Tarsus Kıyı Akiferi’nde (Mersin) Meydana Gelen Tuzlanmanın Nedenlerinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Türkiye’nin Doğu Akdeniz bölgesinde yer alan Tarsus Kıyı Akiferi’nde (Mersin) görülen tuzlanma olayının nedenleri araştırılmıştır. Özellikle Akdeniz havzası genelinde kritik bir problem olan yeraltı sularının tuzlanması olayı, deniz suyu girişimi, iklim değişikliği, jeojenik etkiler (evaporitlerin çözünmesi) ve antropojenik faaliyetler (kirlilik ve hidrolojik müdahaleler) gibi süreçlerin ve mekanizmaların bir sonucu olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu kapsamda, Eylül 2020’de yapılan saha çalışmasında 87 yeraltı suyu kuyusundan ve deniz suyundan (Akdeniz) örnekler alınmıştır. Alınan su örneklerinin sıcaklık, elektriksel iletkenlik, pH, tuzluluk, indirgenme-yükseltgenme (redoks) potansiyeli, çözünmüş oksijen ve toplam çözünmüş madde değerleri arazide ölçülmüştür. Su örneklerinin majör iyon ve iz element içerikleri (Ca+2, Mg+2, Na+, K+, HCO3-, CO3-2, Cl-, SO4-2, NO3-, NO2-, B, Br, Sr ve Li) laboratuvarda spektrometrik (ICP-MS), spektrofotometrik ve volumetrik (titrasyon) yöntemlerle analiz edilmiştir. Analiz edilen bu parametrelere ait tematik dağılım haritaları bir Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) yazılımı kullanılarak oluşturulmuştur. Alınan su örneklerinin hidrokimyasal fasiyesleri, Piper ve HFE diyagramları kullanılarak belirlenmiştir. Ek olarak, bölgede görülen tuzlanma mekanizmalarını açıklamak amacıyla, çeşitli majör iyonlara ve/veya iz elementlere ait oranların kullanıldığı ikili (x-y) grafikler oluşturulmuştur. Elde edilen sonuçlara göre; Tarsus Kıyı Akiferi’ni etkileyen tuzlanma olayının; deniz suyu girişimi, Messiniyen evaporitlerinin (anhidrit, jips ve halit) çözünmesi ve antropojenik (tarımsal ve endüstriyel) faaliyetler sonucunda meydana geldiği ortaya konulmuştur.

Keywords

• Tuzlanma
• İyon Oranları
• HFE-Diyagramı
• Hidrojeokimya
• Tarsus Kıyı Akiferi

Supporting Institution

TÜBİTAK ve PRIMA

Project Number

118Y366

References

1. Abu-alnaeem, M. F., Yusoff, I., Fatt Ng, T., Alias, Y., Raksmey, M., (2018). Assessment of groundwater salinity and quality in Gaza coastal aquifer, Gaza Strip, Palestine: An integrated statistical geostatistical and hydrogeochemical approaches study. Science of the Total Environment, 615, 972-989
2. Alcala, F. J., Custodio E., (2008). Using the Cl/Br ratio as a tracer to identify the origin of salinity in aquifers in Spain and Portugal. Journal of Hydrology, 359 (1-2), 189-207.
3. Antonioli, F., De Falco, G., Lo Presti, V., Moretti, L., Scardino, G., Anzidei, M. ve diğerleri. (2020). Relative sea-level rise and potential submersion risk for 2100 on 16 Coastal Plains of the Mediterranean Sea. Water, 12 (8), 2173-2198.
4. Appelo, C. A. J., Postma, D., (2005). Geochemistry, Groundwater and Pollution (2nd edition). A. A. Balkema Publishers, Amsterdam, 634 s.
5. Davis, S. N., Whittemore, D. O., Fabryka-Martin, J., (1998). Use of chloride/bromide ratios in studies of potable water. Ground Water, 36 (2), 338-350.
6. Demirel, Z., (2004). The history and evaluation of saltwater intrusion into a coastal aquifer in Mersin, Turkey. Journal of Environmental Management, 70, 275-282.
7. DSİ, (1978). Mersin, Berdan ve Efrenk Ovaları hidrojeolojik etüd raporu. DSİ, 60 s.
8. Freeze, R. A., Cherry, J. A., (1979. Groundwater.Prentice-Hall, New Jersey, 604 s.

9. Fidelibus, M. D., Pulido-Bosch, A., (2018). Groundwater temperature as an indicator of the vulnerability of karst coastal aquifers. Geosciences, 9 (1), 2-22.
10. Giménez, E., Morell, I., (1997). Hydrogeochemical analysis of salinization processes in the coastal aquifer of Oropesa (Castellón, Spain). Environmental Geology, 29 (1), 118-131.
11. Giménez-Forcada, E., (2010). Dynamic of seawater interface using Hydrochemical Facies Evolution Diagram. Ground Water, 48 (2), 212-216.
12. Göney, S. (1976). Adana Ovaları. İstanbul Üniversitesi yayınları, İstanbul, 179 s.
13. Güler, C., (2009). Site characterization and monitoring of natural attenuation indicator parameters in a fuel contaminated coastal aquifer: Karaduvar (Mersin, SE Turkey). Environmental Earth Sciences, 59 (3), 631-643.
14. Güler, C., Kurt, M. A., Alpaslan, M., Akbulut, C., (2012). Assessment of the impact of anthropogenic activities on the groundwater hydrology and chemistry in Tarsus Coastal Plain (Mersin, SE Turkey) using fuzzy clustering, multivariate statistics and GIS techniques. Journal of Hydrology, 414-415, 435-451.
15. Güler, C., Kurt, M. A., Korkut, R. N., (2013). Assessment of groundwater vulnerability to nonpoint source pollution in a Mediterranean Coastal Zone (Mersin, Turkey) under conflicting land use practices. Ocean&Coastal Management, 71, 141-152.
16. Hatipoğlu, Z., Bayarı S., (2005). Mersin-Tarsus kıyı ve yamaç akiferlerinin hidrojeokimyası. Türkiye Jeoloji Bülteni, 48 (2), 59-72.
17. Hem, J. D., (1985). Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water. U.S. Geological Survey Water Supply Paper 2254, Virginia, 264 s.
18. Ilgar, A., (2015). Messiniyen Tuzluluk Krizi Akdeniz’in kurumasına ilişkin bir derleme. Doğal Kaynaklar ve Ekonomi Bülteni, 20, 73-80.
19. Jones, B. F., Vengosh, A., Rosenthal, E., Yechieli, Y., (1999). Geochemical investigations. Bear (Ed.), Seawater Intrusion in Coastal Aquifers- Concepts, Methods and Practices. Springer Science+Business Media, Israel, 51-69 ss.
20. Khadra, W. M., Stuyfzand, P. J., Breukelen van, B. M., (2017). Hydrochemical effects of saltwater intrusion in a limestone and dolomitic limestone aquifer in Lebanon. Applied Geochemistry, 79, 36-51.
21. Korkut, R. N., (2009). Deliçay-Tarsus Çayı (Mersin) arasındaki bölgedeki yeraltı sularında nitrat ve nitrit kirliliğinin araştırılması. Mersin Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Mersin, Yüksek Lisans Tezi, 67 s (yayımlanmamış).
22. Kurt, M. A., (2010). Deliçay ve Tarsus Çayı (Mersin) arasında kalan alandaki toprak profillerinin mineralojisi, toprak ve su kirliliğinin araştırılması. Mersin Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Mersin, Doktora Tezi, 424 s (yayımlanmamış).
23. Lebid, H., Errih, M., Boudjemline, D., (2016). Contribution of strontium to the study of groundwater salinity. Case of the alluvial plain of Sidi Bel Abbes (Northwestern Algeria). Environmental Earth Sciences, 75:947.
24. Menz, C. (2016). Oxygen delivering processes in groundwater and their relevance for iron- related well clogging processes–a case study on the Quaternary aquifers of Berlin. Freien Üniversitesi, Berlin, Doktora tezi, 185 s (yayımlanmamış).
25. National Aeronautics and Space Administration (NASA) (2022). Sea Level. 27 Kasım 2022 tarihinde https://climate.nasa.gov/vital-signs/ sea-level/ adresinden erişildi.
26. Park, S. C., Yun, S. T., Chaea, G. T., Yoo, I. S., Shin, K. S., Heoa, C. H. ve diğerleri, (2005). Regional hydrochemical study on salinization of coastal aquifers, western coastal area of South Korea. Journal of Hydrology. 313 (3-4), 182-194.
27. Piper, A. M., (1944). A Graphic Procedure in the Geochemical Interpretation of Water Analyses. Transactions, American Geophysical Union, 25 (6), 914-928.
28. Pulido-Leboeuf, P., Pulido-Bosch, A., Calvache, M. L., Vallejos, A., Andreu, J. M., (2003). Strontium, SO -2/Cl- and Mg+2/Ca+2 ratios as tracers for the evolution of seawater into coastal aquifers: the example of Castell de Ferro aquifer (SE Spain). Comptes Rendus Geoscience, 335 (14), 1039-1048.
29. Ranjan, P., Kazama, S., Sawamoto, M., (2006). Effects of climate change on coastal fresh groundwater resources. Global Environmental Change, 16, 388-399.
30. Sanchez-Martos, F., Pulido-Bosch, A., Molina- Sanchez, L., Vallejos-Izquierdo, A., (2002). Identification of the origin of salinization in groundwater using minor ions (Lower Andarax, Southeast Spain). The Science of the Total Environment, 297 (1-3), 43-58.
31. Sandal, E. K., Gürbüz, M., (2003). Mersin şehrinin mekansal gelişimi ve çevresindeki tarım alanlarının amaç dışı kullanımı. Coğrafi Bilimler Dergisi, 1, 117-130.
32. Schmidt, G., (1961). VII. Adana Petrol Bölgesinin Stratigrafik Nomenklatürü. Petrol Dergisi, 6, 47-63.
33. Somay, M. A., Gemici, Ü., (2009). Assessment of the salinization process at the coastal area with hydrogeochemical tools and Geographical Information Systems (GIS): Selçuk Plain, Izmir, Turkey. Water, Air, & Soil Pollution, 201 (1), 55-74.
34. Şenol, M., Şahin Ş., Duman, T. Y., (1998). Adana- Mersin dolayının jeoloji etüd raporu. MTA, Ankara, 46 s.
35. Telahigue, F., Agoubi, B., Souid, F., Kharroubi, A., (2018). Assessment of seawater intrusion in an arid coastal aquifer, south-eastern Tunisia, using multivariate statistical analysis and chloride mass balance. Physics and Chemistry of the Earth, 106, 37-46.
36. United Nations Water, (2022). Groundwater making the invisible visible. UNESCO, Paris, 225 s.
37. Ünlügenç, U. C. (1986). Kızıldağ Yayla (Adana) dolayının jeoloji incelemesi. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, Yüksek Lisans Tezi, 76 s (yayımlanmamış).
38. Vengosh, A., Rosenthal E., (1994). Saline groundwater in Israel: its bearing on the water crisis in the country. Journal of Hydrology, 156 (1-4), 389-430.
39. Vengosh, A., (2014). Salinization and Saline Environments. Holland ve Turekian (Ed.) Treatise on Geochemistry Second Edition. Elsevier, USA, ss. 325-378.
40. Wetzelhuetter, C., (2015). Groundwater in the Coastal Zones of Asia-Pacific. Springer, Netherlands, 110 s.
41. Zghibi, A., Tarhouni J., Zouhri, L., (2013). Assessment of seawater intrusion and nitrate contamination on the groundwater quality in the Korba coastal plain of Cap-Bon (North-east of Tunisia). Journal of African Earth Sciences, 87, 1-12