Termal Sularýn Radyoaktivite ve Kimyasal Ýçeriklerinin Ýncelenmesi; Ýzmir, Seferihisar Bölgesi Örneði

Ekoloji 19, 76, 78-87 (2010) doi: 10.5053/ekoloji.2010.769 Termal Sularýn Radyoaktivite ve Kimyasal Ýçeriklerinin Ýncelenmesi; Ýzmir, Seferihisar Bölgesi Örneði Berkay CAMGÖZ 1*, Müslim Murat SAÇ 1, Mustafa BOLCA 2, Fulsen ÖZEN 2, Özlem Ege ORUÇ 3, Neslihan DEMÝREL 3 1 Ege Üniversitesi, Nükleer Bilimler Enstitüsü, Bornova, Ýzmir-TÜRKÝYE 2 Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Toprak Bölümü, Bornova, Ýzmir-TÜRKÝYE 3 Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Ýstatistik Bölümü, Buca, Ýzmir-TÜRKÝYE *Corresponding author: berkay.camgoz@ege.edu.tr Özet Jeotermal alanlardan çýkan suyun çevredeki çay, dere, ýrmak vb. akarsulara akmasý ve bu su kaynaklarýndan da tarým arazilerinin sulanmasý sonucunda tarým alanlarý termal suyun zararlarýndan baþta bor elementi olmak üzere olumsuz yönde etkilenmektedir. Bu çalýþmada, Seferihisar Doðanbey fay hattýnda yer alan termal sular çalýþma alanlarý olarak seçilmiþtir. Temmuz 2005-Aralýk 2007 tarihleri arasýnda aylýk periyotlarla, belirlenen istasyonlardan su numuneleri alýnmýþtýr. Sularda radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanýlarak yapýlmýþtýr. Ayrýca ilave olarak sularda kimyasal olarak ph, Elektrik geçirgenlik deðerleri, Na 2 CO 3, Na +, K +, Ca ++ + Mg ++, Cl -, HCO 3-, SO 4 = ve B (Bor) analiz edilmiþtir. Cumalý istasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonlarýnýn 0,1-16,67Bq/L, Karakoç Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonlarýnýn 0,29-10,26Bq/L, Doðanbey 1 Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonunun; 0,33-56,36Bq/L ve Doðanbey 2 Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonu; 0,34-7,7Bq/L arasýnda deðiþtiði gözlenmiþtir. Özellikle radon deðerlerinin çalýþma boyunca deðiþkenlik göstermesi periyodik radon ölçümlerinin gerekliliðini ortaya koymuþtur. Anahtar Kelimeler: Bor, kimyasal içerik, radon, termal su. Investigation of Radioactive and Chemical Contents of Thermal Waters; Izmir Seferihisar Region Representative Abstract Agricultural terrains which are spontaneously irrigated by geothermal waters are affected by harmful contents of those waters especially boron. In the present study, Seferihisar-Doðanbey 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), Na 2 CO 3, Na +, K +, Ca ++ +Mg ++, Cl -, HCO 3-, SO 4 = and B (Boron) have performed for those water samples. It is observed that radon changes for Cumalý Station in interval of 0.1Bq/L-16.67Bq/L, for Karakoç Station in interval of 0.29Bq/L-10.26Bq/L, for Doðanbey1 Station in interval of 0.33Bq/L -56.36Bq/L, for Doðanbey 2 Station in interval of 0.34Bq/L-7.7Bq/L. Unstable variations of radon values provide requirement of periodical radon measurements along the study. Keywords: Boron, chemical content, radon, thermal water. Camgöz B, Saç MM, Bolca M, Özden F, Oruç ÖE, Demirel N (2010) Termal Sularýn Radyoaktivite ve Kimyasal Ýçeriklerinin Ýncelenmesi; Ýzmir, Seferihisar Bölgesi Örneði. Ekoloji 19, 76, 78-87. (doi: 10.5053/ekoloji.2010.769) GÝRÝÞ Jeotermal kaynaklar arazi topografyasýna baðýmlý olarak, drenaj aðlarýyla arazide yüksek alanlardan çukur alanlara doðru akarak oralarda alkalilik, tuzluluk, sertlik vb. kimyasal; koku, renk, tat, görünüþ vb. fiziksel özellikleri deðiþimi yanýnda, askýda bulunan organik ve inorganik maddelerde zamanla çökelerek birikim ve dip çamuru oluþumlarýyla su ve toprak kirliliðine neden olmaktadýrlar. Doðal ortama deþarj olan bu maddeler zamanla çevredeki ekosistemin dengesini bozarlar. Termal sular yeryüzünün derinliklerinden çýkýp yüzeye ulaþmaktadýr. Yüzeye çýkan su, yeraltý kayaçlarýna ve topraklara temas ederek farklý elementleri de beraberinde taþýr. Halkýn yaygýn olarak kullandýðý ve tarým alanlarý içerisinde kaynaklanan bu sularýn kimyasal ve radyoaktivite içeriklerinin bilinmesi önemlidir. Geliþ: 24.07.2009 / Kabul: 06.01.2010 78 No: 76, 2010

Termal Sularýn Radyoaktivite ve Kimyasal Ýçeriklerinin Ýncelenmesi... Ekoloji Termal yeraltý sularý ülkelerin deðerli doðal kaynaklarýndan biridir. Isýtma ve turizm amaçlý olarak deðerlendirilmeleri yaygýn olmakla birlikte seracýlýkta ve kurak mevsimlerde tarýmsal sulamaya pek uygun olmasalar da bitki sulamada kullanýlýrlar. Bu sularýn içerikleri geçtikleri bölgelerin jeolojik yapýsý tarafýndan belirlenmektedir. Ýçerik bakýmýndan doðal olan çalýþma alanýndaki termal sularda kimyasal içerik tarým ya da su kalitesi açýsýndan önemlidir. Fakat sudaki radon içeriði insan saðlýðýný da yakýndan ilgilendirmektedir. Bu sular üzerine kurulmuþ kaplýcalardan ya da sularýn doðal oluþum bölgelerinden faydalanan halk belli bir düzeyde radona maruz kalýr. Radyoaktif bir gaz olan radon solunumla vücuda alýndýðýnda iç ýþýnlama oluþturmaktadýr. Dünyadaki akciðer kanserlerinin sebepleri arasýnda radon önemli bir yer tutmaktadýr. (Wichmann et al. 2002) Yeraltý sularý geçtikleri kayalardaki radyoaktif maddeleri çözündürerek radyoaktif özellik kazanýr. Yeraltý sularýnda rastlanan belli baþlý radyoaktif elementler K 40 Rb 87 Th 235 U 235 ve U 238 dir. Ayrýca U 238 in bozulmasý sonucunda ortaya çýkan Ra 226, Rn 222 (radon) yer altý sularýnda bulunmaktadýr. Radon anomalileri toprak gazýnýn fay kýrýklarý boyunca çýkýþý ile iliþkilidir (Ereeþ 1994, Aslan 1995, Kumbur and Zeren 1997). Radon (Rn), yerkürede en az rastlanan elementlerden biridir. Kimyasal yönden inert olmasýna karþýn radyoaktif özelliði nedeniyle önemlidir. Atom numarasý 88, kütle numarasý 210'dan 230'a ve yarý ömrü 10-3 saniyeden 1620 yýla kadar deðiþmektedir. (Þahinci 1986). Jeotermal sular geçtikleri yörelerdeki kireç taþlarýný çözerek Ca(HCO 3 ) 2 þeklinde litosfer yüzeyine taþýmýþlar ve atmosfer sýcaklýðý sonucu buralarda çökelerek traverten oluþumlarýna neden olmuþlardýr. Suda çözünebilir toplam tuz içeriðinin çok fazla olmasý, derinliklerden gelen sýcak sularýn NaCl içermesi ve bu sularýn yüzeyde buharlaþmasý ve soðumasý sonucu tuzlarýn yeniden kristalize olarak yoðunlaþmasýndan kaynaklanýrken, arazi yüzeyinde tuz-kalker kabuðu oluþumuna neden olmuþtur (Altýnbaþ ve Bolca 1995). Jeotermal kaynaklar çok iyi çözücülüðü nedeni ile kaynaklandýðý arazinin bileþimine baðlý olarak içeriðinde çözünebilir tuzlarý ve aðýr metalleri yoðun olarak bulundururlar. Bunlar çevredeki akarsu, yer altý su kaynaklarý ve topraklarý zamanla kirleterek onlarýn kullanýlamaz hale gelmelerine neden olurlar. Jeotermal kaynaklarýn iyi bir çözgen olmasý sonucu içeriðinde ayrýmlý oranlarda çözünebilir tuzlar ve aðýr metaller yoðunlaþýr. Kirlenen sularda canlý yaþamý için çok önemi olan fotosentez ve solunum iþlevleri bozulur ve sonuçta topraklarýn dinamizmini saðlayan iyon dengeleri altüst olur (Altýnbaþ ve Bolca 1995) Jeotermal sular çevredeki hayvan, bitki ve tarýmsal atýklarýn organik maddelerince yoðunlaþýr. Askýda bulunan bu organik maddeler zamanla alýcý ortamlara doðru, doðrudan veya dolaylý yollardan taþýnarak oralarda birikimlere ve dip çamuru oluþumlarýna neden olurlar. Dip çamuru oluþumlarýnda metan gazý ve toksik maddelerin artýþý söz konusudur (Altýnbaþ ve Bolca 1995). Karakoç kaplýca sularý, çamur ve açýk kaynak sularý, Doðanbey sularý, Cumalý ýlýcasý, Cumalý Gelinboðan ve Ahmetçi kaplýcalarýn sularýnýn sýcaklýklarý birbirine yakýndýr. Tuzluluk dereceleri ise bazý farklýlýklar göstermektedir. Karakoç kaplýcasý civarýndaki kaynaklarda 5g/L sodyum klorür bulunmaktadýr. (Yenal ve ark. 1975). Seferihisar'ýn Doðanbey kaynak sularý 6,5g/L tuz ihtiva etmektedir. Ýzmir, Seferihisar, Cumalý ýlýcasý ve o çevrede bulunan Gelinboðan ve Ahmetçi kaplýcalarý da aþaðý yukarý ayný özellikleri taþýmakta olup sodyum klorür miktarý 18g/Ldir. Sýcaklýklar ise 60ºC ile 70ºC arasýndadýr. (Yenal ve ark. 1975). Çalýþma alaný topraklarý kumlu týn niteliðindedir. ph'ý nötr-orta alkali, kireç içeriðince tüm pedonlar çok kireçli ile çok kireçli marn, suda çözünebilir toplam tuz içeriði bakýmýndan %0,85-%3,00 arasýnda ve çok yüksek tuzlu topraklar olarak tanýmlanýrlar. Tüm horizonlarda bir tuz birikimi söz konusudur (Altýnbaþ ve Bolca 1995). Ortamdaki tuz ve Na + iyonu baþatlýðý mikrobiyal aktiviteyi yavaþlatýp, redüksiyon ortamý oluþturduðundan organik madde ayrýþmasý yavaþlamýþ ve sonuçta toprak yüzeyi ve derinliklerde organik madde birikimi yoðunlaþmýþtýr. Seferihisar sýcak su kaynaklarý (Seferihisar- Cumaovasý) Ýzmir ve Urla üzerinden güneye uzanan paralel faylarýn arasýndaki jeolojik oluþumlardadýr (Yenal ve ark. 1975). Karakoç sularý, konglomera, gre, kill-marn ve volkan tüflerini bir arada bulunduðu bir yükseltide birkaç yerden çýkmaktadýr (Yenal ve ark. 1975). Cumalý ve Doðanbey maden sularýnýn batýsýndaki kretase filiþlerinin (killi, þist, gre, kristalen kalker, kongeromera) bulunduðu yükseltinin doðu yamaçlarýnda neojenlerin üzerindeki alüvyonlarýn bulunduðu sahadadýr. Riyolitler arasýndan gelen sular birbirine yakýn birçok No: 76, 2010 79

Ekoloji Camgöz ve ark. kaynaktan çýkmaktadýr. Cumalý ýlýcalarý ile Doðanbey eski deðirmen kaynaklarý civarýnda, jeolojik etüdlerde yapýlan sondaj ile 500m de ve farklý derinlikte kýzgýn buharlara çok sýcak sulara rastlanmýþtýr (Yenal ve ark. 1975). MATERYAL METOT Seferihisar bölgesi jeotermal sularý kimyasal içerik ve radon aktivite konsantrasyonlarý yönünden incelenmiþtir. Temmuz 2005 ile Aralýk 2007 tarihleri arasýnda Seferihisar'da dört istasyondan aylýk olarak su numuneleri alýnmýþtýr. Arazi çalýþmalarý Seferihisar-Doðanbey (Þekil 1) fay zonu boyunca, termal sularýn gözlendiði yerlerde gerçekleþtirilmiþtir. Çalýþma boyunca Seferihisar'da, Cumalý (38º07" 23'N; 26º54"36'E), Karakoç kaplýcalarý (38º05"43'N; 26º55"02'E) ve Doðanbey'deki (38º05"94'N; 26º54" 38'E) termal sular civarýnda aylýk periyotlarla termal su örnekleri alýnmýþtýr Su örneklerinde radon ölçümleri Ege Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü'nde, kimyasal analizler Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü'nde yapýlmýþtýr. Termal Sularda Radon Ölçümleri Termal su istasyonlarýnda örnekleme iþlemi suyun çýktýðý ana kaynaktan 100ml þiþelere alýnarak yapýlmýþtýr. Þiþedeki su köpürtülerek, radon gazý ve ürünleri içinde bakýr disk bulunan kollektör odasýna aktarýlmýþtýr. Aktarma iþlemi sonucunda Þekil 2 de görüldüðü gibi, kollektör odasýna 600 voltluk bir potansiyel uygulanmýþtýr. Kollektör odasýnda radon ve ürünleri arasýnda dengenin oluþmasý için 4 saat kadar bekletilme süresi uygulanmýþtýr. Bu süre sonunda bakýr disk üzerine biriken radon ve ürünleri, ZnS (Ag) sintilasyon alfa dedektöründe sayýlmýþtýr. Sistemin verim deðeri (Kumru 1992) kullanýlarak sonuçlar Bq/L olarak verilmiþtir. Termal Sularda Kimyasal Ölçümler Su örneklerinde buharlaþma kalýntýsý hesap yoluyla (Richards 1954) bulunmuþtur. Araþtýrmada alýnan su örneklerinde ph ölçümü cam elektrotlu Beckman ph-metresi kullanýlarak yapýlmýþtýr (Merck 1973). Sulardaki elektriksel geçirgenliðin saptanmasýnda direkt gösteren köprü cihazý (Solu Bridge) kullanýlmýþ ve geçirgenlik deðeri mho/cm (ECx10 3 ) olarak belirlenmiþtir (Richards 1954). Örneklerdeki suda çözünmüþ Na + ve K +, miktarlarýnýn belirlenmesinde Na için 590 μm, K için ise 770 μm dalga boyunda ayarlý alev spektrofotometresi (flamefotometre) kullanýlmýþtýr. Ca ++ + Mg ++ analizinde örnekler Eriocrom Black T. Ýndikatörü kullanýlarak renklendirilmiþ, EDTA 80 Þekil 1. Çalýþma alanýnýn uydu görüntüsü. Þekil 2. Radon ölçümlerinde kullanýlan kollektör metodu þemasý. (Etilen Diamin Tetra Asetikasit) çözeltisi ile titrasyonu yapýlmýþtýr. Cl - analizinde ise su örnekleri potasyum kromat (K 2 CrO 4 ) çözeltisi ile renklendirilerek, gümüþ nitrat (AgNO 3 ) çözeltisiyle titrasyonu yapýlmýþtýr (Richards 1954). Su örneklerindeki CO = 3 ve HCO 3- iyonlarýnýn belirlenmesinde metil oranj ve fenol fitaleyn indikatörleri kullanýlarak hidroklorik asit (HCl) çözeltisiyle titrasyonu yapýlmýþtýr. SO 4= iyonlarýnýn belirlenmesinde gravimetrik yöntem kullanýlmýþtýr. Su örnekleri metil oranj indikatörü ile renklendirilmiþ, ýsýtýlarak belli bir hacme düþmesi saðlanarak üzerine BaCl 2 çözeltisi ilave edilmiþtir. Elde edilen çözelti filtre kaðýdýndan süzülmüþ ve içersindeki tuzlarýn uzaklaþtýrýlmasý için kaynatýlmýþ saf su ile yýkanmýþtýr. Yýkanmanýn kontrolü süzüklerde AgNO 3 çözeltisi ile yapýlmýþtýr. Filtre kaðýtlarý önceden darasý alýnmýþ porselen krozeler yerleþtirilerek, kül fýrýnýnda yakýlmýþ ve tekrar tartýmý yapýlmýþtýr (Merck 1973). Su örneklerinde Bor elementinin saptanmasýnda Azomethin-T yöntemi kullanýlmýþtýr. Su örnekleri içerisine amonyum asetat (NH 4 OC), Na-EDTA ve glasiyel asetik asitten oluþan tampon çözelti ve Azomethin- T çözeltisi ilave edilerek 420 nm de kolorimetre de No: 76, 2010

Termal Sularýn Radyoaktivite ve Kimyasal Ýçeriklerinin Ýncelenmesi... Ekoloji okumasý yapýlmýþtýr. Ýstasyonlardan alýnan su örneklerinde ve yerinde yapýlan ölçüm sonuçlarý tablo ve grafik halinde verilmiþtir BULGULAR Termal Sularda Radon Ölçüm Sonuçlarý Cumalý Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonlarýnýn 0,1-16,6Bq/L, Karakoç Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonlarýnýn 0,3-10,2Bq/L, Doðanbey 1 Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonunun; 0,3-56,3Bq/L ve Doðanbey 2 Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonu; 0,3-7,7Bq/L, arasýnda deðiþtiði gözlenmiþtir. Araþtýrma Alanýndaki Jeotermal Sularýn Kimyasal Özellikleri Araþtýrma alanýnda yer alan jeotermal kaynaklarýn fiziksel ve kimyasal özellikleri, yöre oluþumlarýna baðýmlý olarak birbirlerine benzerlik göstermektedirler. Örneklemenin yapýldýðý zaman süresince; termal sularýn ya doðrudan yerin derinliklerinden geliþi veya yüzeye yakýn yörelerde akýþa geçiþleri nedeniyle sýcaklýklarýn farklý olduðu belirlenmiþtir. Cumalý Ýstasyonu termal sularýnda ph deðerinin 5,2-6,6 arasýnda, Elektrik Geçirgenliðinin 2050-2800 μmho/cm arasýnda, Cl - deðerinin 126,7-236,7me/L arasýnda, SO = 4 deðerinin 16,3-60,4me/L arasýnda, - sýcaklýk deðerinin 55-73ºC arasýnda, HCO 3 deðerinin 5,4-35,4me/L arasýnda, toplam anyon ve toplam katyon deðerinin 210,1-286,44me/L arasýnda, Ca + Mg deðerinin 14,32-23,62me/L arasýnda, K + deðerinin 3,81-88,38me/L arasýnda, Na + deðerinin 103,4-221,3me/L arasýnda, Ca ++ deðerinin 14,3-23,6me/L arasýnda, deðiþtiði gözlenmiþtir (Þekil 3-7). Karakoç Ýstasyonu termal sularýnda ph deðerinin 6,0-7,3 arasýnda, Elektrik Geçirgenliðinin 530-2900μmho/cm arasýnda, Cl - deðerinin 18,9-235,9me/L arasýnda, SO = 4 deðerinin 13,5-25,8me/L arasýnda, sýcaklýk deðerinin 45-71ºC arasýnda, - HCO 3 deðerinin 9,8-33,4me/L arasýnda, toplam anyon ve toplam katyon deðerinin 58,7-281,2me/L arasýnda, Ca + Mg deðerinin 7,5-53 me/l arasýnda, K + deðerinin 2,4-16,5 me/l arasýnda, Na + deðerinin 45-211,6me/L arasýnda, Ca ++ deðerinin 1,5-22,1me/L arasýnda deðiþtiði gözlenmiþtir (Þekil 8-12). Doðanbey 1 istasyonu termal sularýnda ph deðerinin 5,6-7,1 arasýnda, Elektrik Geçirgenliðinin 700-3000 μmho/cm arasýnda, Cl - deðerinin Þekil 3. Cumalý istasyonu numunelerinde Cl -, K +, Na + iyon ölçüm deðerlerinin Þekil 4. Cumalý istasyonu numunelerinde SO 4 =, HCO3- ve Ca+Mg iyon ölçüm deðerlerinin Þekil 5. Cumalý istasyonu numunelerinde su sýcaklýklarý, ph, iletkenlik ölçüm deðerlerinin Þekil 6. Cumalý istasyonu numunelerinde radon aktivite konsantrasyonlarýnýn ölçüm deðerlerinin No: 76, 2010 81

Ekoloji Camgöz ve ark. Þekil 7. Cumalý istasyonu numunelerinde bor konsantrasyonlarýnýn ölçüm deðerlerinin aylýk deðiþimi. Þekil 11. Karakoç istasyonu numunelerinde radon aktivite konsantrasyonlarýnýn ölçüm deðerlerinin Þekil 8. Karakoç istasyonu numunelerinde Cl -, K +, Na + iyon ölçüm deðerlerinin Þekil 9. Karakoç istasyonu numunelerinde SO 4 =, HCO 3- ve Ca+Mg iyon ölçüm deðerlerinin Þekil 10. Karakoç istasyonu numunelerinde su sýcaklýklarý, ph, iletkenlik ölçüm deðerlerinin 82 Þekil 12. Karakoç istasyonu numunelerinde bor konsantrasyonlarýnýn ölçüm deðerlerinin aylýk deðiþimi. 22,2-294,3me/L arasýnda, SO 4= deðerinin 3,8-38,7me/L arasýnda, sýcaklýk deðerinin 42-70ºC - arasýnda, HCO 3 deðerinin 4,8-26me/L arasýnda, toplam anyon ve toplam katyon deðerinin 76,0-307,2 arasýnda, Ca+Mg deðerinin 2,6-36,8me/L arasýnda, K + deðerinin 2,8-36,8 me/l arasýnda, Na + deðerinin 62,8-261me/L arasýnda, Ca ++ deðerinin 1,1-27 me/l arasýnda, deðiþtiði gözlenmiþtir (Þekil 13-17). Doðanbey 2 Ýstasyonu termal sularýnda ph deðerinin 5,96-7,38 arasýnda, Elektrik Geçirgenliðinin 850-2500 μmho/cm arasýnda, Cl - deðerinin 47,2-225,4me/L arasýnda, SO = 4 deðerinin 15,6-40,9me/L arasýnda, sýcaklýk deðerinin 45-75ºC arasýnda, - HCO 3 deðerinin 5,4-25,9me/L arasýnda, toplam anyon ve Toplam katyon deðerinin 107-258, 212-41,4me/L arasýnda, Ca+Mg deðerinin 12-41,4me/L arasýnda, K + deðerinin 3,5-53,5 me/l arasýnda, Na + deðerinin 47-209me/L arasýnda, Ca ++ deðerinin 3,3-17,3 me/l arasýnda deðiþtiði gözlenmiþtir (Þekil 18-22). Cumalý Ýstasyonu Sularýnýn Analiz Sonuçlarý: Temmuz 2005-Aralýk 2007 tarihleri arasýnda Cumalý istasyonundan aylýk periyotlarla alýnan su numune- No: 76, 2010

Termal Sularýn Radyoaktivite ve Kimyasal Ýçeriklerinin Ýncelenmesi... Ekoloji Þekil 13. Doðanbey1 istasyonu numunelerinde Cl -, K +, Na + iyon ölçüm deðerlerinin Þekil 17. Doðanbey1 Ýstasyonu numunelerinde bor konsantrasyonlarýnýn ölçüm deðerlerinin aylýk deðiþimi. Þekil 14. Doðanbey1 istasyonu numunelerinde SO 4 =, HCO 3- ve Ca+Mg iyon ölçüm deðerlerinin Þekil 18. Doðanbey2 istasyonu numunelerinde Cl -, K +, Na + iyon ölçüm deðerlerinin Þekil 15. Doðanbey1 Ýstasyonu numunelerinde su sýcaklýklarý, ph, iletkenlik ölçüm deðerlerinin Þekil 19. Doðanbey2 istasyonu numunelerinde SO 4 =, HCO 3- ve Ca+Mg iyon ölçüm deðerlerinin Þekil 16. Doðanbey1 istasyonu numunelerinde radon aktivite konsantrasyonlarýnýn ölçüm deðerlerinin Þekil 20. Doðanbey2 istasyonu numunelerinde su sýcaklýklarý, ph, iletkenlik ölçüm deðerlerinin No: 76, 2010 83

Ekoloji Camgöz ve ark. Þekil 21. Doðanbey2 istasyonu numunelerinde radon aktivite konsantrasyonlarýnýn ölçüm deðerlerinin Þekil 22. Doðanbey2 istasyonu numunelerinde bor konsantrasyonlarýnýn ölçüm deðerlerinin aylýk deðiþimi. lerinde radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanýlarak yapýlmýþtýr. Ayrýca ph, elektrik geçirgenlik deðerleri, Na 2 CO 3, Na +, K +, Ca ++ + Mg ++, Cl -, HCO 3-, SO 4= ve B (Bor) analiz edilmiþtir (Þekil 3-7). Karakoç Ýstasyonu Sularýnýn Analiz Sonuçlarý: Temmuz 2005-Aralýk 2007 tarihleri arasýnda Karakoç istasyonundan aylýk periyotlarla alýnan su numunelerinde radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanýlarak yapýlmýþtýr. Ayrýca ph, Elektrik geçirgenlik deðerleri, Na 2 CO 3, Na +, K +, Ca ++ + Mg ++, Cl -, HCO 3-, SO 4= ve B (Bor) analiz edilmiþtir (Þekil 8-12). Doðanbey1 Ýstasyonu Sularýnýn Analiz Sonuçlarý: Temmuz 2005-Aralýk 2007 tarihleri arasýnda Doðanbey1 istasyonundan aylýk periyotlarla alýnan su numunelerinde radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanýlarak yapýlmýþtýr. Ayrýca ph, Elektrik geçirgenlik deðerleri, Na 2 CO 3, Na +, K +, Ca ++ + Mg ++, Cl -, HCO 3-, SO 4= ve B (Bor) analiz edilmiþtir (Þekil 13-17). Doðanbey2 Ýstasyonu Sularýnýn Analiz Sonuçlarý: Temmuz 2005-Aralýk 2007 tarihleri 84 arasýnda Doðanbey 2 istasyonundan aylýk periyotlarla alýnan su numunelerinde radon ölçümleri kollektör yöntemi kullanýlarak yapýlmýþtýr. Ayrýca ph, elektrik geçirgenlik deðerleri, Na 2 CO 3, Na +, K +, Ca ++ + Mg ++, Cl -, HCO 3-, SO 4= ve B (Bor) analiz edilmiþtir (Þekil 18-22). Verilerin Ýstatistiki Analizi Ýstatistik analizi yapýlacak elemanlar (ölçülen her bir deðiþken) birimleri birbirinden farklý olduðundan en fazla deðiþim gösteren iki elemanýn deðiþim katsayýlarý dikkate alýnmýþtýr. Cumalý için HCO 3- ve K, Karakoç için Radon ve CI -, Doðanbey 1 için K + ve HCO 3- ve Doðanbey 2 için Radon ve K + deðiþim katsayýlarý en yüksek olan eleman ikilisidir. Veri setindeki deðiþkenlerin daðýlýmý normal daðýlýma uymadýðý için Pearson korelasyon katsayý deðerlerini hesaplamak uygun deðildir. Böyle durumlarda Kendal Tau katsayýsý hesaplanarak, deðiþkenler arasýndaki iliþkinin yönü ve miktarý belirlenir. Kendal Tau deðerinin pozitif çýkmasý; iki deðiþken arasýnda biri artarken (azalýrken) diðerinin de arttýðý (azaldýðý) doðru orantýlý bir iliþkiyi gösterir. Negatif çýkmasý ise biri azalýrken (artýarken) diðerinin arttýðý (azaldýðý) durumu gösterir. -1 ile +1 deðeri arasýnda deðiþen bu katsayý -1 veya +1'e yaklaþtýkça kuvvetli bir iliþkiyi temsil eder. Ýliþki katsayýsý anlamlý çýkan deðiþkenlere bakýldýðýnda en kuvvetli iliþkiye sahip olanlar: Cumalý Ýstasyonu için Ýletkenlik-toplam anyon (0,702), iletkenlik-toplam katyon (0,694) ve toplam anyon-toplam katyon (0,751), Karakoç Ýstasyonu için toplam anyontoplam katyon (0,745), iletkenlik-toplam anyon (0,689) ve SO 4= -HCO 3 - (0,617), Doðanbey 1 istasyonu için toplam anyon-toplam katyon(0,913), iletkenlik-toplam anyon (0,880) ve iletkenliktoplam katyon (0,847), Doðanbey 2 Ýstasyonu için toplam anyon - Na + (0,718), toplam anyon-toplam katyon (0,673) ve CI - -SO 4= (0,591) olarak sýralanabilir. Ayrýca ph ve sýcaklýk ile diðer elemanlar arasýnda iliþki anlamlý çýkmamýþtýr. TARTIÞMA Bu çalýþma öncesinde, Ege Üniversitesi ve Dokuz Eylül Üniversitesi'den araþtýrýcýlarýnýn yürüttüðü proje (Saç ve ark. 2006) kapsamýnda Doðanbey Fayý üzerinde 0cak-2005 ve Haziran- 2005 tarihleri arasýnda 6 ay boyunca, Doðanbey çevresindeki kaplýcalarda, radon gazý ve su sýcaklýðý deðiþimleri ölçülmüþtür. Elde edilen verilere göre radon konsantrasyonlarý Ocak, Þubat ve Haziran aylarýnda deðiþim göstermektedir. Kollektör No: 76, 2010

Termal Sularýn Radyoaktivite ve Kimyasal Ýçeriklerinin Ýncelenmesi... Ekoloji yöntemi kullanýlarak termal sularda ölçülen radon ölçümlerinin 0,51Bq/L ile 11,01Bq/L arasýnda deðiþtiði ve ortalama konsantrasyonun 3,57Bq/L olduðu bulunmuþtur. Sulardaki ph ölçümlerinin 5,9 ile 7,3 arasýnda ve ortalama 6,5 olduðu, iletkenlik ölçümlerinin 1,2 ms cm -1 ile 48,7mS cm -1 arasýnda deðiþtiði ve ortalama 27,6 ms cm -1, sýcaklýk ölçümlerinin ise 53ºC ile 75ºC, arasýnda deðiþtiði ortalama 61,4ºC olduðu gözlenmiþtir (Saç ve ark. 2006) Moussa ve Arabi (2003) Mýsýrda aktif faylar üzerinde radon ölçümleri yapmýþlardýr. Fay hattýna farklý uzaklýklarda ve farklý zamanlarda aldýklarý radon ölçümlerini incelediklerinde konsantrasyonlarýn fay yakýnýnda arttýðý uzaklaþtýkça bir noktaya kadar azaldýðýný gözlemiþlerdir. Farklý zamanlarda fay yakýnlarýnda alýnan yeraltý sularýnda 232pCi/L, 202pCi/L ve 210pCi/L konsantrasyon deðerleri ölçmüþlerdir. Çalýþýlan bölge kapsamýnda alýnan 10 örnekte ise ortalama 11pCi/L bulmuþlardýr. Papastefanou'nun yaptýðý (2002) çalýþmada, toprak gazýnda ve yeraltý sularýnda radon ölçümüne yönelik geliþtirdiði metotlar yer almaktadýr. Toprak gazýnda ölçümleri Lukas Hücresi ve LR-116 film dedektör yöntemi ile yapmýþtýr. Yeraltý sularý için ise sadece Lucas Hücresini kullanmýþtýr. Pasif çevresel Radon monitörü geliþtirerek 2 günde 3Bq/m 3-37Bq/m 3 arasýnda, 8 günde 12 Bq/m 3-185 Bq/m 3 arasýnda ve 40 günde de 93Bq/m 3-1050Bq/m 3 arasýnda radon ölçmüþlerdir. Yenal ve arkadaþlarýnýn (1975) yapmýþ olduðu bir çalýþmada Ýzmir-Seferihisar'da, Karakoç Kaplýcasýnda iletkenlik 6,0x10-3 mho, sýcaklýk 64 C, ph 6,54 ve radon konsantrasyonu 174pCi/L olarak; yine ayný bölgede açýk bir kaynakta iletkenlik 7,7x10-3 mho, sýcaklýk 58 C, ph 6, 9, ve radon konsantrasyonu 207pCi/L olarak; Doðanbey Kaplýcalarýnda Ýletkenlik 0,9x10-2 mho, sýcaklýk 51 C, ph 7, ve radon konsantrasyonu 124pCi/L olarak; Cumalý Kaplýcalarýnda Ýletkenlik 2,35x10-2 mho, sýcaklýk 58ºC, ph 6 ve radon konsantrasyonu 92pCi/L olarak rapor edilmiþtir. Jeotermal kaynaklarýn fiziksel ve kimyasal özelliklerinin genelde yöre oluþumlarýna baðýmlý olarak bunlarýn birbirlerine benzerlik gösterdikleri görülmüþtür. Örneklemenin yapýldýðý zaman süresince bu termal sularýn ya doðrudan yerin derinliklerinden geliþi veya yüzeye yakýn yörelerde akýþa geçiþleri nedeniyle sýcaklýklarýn farklý olduðu belirlenmiþtir. Jeotermal kaynaklar fiziksel olarak, bulanýklýk ve koku içermeyen, berrak ve tuz tadýndadýrlar. Jeotermal kaynaklarýn tepkimeleri orta asit-hafif alkali özelliðindedir. Sulama suyu kalitesi yönünden aþýrý tuzlu sular sýnýfý olan sýnýf 6 'ya yerleþtirilir ki, bunun tarýmsal açýdan herhangi bir sulama suyu olarak kullanýmý söz konusu deðildir. Jeotermal kaynaklarýn civarýnda CaCO 3 çökeltilerine yoðun olarak rastlanýlýr. Termal sularýn etkisiyle çözünme sürecindeki kalsiyumun artýþý kalsit çökelmelerine neden olur. Jeotermallerin çevresindeki çökelmelerin yoðunlaþmasý termal sularýn bileþimindeki HCO 3-, SO 4= vb. iyonlarýn azalmasýna neden olur. Jeotermal kaynaklar geçtikleri yörelerdeki kayalarda iyon içeriði yönünden kimyasal dengeye ulaþmaya çalýþýr ve bu suyun sýcaklýðý ne kadar fazla ise bu denge konumunda o derece çabuk oluþur (Altýnbaþ ve Bolca 1995). Araþtýrma yöresi jeotermal kaynaklarda Na + 'un çok yoðun bulunmasý nedeniyle bu sular çok yüksek derecede sodyumlu sular sýnýfýna yerleþtirilirler. Yapýlan analizlerin sonuçlarýna göre Karakoç ve Cumalý jeotermallerinde temel tuz alkali klorür olan NaCl'dür. Termal kaynaklarýn içeriðindeki tuzlar bunlarýn çýkýþ derinlikleriyle ilgilidir ve bu baðlamda 500 m'ye kadar olan jeotermal sularda SO 4=, 500-700 m'de HCO 3-, 700 m derinlikten fazla olanlarda ise Cl - iyonu baskýndýr. Buna göre Na + iyonunun baskýn oluþundan dolayý Cumalý ve Karakoç jeotermallerindeki sularýn 700 m'den daha derin bölgelerden geldiðini göstermektedir. Jeotermallerin içeriðindeki Cl - niceliði ile Na + /K + oranýnýn yüksek oluþu, termal kaynaklarýn köken aldýðý hazne kaya sýcaklýðýnýn yüksek olabileceðini göstermektedir (Þahinci 1991).Bu arada sular yoðun olarak sülfat, bikarbonat, amonyak ve magnezyum içermektedirler. Cl - /SO 4= oraný yüksek, ph özelliðine göre ise orta asit-hafif alkalidir. Ýstatistiki olarak veriler incelendiðinde tüm elementler için ayrý ayrý normallik testi sonucunda; sýcaklýk ve ph için normal daðýldýðý gözlenirken, diðer elementlerin normal daðýlmadýðý gözlenmiþtir. Bu çalýþmada elde edilen sonuçlardan özellikle radon ve iletkenlik deðerlerinin belirgin bir deðiþim gösterdiði gözlenmiþtir. Bunun baþlýca sebebi bölgeyi etkisine alan sismik aktivitelerdir. Bu durum Seferihisar termal sularýnýn radon seviyelerinin belirli bir aralýkta kalmamasý ve sularýn karakteristik No: 76, 2010 85

Ekoloji Camgöz ve ark. içeriklerinden olmamasý onucunu doðurmaktadýr. Bu çalýþma termal sularýn periyodik olarak analiz edilmelerinin gerekliliðini savunmaktadýr. Sularýn kimyasal içerikleri de çalýþma süresince kararlýlýk göstermemektedir. Deðiþim profilleri radondan farklý olsa da seviyelerde iniþ çýkýþlar gözlenmektedir. Ýstatistikî analizler de bunu desteklemektedir. Ölçülen parametreler bölgenin tektonik hareketlerinden belli oranlarda etkilenmektedir. Buradan bölgenin sismik hareketliliðinin termal sularýn içeriklerinde dikkate alýnmasý gereken ölçüde etkiler oluþturduðu ortaya konmaktadýr. Seferihisar bölgesi Jeotermal kaynaklarýnda saptanan elementlerin normalden çok fazla olmasý nedeni ile, jeotermal kaynaklar ve bundan etkilenen Karakoç deresi ve yöre topraklarýnda çökelme, kabuklaþma, rekristalizasyon ve çözelti tepkimeleri oluþmuþtur. Bu maddeler silisyum, karbonat ve klorürlerdir. Jeotermal kaynaklarýn yüzeye çýkmasý ile buhar fazýndaki CO 2, H 2 S, CH 4, NH 3 vb. gazlar ayrýlýr ve sonuçta ph yükselmeye baþlar. Zeminde sýcaklýðýn azalmasý, deriþim ve ph'nýn artmasý sýcak sulardaki kalsit, dolomit, klorür, sülfat, silisyum vb. maddelerin çökelmesine neden olur. Bu maddeler doðal ortama girerek yörenin ekosistem içerisindeki dengesini bozmakta ve zaman süreci içerisinde toprak özelliklerini bozarak etkilediði alanlarý çorak, bitkisiz bir konuma getirmektedir. Jeotermal sularýn etkisi altýnda kalan topraklar ve buralarda yoðunlaþan aðýr metaller, kimyasal çökelmeler, ayrýmlý gazlar vb. kirletici etmenler çevrenin hýzla kirlenmesine neden olmaktadýrlar. Bitkiler için topraktaki bor elementi niceliði 1 ppm olup bunun üstündeki deðerlerde toprakta toksik etki yapmaktadýr. Bu baðlamda Jeotermal sularda sýcaklýðýn etkisiyle çözünür duruma geçen ve normalden 10-15 kat fazla olan bor elementi niceliði topraklarýn kullanýmýný olumsuz yönde etkilemektedir. Araþtýrma alanýndaki Br elementi deðerleri Cumalý bölgesi için 8,82-19,45 ppm, Karakoç bölgesi için 6,02-18,36 ppm, Doðanbey 1 bölgesi için 10,95-21,15 ppm ve Doðanbey 2 bölgesi için 7,25-14,58 ppm aralýðýnda daðýlým göstermektedir. Cumalý istasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonlarýnýn 2,7-450,5pCi/L(0,1-16,67 Bq/L), Karakoç Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonlarýnýn 7,8-277,3pCi/L (0,29-10,26Bq/L), Doðanbey 1 Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonunun; 8,91-1523,2pCi/L (0,33-86 56,36Bq/L) ve Doðanbey 2 Ýstasyonu termal sularýnda radon konsantrasyonu; 9,1-208 pci/l (0,34-7,7Bq/L) arasýnda deðiþtiði gözlendiði halde Yenal ve arkadaþlarýnýn (1975) yaptýðý çalýþmada Cumalý için 124pCi/L Karakoç için 207pCi/L ortalama deðerleri saptanmýþtýr (1pCi/L= 0,037Bq/L, literatür verilerinde pci/l birimi sýklýkla kullanýlmaktadýr). Bu deðerler, çalýþmada yapýlan periyodik ölçümlerin veri aralýklarý içerisinde yer almaktadýr fakat bu bölgedeki termal sularýn radyoaktivite konsantrasyonlarý sabit kalmadýðýndan deðer aralýðý belirtmek daha doðru olacaktýr. Suya doymuþ %20 gözenekli topraklarda dünya ortalamasý deðeri olan 40Bq/kg aktivite konsantrasyonunda uranyum içermektedir. Bu topraklar yer altý sularýnýnýn radon aktivite konsantrasyonlarýnýn dünya ortalamasýnýn 50Bq/L üzerinde olmasýna sebep olmaktadýr (Anonimous 2001). Pekçok ülkedeki yüzey ölçümleri göstermiþtir ki yüzeyde radon konsantrasyonu 1Bq/L kadardýr fakat yer altý sularýnda bu deðer 1-50Bq/L arasýnda, birikim kayalarý içinde 10-300Bq/L ve kristalize kayaçlarda da 100-50000Bq/L arasýnda deðiþim göstermektedir (Anonimous 2001). Bölgenin termal sularýnda yapýlan ph ve sýcaklýk ölçümleri literatür verileri ile uyumludur bu deðerler için de yine deðiþim aralýðý belirtilmesi önerilmektedir. Yunanistan (Papastefanou 2002) ve Mýsýr'da (Moussa ve Arabi 2003) yapýlmýþ çalýþmalarda yer altý sularýndan elde edilen radon deðerleri, bu çalýþmada ölçülen deðer aralýklarý dýþýna çýkmamýþtýr. Bu sýnýr deðerlere bakýldýðýnda bor elementi için bora dayanýklý bitkiler için en üst sýnýr olan 1 ppm'in (Ayers and Westcot 1989) 15-20 kat üstünde olduðu gözlenmektedir. Bu sularýn etkisi altýnda olan topraklarda tarým yapmak olanaksýzdýr. Bu sularla bulaþýk olan topraklarýn ýslahý ise çok zor ve maliyetli iþlemleri gerektirmektedir. Sulama sularýnýn bor deriþimine göre sýnýflandýrýlmasý (Richards 1954) þu þekide yapýlmýþtýr; "çok iyi" sýnýfý sularda duyarlý bitkiler için 0,33ppm den az, yan duyarlý bitkiler için 0,67ppm den az, dayanýklý bitkiler için 1ppmden az olmalýdýr. "Ýyi" sýnýfýndaki sularda duyarlý bitkiler için 0,33-0,67ppm aralýðýnda, yan duyarlý bitkiler için 0,67-1,33ppm aralýðýnda, dayanýklý bitkiler için 1-2ppm aralýðýnda olmalýdýr. "Kullanýlabilir" sýnýfýndaki sularda duyarlý bitkiler için 0,67-1ppm aralýðýnda, yan duyarlý bitkiler için 1,33-2ppm aralýðýnda, dayanýklý bitkiler için 2-3ppm aralýðýnda olmalýdýr. "Þüpheli" sýnýfýndaki sularda No: 76, 2010

Termal Sularýn Radyoaktivite ve Kimyasal Ýçeriklerinin Ýncelenmesi... Ekoloji duyarlý bitkiler için 1-1,25ppm aralýðýnda, yan duyarlý bitkiler için 2-2,5ppm aralýðýnda, dayanýklý bitkiler için 3-3,75ppm aralýðýnda olmalýdýr. Bu deðerlerin üzerindeki sular "uygun olmayan" sýnýfýna girmektedir. Bu bakýmdan incelenen sular sulamaya elveriþli deðildir. Sulama suyu bakýmýndan çalýþma alanýndaki tüm jeotermal sular C 4 S 4 sýnýfýnda çok yüksek tuzlu ve sodyumlu sular sýnýfýna girmekte ve bu sularýn herhangi bir içme ve tarýmsal amaçlý sulamada kullaným imkâný bulunmamaktadýr. Gerek çalýþmaya konu olan Seferihisar termal sularý gerekse ülkemizde halkýn yaygýn olarak faydalandýðý jeotermal sularýn fay hatlarýndan kaynaklandýðý düþünüldüðünde belirli aralýklarla analiz edilip rapor edilmesi gerekmektedir. Özellikle radon kanser sebepleri arasýnda önemli yere sahiptir. Ayrýca termal sularýn bazýlarýnýn, özellikle Seferihisar sularýnýn tarým alanlarýnda bulunmasý seracýlýkta ýsýtma amaçlý olarak kullanýlmasý, içeriklerinin bilinmesini önemli hale getirmektedir. KAYNAKLAR Altýnbaþ Ü, Bolca M (1995) Ýçmeler (Seferihisar-Ýzmir) Jeotermal Kaynaklarýn Çevre Kirliliðine Olan Etkileri Üzerine Araþtýrmalar. In: Türkiye Toprak Ýlmi Derneði Ýlhan Akalan Toprak ve Çevre Sempozyumu Bildirileri Kitabý, II, 27-29 Eylül 1995, Ankara, 31-40. 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 Oluþturulmasýnda Termal Suyun Standartlarýnýn Belirlenmesi. Ekoloji 14, 40-42. Ereeþ SF, Erata GY (1993) Doðal Gaz, Çevre ve Radon. Ekoloji 13, 33-35. Kumbur H, Zeren O (1997) Ýçel de Evlerde Radon Düzeylerinin Araþtýrýlmasý. Ekoloji 25, 25-31. Kumru MN (1992) Determination of Radium-226 in Environmental Samples by the Collector Chamber Method. Applied Radiation and Isotopes 43, 8, 1031-1034. 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, 211-216. Papastefanou C (2002) An Overview of Instrumentantion for Measuring Radon in Soil Gas and Groundwaters. Journal of Environmental Radioactivity 63, 271-283. Richards (1954) Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils. US Salinity Lab. Staff Goverment Print Office, Washington. Saç M M, Kumru M N, Þalk M, Karali T, Camgöz B, Sözbilir H (2006) Ýzmir Bölgesinde Olasý Depremlerin, Toprak Gazý Radon Hareketi Ýle Ýzlenmesi ve Sismik Parametrelerle Olan Ýliþkilerinin Ýncelenmesi, (Proje No: 2004 NBE 002). Ege Üniversitesi Bilimsel Araþtýrma Projesi, Ýzmir. Þahinci A (1986) Yer Altý Sularý Jeokimyasý. Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlýk Fakültesi Yayýnlarý, Ýzmir. Þahinci A (1991) Jeotermal Sistemler ve Jeokimyasal Özellikleri. Reform Matbaasý, Ýzmir. Yenal U, Usman N, Kanan E (1975) Türkiye Maden Sularý. Ýstanbul Üniversitesi, Týp Fakültesi, Hidroklimatoloji Kürsüsü, Ýstanbul. 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, 247-252. No: 76, 2010 87