Toxic Metal Pollution in the Surface Sediments from Güllük Bay (Muğla-Turkey)

Abstract

In this study, total lead (Pb), cadmium (Cd), chromium (Cr), copper (Cu), zinc (Zn), arsenic (As) and aluminum (Al) contents were investigated in surface sediments in order to determine the current pollution in Güllük Bay, which has dense population in summer, low population in winter, and a thermal power plant in the vicinity. For this purpose, surface sediments were collected from the bay seasonally in 2011 and 2012. Strong acid (HNO₃+HF+HClO₄) digestion was used for metal analysis after drying in a freeze-dryer. Total metal concentrations were measured by atomic absorption spectrophotometer. The total metal contents changed between 1 and 209 μg/g; 10 and 259 μg/g; 1 and 59 μg/g; 0.1 and 46 μg/g; <0.01 and 2.8 μg/g, <0.01 and 0.4 μg/g and 0.6% and 5.9% for Pb, Zn, Cu, Cr, Cd, As and Al, respectively. Cu, Cr and As concentrations were lower than the background values, contrary to higher Pb, Cd and Zn contents in bay surface sediments during all sampling periods. These high metal values indicate the presence of anthropogenic (domestic and industrial) inputs via Sarıçay creek and both maritime transport and tourism waste in Güllük Bay. As a result, it was found that population growth and human activities affected metal contamination.

Keywords

• Metal pollution,sediment,Güllük Bay

Güllük Körfezi (Muğla-Türkiye) Yüzey Sedimentlerinde Toksik Metal Kirliliği

Abstract

Bu çalışmada yaz aylarında yoğun nüfusa, kış aylarında ise düşük nüfusa sahip, yakın çevresinde termik santral bulunan Güllük Körfezi’ndeki yüzey sedimentlerinin kurşun (Pb), kadmiyum (Cd), krom (Cr), bakır (Cu), çinko (Zn), arsenik (As) ve alüminyum (Al) içerikleri incelenmiştir. Bu amaçla körfezden 2011-2012 yılları arasında Mayıs, Haziran, Temmuz ve Eylül aylarında yüzey sediment örnekleri alınmıştır. Liyoflizatörde kurutulan örneklere mikrodalgada kuvvetli asit (HNO₃+HF+HClO₄) çözünürleştirmesi uygulanmıştır. Güllük Körfezi yüzey sedimentlerinde atomik absorpsiyon spektrofotometresi ile belirlenen toplam metal konsantrasyonları sırasıyla Pb için 1 ile 209 μg/g; Zn için 10 ile 259 μg/g; Cu için 1 ile 59 μg/g; Cr için 0,1 ile 46 μg/g; Cd için <0,01 ile 2,8 μg/g, As için <0,01 ile 0,4 μg/g ve Al için %0,6 ile %5,9 arasında değiştiği tespit edilmiştir. Tüm ölçüm dönemlerinde körfez sedimentlerinin Cu, Cr ve As elementleri yönünden kirlenmemiş olduğu, buna karşılık Pb, Cd ve Zn elementleri yönünden ise orta derecede kirlenmiş olduğu belirlenmiştir. Yüzey sedimentlerindeki yüksek Pb, Cd ve Zn değerleri Güllük Körfezi’ne özellikle Sarıçay deresi olan karasal kaynaklı antropojenik (evsel+endüstriyel) girdilere, limanlardaki deniz taşımacılığına ve turizm aktivitelere işaret etmektedir. Artan nüfus yoğunluğuna (283,6 kişi/m²) (TÜİK, 2018) bağlı olarak insan aktiviteleri de körfezdeki metal kirliliğini etkilemektedir.

Keywords

• Güllük Körfezi,Metal kirliliği,sediment

References

1. Aksu, A., Taşkın, Ö.S., 2012. Organochlorine residue and toxic metal (Pb, Cd and Cr) levels in the surface sediments of the Marmara Sea and the coast of Istanbul, Turkey. Marine Pollution Bulletin, 64 (5), 1060-1062.
2. Algan, O., Çağatay, N., Sarıkaya, H.Z, Balkıs, N., Sarı, E., 1999. Pollution monitoring using marine sediments: A case study on the Istanbul metropolitan area. Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, 23 (1), 39-48.
3. Algan, O., Balkıs, N., Çağatay, M. N., Sarı, E. 2004. The sources of metal contents in the shelf sediments from the Marmara Sea, Turkey. Environmental Geology, 46, 932-950.
4. Altuğ, G., Balkıs, N., Çardak, M., Gürün S., Çiftçi Türetken, P.S., Kalkan, S., Hulyar, O., 2013. Güllük Körfezi Ekosisteminin Bakteriyolojik Analizlerle Araştırılması. Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK), Proje No: 110Y243, (yayımlanmamış).
5. Baba, A., Kaya, A., Birsoy, Y.K., 2003. The effect of Yatağan Thermal power plant (Muğla, Turkey) on the quality of surface and groundwaters. Water Air and Soil Pollution, 149 (1-4), 93-111.
6. Balcıoğlu, E.B., Aksu, A., Balkıs, N., Öztürk, B., 2014. T-PAH contamination in Mediterranean mussels (Mytilus galloprovincialis, Lamarck, 1819) at various stations of the Turkish Straits System. Marine Pollution Bulletin 88 (1-2), 344-346.
7. Balkis, N., Çağatay M.N., 2001. Factors controlling metal distributions in the surface sediments of the Erdek Bay, Sea of Marmara, Turkey. Environment International, 27, 1-13.
8. Balkıs, N., Algan O., 2005. Marmara Denizi Yüzey Sedimentlerinde (Şelf Alanı) Metallerin Birikimi ve Denetleyen Mekanizmalar, (Deniz Kirliliği Analiz Yöntemleri İlgili Uluslararası Sözleşmeler, Editörler: Güven, K.C., Öztürk, B.). TÜDAV Yayınları No:21, 177-204.

9. Balkis, N., Senol, E., Aksu, A., 2007. Trace metal distributions in water column and surface sediments of Izmit Bay (Turkey) after Marmara (Izmit) earthquake. Fresenius Environmental Bulletin, 16 (8), 910-916.
10. Balkis, N., Aksu A., Okuş E., Apak, R., 2010. Heavy metal concentrations in water, suspended matter, and sediment from Gökova Bay, Turkey. Environmental monitoring and assessment, 167 (1-4), 359-370
11. Brayn, G.W., 1971. The effects of heavy metals on marine and easturaine organisms. Proceedings of the Royal Society of London, 389-410.
12. Brayn, G.W., 1976. Heavy metal contamination in the sea, (Marine Pollution, Editör: Johnson R.). Academic Press, London 185-302.
13. Dalman, Ö., Demirak, A., Balcı, A., 2006. Determination of heavy metals (Cd, Pb) and trace elements (Cu, Zn) in sediments and fish of the Southeastern Aegean Sea (Turkey) by atomic absorption spectrometry. Food Chemistry, 95 (1), 157-162.
14. Gailer, J. 2007. Arsenic-selenium and mercuryselenium bonds in biology. Coordination Chemistry Reviews 251 (1-2), 234-254.
15. Güler Ç., Çobanoğlu Z., 1994. Çocuk ve Çevre. Çevre Sağlığı Temel Kaynak Dizisi No:23, T.C. Sağlık Bakanlığı Temel Sağlık Hizmetleri Genel Müdürlüğü, Ankara, 24.
16. Hakanson, L., 1980. An ecological risk index for aquatic pollution control a sedimentological approach. Water Research, 14 (8), 975-1001.
17. Krauskopf, K.B. 1979. Introduction to Geochemistry. McGraw-Hill, New York, 617 s.
18. Küçüksezgin, F., Kontas, A., Altay, O., Uluturhan, E., Darılmaz, E., 2006. Assessment of marine pollution in Izmir Bay: Nutrient, heavy metal and total hydrocarbon concentrations. Environment International, 32(1), 41-51.
19. Li, X., Shen, Z., Wai, O.W.H., Li, Y., 2000. Chemical partitioning of heavy metal contaminants in sediments of the Pearl River Estuary. Chemical Speciation and Bioavailability, 12, 17–25.
20. Loring, D.H. ve Rantala, R.T.T., 1992. Manual for the geochemical analyses of marine sediments and suspended particulate matter. Earth-Science Reviews, 32, 235-283.
21. Mülayim, A., Balkıs, N., Balkıs, H., Aksu, A., 2012. Distributions of total metals in the surface sediments of the Bandirma and Erdek Gulfs, Marmara Sea, Turkey. Toxicological & Environmental Chemistry, 94 (1), 56-69.
22. Pekey, H., Karakaş, D., Ayberk, S., Tolun, L., Bakoğlu, M., 2004. Ecological risk assessment using trace elements from surface sediments of Izmit Bay (Northeastern Marmara Sea) Turkey. Marine Pollution Bulletin, 48, 946-953.
23. Taşkın, Ö.S., Aksu, A. ve Balkıs, N., 2011. Metal (Al, Fe, Mn and Cu) distributions and origins of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the surface sediments of the Marmara Sea and the coast of Istanbul, Turkey. Marine Pollution Bulletin, 62 (11), 2568-2570.
24. Tuna, L.A., Yağmur, B., Hakerlerler, H., Kılınç, R., Yokas, İ., Bürün, B., 2005. Muğla Bölgesi’ndeki Termik Santrallerinden Kaynaklanan Kirlilik Üzerine Araştırmalar. Muğla Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projesi-Kesin Raporu, Muğla, 79 s.
25. TÜİK, 2018. http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=1047