LOGO Doç. Dr. Esin SUZER Prof. Dr. Aynur KONTAŞ Dokuz Eylül Üniversitesi Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Enstitüsü Deniz Kimyası Bölümü
Deniz Kirliliği İnsan kaynaklı ya da doğal etkiler sonucu ortaya çıkan, deniz suyunun fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini değiştirerek kullanımını kısıtlayan veya engelleyen ve ekolojik dengeleri bozan kalite değişimleri olarak tanımlanabilir.
Deniz Kirliliği Evsel kirlilik Ağır metal kirliği Pestisit kirliği Petrol kirliliği Radyoaktivite kirliliği
Deniz Kirliliği Ağır metal, metalik özellikler gösteren elementlerden oluşan, açık ve tam bir tanımlaması yapılmamış olan grupta bulunan elementlere verilen addır. Bazıları yoğunluk, bazıları atomik sayı ya da atomik ağırlık, bazıları da kimyasal özellikler ya da toksisite üzerine dayanan birçok tanımlama önerilmiştir. Hacimleri 5 g/cm 3 den büyük olan elementler Ağır Metaller olarak tanımlanırlar.
Ağır Metal Kirliliği
Su ve sediment ortamında ağır metaller Sucul ortamlarda ağır metaller kolloidal, partikül (hidroksitler, oksitler, silikatlar, sülfürler veya kil, silis ve organik maddeler üzerine absorplanmış) ve az da olsa çözünmüş formlarda bulunurlar. Sediment, ağır metaller için önemli bir birikim yeridir ve sucul ortamlarda metal kirliliğinin izlenmesinde ve kirliliğin seviyesinin belirlenmesinde kullanılır. Birikim düzeyi sedimentin karakteristiğine, içerdiği organik madde miktarına, tane büyüklüğüne, katyon değiştirme kapasitesine ve mineral içeriğine göre değişim göstermektedir. Sediment tabakasında biriken kirleticiler üzerindeki su kolonu ile devamlı etkileşim halindedir.
Sucul organizmalarda ağır metaller Bazı ağır metaller (Cu, Zn, Fe vb.) organizmalar için esansiyeldir ve organizma için gerekli elementlerdir. Organizma sağlığı için gerekli çinko, bakır gibi birçok metal vardır fakat bu metallerin vücutta fazla olması bir takım zararlara neden olabilmektedir. Bu şekilde eksikliğinde olumsuz etkilerinin yansıra fazla alındıklarında bazı toksik (zehirli) özellikleri bulunmaktadır. Sucul canlılar ortamda bulunan metalleri 3 farklı yoldan alırlar. 1. Solunum yoluyla solungaçlarla 2. Deriden absorbsiyon veya adsorbsiyonla, 3. Sindirim sistemi yoluyla besinlerle alınır.
Sucul organizmalarda ağır metaller Değişik yollardan canlı bünyesine alınan metaller her organ ve dokuda farklı düzeyde; karaciğer, böbrek ve dalak gibi metal metabolizması ve detoksifikasyonu ile ilgili organlarda ise yüksek düzeylerde birikmektedir. Ağır metaller, hücre içine alınması, tutulması (biyoakümülasyon) ve canlıdaki derişimi giderek artmasıyla besin zincirinde bir trofik seviyeden diğerine transfer olur ve üst seviyedeki organizmada konsantasyonu artar (biyomagnifikasyon).
Yöntem Yüzey sediment örnekleri Van Veen Grab ile toplanmış ve analize kadar derin dondurucuda saklanmıştır. Laboratuarda freeze-dryer da dondurularak kurutulmuş ve elenmiş (63 µm) yaklaşık 0.10-0.20 gr sediment örnekleri kapalı sistem mikrodalgada uygun asit karışımında çözünürleştirme işlemi yapılmıştır. Toplanan balık ve midye örnekleri analizleri için freeze dryer da dondurularak kurutulmuş ve homojenize edilmiştir. Kuru doku örneklerinden yaklaşık 0.50 g örnek uygun asit karışımında kapalı sistem mikrodalgada çözünürleştirme işlemi yapılmıştır. Ağır metal ölçümleri Varian SpectrAA 300 Plus Atomik Absorbsiyon Spektrometre (AAS) de yapılmıştır.
Yöntem Sediment kirliliği ve kalite kriterlerini Belirleyen Metotlar: 1. Zenginleşme Faktörü (EF): Sedimentteki metalin litojenik veya antropojenik etkilerini belirlemek amacıyla kullanılmaktadır: EF=(Me/Al)örnek / (Me/Al)kabuk 0.5 EF 1.5: metal (litojenik) kabuksal kaynaklı EF > 1.5 metal antropojenik kaynaklıdır. 2. Sediment Kalite Belirleme Yöntemleri (SQGs): Sucul ekosistemdeki sedimentteki kirletici konsantrasyonlarının, kabul edilebilir limitlerini belirlemek için kullanılan kalite kriterleridir. EPA nın SQGs e göre sediment; kirli olmayan, kısmen kirli ve aşırı kirli olarak sınıflandırılmıştır (Long ve diğ. 1995). Eşik etki seviyesi (TEL) ve Olası etki seviyesi (PEL) değerleri ile karşılaştırılmıştır. Organizmadaki metal kirliliğinin sağlık riski bakımından değerlendirilmesi: Balık ve midye türlerinin kas dokularında saptanan ağır metal seviyeleri, uluslararası alanda kabul edilen haftalık tüketim miktarı (PTWI) ile karşılaştırılmış ve tüketimlerine bağlı olarak sağlık riskleri araştırılmıştır.
Bulgular Bölge Hg Cd Pb Cr Cu Zn Ni İzmir Körfezi (a) (2013) Dış körfez 0.14-2.8 0.12-0.18 2.9-16.5 79-184 13.4-32.4 48-112 35.3-115 Orta ve iç körfez 0.20-0.67 0.16-0.29 8.3-52.5 158-170 31.9-67.2 118-255 69.4-107 Homa Dalyanı (b) (2005-2006) 0.22-0.48 0.06-0.19 2.43-17 84-129 10-26 46-92 58-108 TEL 0.13 0.68 30.2 52.3 18.7 124 15.9 PEL 0.70 4.2 112.2 160.4 108.2 271 42.8 SOQ kirli değil - - <40 <25 <25 <90 <20 orta kirli - - 40-60 25-75 25-50 90-200 20-50 Ağır kirli - >6 >60 >75 >50 >200 >50 Zenginleşme Faktörü Hg/Al Cd/Al Pb/Al Cr/Al Cu/Al Zn/Al Ni/Al İzmir Körfezi Dış körfez 0.56-1.38 0.65-1.12 0.25-1.31 1.94-3.25 0.51-1.15 0.93-3.23 0.90-2.69 Orta ve iç körfez 0.75-2.29 0.55-1.57 0.62-4.17 1.32-2.97 0.77-2.37 1.13-4.27 1.01-2.34 Homa Dalyanı 3.11 1.24 1.90 4.03 1.52 2.76 4.64 (a) Gülşen 2014; (b) Uluturhan vd, 2011
Bulgular Organizma Hg Cd Pb Cr Cu Zn M. galloprovincialis (Kara midye 1 ) 0.10-0.15 0.22-0.51 0.81-2.47 0.10-6.21 2.09-5.63 79.8-232 T. decussatus (Akivades 1 ) 0.07-0.13 0.10-0.33 0.80-1.35 0.50-13.4 4.80-9.57 52.9-82.2 M. barbatus - - - (Barbun 2 ) 0.1-1.8 0.53-6.27 7.50-17.0 S. pilchardus - - - (Sardalya 2 ) 0.07-0.10 4.63-6.37 15.9-22.1 M. merlangus - - - (Bakalyaro 2 ) 0.10-0.33 0.97-1.8 5.80-13.4 D. annularis - - - (Isparoz 2 ) 0.33-1.87 1.63-2.07 8.73-49.7 P. erythrinus (Kırma mercan 3 - ) 0.33-2.40 0.10-0.67 0.10-3.93 0.46-1.02 8.53-13.8 PTWI* 1.94 (a) 2.24 (a) 9.72 (a) 13.61 (b) 13.61 (a) 2722 (a) PTWI (Tolere edilebilir haftalık alım miktarı) (a): Jovic et. al (2012); (b): ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry), (2013). 1:Bilgin (2015); 2: Kontaş (2006; 2008); 3: Uluturhan (2004)
Öneri İzmir Körfezi ve Homa Dalyanı gibi ekolojik ve ekonomik değeri sahip sucul ekosistemlerde kirlilik boyutları araştırılmalı ve insana kadar ulaşabilecek etkileri konusunda bilgi sahibi olunmalıdır.
LOGO DENİZLERDE AĞIR METAL KİRLİLİĞİ: İZMİR KÖRFEZİ VE HOMA DALYANI ÖRNEĞİ Doç. Dr. Esin SUZER Prof. Dr. Aynur KONTAŞ Dokuz Eylül Üniversitesi Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Enstitüsü Deniz Kimyası Bölümü