Heavy Metal Pollution in Agricultural Lands and Plants around Antakya–Cilvegözü Highway

Year 2017, Volume: 32 Issue: 3, 9 - 18, 15.09.2017

Abdullah Özkan

https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.357176

Cited By: 14

Abstract

The purpose of this study is to determine heavy metal pollution of the agricultural lands and the plants growing in these lands around Antakya-Cilvegözü international highway in Hatay province based on traffic and agricultural activities and also to reveal possible changes of the heavy metal amount in soil and plants with distance to highway. 8 different sampling points are determined considering traffic intensity of the road. Soil (N=64) and plant (N=12) samples are taken from 0-30 cm depth and 25, 100, 500 m away from both right and left side of the particular sampling points of the highway. Heavy metals in the soil are extracted with diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) while wet burning method is applied for heavy metal extraction from plants. Measurements are made with Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES) instrument.

According to the analyses, the result of soils Pb 0.130-0.780 mg/kg, Cd 0-0.265 mg/kg, Ni 0.370-3.97 mg/kg, Cr 0-0.120 mg/kg, Co 0-1.83 mg/kg, Al 0-0.700 mg/kg, Fe 1.45-22.8 mg/kg, Cu 0.385-5.43 mg/kg, Mn 1.96-27 mg/kg Zn 0-4.26 mg/kg and the result of plants Pb 0-0.155 mg/kg, Cd 0-0.105 mg/kg, Ni 0.100-3.53 mg/kg, Cr 0.0 mg/kg, Co 0.0 mg/kg, Al 0.0 mg/kg, Fe 5.60-25.0 mg/kg, Cu 0.121-4.48 mg/kg, Mn 2.35-15.4 mg/kg, Zn 0.554-6.75 mg/kg were found.

Results of the study shows that datas obtained from soil samples are within the permissible range compared to heavy metal limitations both in Turkey and the World. Heavy metal accumulation is observed in plant samples. However, compared to World Health Organization (WHO) and United Nations Food and Agriculture Organization (FAO) limitations, it is seen that heavy metal accumulation is within the permissible range. Additionally, it is revealed that heavy metal concentration in soil and plants is decreasing depending on the distance away from highway. This shows that the heavy metal present in soil and plants should be originating from highway.

Keywords

Soil pollution, Heavy metal, DTPA method, ICP-OES

Antakya-Cilvegözü Karayolu Etrafındaki Tarım Arazilerinde ve Bitkilerdeki Ağır Metal Kirliliği

Abstract

Bu çalışmada, Hatay İline bağlı Antakya-Cilvegözü uluslararası karayolu çevresindeki tarım arazilerinin ve bu arazilerde yetişen bitkilerin trafik ve tarımsal faaliyet kaynaklı ağır metal kirliliğini belirlemek, toprak ve bitkideki ağır metal miktarının karayoluna olan uzaklığı ile olası değişimini ortaya koymak amaçlanmıştır. Karayolunun trafik yoğunluğu dikkate alınarak 8 farklı örnekleme noktası belirlenmiştir. Karayolunun belirlenen her bir örnekleme noktasının sağ ve sol tarafından yola 25, 100, 500 m ve 1km uzaklıktan, 0-30 cm derinlikten toprak (N=64) ve alınan topraklarda yetiştirilen bitki (N=12) örnekleri alınmıştır. Alınan topraklardaki ağır metaller dietilen triamin pentaasetik asit (DTPA), bitkilerde ise yaş yakma yöntemiyle ekstrakte edilmiştir ve ölçümler indüktif olarak eşleşmiş plazma optik emisyon spektrometresi (ICP-OES) cihazı kullanılarak yapılmıştır.

Çalışma sonucunda toprak örneklerinde; Pb 0,130-0,780 mg/kg, Cd 0-0,265 mg/kg, Ni 0,370-3,97 mg/kg, Cr 0-0,120 mg/kg, Co 0-1,83 mg/kg, Al 0-0,700 mg/kg, Fe 1,45-22,8 mg/kg, Cu 0,385-5,43 mg/kg, Mn 1,96-27 mg/kg Zn 0-4,26 mg/kg ve bitki örneklerinde Pb 0-0,155 mg/kg, Cd 0-0,105 mg/kg, Ni 0,100-3,53 mg/kg, Cr 0,0 mg/kg, Co 0,0 mg/kg, Al 0,0 mg/kg, Fe 5,60-25,0 mg/kg, Cu 0,121-4,48 mg/kg, Mn 2,35-15,4 mg/kg, Zn 0,554-6,75 mg/kg aralığında bulunmuştur.

Yapılan bu çalışma sonucunda elde edilen toprak numunelerine ait veriler Türkiye ve Dünyada toprakta müsaade edilen ağır metal sınır değerleri ile karşılaştırıldığında; toprakta ağır metal birikiminin kabul edilebilir sınır değeri aşmadığı görülmüştür. Bitki örneklerine ait veriler incelendiğinde ağır metal birikiminin olduğu tespit edilmiştir, ancak Dünya Sağlık Örgütünün (WHO) ve Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütünün (FAO) bitkilerde müsaade ettiği ağır metal sınır değerleri ile karşılaştırıldığında ağır metal birikiminin kabul edilebilir sınır değeri aşmamış olduğu görülmüştür. Ayrıca mesafeye bağlı olarak karayolundan uzaklaştıkça bitki ve topraktaki ağır metal seviyelerinin azaldığı tespit edilmiştir. Bu durum toprakta ve de bitkide mevcut olan ağır metallerin karayolu kaynaklı olabileceğini göstermiştir

Keywords

Toprak kirliliği, Ağır metal, DTPA yöntemi, ICP-OES

References

• 1. Mater, B., 1998. Toprak Coğrafyası. İstanbul: Çantay Kitabevi.
• 2. İlkılıç, C., Behcet, R., 2006. Hava Kirliliğinin İnsan Sağlığı ve Çevre Üzerindeki Etkisi. Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları, 5(1): 66–72.
• 3. Haktanır, K., Arcak, S., 1998. Çevre Kirliliği. Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Toprak Bölümü, Ankara. Yayın No: 1503.
• 4. Li, X., Liu, P.S., 2001. Heavy Metal Contamination of Urban Soils and Street Dusts in Hong Kong. Applied Geohemistry 16: 1361-1368.
• 5. Karataş, M., Güler, E., Dursun, Ş., Özdemir, C., Argun, M.E., 2007. Konya Ana Tahliye Kanalının Çengilli Bölgesi Tarım Topraklarında ve Buğdayda Cu, Cr, Ni ve Pb Derişimlerinin Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Dergisi, Sayı 29, 91- 99.
• 6. Zincirlioğlu, N., 2013. Investigation of the Heavy Metal Contents of Some Agricultural Lands in the Region of Manisa-Akhisar. Ege Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, 50 (3), 333-339.
• 7. Özkan, A., Sungur, Ş., Özkan, V., Birses, H., 2017. Heavy Metal Pollution Around International Hatay Airport. Natural and Engineering Sciences an International Journal. Volume 2, No 1, 18-24.
• 8. Karaçağıl, D., 2013. İstanbul’da Belirlenmiş Sahil Şeritlerinde Toprak Kalitesi ve Ağır Metal Kirliliği, adlı Yüksek Lisans Tezi. Bahçeşehir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kentsel Sistemler ve Ulaştırma Yönetimi Programı, İstanbul.
• 9. Knezevic, M., Stankovic, D., Krstic, B., Nikolic, M. S., Dragica, V., 2009. Concentrations of Heavy Metals in Soil and Leaves of Plant Species Paulownia Elongata S.Y.Hu and Paulownia Fortunei Hemsl. African Journal of Biotechnology. 8 (20): 5422-5429.
• 10. Tao, S.G., Lou, C.Z., Yuan, X.S., Li, W., Ju, Z., Wen, H.L., 2007. Characteristics of Heavy Metal Pollution in Soil and Dust of Urban Parks in Shanghai. Environmental Science, 53: 250-330.
• 11. Möller, A., Müler, H.W., Abdullah, A., Abdelgawad, G., Uterman, J., 2004. Urban Soil Pollution in Damascus Ghovta. Geoderma, 124: 63-71.
• 12. Sezgin, N., Ozcan, H.K., Demir, G., Nemlioglu, S., Bayat, C., 2003. Determination of Heavy Metal Concentrations in Street Dusts in Istanbul E-5 Highway. Environment International, 29: 973-985.
• 13. Haktanır, K., Arcak, S., Erpul, G., 1995. Yol Kenarlarındaki Topraklarda Trafikten Kaynaklanan Ağır Metallerin Birikimi. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 19: 423-431.
• 14. Kacar, B., Katkat, V., Öztürk, Ş., 2013. Vegetable Physiology. Nobel Akademik Yayıncılık Eğitim ve Danışmanlık Ltd. Şti. Ankara. Türkiye.
• 15. Lindsay, W.L., Norwell, W.A., 1978. Devellopment of DTPA Soil Test Zinc İron, Manganese and Copper. Soil Science Society of American Journal, 42, 421-428.
• 16. Loeppert, R.H., Hallmark, C.T., Koshy, M.M., 1996. Routine Procedure for Rapid Determination of Soil Carbonates. Soil Science Society of American Journal, 48, 1030-1033.
• 17. Nelson, D.W., Sommers, L.E., 1982. Total carbon, Organic Carbon, and Organic Matter. In Methods of Soil Analysis, 2nd edn, Edited by: Page, A.L. 539–579. Madison, Wisconsin: American Society of Agronomy. Part 2.
• 18. Demiralay, İ., 1993. Toprak Fiziksel Analizleri. Atatürk Üniversitesi. Yayın. No: 143. Erzurum. 90-95.
• 19. Gee, G.W., Hortage, K.H., 1986. Particle- Size Analysis. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Minerological Methods Second Edition. Agronomy No: 9, 383-441.
• 20. Öztürk, M., Bildik, B., 2005. Hayvan Çiftliklerinde Kompost Üretimi. Çevre ve Orman Bakanlığı, Ankara.
• 21. Anonim, 2005. Resmi Gazete. Toprak Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği. Sayı: 25831, Tarih: 31.05.2005.
• 22. FAO/WHO Codex Alimentarius International Food Standards Codex Stan-179, 2003. Codex Alimentarius commission.