Natural Radionuclides and Heavy Metal Contents in the Olive (Olea europaea L.) Groves of Northwestern Anatolia

Abstract

The objective of this study was to examine the content of heavy metal (Cd, Pb, Ni, Cr, Al) and natural radionuclide (238U, 232Th, 40K) contents of the olive groves around the highway from Aliağa to Ezine. In general, findings showed that total heavy metal contents were more in the subsurface soils. In this regard, total Ni contents of the soils changed between 11-69 mg/kg. It is considered the only threatening heavy metal which exceeded 30 mg/kg critical level especially in the soils of the olive groves in Aliağa Soma, Ayvalık, Edremit and Ezine. Bergama region differed in this regard. The highest of total Pb, Cr and Cd contents in the soils of Aliağa region were found 44.59 mg/kg, 60 mg/kg and 0.81 mg/kg, respectively. These findings are found very close to the reference limit values (50, 100 and 1 mg/kg) reported by different scientists. Natural radioactivities of 226Ra, 232Th and 40K in the soils were also measured and found 37.45 and 410 Bq/kg respectivelly which were slightly above the cited limit values (226Ra:35 Bq/kg, 232Th:30 Bq/kg ve 40K:400 Bg/kg). Results in relation to olive leaves indicated that trees were not threatened by the heavy metals in the soils, only in some cases Cr (0.19-0.99 mg/kg) was found over the limit value (0.60 mg/kg). It could be concluded that this risky region with high contamination potential should be studied periodically before it is too late.

Keywords

• Olive,Olea europaea L.,heavy metal,natural radionuclide,pollution

Kuzeybatı Anadolu’daki Bazı Zeytin (Olea europaea L.) Bahçelerinin Ağır Metal ve Doğal Radyonüklit İçerikleri

Abstract

Bu çalışmada, Aliağa’dan Ezine’ye uzanan karayolu çevresinde zeytin yetiştirilen alanların ağır metal (Cd, Pb, Ni, Cr, Al) ve doğal radyonüklit (238U, 232Th, 40K) içeriklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Aliağa, Soma, Ayvalık, Edremit ve Ezine’den alınan toprak örneklerinin analiz sonuçları değerlendirildiğinde, genelde ağır metal miktarlarının toprağın yüzey altında daha fazla bulunduğu ve incelenen ağır metallerden sadece toplam Ni miktarının Bergama hariç diğer lokasyonlarda 11-69 mg/kg arasında değiştiği ve referans değerin (30 mg/kg) üzerinde ölçüldüğü bulunmuştur. Aliağa’dan alınan toprak örneklerinde en yüksek toplam Pb, Cr ve Cd içerikleri sırasıyla 44.59 mg/kg, 60 mg/kg ve 0.81 mg/kg olarak bulunmuştur. Bulunan bu değerlerin birçok araştırmacı tarafından belirtilen kritik değerlere (50, 100 and 1 mg/kg) yakın olduğu görülmektedir. Topraklarda ölçülen maksimum doğal radyoaktivite düzeyleri ise 226Ra (37 Bq/kg), 232Th (45 Bq/kg) ve 40K (410 Bq/kg) bildirilen değerlerin (226Ra:35 Bq/kg, 232Th:30 Bq/kg ve 40K:400 Bg/kg) üzerinde bulunmuştur. Zeytin yapraklarında yapılan analizler sonucunda, ağır metal toksitesi gözlenmediği sadece Cr’un (0.19-0.99 mg/kg) bildirilen üst sınırın (0.60 mg/kg) biraz üzerinde bulunduğu görülmüştür. Yüksek kontaminasyon potansiyeline sahip bu riskli bölgelerin, çok geç olmadan periyodik olarak çalışılması gerekmektedir.

Keywords

• Zeytin,ağır metal,radyonüklit,Olea europaea L.,kirlilik

References

1. Anonim, 2005. Toprak Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği. Resmi Gazete, sayı: 25831 Ankara.
2. Anonim, 2016. T.C. Gümrük ve Ticaret Bakanlığı Kooperatifçilik Genel Müdürlüğü 2015 Yılı Zeytin ve Zeytinyağı Raporu, http://koop.gtb.gov.tr/data/56e95c1a1a79f5b210d91772/2015%20Zeytinya%C4%9F%C4%B1%20Raporu.pdf
3. Başcı, N. 2009. Cr (VI) İyonunun Süs Bitkileri Kullanılarak Topraktan Gideriminin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
4. Bouyoucos, G. 1962. Hidrometer Method Improved for Making Particle Size Analysis of Soil. Agronomy Journal, 54 : 464-465.
5. Durak, Z. 2005, Adana Sofulu Düzensiz Çöp Depolama Alanında Oluşan Çöp Sızıntı Sularının Bitki Yetiştirilmesinde Kullanılması, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
6. Gerendas, J., Polacco, J.C., Freyermuth, S.K., Sattelmacher, B. 1999. Significance of Nickel for Plant Growth and Metabolism. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 162: 241-256.
7. Hızalan, E. ve H. Ünal 1966. Topraklarda Önemli Kimyasal Analizler. A. Ü. Ziraat Fakültesi, Ankara.
8. Jackson, M. L. 1962. Soil Chemical Analysis. Prentice Hall Inc. Eng. Cliffs. N. I., USA

9. Kartal, S., Elçi, L. Dogan, M. 1992. Investigation of Lead, Nicel, Cadmium and Zinc Pollution of Traffic in Kayseri. Fresenius Environ. Bull., 1: 28-35.
10. Kartal, S., Elçi, L., Kiliçel, F. 1993. Investigation of Soil Pollution Levels for Zinc, Copper, Lead, Nikel, Cadmium and Manganese at around of Çinkur Plant in Kayseri. Fresenius Envir. Bull.,2: 614-619.
11. Köseoğlu, C. 2007. Atık Çamurun İyileştirilebilmesi için Bitkisel Arıtımın (Fitoremediyasyon) Kullanım Olanaklarının Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
12. Lindsay, W. L. and Norvell, W. A. 1978. Development of a DTPA Soil Test for Zinc, Iron, Manganese, and Copper. Soil Science.
13. Molas, J. 1997. Changes in Morphological and Anatomical Structure of Cabbage (Brassica oleracea L.) Outer Leaves and in Ultrastructure of their Chloroplasts Caused by an in Vitro Excess of Nickel. Photosynthetica 34 (4): 513-522.
14. Pekcan, T., H. S. Turan, N. Alper, M. Ozaltas, and Cokuysal, B. 2008. Effects of Organomineral, Mineral and Farmyard Manures on the Yield and Quality of Olive Trees. Izmir, Turkey: Olive Research Institute.
15. Rangnekar S. S., Sahu S. K., Pandit G.G. and Gaikwad, V. B. 2013. Accumulation and Translocation of Nickel and Cobalt in Nutritionally Important Indian Vegetables Grown in Artificially Contaminated Soil of Mumbai, India, Research Journal of Agriculture and Forestry Sciences. Vol. 1(10).
16. Seregin, Kozhevnikova A.D. 2006. Physiological Role of Nickel and its Toxic Effects on Higher Plants. Russian Journal of Plant Physiology 53 (2): 257-277.
17. TSI, 2010. Crop production statistics database. Available at http://tuik.gov.tr
18. Ünal, D., Sert, Ş., Işık, N.O., Kaya, Ü. 2011. İzmir-Kemalpaşa Sanayi Bölgesinde Ağır Metal Kirliliğinin Biyoindikatör Olarak Zeytin (Olea europaea) Bitkisi Kullanılarak Belirlenmesi. Zeytin Bilimi 2 (2), 59-64.
19. UNSCEAR Report, 2000. Sources, Effects and Risks of Ionizing.
20. Yaprak G. 2008. Natural Radioactivity (I ve II).
21. Yaprak, G. 1995. Radyoaktif Mineral İçeren Örneklerin Gama Spektroskopik Analizlerde Matris Etkisi ve Self Adsorpsiyon için bir Düzeltme Yönteminin Geliştirilmesi, (Doktora Tezi), Ege Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü, Bornova, İzmir.
22. Zarcinas, B. A., Cartwrigt, B. and Spauncer, L. P. 1987. Nitric Acid Digestion and Multielement Analysis of Plant Material by Inductively Coupled Plasma Spectrometry. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 18: 131–147. Science Society of American Journal, 42: 421–428.