Noktasal ve yayılı kirletici kaynaklarının yüzeysel su kalitesi üzerinde etkisi, Alaşehir Çayı alt havzası örneği

Yıl 2021, Cilt: 11 Sayı: 4, 1258 - 1268, 15.10.2021

Betül Hande Gürsoy Haksevenler Selma Ayaz

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.882693

Cited By: 5

Öz

Bu çalışmada nüfusu, gelişen sanayisi ve tarım faaliyetleri dikkate alınarak Alaşehir Çayı Alt Havzası pilot bölge olarak seçilmiş, havzadaki noktasal ve yayılı kaynaklardan gelen kirliliğin yüzey suyu kalitesine etkisinin incelenmesi hedeflenmiştir. Noktasal kaynaklı kirleticiler olarak alıcı ortama gelen kentsel ve endüstriyel atıksular; yayılı kaynaklı kirleticiler olarak gübre kullanımı, hayvancılık faaliyetleri, arazi kullanımı, katı atık sızıntı suları, fosseptik kullanımı ve atmosferik taşınım dikkate alınmıştır. Bu kaynaklardan gelen azot ve fosfor yüklerinin hesaplanması için basit ve kolay uygulanabilir bir metodoloji sunulmuştur. Söz konusu kirletici kaynakların yüzeysel su kalitesine etkisini belirlemek için 2015-2016 yıllarında dört dönem boyunca izleme yapılmıştır. Yapılan izlemeler Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği (10.08.2016, RG: 29797) Ek 5, Tablo 2’de yer alan konvansiyonel parametreler üzerinden değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında havzada oluşan toplam TN ve TP yükünün önemli bir kısmının (TN’un %79’u, TP’un %61’i) yayılı kaynaklı faaliyetlerden geldiği belirlenmiştir. Yayılı kirliliğe en fazla sebep olan kaynaklar gübre kullanımı (toplam yayılı TN’nin %37’si, TP’nin %48’i) ve hayvancılık faaliyetleridir (toplam yayılı TN’nin %34’ü, TP’nin %41’i). Noktasal kirliliğin ise belirgin olarak kentsel atıksu deşarjlarından kaynaklandığı (toplam noktasal TN’nin % 93’ü, TP’nin %95’i ve KOİ’nin %83’ü) belirlenmiştir. Havzadaki yüzeysel su kalitesi genel olarak çok kirli (Sınıf IV) ve kirli (Sınıf III) olarak belirlenmiştir. Organik kirleticilerin kaynağının noktasal kirleticiler olduğu tespit edilmiştir. Noktasal ve yayılı kirletici kaynakların bulunduğu alanlardan geçen akarsuyun su kalitesi belirgin ölçüde kötüleşmektedir.

Anahtar Kelimeler

Noktasal kaynaklı kirlilik, Su kalitesi, Toplam azot, Toplam fosfor, Yayılı kaynaklı kirlilik

Teşekkür

Mevcut çalışma, Mülga Orman ve Su İşleri Bakanlığı yürütücülüğünde ve TÜBİTAK MAM Çevre ve Temiz Üretim Enstitüsü bünyesinde gerçekleştirilen Proje verilerinden türetilmiştir. Çalışmada emeği geçen başta Dr. Yakup KARAASLAN ve Su Yönetimi Genel Müdürlüğü çalışanları ile TÜBİTAK MAM Havza Ekibi, Laboratuvar Ekibi ve CBS ekibine teşekkürlerimizi sunarız.

The effect of point and diffuse pollution sources on surface water quality, A case study for Alaşehir Aiver sub-basin

Öz

In this study, Alaşehir River Sub-basin was selected as a pilot area considering its population, developing industry and agricultural activities, and it was aimed to examine the effect of pollution from point and diffuse sources on surface water quality. Urban and industrial wastewaters coming to the receiving environment were considered as point source pollutants while fertilizer use, livestock activities, land use, solid waste leachate, septic tank use and atmospheric convection were considered as diffuse source pollutants. A rough and easily applicable methodology was presented for calculating nitrogen (total nitrogen, TN) and phosphorus (total phosphorus, TP) loads from these sources. For determining the impact of these pollution sources on surface water quality, main streams of the basin were monitored for four periods in 2015-2016. The obtained results were evaluated over the conventional parameters in Table 2 of Annex 5 of the Surface Water Quality Regulation (10.08.2016, RG: 29797). In the light of the results, a significant part of the total TN and TP load (79% of TN, 61% of TP) occurred in the basin came from activities with diffuse sources. The major sources of diffuse pollution were fertilizer use (37% of TN, 48% of TP) and livestock activities (34% of TN, 41% of TP). Point source pollution was mostly caused by urban wastewater discharges (93% of TN, 95% of TP and 83% of COD). The surface water quality was generally defined as highly polluted (Class IV) and polluted (Class III). In the presence of organic parameters, point source pollutants were found as responsible for pollution. The water quality of the streams passing through the areas with point and diffuse pollutant sources deteriorated significantly.

Anahtar Kelimeler

Point source pollution, Water quality, Total nitrogen, Total phosphorus, Diffuse source pollution

Kaynakça

• Agricultural Statistics (2001) Animal waste, Wyoming Agricultural Statistics Service, 2001 Wyoming Agricultural Statistics. Erişim adresi www.wyomingbusiness.org/pdf/energy/biomass3.pdf
• Akdoğan, Z., Küçükdoğan, A. ve Güven, B. (2015). Yayılı kirleticilerin havzalardaki taşınım süreçleri: Antibiyotikler, ağır metaller ve besi maddeleri üzerine modelleme yaklaşımları. Marmara Fen Bilimleri Dergisi, 27(1), 21-31.
• Andreadakis, A., Gavalakis, E., Kaliakatsos, L., Noutsopoulos, C. and Tzimas, A. (2007). The implementation of the Water Framework Directive (WFD) at the river basin of Anthemountas with emphasis on the pressures and impacts analysis. Desalination, 210(1-3), 1-15. https://doi.org/10.1016/j.desal.2006.05.027
• Aydın S. and Küçüksezgin F. (2012). Distribution and chemical speciation of heavy metals in the surficial sediments of the Bakırçay and Gediz Rivers. Eastern Aegean, 65(3), 789–803. https://doi.org/10.1007/s12665-011-1124-7
• Ayyıldız, C. (2019). Estimation of diffuse pollution loads of pesticides in Tersakan Sub-Basin of Yeşilırmak River. Doktora Tezi, Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Ankara. Bizsel, N., Ardelan, M. V., Bizsel, K. C, Suzal, A., Demirdag, A. and Sarıca, D.Y. (2017). Distribution of selenium in the plume of the Gediz River, Izmir Bay, Aegean Sea. Journal of Marine Research, 75(2), 81-98. https://doi.org/10.1357/002224017821352650
• Bottcher, D. and Rhue, D. (2000). Fertilizer Management – Key to a Sound Water Quality Program, circular 816, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida.
• Carneiro, L., Ostroski, A. and Mercuri, E. G. F. (2020). Trophic state index for heavily impacted watersheds: modeling the influence of diffuse pollution in water bodies. Hydrological Sciences Journal, 65(15), 2548-2560. https://doi.org/10.1080/02626667.2020.1828588
• CORINE (2012). European Environment Agency CORINE Land Cover Nomenclature Illustrated Guide (2012)
• Çevre ve Orman Bakanlığı (2010). Atıksu Arıtma Tesisleri Teknik Usuller Tebliği, 20 Mart 2010, RG No: 27527.
• Çevre ve Orman Bakanlığı (2004). Su Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği, 31 Aralık 2004, RG No: 25687.
• Dahl S, Kurtar B (1993) Environmental Situation, Working Paper, No: 21. Omerli–Elmali environmental protection project-feasibility report, Omerli-Elmali Joint Venture 1.1–5.10, Istanbul.
• Devlet Su İşleri (2021). Toprak ve Su Kaynakları. Erişim adresi https://www.dsi.gov.tr/Sayfa/Detay/754
• du Plessis, A. (2019). Current and Future Water Scarcity and Stress. A. du Plessis (Ed.), Water as an Inescapable Risk, (s. 13-25). Switzerland: Springer, Cham.
• Eren, Z. ve Kaya, F. (2020). Fırat-Dicle Havza Koruma Eylem Planı çerçevesinde kentsel atıksu arıtma tesisinin Karasu Nehrinin su kalitesi üzerindeki etkisinin incelenmesi. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 3(2), 95-109.
• Ertürk, A., Gurel, M., Ekdal, A., Tavsan, C., Seker, D.Z., Cokgor, E.U., Insel, G., Mantas, E.P., Aydin, E., Ozgun, H., Cakmakci, M., Tanik, A. and Ozturk, I. (2007). Estimating the impact of nutrient emissions via water quality modelling in the Melen watershed. IWA 11th Diffuse Pollution Conference Proceeding No: 167, 26-31 August, Belo Horizonte, Brazil.
• Falkenmark, M. (1989). The massive water scarcity now threatening Africa: Why isn't it being addressed?. AMBIO, 18(2), 112-118.
• Garipağaoğlu, N. (2016). Marmara Havzası’nda kentleşme-atık su ilişkileri ve alıcı ortam üzerindeki etkileri. Marmara Coğrafya Dergisi, (34), 147-159.
• Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı (2015). İlçelere Göre Gübre Kullanım Verileri
• Gürel, M., Ertürk, A., Şeker, D. Z., Tanık, A., Ekdal, A., Avşar, C. and Özturk, I. (2011). Estimation of monthly diffuse nutrient loads for a watershed in Turkey. Water and Environment Journal, 25(2), 219-229. https://doi.org/10.1111/j.1747-6593.2009.00214.x
• Hacısalihoğlu, S. ve Karaer, F. (2020). Uluabat Gölü noktasal kirletici kaynaklar ve kirlilik yükleri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 6(2), 258-267. https://doi.org/10.21324/dacd.602385
• Kıymaz, G. (2018). Aşağı Gediz Havzası nehir sularının kalitesinin değerlendirilmesi ve fizikokimyasal parametrelerin makroomurgasız üzerine etkilerinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Luo, T., Robert, Y. and Reig P. (2015). Aqueduct Projected Water Stress Country Rankings, World Resources Institute, p.1-16.
• Meteoroloji Genel Müdürlüğü (2016). İllere Göre Yağış Verileri. Erişim adresi https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?k=A
• Oenema, O. and Roest,W.J. (1998) Nitrogen and phosphorous losses from agriculture into surface waters: the effects of policies and measures in the Netherlands. Water Sci. Technol., 37(2), 19–30. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(98)00052-3
• Orman ve Su İşleri Bakanlığı (2013). Gediz Havzası Koruma Eylem Planı Final Raporu, Hazırlayan: TÜBİTAK MAM, Ankara.
• Orman ve Su İşleri Bakanlığı (2015). DSİ tarafından 2000-2014 yılları arasında yapılan Gediz Havzası Yüzeysel Su Kalitesi İzleme Sonuçları, Ankara.
• Orman ve Su İşleri Bakanlığı (2016). Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği, 10 Ağustos 2016, RG No: 29797.
• Ouyang, W., Gao, X., Wei, P., Gao, B., Lin, C. and Hao, F. (2017). A review of diffuse pollution modeling and associated implications for watershed management in China. Journal of Soils and Sediments, 17(6), 1527-1536. https://doi.org/10.1007/s11368-017-1688-2
• ÖEJV (1993). Ömerli-Elmalı joint venture/ protection Ömerli and Elmalı environmental protection project, feasibility study, progress report, İstanbul Water and Sewerage Administration.
• Öner, Ö. ve Çelik, A. (2011). Gediz Nehri Aşağı Gediz Havzası'ndan alınan su ve sediment örneklerinde bazı kirlilik parametrelerinin incelenmesi. Ekoloji, 20(78), 48-52. https://doi.org/10.5053/ekoloji.2011.788
• Özalp, D. (2009). Doğu Karadeniz Havzası’nda yayılı kirletici kaynakların belirlenmesi ve yönetim önerileri. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Özcan, Z., Kentel, E. And Alp, E. (2016). Determination of unit nutrient loads for different land uses in wet periods through modelling and optimization for a semi-arid region. Journal of Hydrology, 540, 40-49. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.05.074
• Öztürk, İ. (2008). Büyük İstanbul İçmesuyu Projesi II. Merhale Melen Sistemi Büyük Melen Havzası Entegre Koruma ve Su Yönetimi Master Planı, İstanbul Teknik Üniversitesi.
• Tanık, A., Ozalp, D. and Seker, D. Z. (2013). Practical estimation and distribution of diffuse pollutants arising from a watershed in Turkey. International Journal of Environmental Science and Technology, 10(2), 221-230. https://doi.org/10.1007/s13762-012-0140-9
• Türkiye İstatistik Kurumu. (2016). İlçelere Göre Büyükbaş, Küçükbaş ve Kanatlı (Tavuk) Hayvan Sayıları. Erişim adresi https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?locale=tr
• Yıldırım, Ü. (2020). Kaynağından Akdeniz’e Deliçay’ın (Mersin) Debisi ve su kalitesinin değerlendirilmesi. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(4), 1121-1135. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.732106
• Yontar, B. (2009). Aras Havzası’nda yayılı kirletici kaynakların belirlenmesi ve yönetim önerileri. Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Zeydan, Ö., Özdoğan, N., Taştepe, P. Ş., ve Demirtaş, D. (2019). Kozlu Deresinde (Zonguldak) su kalitesinin incelenmesi. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 5(2), 187-19. https://doi.org/10.21324/dacd.451775