Bitlis Şehir Merkezinde Evsel Kömür Yakımından Kaynaklanan Kül ve Topraklarda Ağır Metal İçeriğinin Karşılaştırmalı Değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, Bitlis şehir merkezinde evsel ısınma amacıyla kullanılan kömürlerin yakılması sonucu oluşan kül ile bu yakım faaliyetlerinin etkisi altında bulunan topraklardaki ağır metal içerikleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında, şehir merkezinde farklı noktalardan alınan yüzey toprak örnekleri ile evsel kömür yakımı sonrası oluşan kül örnekleri analiz edilmiştir. Numuneler uygun koşullarda hazırlanmış, asit sindirimi işlemlerinin ardından ağır metal analizleri ICP–MS cihazı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd ve Pb elementleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kül örneklerinde Al ve Fe konsantrasyonlarının sırasıyla yaklaşık 53–227 mg/kg ve 12–52 mg/kg aralığında değiştiği belirlenmiştir. Toprak örneklerinde ise bu elementlerin konsantrasyonlarının kül örneklerine kıyasla daha düşük olmakla birlikte, özellikle kış aylarında belirgin artışlar gösterdiği tespit edilmiştir. Kül örneklerinde Pb ve Cd gibi potansiyel toksik metallerin konsantrasyonlarının Kasım ayında maksimum değerlere ulaştığı, Pb için yaklaşık 0,71 mg/kg, Cd için ise 0,03 mg/kg seviyelerine çıktığı gözlenmiştir. Toprak örneklerinde ağır metal dağılımı genel olarak daha homojen olmakla birlikte, kül kaynaklı girdilerin etkisiyle bazı metallerde yerel artışlar dikkat çekmiştir. Logaritmik ölçekli ısı haritaları ve karşılaştırmalı grafikler, kül ve toprak örnekleri arasındaki konsantrasyon farklarını açık bir biçimde ortaya koymuş; özellikle Ni, Cu ve Pb elementlerinin kül örneklerinde toprak örneklerine göre belirgin şekilde daha yüksek değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Bu durum, evsel kömür yakımı sonucu oluşan küllerin, ağır metaller açısından önemli bir çevresel kaynak olabileceğini göstermektedir. Sonuç olarak, Bitlis şehir merkezinde evsel kömür yakımı sonucu oluşan küllerin ağır metal içeriği bakımından çevresel açıdan dikkat edilmesi gereken bir potansiyel oluşturduğu belirlenmiştir. Elde edilen sayısal bulgular, kentsel alanlarda evsel kömür kullanımının toprak kalitesi üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesine katkı sağlamakta ve benzer yerleşim alanları için karşılaştırılabilir bir bilimsel veri seti sunmaktadır.

Keywords

• Ağır metaller
• Bitlis
• Evsel kömür yakımı
• Kentsel topraklar
• Kül ve toprak kontaminasyonu

Supporting Institution

Bu çalışma herhangi bir kurum veya kuruluş tarafından maddi olarak desteklenmemiştir.

Project Number

Yoktur.

Ethical Statement

Bu çalışma kapsamında insan veya hayvan denekleri kullanılmamış olup, etik kurul izni gerektiren herhangi bir uygulama bulunmamaktadır.

Comparative Evaluation of Heavy Metal Content in Ash and Soils Originating from Domestic Coal Combustion in the Bitlis City Center

Abstract

In this study, the heavy metal contents of coal ash generated from domestic coal combustion and the surrounding urban soils affected by these emissions were comparatively evaluated in the city center of Bitlis, Türkiye. Surface soil samples collected from different locations within the city center and coal ash samples obtained from domestic heating activities were analyzed under laboratory conditions. The samples were dried, homogenized, and subjected to acid digestion prior to analysis. Heavy metal concentrations were determined using inductively coupled plasma–mass spectrometry (ICP–MS), focusing on Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb. The results indicated that Al and Fe were the dominant elements in both ash and soil samples. In coal ash samples, Al and Fe concentrations ranged approximately from 53 to 227 mg/kg and 12 to 52 mg/kg, respectively. Compared to soils, ash samples generally exhibited higher heavy metal concentrations, highlighting domestic coal combustion as a significant source of metal input. Seasonal variations were observed, with maximum concentrations of potentially toxic metals recorded during winter months. In particular, Pb and Cd concentrations in ash samples reached peak values of approximately 0.71 mg/kg and 0.03 mg/kg, respectively, in November. Soil samples showed a more homogeneous distribution of metals; however, localized increases suggested the influence of ash-derived inputs. Logarithmic-scale heat maps and comparative graphical analyses clearly demonstrated the differences between ash and soil samples, especially for Ni, Cu, and Pb, which were consistently higher in ash. These findings indicate that coal ash produced from domestic heating represents a potential environmental source of heavy metals, with possible long-term implications for urban soil quality. Overall, the numerical results of this study contribute to a better understanding of the environmental impacts of domestic coal combustion in urban areas and provide a valuable scientific dataset for assessing heavy metal contamination in similar settlements.

Keywords

• Ash and soil contamination
• Bitlis
• Domestic coal combustion
• Heavy metals
• Urban soils

Supporting Institution

This study was not financially supported by any institution or funding agency.

Project Number

Yoktur.

Ethical Statement

This study does not involve human participants or animal subjects, and therefore does not require ethical approval.

References

1. Açıkalın, S. (2022). Atıkların hidrotermal karbonizasyonunun araştırılması ve çevresel etkilerinin belirlenmesi.
2. Abrantes, N., Campos, I., Junior, C., Coelho, C., Keizer, J. J. (2025). Orman yangını küllerinden ve ısınmış topraklardan besin maddelerinin ve eser metallerin sızmasının toprak kolon testleri yoluyla değerlendirilmesi: Yeraltı suları üzerindeki potansiyel etkiler. Journal of Hazardous Materials, 492, 138097.
3. Akça, M. O., Türkmen, F., Taşkın, M. B., Soba, M. R., & Öztürk, H. S. (2015). Ankara üniversitesi kalecik araştırma ve uygulama çiftliği topraklarının verimlilik durumlarının incelenmesi. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Dergisi, 3(2), 54-63.
4. Ay, D. (2022). Çanakkale ili termik santrallerinin uçucu kül karakterizasyonunun belirlenmesi.
5. Bhatt, A., Priyadarshini, S., Mohanakrishnan, A. A., Abri, A., Sattler, M., Techapaphawit, S. (2019). Kömür uçucu külünün fiziksel, kimyasal ve jeoteknik özellikleri: Küresel bir inceleme. Case Studies in Construction Materials, 11, e00263.
6. Biçer, C. C. (2024). Çevre vergileri ile karbon salınımı ilişkisi: Türkiye örneği. researchgate.net
7. Coşkun, B. (2022). Şehir merkezi bahçelerinde yetiştirilen karalahana ve rokanın ağır metal kirlilikleri, polifenolik profilleri, ve bazı diğer kalite parametrelerinin değerlendirilmesi.
8. European Parliament and Council. (2008). Directive 2008/50/EC of the European Parliament and of the Council of 21 May 2008 on ambient air quality and cleaner air for Europe. Official Journal of the European Union, L152, 1–44.

9. Google. (2025). Google Maps. https://maps.google.com (Erişim tarihi: 15.02.2026).
10. Harita Genel Müdürlüğü. (2024). Türkiye mülki idare haritası. https://www.harita.gov.tr/ (Erişim tarihi: 24 Şubat 2026).
11. Hava Kalitesi Değerlendirme ve Yönetimi Yönetmeliği. (2008). Resmî Gazete (Sayı: 26898). https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2008/06/20080606-6.htm
12. Karagöz, M. (2023). Gölbaşı (Adıyaman) kömürlerinde ana-eser element zenginleşimleri ve çevresel etkileri.
13. Latosińska, J. (2020). Atıksu çamuru ve küllerinin yakılması sonrasında ortaya çıkan ağır metallerle toprak kirlenmesi riskinin değerlendirilmesi. Desalination and Water Treatment, 199, 297-306.
14. Luo, C., Pajala, G., Yekta, S. S., Sarkar, S., Klump, J. V., Pujari, P., Routh, J. (2024). Hindistan'daki kömürle çalışan termik santrallerden çıkan uçucu külün neden olduğu toprak kirliliği: Mekansal ve zamansal dağılım ve elementel sızıntı potansiyeli. Applied Geochemistry, 170, 106080.
15. Özçelik, K. (2022). Türkiye'de yerli kömür yakıtlı büyük ölçekli termik santrallerin kül atıklarının yönetimi ve çimento üretiminde kullanımının ekonomik analizi.
16. Özdemir, T., Kiraz, D. E. (2024). Ulaşım Kaynaklı Emisyonların Çevresel Etkilerinin ve İnsan Sağlığına Yansımalarının İncelenmesi: Ege Bölgesi Örneği. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 29(2), 530-561.
17. Özkan, F., Demir, Y. (2023). Rize ilinde geleneksel ve organik çay tarımı yapılan alanların topraklarında bazı verimlilik parametreleri ile ağır metal içeriklerinin karşılaştırılması. Journal of the Institute of Science and Technology, 13(2), 1405-1417.
18. Özkan, R. (2022). Sürdürülebilir çevre politikalarının geliştirilmesi bakımından sıfır atık projesi'nin etkilerinin değerlendirilmesi: Bursa Mustafakemalpaşa Belediyesi örneği.
19. Ren, E., Zhang, R., Qiu, X., Wang, L., Li, J., Zhao, Y., Qu, Z. (2025). Sitrik asit-lantan modifiye edilmiş uçucu kül aracılığıyla toprakta ve yoncada (Medicago sativa L.) ağır metallerin ve metaloidlerin göçü ve dönüşümü ile ekolojik güvenlik eşiklerinin değerlendirilmesi. Journal of Environmental Chemical Engineering, 119791.
20. Rhoades, C. C., Fegel, T. S., Fower, J. A., Starr, B., & Wilkins, M. J. (2025). Dağlık bir ormanda yığın yakma işleminden sonra külün ve altındaki toprak katmanlarının kimyasında meydana gelen hızlı değişimler. Trees, Forests and People, 101035.
21. Şahin, G. (2022). Kömür İhraç Eden Ülkelerde STIRPAT Modeline Dayalı Çevresel Etki Analizi. Dumlupınar Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi.
22. T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. (2025). Bitlis ili 2025 yılı hava kalitesi bülteni.www.havaizleme.gov.tr(Erişim tarihi: 24.02.2026).
23. T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı (ÇŞİDB). (2025). Ulusal Hava Kalitesi İzleme Ağı (UHKİA). https://sim.csb.gov.tr (Erişim tarihi: 24.02.2026).
24. Turp, S. M. (2015). City of Bitlis 2014 Air Pollution Emission Inventory. Bitlis Eren University Journal of Science and Technology, 5(2).
25. Turp,G.A., Turp S.M., Ozdemir, S., (2021), 20220256928, Bulgaria, 1311-9109, 21, (4), Sofia, Propagation of Ornamental Plants, (116–122), Sejani Publishers, The role of pyroligneous acid for in vitro propagation of Phormium tenax “Variegatum” (J. R. Forst & G. Forst).
26. T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. (2010). Toprak kirliliğinin kontrolü ve noktasal kaynaklı kirlenmiş sahalara dair yönetmelik. Resmî Gazete (Sayı: 27605).
27. Uluçay, G. G. (2023). Çevresel tahribat ve kentsel büyüme ilişkisi: Van Gölü Havzası örneği.
28. Ulvi, M. (2023). Konya Kapalı Havzası yerüstü su ve sedimentinde mikroplastikler, ilintili polisiklik aromatik hidrokarbonlar ve risk değerlendirmesi.
29. United States Environmental Protection Agency (EPA). (2014). Method 6020B: Inductively coupled plasma–mass spectrometry. Washington, DC.
30. Yalçın, M. (2023). Kırıkhan–Reyhanlı bölgesi tarım topraklarının molibden içeriği ve topraktaki bazı ağır metaller ile ilişkilerinin belirlenmesi. Eurasian Journal of Biological and Chemical Sciences.
31. Zakırjanova, J. (2025). Kimya analist yetkinlik ölçeğinin geliştirilmesi: Rasch analizi örneği.