Nerdüş Deresi’nin (Şırnak) su kalitesine asfaltit ocaklarının etkisinin değerlendirilmesi

Year 2024, Volume: 14 Issue: 3, 809 - 823, 15.09.2024

Orkun Kantarcı , Hacı Alim Baran , Sadiye Kantarcı , M Tahir Nalbantçılar

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1452958

Abstract

Bu çalışmada, Şırnak il merkezinde işletilmekte olan asfaltit madenlerinin yakınından akan Nerdüş Deresi’nin su kalitesi ve suda madenlerden kaynaklı metal yüklerinin asidiklik etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla, dereden mevsimsel değişime bağlı olarak kurak ve yağışlı dönemde olmak üzere alınan su örneklerinin fiziksel parametreleri yerinde ölçümlerle ve majör anyon-katyon içerikleri ise laboratuvar analizleriyle belirlenmiştir. Dereden alınan örneklerin analizleri genellikle Ca+2+Mg+2>Na++K+ olup, karbonatlı ve sülfatlı sular tipinde ve HCO3-+CO3-2>Cl-+SO4-2 olan sulardan oldukları belirlenmiştir. Su örneklerinin majör anyon-katyon analiz sonuçları WHO (2011) ve TS 266 (2005) standartlarına göre değerlendirildiğinde, elementlerin genel olarak sınır değerler içerisinde olduğu, ancak yağışlı dönemde potasyum ve kurak dönemde sülfat içerikleri bakımından içme amaçlı kullanıma uygun olmadıkları belirlenmiştir. TDS değerinin 300-900 mg/L sınır değerleri aralığında olup “kabul edilebilir ve adil” sınıfta yer aldığı, fakat bu değerin nispeten yüksek olmasının nedeninin, dere çevresinde yer alan asfaltit maden sahalarının jeolojik formasyonlarının suyun kimyasını etkilemesinden kaynaklanabileceği değerlendirilmiştir. Ayrıca; su örneklerinin C2-C3 (Orta Tuzlu–Yüksek Tuzlu Su) sınıfında yer aldığı, suyun nötr ve düşük metal konsantrasyon içeriğine sahip olmasından dolayı madenden kaynaklı bir asidite olmadığı belirlenmiştir. Nerdüş Deresi’nin suyunun orta derecede tuza ihtiyacı olan ve sodyuma karşı hassas olan bitkiler dışındaki bitkiler için kullanılabilirliği mümkün olacaktır.

Keywords

Açık ocak, Asfaltit, Madencilik, Nerdüş Deresi, Su kalitesi

Ethical Statement

Bu makalenin yazarları, bu çalışmada kullanılan materyal ve yöntemlerin etik kurul izni ve / veya yasal-özel izin gerektirmediğini beyan etmektedir.

Supporting Institution

Şırnak Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi Koordinatörlüğü

Project Number

2021.FNAP.06.04.01

Thanks

Bu araştırma; Şırnak Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi Koordinatörlüğü’nce, 2021.FNAP.06.04.01 numaralı “Şırnak İl Merkezindeki Maden Sahalarının Çevresel Etkilerinin Araştırılması” başlıklı BAP projesi kapsamında desteklenmiştir.

Evaluation of the impact of asphaltite mines on the water quality of Nerdüş Stream (Şırnak)

Abstract

In this study, the water quality of Nerdüş Stream, which flows near the asphaltite mines operated in Şırnak city center, and the acidity effect of metal loads in the water originating from the mines were investigated. For this purpose, the physical parameters of water samples taken from the stream during dry and rainy periods, depending on seasonal changes, were determined by on-site measurements and major anion-cation contents were determined by laboratory analyses. Analyzes of the samples taken from the stream generally showed Ca+2+Mg+2>Na++K+, and it was determined that they were carbonated and sulphate type waters and HCO3-+CO3-2>Cl-+SO4-2. When the major anion-cation analysis results of water samples were evaluated according to WHO (2011) and TS 266 (2005) standards, it was determined that the elements were generally within the limit values, but they were not suitable for drinking purposes in terms of potassium content in the rainy period and sulfate content in the dry period. It has been evaluated that the TDS value is within the limit values of 300-900 mg/L and is in the "acceptable and fair" class, but the reason why this value is relatively high may be because the geological formations of asphaltite mines affect the chemistry of the water. Moreover, It was determined that the water samples were in the C2-C3 (Medium Saline – High Saline Water) class, and that there was no acidity caused by the mine since the water was neutral and had a low metal concentration content. It will be possible to use the water of Nerdüş Stream for plants other than those that need moderate salt and are sensitive to sodium.

Keywords

Open pit, Asphaltite, Mining, Nerdüş, Water quality

Project Number

2021.FNAP.06.04.01

References

• Ahdy, H. H., & Khaled, A. (2009). Heavy metal contamination in sediments of the Western Part of Egyptian Mediterranean Sea. Austrlian Journal of Basic Applied Science, 3(4) 3330-3336.
• Akaryalı E., Gücer M.A., & Alemdağ S. (2018). Atık barajı rezervuarı ve cevher stok alanlarında asit maden drenajı (amd) oluşumunun değerlendirilmesi: Gümüşhane Örneği, Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 4(2), 192-209.
• Alemdağ S., Akayalı E., & Gücer M.A. (2020a). Flotasyon tesis atıklarının asit üretme potansiyeli ve kirliliğin önlenmesi, Gümüşhane, KD Türkiye, Yerbilimleri, 41(1), 56-85.
• Alemdağ S., Akaryalı E., & Gücer M.A. (2020b). Prediction of mine drainage generation potential and the prevention method in the Gümüşköy (Kütahya) mineralization area, NW-Turkey. Journal of Mountain Science, 17(10), 2387-2404.
• Amrhein, C. (1996). Australian sodic soils: distribution, properties, and management. Soil Science, 161, pp412.
• APHA. (1992). Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association, Washington.
• Arade, S. M. (2021). Variation in total dissolved solids (TDS) of groundwater of Arni Town, District-Yavatmal (Ms) India during period of June 2020-May 2021. International e-Conference on New Horizons And Multidisciplinary Applications In Science And Technology, 9, 6, 70-75.
• Baran, H.A., Nalbantcilar, M.T., & Koktan N. (2023). Pollution and health risk assessment of heavy metals in waters around mine sites of Elazig (Eastern Turkey). Journal of Mountain Science, 20(5), 1293-1306.
• Bayrak, Ö., & Aktan, M. (2018). Enerjide kömürün yeri ve Şırnak asfaltit sahaları. Baz, İ., Alp, D., & Bilgin, Ö. (Eds.), Şırnak Enerji ve Maden Potansiyeli. 269-301.
• Bosco, M. I., Varrica, D., & Dongarra, G. (2005). Case study: Inorganic pollutants associated with particulate matter from an area near a petrochemical plant. Environmental Research, 99, 18–30. https://doi.org/10.1016/j.envres.2004.09.011
• Bulltail, G., & Walter, T. (2020), Impacts of coal resource development on surface water quality in a multi-jurisdictional watershed in the Western United States. Journal of Contemporary Water Research & Education, 169, 79-91. https://doi.org/10.1111/j.1936-704X.2020.03333.x
• Catrol, D. (1962). Rain water as a chemical agent of geological process: a view. Water Supply, 1533: 18-20. https://doi.org/10.3133/wsp1535G
• Chen, J., Li, K., Chang, K., Sofia, G., & Tarolli, P. (2015). Open-pit mining geomorphic feature characterization. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 42, 76-86. https://doi.org/10.1016/j.jag.2015.05.001
• Cetin, I., Nalbantcilar, M. T., Tosun, K., & Nazik, A. (2017). How trace element levels of public drinking water affect body composition in Turkey. Biological Trace Element Research, 175(2), 263-270. https://doi.org/10.1007/s12011-016-0779-z
• Doneen, L. D. (1964). Notes on water quality in agriculture. Department of Water Science and Engineering, University of California, Davis: Oakland, CA, USA.
• Er, A., & Şener, Ş. (2023). Alanya (Antalya) alt havzası yeraltısularının hidro-kimyası ve kullanım özelliklerinin incelenmesi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 11(4), 1607 – 1623, https://doi.org/10.21923/jesd.1397513
• Erkan, K. (2019). Harköy (Giresun-Tirebolu) Cu-Pb-Zn maden yatağının çevresel etkileri. [Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü].
• Fırat Ersoy, A., & Hatipoğlu Temizel, E. (2022). Karadere Deresi’nin (Araklı-Trabzon) içme ve sulama suyu amaçlı kullanım uygunluğunun incelenmesi. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi. 8(2): 238-249, https://doi.org/10.21324/dacd.1005286
• Evsahibioğlu, A. N., Çakmak, B., & Aküzüm, A. (2010). Su yönetimi, su kullanım stratejileri ve sınıraşan sular. TMMOB Ziraat Mühendisleri Odası Türkiye Ziraat Mühendisliği VII. Teknik Kongresi 11-15 Ocak 2010. Cilt:1, s.119-134, Ankara.
• Ficklin, W. H., Plumlee, G. S., Smith, K. S., & McHugh, J. B. (1992). Geochemical classification of mine drainages and natural drainages in mineralized areas. Seventh International Symposium on Water-Rock Interaction, July, Park City, Utah, 381-384.
• Freeze, R. A., & Cherry, J. A. (1979). Groundwater. Prentice Hall, New Jersey, 604 p.
• Gücer M.A., Alemdağ S., & Akaryalı E. (2020). Assessment of acid mine drainage formation using geochemical and static tests in Mutki (Bitlis, SE Turkey) mineralization area. Turkish Journal of Earth Sciences, 29(7), 1189-1210.
• Gültekin F., & Dilek R. (2005). Gümüşhane yöresi mineralli su kaynaklarının iz element ve radyoaktivite içerikleri. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 29, 36-43.
• Howladar, M. F., Deb, P. K., Muzemder, S. H., & Ahmed, M. (2014). Evaluation of water resources around Barapukuria coal mine industrial area, Dinajpur, Bangladesh. Appied Water Science, 4, 203-222. https://doi.org/10.1007/s13201-014-0207-5
• İTASHY. (2005). İnsani tüketim amaçlı sular hakkında yönetmelik. Resmî Gazete Tarihi: 17.02.2005 Resmî Gazete Sayısı: 25730. Jiang, B., Zhao, Z., Liu, D., Cao, Z., Tang, J., Wu, M., Zhang, H., Li, P., & Liang, D. (2023). Study on the interaction mechanism between residual coal and mine water in goaf of coal mine underground reservoir. Sustainability, 15, 15106. https://doi.org/10.3390/su152015106
• Kapdı, E. B., & Aşık, B. B. (2021). Sulama göleti suyunun yüzeysel su kalitesi ve sulama suyu kalitesi açısından değerlendirilmesi; Uşak İli Güllübağ Göleti örneği. Biyosistem Mühendisliği Dergisi, 2(1), 52-69.
• Kavaf, N., & Nalbantcilar, M.T. (2007). Assessment of Contamination Characteristics in Waters of the Kütahya Plain Turkey. CLEAN-Soil, Air, Water, 35(6), 585-593.
• Kocaer, F. O., & Başkaya H. S. (2003). Metallerle kirlenmiş toprakların temizlenmesinde uygulanan teknolojiler. Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 8, 1.
• Köktan, N., Baran, H. A., & Nalbantçılar, M. T. (2019). Elazığ’daki maden sahalarının sulara etkileri, Uluslararası Katılımlı 72. Türkiye Jeoloji Kurultayı, 28 Ocak – 01 Şubat 2019, Ankara.
• Machender, G., Dhakate R., Pransanna, L., & Govil, P. K. (2011). Assessment of heavy metal contamination in soils around Balanagar industrial area, Hyderabad, India. Environmental Earth Sciences, 63, 945-953. https://doi.org/10.1007/s12665-010-0763-4
• Mansilha, C., Melo, A., Flores, D., Ribeiro, J., Rocha, J. R., & Martins, V. (2021). Irrigation with coal mining effluents: sustainability and water quality considerations (São Pedro da Cova, North Portugal) Catarina. Water, 13, 2157. https://doi.org/10.3390/w13162157
• Miao, L., Ma, Y., Xu, R., & Yan, W. (2011). Environmental biogeochemical characteristics of rare earth elements in soil and soil grown plants of the Hetai goldfield, Guangdong Province, China. Environmental Earth Sciences, 63, 501-511. https://doi.org/10.1007/s12665-010-0718-9
• Merouche, A., Selvam, S., Imessaoudene, Y., & Maten, C. N. (2020). Assessment of dam water quality for irrigation in the northeast of catchment Cheliff‑Zahrez, Central Algeria, Environment. Development and Sustainability, 22:5709–5730. https://doi.org/10.1007/s10668-019-00447-9
• Murakami, M., Fujita, M., Furumai, H., Kasuga, I., ve Kurisu, F. (2009). Sorption behavior of heavy metal species by soakaway sediment receiving urban road runoff from residential and heavily trafficked areas. Journal of Hazardous Materials, 164, 707-712. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.08.052
• MTA (2002). MTA Genel Müdürlüğü Jeoloji Etütleri Dairesi, 1/500.000 Ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları/Cizre
• Nalbantcilar, M. T., & Guzel, A. (2006). Trace element pollution of drinking water supply of Konya Turkey. Journal Geological Society of India (68), 1087-1092.
• Nalbantcilar, M. T., & Pinarkara, D. (2015). Impact of industry on ground water contamination a case study in Konya city Turkey. Global NEST Journal, 17(4), 796-815. https://doi.org/10.30955/gnj.001635
• Nalbantcilar, M. T., & Pinarkara, S. Y. (2016). Public health risk assessment of groundwater contamination in Batman Turkey. Journal of Water and Health, 14(4), 650-661. DOI: 10.2166/wh.2016.290
• Omuto, C. T., Vargas, R. R., El Mobarak, A. M, Mohamed, N., Viatkin, K., & Yigini, Y. (2020). Mapping of salt-affected soils: Technical manual. Rome, Food and Agriculture Organization. https://doi.org/10.4060/ca9215en
• Önder, S., & Dursun, Ş. (2005). Air borne heavy metal pollution of Cedrus libani (A. Rich.) in the city centre of Konya (Turkey). Atmospheric Environment, 40, 1122-1133. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2005.11.006
• Önder, S., Dursun, S., Gezgin, S., & Demirbaş, A. (2007). Determination of heavy metal pollution in grass and soil of city centre green areas (Konya, Turkey). Polish Journal of Environmental Studies, 16(1), 145-154.
• Piper, A. M. (1944). A graphic procedure in geochemical ınterpretation of water analyses. American Geophysical Union Transactions, 25(6), 914-928. https://doi.org/10.1029/TR025i006p00914
• Richards, L. A. (1954). Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Agricultural Handbook 60; United States Department of Agriculture: Washington, DC, USA.
• Rodríguez-Barroso, M. R., Benhamou, Y., El Moumni, B., El Hatimi I., & Garica-Morales, J.L. (2009). Evalution of metal contamination from north of Morrocco: geochemical and statistical approaches. Environmental Monitoring and Assessment, 159, 169-181. https://doi.org/10.1007/s10661-008-0620-z
• Sawyer, G. N., & McMcartly, D. L. (1967). Chemistry of sanitary engineers (2nd ed.), McGraw Hill, New York.
• Sahoo, S., & Khaoash, S., (2020). Impact assessment of coal mining on groundwater chemistry and its quality from Brajrajnagar coal mining area using indexing models. Journal of Geochemical Expolaration, 215, 106559. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2020.106559
• Schoeller, H. (1938). Notions sur la corrosion interne des canalisations d’eau. Annales des Ponts et Chaussées, 138 (2): 199– 282.
• Semiz Ü., Gücer MA., & Alemdağ S. (2021). Şiran (Gümüşhane) ilçe merkezi su kaynaklarının kalitesi ve hidrojeokimyasal özelliklerinin değerlendirilmesi. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 7(1), 59-74.
• Sipahi F., & Uslu S. (2016). Investigation of the quality and physical-geochemical characteristics of the drinking water in Gümüşhane (Turkey) city central. Arabian Journal of Geosciences, 9, 600. doi.org/10.1007/s12517-016-2620-6.
• SKKY. (2009). Su kirliliği kontrolü yönetmeliği numune alma ve analiz metodları tebliği, Resmî Gazete Tarihi: 10.10.2009 Resmî Gazete Sayısı: 27372
• Şanlıyüksel Yücel, D., & Yücel, M. A. (2017). Terk edilmiş kömür ocaklarında oluşan maden göllerinin hidrokimyasal özelliklerinin belirlenmesi ve insansız hava aracı ile üç boyutlu modellenmesi, Pamukkale Universitesi Muhendislik Bilimleri Dergisi, 23(6), 780-791. https://dx.doi.org/10.5505/pajes.2016.37431
• Tahmasebzadeh Bastam, E., & Gültekin, F. (2017). Değirmendere (Trabzon) havzası kaynak sularında su-kayaç etkileşimi. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 41, 59-77. DOI 10.24232/jmd.314585
• Todd, D. K. (1960). Salt-water intrusion of coastal aquifers in the United States. International Association Scientific Hydrology, Gentbrugge Belgium, 52: 452-461.
• Todd, D. K. (1980). Groundwater hydrology (2nd ed.). John Wiley and Sons.
• TS EN ISO 5667. (2007). Su kalitesi-numune alma-bölüm 3: su numunelerinin muhafaza, taşıma ve depolanması için kılavuz. Türk Standartları Enstitüsü (TSE), Ankara.
• TSE 266. (2005). Türk içme suyu standardı. Türk Standartları Enstitüsü (TSE), Ankara.
• URL-1 (2024). Yerbilimleri Harita Görüntüleyici (mta.gov.tr), Erişim: 23.04.2024
• Yildiz, A., Karaca, M., Biceroglu, S., Nalbantcilar, M. T., Coskun, U., Arik, F., Aliyev, F., Yiginer, O., & Turkoglu C. (2008). Effect of chronic arsenic exposure from drinking waters on the qt interval and transmural dispersion of repolarization. Journal of International Medical Research, 36(3), 471-478. https://doi.org/10.1177/147323000803600311
• Yaylalı-Abanuz, G., & Tüysüz, N. (2009). Heavy metal contamination of soils and tea plants in the eastern Black Sea region, NE Turkey, Environmental Earth Science, 59, 131-144. https://doi.org/10.1007/s12665-009-0011-y
• Yaylalı-Abanuz, G., Tüysüz, N., & Akaryalı, E. (2012). Soil geochemical prospection for gold deposit in the Arzular area (NE Turkey), Journal of Geochemical Exploration, 112, 107-117. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2011.08.004
• Yılmaz, C. H., Ayto, H., & Sünbül, M. R. (2021). Evaluation of quality of some well waters used in agricultural irrigation in terms of plant nutrition. Soil Water Journal, 10 (2), 94-103. https://doi.org/10.21657/topraksu.927731
• WHO. (2011). Guidelines for drinking-water quality (4th ed.). World Health Organization, WHO Library Cataloguing-in-Publication Data, ISBN: 978-924-1548-15-1.
• Wilcox, L. V. (1955). Classification and use of irrigation waters. USDA Circular No: 969.