BÜYÜKÇEKMECE GÖLÜ HAVZASINDA TOPRAK KİRLİLİĞİNİN COĞRAFİ BİLGİ SİSTEMLERİ İLE İNCELENMESİ

Öz

Hızlı kentleşmenin sonucu olarak birçok antropojenik kaynaktan yayılan ağır metaller toprakların en yaygın kirleticileridir. İnsan sağlığı üzerindeki potansiyel etkilerinden dolayı ağır metal kirliliği, kentleşmenin yoğun olduğu yerlerde, önemli çevre sorunlarından birini oluşturmaktadır. Toprağın kirlenme potansiyelinin belirlenmesi, toprak kaynaklarının kullanımı ve korunması açısından büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle bu çalışmada Büyükçekmece Havzası yüzey topraklarında, bakır (Cu), nikel (Ni), Cadmiyum (Cd) ve çinko (Zn) ağır metallerinin mekansal dağılımı ve kirlilik kaynaklarının tespit edilmesi amaçlanmıştır. Çalışma alanından, 2016 yılı Şubat ayında koordinatları önceden belirlenen (rastgele karalej yöntemi) 40 ayrı noktadan toprak örneği alınmıştır. Toprak kirliliği ve mekânsal dağılımlarının belirlenmesinde Coğrafi Bilgi Sistemleri ve mekânsal analizler, son yıllarda en fazla kullanılan yöntemler olduğundan, çalışılan ağır metallerin mekansal dağılımının tespit edilmesinde Coğrafi Bilgi Sistemleri kullanılmıştır. Çalışma sonucunda inceleme sahasının genelinde bakır (Cu), nikel (Ni), kadmiyum (Cd) ve çinko (Zn), konsantrasyon değerlerinin yüksek seviyelerde olduğu gözlenmiştir. Kirleticiler açısından tehlikeli noktalar ise çalışma alanının genelinde tespit edilmiştir. Ancak en yüksek değerler genel olarak çalışma alanının güneyindeki göl çevresinde gözlenmiştir. Bu nedenle çalışma sahası ekolojik risk açısından yüksek riskli olarak değerlendirilmiştir. Büyükçekmece Havzası topraklarında tespit edilen Cu, Ni, Cd ve Zn kirliliğinin kaynağının sanayi kuruluşları ve yerleşmeler ile yakından ilişkili olduğu sonucuna varılmıştır. 

Anahtar Kelimeler

• Toprak Kirliliği,Büyükçekmece Gölü Havzası,Bakır (Cu),Nikel (Ni),Kadmiyum (Cd) ve Çinko (Zn),Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS)

EXAMINING SOIL POLLUTION OF BÜYÜKÇEKMECE LAKE BASIN USING GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS (NORTWESTERN OF TURKEY)

Öz

Heavy metals, emitted from many anthropogenic sources, are the most common pollutants in the soil as a result of rapid urbanization. Heavy metal pollution in heavily urbanized areas are one of the important environmental problems due to their potential impacts on human health. Determination of the soil pollution potential is of great importance to utilization and protection of soil resources. Therefore, in this study, it is aimed to determine the spatial distribution of copper (Cu), nickel (Ni), cadmium (Cd) and zinc (Zn) heavy metals and the sources of pollution in the surface soils of Büyükçekmece Basin. 40 soil samples with pre-determined coordinates by systematic random grid sampling method were collected from the study area in February 2016.  Geographic Information Systems and spatial analysis, used most frequently in determining soil contamination and spatial distribution in recent years, were used to determine the spatial distribution of heavy metals being studied. As a result of the study, it was observed that the concentration values of copper (Cu), nickel (Ni), cadmium (Cd) and zinc (Zn), were high in the overall study area. Hazardous points in terms of contaminants had been identified throughout the study area. However, the highest values were generally observed around the lake in the south of the study area. For this reason, the study area was considered as highly risky in terms of ecological risks. It was concluded that the source of Cu, Ni, Cd and Zn pollution found in Büyükçekmece Basin soil was closely associated with industrial establishments and settlements.  

Anahtar Kelimeler

• Soil Pollution,Büyükçekmece Lake Basin,Copper (Cu),Nickel (Ni),Cadmium (Cd),Zinc (Zn),Geographic Information Systems (GIS)

Kaynakça

1. Baykal, B. B. & Erdem, B. (2003). Land use and urban activities as key factors for integrated resource planning and sustainability of water resources. In: Proceedings of the Second International Conference on Efficient Use and Management of Water in Urban Areas, 2-4 April, Tenerife, Canary Islands, Spain.
2. Bou Kheir, R., Shomar, B. & Greve, M. B. & Greve, M. H. (2014). On the quantitative relationships between environmental parameters and heavy metals pollution in Mediterranean soils using GIS regression-trees: The case study of Lebanon. Journal of Geochemical Exploration, 147, 250–259.
3. Ç. M. O. (2014). Çevre Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi, İstanbul Su Havzaları Teknik Değerlendirme Raporu-1. İstanbul Avrupa Yakası Su Havzaları Teknik Tespit Raporu, İstanbul.
4. Çağlarırmak, N. & Hepçimen, Z. A. (2010). Ağır metal toprak kirliliğinin gıda zinciri ve insan sağlığına etkisi. Akademik Gıda, 8 (2): 31-35.
5. Dağhan, H. (2011). Doğal kaynaklarda ağır metal kirliliğinin insan sağlığı üzerine etkileri. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 16 (2): 15-25.
6. Deveci, T. (2012). Gaziantep’te atık sulardan etkilenen toprak ve bitkilerde eser element (Cu, Co, Mn ve Zn) ve Fe konsantrasyonlarının ICP- MS ile tayini. Basılmamış Yüksek Lisans Tezi, Kilis 7 Aralık Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kilis.
7. Freije, M. A. (2015). Heavy metal, trace element and petroleum hydrocarbon pollution in the Arabian Gulf: Review. Journal of the Association of Arab Universities for Basic and Applied Sciences, (17): 90–100.
8. Gu, G. G., Gao, P. Y. & Lin, Q. (2016). Contamination, bioaccessibility and human health risk of heavy metals in exposed-lawn soils from 28 urban parks in southern China's largest city, Guangzhou, Applied Geochemistry, (67): 52-58.

9. Hye-Sook L.,, Jin-Soo L., Hyo-Taek C. & Manfred S. (2008). Heavy metal contamination and health risk assessment in the vicinity of the abandoned Songcheon Au–Ag mine in Korea. Journal of Geochemical Exploration, 96(2–3): 223-230.
10. Inboonchuay, T., Suddhiprakarn, A., Kheoruenromne , I., Anusontpornperm, S. & Gilges, J. R. (2016). Amounts and associations of heavy metals in paddy soils of the Khorat Basin. Thailand, Geoderma Regional, (7): 120–131.
11. Kahvecioğlu, O., Kartal, G., Guven, A. & Timur, S. (2001). Metallerin cevresel etkileri. I. Metalurji Dergisi, 136, 47–53.
12. Karadaş, C. (2008). Balya ilcesi ve yakın köylerindeki toprak kirliliğinin çocuklar üzerine etkisinin in vitro gastrointestinal ekstraksiyon yöntemi ile belirlenmesi. (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir).
13. Kurt, S. (2015). The effects of changes in Büyükçekmece Lake (Turkey) and ıts surroundings on Geography. International Journal of Research in Social Sciences (IJRSS), 5(1): 1-15.
14. Li, M., Ma, Z., Tsering, Kuijp, J., Yuan, Z. & Huang, L. (2014). A reviewof soil heavymetal pollution frommines in China: Pollution and health risk assessment. Science of the Total Environment, 469, 843–853.
15. Li, X., Lee, S-L., Wong, S-C., Shi, W. & Thornton, I. (2004). The study of metal contamination in urban soils of Hong Kong using a GIS- based approach. Environmental Pollution, (129): 113–124.
16. Liu, D., Ma, J., Sun, Y. & Li, Y. (2016). Spatial distribution of soil magnetic susceptibility and correlation with heavy metal pollution in Kaifeng City, China. Catena, (139): 53–60.
17. Liua, G., Yua, Y., Houa, J., Xuea, W., Liua,X., Liua, Y., Wangc, W., Alsaedid, A., Hayatd, T. & Liuc, Z. (2014). An ecological risk assessment of heavy metal pollution of the agricultural ecosystem near a lead-acid battery factory. Ecological Indicators, (47): 210–218.
18. Luo, z., Gao, M., Luo, X. & Yan, C. (2016). National pattern for heavy metal contamination of topsoil in remote farmland impacted by haze pollution in China. Atmospheric Research, (170): 34–40.
19. Menteşe, M. & Tağıl, Ş. (2015). İnegöl Ovası topraklarında ağır metallerin (Cr Ve Ni) mekansal değişiminin jeoistatistiksel yöntemlerle incelenmesi. Coğrafyacılar Derneği Yıllık Kongresi, 21-23 Mayıs, Gazi Üniversitesi, Ankara.
20. Montinaro, S., Concasb, A., Pisub, M. & Cao, G. (2012). Remediation of heavy metals contaminated soils by Ball Milling. Chemical Engıneering Transactıons, (28): 187-192.
21. Odeh, I. O. A. & Onus, A. (2008). Spatial analysis of soil salinity and soil structural stability in a semiarid region of New South Wales, Australia. Environmental Management, (42): 265-278.
22. Peker Say, N., Yücel, M. & Özyurt Ökten, S. (2012). Adana kentinin mekânsal gelişimi ve tarım toprakları üzerine etkisi, I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim, Kahramanmaraş.
23. Qing, X., Yutong, Z. & Shenggao, L. (2015). Assessment of heavy metal pollution and human health risk in urban soils of steel industrial city (Anshan), Liaoning, Northeast China. Ecotoxicologyand Environmental Safety, (120): 377–385.
24. Rodriquez Salazar, M. T., Morton-Bermea, O., Hemandez-Alvarez, E., Lozano, R. & Tapia-Cruz, V. (2011). The study of metal contamination in urban topsoils of Mexico City using GIS. Environ Earth Science, (62): 899–905.
25. Sadıklar, B., M., Van, A. & Karamehmet, S. S. (1994). Akçaabat-Yomra (Trabzon) kıyı yöresi topraklarının bazı ağır metal içerikleri. Türkiye Jeoloji Bülteni, (37): 53-59.
26. Şener, Ş. (2010). Çevre icin jeoloji: Ağır metallerin çevresel etkileri. SDUGEO Dergisi, 1(3): 33-36.
27. Şenol, C. (2015). Büyükçekmece Gölü Havzası Arazi Kullanımı ve İnsan İlişkisi. Editör: Recep Efe, Murat Boyraz, Corafyada Yeni Yaklaşımlar içinde (s. 475-481). İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi yayınları.
28. Sofianska, E., Michailidis, K., Mladenova, V. & Filippidis, A. (2013). Multivariate statistical and GIS-based approach to identify heavy metal sources in soils of the Drama Plain, Northern Greece. Geoscience Journal, 131-132.
29. Tanrıkulu, M. (2015). Harvey Oakes ve Türkiye Umumi Toprak Haritası. Coğrafyacılar Derneği Uluslararası Kongresi Bildiriler Kitabı, 21-23 Mayıs, Gazi Üniversitesi, 105-115, Ankara.
30. Tarboton, K. C., Wallender, W. W., Fogg, G. E. & Belitz, K. (1995). Kriging of regional hydrologic properties in the western San Joaquin Valley, California. Hydrogeology Journal, 3(1): 5-23.
31. Taşköprü, C. (2014). Küçük Menderes Havzası topraklarinda radon difüzyon katsayilarinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
32. TMMOB Technical Assessment Report of Water Basins in European Side of İstanbul (2014). Environmental Engineers. İstanbul Branch, İstanbul European Side. Watershed Technical Assessment Report.
33. TMMOB, (2014). İstanbul European Water Supply Technical Report.
34. Tomar, A. (2009). Toprak ve su kirliliği ve su havzalarinin korunmasi. TMMOB İzmir Kent Sempozyumu, 333-345, 8-10 Ocak, İzmir.
35. Tonetti, C., Ferrero, F., Periolatto, M., Vineis, C., Varesano, A. & Mazzuchetti, G. (2014). Bakır ve krom iyonlarini adsorplayan kitosan kaplanmiş pamuklu tekstiller. XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu, 2 – 5 Nisan, 101-106.
36. Tóth, G., Hermannb, T., Da Silva, M. R. & Montanarella, L. (2016). Heavy metals in agricultural soils of the European Union with implications for food safety. Environment International, (88): 299–309.
37. TSQCR (2005). Turkey Soil Quality Control Regulation. Official Newspaper, No:25831
38. Türkoğlu, B. (2006). Toprak kirlenmesi ve Kirlenmiş topraklarin islahi. (Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Basılmamış Yüksek Lisans Tezi. Adana).
39. Uyar, G., Yücel, D. & Alataş, B. (2010). Sakarya İli Sanayi Bölgesinin Yakın Çevresinde ve Şehir Merkezinde Oluşturduğu Atmosferik Ağır Metal Birikim Seviyelerinin Bir Biyomonitör Karayosunu (Hypnum cupressiforme Hedw.) ve Toprak Örnekleri Üzeriden Araştırılması, TÜBİTAK Çevre Atmosfer Yer ve Deniz Bilimleri, (ÇAYDAG), Proje No: 108Y324, Ankara.
40. Valladares, G.S., Antonio de Camargo, O., Porte de Carvalho, J.R. & Cia Silva, A.M. (2009). Assessment of Heavy metals in soils of a vineyard region with the use of principal compenent analysis. Scientific Agricultural (Piracicaba, Braz.), 66(3): 361-367.
41. Wu, S. Zhou, S., Li, X., Jackson, T. & Zhu, Q. (2010). An approach to partition the anthropogenic and natural components of heavy metal accumulations in roadside agricultural soil. Environmental Monitoring and Assessment, 173(1), 871-81. DOI: 10.1007/s10661‐010‐1430‐7.
42. Wu, S., S. Zhou & X. Li (2011). Determining the anthropogenic contribution of heavy metal accumulations around a typical industrial town: Xushe, China. Journal of Geochemical Exploration, 110 (2): 92‐97, DOI: 10.1016/j.gexplo.2011.04.002.
43. Wu, S., S. Zhou, X. Li, H. Zhang, K. Ren, & Q. Zhao (2009). Estimating the anthropogenic fluxes of heavy metal accumulations in roadside agricultural soils. Fresenius Environmental Bulletin, 18(7b): 1336‐1340.
44. Wu, S., S. Zhou, X. Li, W.C. Johnson, Zhang H. & Shi, J. (2009). Heavy‐metal accumulation trends in Yixing, China: an area of rapid economic development. Environmental Earth Sciences (formerly Journal of Environmental Geology), 61(1), 79-86. DOI: 10.1007/s12665‐ 009‐0321‐0.
45. Xu, X., Zhao, Y., Zhao, X., Wang, Y. & Deng, W. (2014). Sources of heavy metal pollution in agricultural soils of a rapidly industrializing area in the Yangtze Delta of China. Ecotoxicologyand Environmental Safety, (108): 161–167.
46. Yalçın, V. (2014). Bazı ağır metallerin (Pb, Cd, Ni) sucul bitkiler (Salvinia natans (L.) All., Lemna minor L.) üzerinde yaptığı stres ve biyolojik yanıtlar. (Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Nevşehir).
47. Yuebing, S., Qixing, Z., Xiaokui, X. & Rui, L. (2010). Spatial, sources and risk assessment of heavy metal contamination of urban soils in typical regions of Shenyang, China. Journal of Hazardous Materials, 174(1–3): 455-462.
48. Zhiyuan L., Zongwei M., Tsering J., Zengwei Y. & Lei, H. (2014). A review of soil heavy metal pollution from mines in China: Pollution and health risk assessment. Science of The Total Environment, (469), 843-853.
49. Zincirlioğlu, N. (2013). Manisa-Akhisar yoresinde bulunan kimi tarim arazilerinin ağir metal iceriklerinin araştirilmasi. Ege Univ. Ziraat Fak. Dergisi, 50(3): 333-339.