Hydrogeological Investigation and Health Risk Assessment of Karacabey (Bursa) District

Abstract

In this study, the hydrogeochemical properties of the groundwater samples in the Karacabey (Bursa) district and surrounding were investigated and health risk assessment was performed. Groundwaters are Ca-HCO₃, Ca-Mg-HCO₃ and Mg-Ca-HCO₃ facies. The increase of Mg is originated from water-rock interaction related to sandstone and conglomerate levels in different formations. In the study area, it is observed that the waters do not exceed the drinking water limit values in terms of physical properties and anion-cation contents. However, the As content of groundwater ranges between 9-79.1 µg/l. The increase of As is geogenic origin associated with volcanic rocks. In some locations, NO₃, Fe and Mn contents were found to be higher than the drinking water standard values. These increases are thought to be of geogenic and anthropogenic origin. In this study, health risk assessment was made for As, NO₃, Fe and Mn parameters which exceed drinking water limit values. Hazard Quotient (HQ), Hazard Index (HI) and Carcinogenic risk values of the spring waters for oral (drinking) and dermal (skin) intake were calculated by taking into consideration adult and child individuals. It has been determined that the long-term use of water resources as drinking water may have a negative impact on health. The carcinogenic risk may also be caused by the As element.

Keywords

• Karacabey,Hydrogeology,Hydrogeochemistry,Health,Bursa

Karacabey (Bursa) İlçesinin Hidrojeoloji İncelemesi ve İçme Sularının Sağlık Risk Değerlendirmesi

Abstract

Bu çalışmada Karacabey (Bursa) ilçesi ve çevresinde yeraltısularının hidrojeokimyasal özellikleri incelenmiş ve sağlık risk değerlendirmesi yapılmıştır. İnceleme alanında yeraltısularının Ca-HCO_3, Ca-Mg-HCO₃ ve Mg-Ca-HCO₃’lı sular fasiyesinde olduğu tespit edilmiştir. Mg artışı formasyonlar içerisindeki kumtaşı ve konglomera seviyeleri ile kaya-su etkileşiminden kaynaklanmaktadır. İnceleme alanında suların genel olarak fiziksel özellikleri ve anyon-katyon içerikleri açısından içme suyu sınır değerlerini aşmadığı tespit edilmiştir. Ancak, yeraltısularının As içeriği 9-79.1 µg/l arasında değişmektedir. As artışı genelde volkanik kayaçlarla ilişkili olarak jeojenik kökenlidir. Bazı lokasyonlarda NO₃, Fe ve Mn içeriklerinin de içme suyu standart değerlerinin üzerinde olduğu tespit edilmiştir. Bu artışların jeojenik ve antropojenik kökenli olduğu düşünülmektedir. Çalışmada içme suyu sınır değerlerini aşan As, NO₃, Fe ve Mn parametreleri için sağlık risk değerlendirmesi yapılmıştır. Su kaynaklarının oral (içme) ve dermal (deri) yolla alım ile gerçekleşebilecek tehlike katsayıları (HQ), tehlike endeksi (HI) ve kanser riski değerleri yetişkin ve çocuk bireyler dikkate alınarak hesaplanmıştır. Su kaynaklarının içmesuyu olarak uzun süreli kullanımında sağlık için olumsuz etki oluşabileceği tespit edilmiştir. As elementi açısından kanser riski olasılığı da bulunmaktadır.

Keywords

• Karacabey,Hidrojeoloji,Hidrojeokimya,Sağlık,Bursa

References

1. [1] O’Rourke, M.K., van de Water, P.K, Jin, S., Rogan, S.P., Weiss, A.D., Gordon, S.M., Moschandreas, D.J., Lebowitz, M.D., 1999. Evaluations of Primary Metals from NHEXAS Arizona: Distributions and Preliminary Exposures. J. Expo. Anal. Environ. Epidemiol. 9, 435–445
2. [2] USEPA, 1986. Guidelines for Carcinogen Risk Assessment. U.S. Environmental Protection Agency, Washington DC. EPA/600/8-87/045
3. [11] USEPA, 2013 Risk Assessment IRIS (Integrated Risk Information System). http://www.epa.gov/risk_assessment
4. [3] USEPA, 2004. Risk Assessment Guidance for Superfund Volume I: Human Health Evaluation Manual (Part E, Supplemental Guidance for Dermal Risk Assessment) Final. EPA/540/R/99/005 OSWER 9285.7-02EP PB99-963312 July 2004, Office of Superfund Remediation and Technology Innovation U.S. Environmental Protection Agency Washington, DC, 2004.
5. [4] De Miguel, E., Iribarren, I., Chacon, E., Ordonez, A., Charlesworth, S., 2007. Risk-Based Evaluation of the Exposure of Children to Trace Elements in Playgrounds in Madrid (Spain), Chemosphere, 66, 505–513.
6. [5] Wu, B., Zhao, D., Jia, H., Zhang, Y., Zhang, X., Cheng, S., 2009. Preliminary Risk Assessment of Trace Metal Pollution in Surface Water from Yangtze River in Nanjing Section, China, Bull. Environ. Contam. Toxicol. 82, 405–409.
7. [6] Kavcar P, Sofuoglu A, Sofuoglu S, 2009. A Health Risk Assessment for Exposure to Trace Metals via Drinking Water Ingestion Pathway, International Journal of Hygiene and Environmental Health, 212, 216–227.
8. [7] Davraz, A., Afşin, M., Aksever, F, Karataş, Z., Hınıs, M.A., 2016. The Interference of a Deep Thermal System with a Shallow Aquifer and Health Risk Assessment: The Case of Sandıklı (Afyonkarahisar). Environ Earth Sci, 75: 332.

9. [8] Varol, S., Davraz, A., 2016. Evaluation of Potential Human Health Risk and Investigation of Drinking Water Quality in Isparta City Center (Turkey). Journal of Water and Health, 14.3, 471-488.
10. [9] USEPA, 2001. Risk Assessment Guidance for Superfund, Volume 1: Human Health Evaluation Manual (Part E, Supplement Guidance for Dermal Risk Assessment). Office of Emergency and Remedial Response, Washington, DC, USA.
11. [10] Li, S., Zhang, Q., 2010. Risk Assessment and Seasonal Variations of Dissolved Trace Elements and Heavy Metals in the Upper Han River, China. Journal of Hazardous Materials, 181, 1051-1058.
12. [12] IRIS (Integrated Risk Information System), 2005. US Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH. Accessed at: (http://www.epa.gov/iris), September-2005.
13. [13] MTA, 2011. Pehlivan, Ş., Duru, M., Kanar, F., Kandemir, Ö., Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, 1/100000 ölçekli Türkiye Jeoloji Haritaları, No: 156, Bandırma-H20 Paftası, Jeoloji Etütleri Dairesi, Ankara.
14. [14] Eraslan, İ.S., 2019. Karacabey (Bursa) Havzasının Hidrojeoloji İncelemesi, Süleyman Demirel Üniversites, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 97 s (Yayınlanmamış).
15. [15] Şahinci, A.,1991. Doğal Suların Jeokimyası, Reform Matbaası, 546, İzmir.
16. [16] TSE, 2005. İnsani Tüketim Amaçlı Sular. Türk İçme Suyu Standartları TS 266 sayılı standart -Türk Standartları Enstitüsü –Ankara.
17. [17] WHO, 2011. Guidelines for Drinking-Water Quality, 4th edt., World Health Organization, WHO Library Cataloguing-in-Publication Data, ISBN 978 92 4 1548151.
18. [18] USEPA, 1989. Risk Assessment Guidance for Superfund. Vol. I. Human Health Evaluation Manual. Part A. Interim Final, Office of Emergency and Remedial Response, U. S. Environmental Protection Agency, Washington, DC.
19. [19] Khan S, Cao Q, Zheng YM, Huang YZ, Zhu YG, 2008. Health Risks of Heavy Metals in Contaminated Soils and Food Crops Irrigated with Wastewater in Beijing China, Environ. Pollut., 152, 686–692.
20. [20] Muhammad, S., Shah, M.T., Khan, S., 2011. Health Risk Assessment of Heavy Metals and Their Source Apportionment in Drinking Water of Kohistan Region, Northern Pakistan. Microchem. J., 98, 334-343.
21. [21] Lim, H. S., Lee, J. S., Chon, H. T. & Sager, M. 2008. Heavy metal contamination and health risk assessment in the vicinity of the abandoned Songcheon Au–Ag mine in Korea. J. Geochem. Exploration. 96, 223–230.