Myriophyllum spicatum Spiked water-milfoil as a biomonitor of heavy metal pollution in Porsuk Stream/Turkey

Abstract

In this study, heavy metal Fe+2, Cd+2, Ni+2, Pb+2 and Zn+2 pollution in Porsuk Stream was aimed to biomonitorized by Myriophyllum spicatum Spiked water-milfoil, Eurasian water milfoil which is hydrophilic macrophyte. Furthermore, usability of Spiked water-milfoil as absorbent was investigated for clean up the heavy metal polluted area. Toward determined aims; total eigth sampling area were determined from Porsuk Stream origin to Eskişehir city line and investigation was concentrated on these areas. In this study, we determined that ordinarily 20.4209.7, 20.5-740 and 40.5-988.5 ppm iron Fe ; 0.5- 7, 0.5-2 and 0.5-3 ppm cadmium Cd+2 ; 85-1006, 27-204.5 and 28.5-312.5 ppm nickel Ni+2 ; 16-404 ppm, 13-302,5 and 1-235 ppm lead Pb+2 and also 18-589, 60-235.5 and 110465.5 ppm zinc Zn+2 in base mud, stem and leaves. When all data considered, heavy metal pollution above permitted rates was observed in Porsuk stream. We determined that, Spiked water-milfoil absorb heavy metals and can use for clean up polluted water

Keywords

• Myriophyllum spicatum, Biomonitor, Heavy Metal, Water Pollution, Porsuk Stream

Porsuk çayında ağır metal kirlilik düzeylerinin Myriophyllum spicatum Başaklı Sucivanperçemi bitkisi ile biyomonitörlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Porsuk Çayındaki ağır metal Fe+2, Cd+2, Ni+2, Pb+2 ve Zn+2 kirliliği, sucul bir makrofit olan Myriophyllum spicatum Başaklı sucivanperçemi, Avrasya sucivanperçemi bitkisi ile biyomonitörlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca, ortamdan ağır metal kirliliğinin temizlenmesinde Başaklı sucivanperçemi’nin absorbant olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Belirlenen amaçlar doğrultusunda; Porsuk Çayı’nın kaynağından, Eskişehir ili çıkışına kadar toplam sekiz örnekleme noktası belirlenmiş ve çalışmalar bu noktalarda yoğunlaşmıştır. Dip çamuru örneklerinde demir Fe+2 20,4-209,7 ppm, bitkinin gövde örneklerinde 20,5-740 ppm ve yaprak örneklerinde 40,5-988,5 ppm arasında; kadmiyum Cd+2 dip çamurunda; 0,5-7 ppm, bitkinin gövde örneklerinde 0,5-2 ppm ve yaprak örneklerinde 0,5-3 ppm arasında; nikel Ni+2 dip çamurunda 85-1006 ppm, bitkinin gövde örneklerinde 27-204,5 ppm ve yaprak örneklerinde 28,5-312,5 ppm arasında; kurşun Pb+2 dip çamurunda 16-404 ppm, bitkinin gövde örneklerinde 13-302,5 ppm ve yaprak örneklerinde 1-235 ppm arasında; çinko Zn+2 dip çamurunda 18-589 ppm, bitkinin gövde örneklerinde 60-235,5 ppm ve yaprak örneklerinde 110-465,5 ppm arasında olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar topluca değerlendirildiğinde, Porsuk çayında izin verilebilir sınır değerlerin üzerinde bir ağır metal kirliliğinin olduğu görülmektedir. Ayrıca Başaklı sucivanperçemi bitkisinin ağır metalleri absorbe ettiği ve kirli su ortamlarının temizlenmesinde kullanılabilecek nitelikte olduğu belirlenmiştir

Keywords

• Myriophyllum spicatum,Biyomonitor,Ağır Metal,Su Kirliliği,Porsuk Çayı

References

1. Anonim. 2008. Çevre ve Orman Bakanlığı DSİ Havza kirliliği konferansı. Güneş Ofset. İzmir.
2. Anonim. 1986. Avrupa Topluluğu Konseyi, Kanalizasyon atıklarının tarımda kullanılması halinde çevrenin ve özellikle toprağın korunması hakkında 12 Haziran 1986 tarihli Konsey Direktifi (86/278/EEC).
3. Aiken, S.G., Newroth, P.R, Wile I. 1979. The biology of Canadian weeds. 34. Myriophyllum spicatum L. Canadian Journal of Plant Science. 59. 201–215.
4. Baumbach, G. 1996. Air Quality Control. Springer. Berlin.
5. Bereket, G., Yücel, E. 1990. Monitoring of heavy metal pollution of traffic origin in Eskişehir. Doğa Türk Kimya Dergisi. 14. 4: 266-271.
6. Bergman, W. 1983. Forbatlas Emahrungsstorungen bei Kulturpflanzen fur den Gebrauch im Eldbestand. VEB Gustov Fischer Verlog, Jena. Germany.
7. Boşgelmez A., Boşgelmez İ.İ., Savaşçı S., Paslı N. 2001. Ekoloji–II Toprak. Başkent Klişe Matbaacılık,. Ankara.
8. Carpenter, S.R., Lodge, D.S. 1986. Effects of submersed macrophytes on ecosystem processes. Aquatic Botany 23. 341–370.

9. Çavuşoğlu, K., Kılıç, S., Kılıç, M. 2009. Effects of lead (Pb) pollution caused by vehicles on the anatomy of pine (Pinus nigra Arn. subsp. pallasiana) and cedar (Cedrus libani A. Rich.) leaves. Biological Diversity and Conservation (BioDiCon), Volume 2/3. 92-98.
10. Çelik S., Yücel E., Çelik S., Gücel S., Öztürk M. 2010. Carolina poplar (Populus x canadensis)as a biomonitor of trace elements in Black sea region of Turkey. Journal Of Environmental Biology. 31. 225-235.
11. Fergusson, J. 1990. The heavy elements: Chemistry, Environmental Impact and Health effects. Reader in Chemistry. University of Canterbury. Pergamon Pres. New Zeland.
12. Gücel, S., Öztürk, M., Yücel, E., Kadis, C., Güvensen, A. 2009. Studies on trace metals in soils and plants growıng in the vicinity af copper mining area - Lefke, Cyprus. Fresenius Environmental Bulletin. Volume 18/3. 360-368.
13. Halvin, J.L. Soltanpour P.N. 1980. A nitric acid plant tissue digest method for use with induvtively-coupled plasma spectrometry. Commun. Soil Sci. and Plant Anal. 11. 969-80.
14. Hashim, M.A., Chu, K.H., 2003. Biosorption of cadmium by brown, green, and red seaweeds. Chemical Engineering Journal. 97 (2–3). 249–255.
15. Keskinkan O., Göksu M.Z.L., Yüceer A., Başıbüyük M. Ve Forster C.F. 2003. Heavy metal adsorption characteristics of a submerged aquatic plant (Myriophyllum spicatum). Process Biochemistry 39.179-183.
16. Kılıç S., Çavuşoğlu K., Kılıç M. 2009. The effects of lead (Pb) pollution caused by vehicles on the pollen germination and pollen tube growth of apricot (Prunus armeniaca cv. Sekerpare). Biological Diversity and Conservation (BioDiCon), Volume 2/3. 23-28
17. Kuyucak N, Volesky B. 1989. Biosorbents for recovery of metals from industrial solutions. Biotechnol Lett 1989;10:137-42.
18. Lacher C, Smith RW. 2002. Sorption of Hg by Potamogeton natans dead biomass. Min Eng. 15:187-91.
19. Markert, B. 1994. Plants of biomonitors-potential advantages and problems. In: Adriano, D.C., Chen, Z.S., Yang, S.S. (Eds.), Biochemistry of trace elements. science of technology letters, Nortwood, NY, pp. 601–613.
20. Öztürk, M., Uysal, T., Güvensen, A. 1994. Lemna minor L.' ün su arıtımındaki rolü”. XII.Ulusal Biyoloji Kongresi, Edirne, Cilt III, 68-70.
21. Öztürk, M., Alyanak, İ., Sakçalı, S., Güvensen, A. 2005. Multipurpose Plant Systems for Renovation of Waste Waters. The Arabian Journal for Science and Engineering,30:17-28.
22. Romheld, V., Marschner, H. 1991. Function of micronutrients in plants. In: Mortvelt, J.J. (Eds.), Micronutrient in Agriculture, second ed. SSSA Book Ser. 4. SSSA. Madison, WI.
23. Ross, M.S., 1994. Sources and form of potentially toxic metals in soil-plant ststems. In:Toxic Metals in Soil-Plant Systems (ed M.S.Ross) pp.3- 25. John Wiley, Chichester.
24. Samecka-Cymerman A. and Kempers A.J. 1994. Toxic metals in aquatic plants surviving in surface water polluted by copper mining industry. Ecotoxicology and Environmental Safety. 59. 64–69
25. Saleh, K., Zeytinoğlu, H. 2001. Micronucleus test in peripheral erytrocytes of Rana ridibunda as an indicator of environmental pollution. A. Ü. Bilim ve Teknoloji Dergisi. Cilt 2/1. 77-82.
26. Sawidis, T., Chettri, M.K., Zachariadis, G.A., Stratis, J.A. 1995. Heavy metals in aquatic plants and sediments from water systems in Macedonia. Greece. Ecotoxicol Environ Safety., 32. 73–80.
27. Seçmen, Ö., Leblebici, E. 1997. Türkiye sulak alan bitkileri ve bitki örtüsü. E.Ü. Basımevi. İzmir.
28. Sıvacı E.R., Sıvacı A., Sökmen M. 2004. Biosorption of cadmium by Myriophyllum spicatum L. and Myriophyllum triphyllum orchard. Chemosphere. 56. 1043–1048.
29. Yan, G., Viraraghavan, T. 2003. Heavy-metal removal from aqueous solution by fungus Mucor rrouxii. Water Research. 37. 4486–4496.
30. Yücel, E. 1996. Asya Servi Kavağı (Populus usbekistanica ssp. usbekistanica cv.“Afghanica”) kullanılarak Kütahya ilinde trafik kökenli Pb, Cd ve Zn kirliliğinin araştırılması”. Doğa Türk Botanik Dergisi. 20/2. 113-116.
31. Yücel, E. Doğan, F., Öztürk, M.. 1995. Porsuk çayında ağır metal kirlilik düzeyleri ve halk sağlığı ilişkisi. Ekoloji. 17. 29-32.
32. Yücel, E. Hatipoğlu A., Sözen E., Güner T. Ş. 2008. The effects of the lead (PbCl2) on mitotic cell division of Anatolian Black Pine (Pinus nigra ssp. pallasiana). Biological Diversity and Conservation (BioDiCon), Volume 1/2. 124-129.
33. Yüce, G. 2007. Spatial distribution of groundwater pollution in the Porsuk river basin (PRB). Turkey. International Journal of Environment and Pollution. 30/3-4. 529 – 547.