb. kirletici etmenler çevrenin hızla kirlenmesine neden olmaktadırlar. Bitkiler için topraktaki bor elementi niceliği 1 ppm olup bunun üstündeki değerlerde toprakta toksik etki yapmaktadır. Bu bağlamda Jeotermal sularda sıcaklığın etkisiyle çözünür duruma geçen ve normalden kat fazla olan bor elementi niceliği toprakların kullanımını olumsuz yönde etkilemektedir. Araştırma alanındaki Br elementi değerleri Cumalı bölgesi için 8,82-19,45 ppm, Karakoç bölgesi için 6,02-18,36 ppm, Doğanbey 1 bölgesi için 10,95-21,15 ppm ve Doğanbey 2 bölgesi için 7,25-14,58 ppm aralığında dağılım göstermektedir. Cumalı istasyonu termal sularında radon konsantrasyonlarının 2,7-450,5pCi/L(0,1-16,67 Bq/L), Karakoç Îstasyonu termal sularında radon konsantrasyonlarının 7,8-277,3pCi/L (0,29-10,26Bq/L), Doğanbey 1 Îstasyonu termal sularında radon konsantrasyonunun; 8, ,2pCi/L (0,33- Camgöz ve ark. 56,36Bq/L) ve Doğanbey 2 Îstasyonu termal sularında radon konsantrasyonu; 9,1-208 pci/l (0,34-7,7Bq/L) arasında değiştiği gözlendiği halde Yenal ve arkadaşlarının (1975) yaptığı çalışmada Cumalı için 124pCi/L Karakoç için 207pCi/L ortalama değerleri saptanmıştır (1pCi/L= 0,037Bq/L, literatür verilerinde pci/l birimi sıklıkla kullanılmaktadır). Bu değerler, çalışmada yapılan periyodik ölçümlerin veri aralıkları içerisinde yer almaktadır fakat bu bölgedeki termal suların radyoaktivite konsantrasyonları sabit kalmadığından değer aralığı belirtmek daha doğru olacaktır. Suya doymuş %20 gözenekli topraklarda dünya ortalaması değeri olan 40Bq/kg aktivite konsantrasyonunda uranyum içermektedir. Bu topraklar yer altı sularınının radon aktivite konsantrasyonlarının dünya ortalamasının 50Bq/L üzerinde olmasına sebep olmaktadır (Anonimous 2001). Pekçok ülkedeki yüzey ölçümleri göstermiştir ki yüzeyde radon konsantrasyonu 1Bq/L kadardır fakat yer altı sularında bu değer 1-50Bq/L arasında, birikim kayaları içinde Bq/L ve kristalize kayaçlarda da Bq/L arasında değişim göstermektedir (Anonimous 2001). Bölgenin termal sularında yapılan ph ve sıcaklık ölçümleri literatür verileri ile uyumludur bu değerler için de yine değişim aralığı belirtilmesi önerilmektedir. Yunanistan (Papastefanou 2002) ve Mısır'da (Moussa ve Arabi 2003) yapılmış çalışmalarda yer altı sularından elde edilen radon değerleri, bu çalışmada ölçülen değer aralıkları dışına çıkmamıştır. Bu sınır değerlere bakıldığında bor elementi için bora dayanıklı bitkiler için en üst sınır olan 1 ppm'in (Ayers and Westcot 1989) kat üstünde olduğu gözlenmektedir. Bu suların etkisi altında olan topraklarda tarım yapmak olanaksızdır. Bu sularla bulaşık olan toprakların ıslahı ise çok zor ve maliyetli işlemleri gerektirmektedir. Sulama sularının bor derişimine göre sınıflandırılması (Richards 1954) şu şekide yapılmıştır; "çok iyi" sınıfı sularda duyarlı bitkiler için 0,33ppm den az, yan duyarlı bitkiler için 0,67ppm den az, dayanıklı bitkiler için 1ppmden az olmalıdır. "Îyi" sınıfındaki sularda duyarlı bitkiler için 0,33-0,67ppm aralığında, yan duyarlı bitkiler için 0,67-1,33ppm aralığında, dayanıklı bitkiler için 1-2ppm aralığında olmalıdır. "Kullanılabilir" sınıfındaki sularda duyarlı bitkiler için 0,67-1 ppm aralığında, yan duyarlı bitkiler için 1,33-2ppm aralığında, dayanıklı bitkiler için 2-3ppm aralığında olmalıdır. "Şüpheli" sınıfındaki sularda 86 No: 76, 2010

10 Termal Suların Radyoaktivite ve Kimyasal içeriklerinin incelenmesi... Ekoloji duyarlı bitkiler için 1-1,25ppm aralığında, yan Gerek çalışmaya konu olan Seferihisar termal duyarlı bitkiler için 2-2,5ppm aralığında, dayanıklı suları gerekse ülkemizde halkın yaygın olarak bitkiler için 3-3,75ppm aralığında olmalıdır. Bu faydalandığı jeotermal suların fay hatlarından değerlerin üzerindeki sular "uygun olmayan" sınıfına girmektedir. Bu bakımdan incelenen sular analiz edilip rapor edilmesi gerekmektedir. Özellikle kaynaklandığı düşünüldüğünde belirli aralıklarla sulamaya elverişli değildir. radon kanser sebepleri arasında önemli yere sahiptir. Sulama suyu bakımından çalışma alanındaki tüm Ayrıca termal suların bazılarının, özellikle jeotermal sular C4S4 sınıfında çok yüksek tuzlu ve Seferihisar sularının tarım alanlarında bulunması sodyumlu sular sınıfına girmekte ve bu suların seracılıkta ısıtma amaçlı olarak kullanılması, herhangi bir içme ve tarımsal amaçlı sulamada içeriklerinin bilinmesini önemli hale getirmektedir. kullanım imkânı bulunmamaktadır. KAYNAKLAR Altınbaş Ü, Bolca M (1995) İçmeler (Seferihisar-İzmir) Jeotermal Kaynakların Çevre Kirliliğine Olan Etkileri Üzerine Araştırmalar. In: Türkiye Toprak İlmi Derneği İlhan Akalan Toprak ve Çevre Sempozyumu Bildirileri Kitabı, II, Eylül 1995, Ankara, Ayers RS, Westcott DW (1989) Water quality for agriculture. FAO Irrigation and Drain Paper No:29, Rome. Anonymous (2001) Commission Recommendation of 20 December 2001 on the protection of the public against exposure to radon in drinking water supplies. Commission of the European Communities (CEC). CEC Publication /4580/01/928/EURATOM. Aslan Z (1995) Termal Hizmetlerin Oluşturulmasında Termal Suyun Standartlarının Belirlenmesi. Ekoloji 14, Ereeş SF, Erata GY (1993) Doğal Gaz, Çevre ve Radon. Ekoloji 13, Kumbur H, Zeren O (1997) İçel de Evlerde Radon Düzeylerinin Araştırılması. Ekoloji 25, Kumru MN (1992) Determination of Radium-226 in Environmental Samples by the Collector Chamber Method. Applied Radiation and Isotopes 43, 8, Merck E (1973) Die Untersuchung Von Wasser, Darmstadt. Moussa M M And Arabi A G M (2003) Soil Radon Survey For Tracing Active Fault: A Case Study Along Qena-Safaga Road, Eastern Desert Egypt. Radiation Measurements 37, Papastefanou C (2002) An Overview of Instrumentantion for Measuring Radon in Soil Gas and Groundwaters. Journal of Environmental Radioactivity 63, Richards (1954) Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils. US Salinity Lab. Staff Goverment Print Office, Washington. Saç M M, Kumru M N, Şalk M, Karali T, Camgöz B, Sözbilir H (2006) İzmir Bölgesinde Olası Depremlerin, Toprak Gazı Radon Hareketi İle İzlenmesi ve Sismik Parametrelerle Olan İlişkilerinin İncelenmesi, (Proje No: 2004 NBE 002). Ege Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi, İzmir. Şahinci A (1986) Yer Altı Suları Jeokimyası. Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Yayınları, İzmir. Şahinci A (1991) Jeotermal Sistemler ve Jeokimyasal Özellikleri. Reform Matbaası, İzmir. Yenal U, Usman N, Kanan E (1975) Türkiye Maden Suları. İstanbul Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Hidroklimatoloji Kürsüsü, İstanbul. Wichmann HE, Heinrich J, Gerken M, Kreuzer M, Wellmann J, Keller G, Kreienbrock L (2002) Domestic radon and lung cancer-current status including new evidence from Germany International Congress Series 1225, No: 76,