Investigation of Heavy Metal Pollution in Soil and Plants: The Case of Bayburt Province

Yıl 2021, , 195 - 203, 30.06.2021

Sinan Kul , Volkan Gül , İbrahim Cengiz

https://doi.org/10.35229/jaes.845351

Cited By: 3

Öz

This study was carried out in order to determine the heavy metal pollution of St. John's Wort plant that grows naturally on the roadside in Bayburt province and the soil where it grows, depending on the traffic and ecological factors. Plant and soil samples were taken from 10 different points considering the centaury plant, which grows densely in the region, and the heavy metals analysis of Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb were made in the plant and soil samples obtained from the study area. metal resources have been tried to be determined. When the heavy metal content of the soil samples was examined, it was determined that other heavy metals except Ni determined at the A1 and A2 points were below the limit values, and when the heavy metal content of the plant samples was examined, it was determined that other elements except Zn determined at the A9 point were within normal limits. When the average of all of the cantoron samples taken from different regions is taken, the order of heavy metal concentrations among themselves is Mg> Fe> Zn> Mn> Cu> Ni> Cr> Co> Pb> Cd, the order of heavy metal concentrations of soil samples among themselves is Mg> Fe> Mn> Ni. > Cr> Pb> Cu> Co> Zn> Cd. The data obtained show that heavy metal pollution is not observed in the province of Bayburt, where there is no industrialization, and that such studies can be repeated at certain intervals and can be used to determine appropriate natural treatment methods in areas where pollution has increased.

Anahtar Kelimeler

Bayburt, Heavy metals, Hypericum perforatum L., Centaury, Pollution

Toprak ve Bitkilerde Ağır Metal Kirliliğinin Araştırılması: Bayburt İli Örneği

Öz

Bu çalışma, Bayburt ilinde yol kenarlarında doğal olarak yetişen sarı kantaron bitkisi ve yetiştiği toprağın trafik ve ekolojik faktörlere bağlı olarak ağır metal kirliliğini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Bölgede yoğun olarak yetişen kantaron bitkisi göz önüne alınarak 10 farklı noktadan bitki ve toprak örnekleri alınmış ve çalışma alanından elde edilen bitki ve toprak örneklerinde Mg, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd ve Pb ağır metallerin analizleri yapılarak ağır metal kaynakları belirlenmeye çalışılmıştır. Toprak örneklerinin ağır metal içeriği incelendiğinde A1 ve A2 noktalarında belirlenen Ni haricinde diğer ağır metallerin sınır değerlerin altında olduğu, bitki örneklerinin ağır metal içeriği incelendiğinde ise A9 noktasında belirlenen Zn haricinde diğer elementlerin normal sınırlar içerisinde olduğu tespit edilmiştir. Farklı bölgelerden alınan kantoron örneklerinin tümünün ortalaması alındığında ağır metal konsantrasyonlarının kendi aralarındaki sıralaması Mg > Fe > Zn > Mn > Cu > Ni > Cr > Co > Pb > Cd olarak, toprak örneklerinin ağır metal konsantrasyonlarının kendi aralarındaki sıralaması Mg > Fe > Mn > Ni > Cr > Pb > Cu > Co > Zn > Cd olarak belirlenmiştir. Elde edilen veriler sanayileşmenin olmadığı Bayburt ilinde ağır metal kirliliğinin gözerdi edilmemesi ve bu tür çalışmaların belirli sıklıklarda tekrarlanarak kirlenmenin arttığı bölgelerde uygun doğal arıtma yöntemlerinin belirlenmesinde kullanılabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Bayburt, Ağır metaller, Hypericum perforatum L., Kantaron, Kirlilik

Kaynakça

• Adiloğlu, S., & Sağlam, M. T. (2015). Karayolu Kenarlarındaki Tarım Arazilerindeki Topraklarda Ekstrakte Edilebilir Kobalt (Co) İçerikleri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(035403), 24-29. doi:10.5578/fmbd.9981
• Aricak, B., Cetin, M., Erdem, R., Sevik, H., & Cometen, H. (2020). The Usability of Scotch Pine (Pinus sylvestris) as a Biomonitor for Traffic-Originated Heavy Metal Concentrations in Turkey. Polish Journal of Environmental Studies, 29(2), 1-7. doi:10.15244/pjoes/109244
• Bernhoft, R. A. (2012). Mercury Toxicity and Treatment: A Review of the Literature. Journal of environmental and public health, 2012, Article ID 460508. doi:10.1155/2012/460508
• Bolat, İ., & Kara, Ö. (2017). Bitki Besin Elementleri: Kaynakları, İşlevleri, Eksik ve Fazlalıkları. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 19(1), 218-228. doi:10.24011/barofd.251313
• Bouyahya, A., Belmehdi, O., El Jemli, M., Marmouzi, I., Bourais, I., Abrini, J., . . . Bakri, Y. (2019). Chemical variability of Centaurium erythraea essential oils at three developmental stages and investigation of their in vitro antioxidant, antidiabetic, dermatoprotective and antibacterial activities. Industrial Crops and Products, 132, 111-117. doi:doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.01.042
• Božunović, J., Živković, S., Gašić, U., Glamočlija, J., Ćirić, A., Matekalo, D., . . . Mišić, D. (2018). In vitro and in vivo transformations of Centaurium erythraea secoiridoid glucosides alternate their antioxidant and antimicrobial capacity. Industrial Crops and Products, 111, 705-721. doi:doi.org/10.1016/j.indcrop.2017.11.040
• Çakmak, H. E., & Bayram, E. (2003). Muğla Orijinli Sarı Kantaron (Hypericum perforatum L.) Populasyonlarının Bazı Agronomik ve Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 40(1), 57-64.
• Çatak, E., Çolak, G., Tokur, S., & Bilgiç, O. (2000). Bazı Domates ve Tütün Genotiplerinde Kadmiyum Etkilerini İnceleyen İstatiksel Bir Çalışma. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 2(1), 13-41.
• Çelebi, H., & Gök, G. (2018). The Examination for Pollution of the Soils due to Highways and Traffic. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 24(6), 1169-1178.
• Dawson, A. (2008). Water in Road Structures: Movement, Drainage & Effects (Vol. 5): Springer Science & Business Media. Ediene, V. F., & Umoetok, S. B. A. (2017). Concentration of Heavy Metals in Soils at the Municipal Dumpsite in Calabar Metropolis. Asian Journal of Environment & Ecology, 3(2), 1-11.
• Goyer, R. A., & Clarkson, T. W. (1996). Toxic Effects of Metals. Casarett and Doull's toxicology: the basic science of poisons, 5, 696-698.
• Guo, P., Gong, Y., Wang, C., Liu, X., & Liu, J. (2011). Arsenic Speciation and Effect of Arsenate Inhibition in a Microcystis Aeruginosa Culture Medium under Different Phosphate Regimes. Environmental Toxicology and Chemistry, 30(8), 1754-1759. doi:10.1002/etc.567
• Kacar, B., & Katkat, A. V. (2014). Gübreler ve Gübreleme Tekniği: Nobel Akademik Yayıncılık Eğitim Danışmanlık Tic. Ltd. Şti.
• Kacar, B., Katkat, A. V., & Öztürk, Ş. (2013). Bitki Fizyolojisi: Nobel Akademik Yayıncılık Eğitim Danışmanlık Tic. Ltd. Şti.
• Kacar, B., & Katkat, V. (2015). Bitki Besleme.
• Kahvecioğlu, Ö., Kartal, G., Güven, A., & Timur, S. (2003). Metallerin Çevresel Etkileri-I. Metalurji Dergisi, 136, 47-53.
• Kılıç, M., Ay, G. n. r., Koçbaş, F., Mungan, F., Kula, İ., & Karabaş, M. (2014). Ayvalık Tuzlasında Yayılış Gösteren Suaeda prostrata subsp. prostrata Pall. Alttürünün Ağır Metal Birikimi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 4(4), 9-18.
• Kırbağ Zengin, F. (2006). Fasulye Fidelerin (Phasoelus vulgaris L. cv. Strike) Kök, Gövde ve Yaprak Büyümesi Üzerine Nikel (Ni+2) ve Krom'un (Cr+3) Etkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 16(1), 49-56.
• Kırbag Zengin, F., & Munzuroglu, O. (2005). Effects of Some Heavy Metals on Content of Chlorophyll, Proline and Some Antioxidant Chemicals in Bean (Phaseolus vulgaris L.) Seedlings. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, 47(2), 157-164.
• Lyons-Alcantara, M., Tarazona, J. V., & Mothersill, C. (1996). The Differential Effects of Cadmium Exposure on the Growth and Survival of Primary and Established Cells from Fish and Mammals. Cell biology and toxicology, 12(1), 29-38.
• Marr, K., Fyles, H., & Hendershot, W. (1999). Trace Metals in Montreal Urban Soils and the Leaves of Taraxacum Officinale. Canadian journal of soil science, 79(2), 385-387.
• Morse, N., Walter, M. T., Osmond, D., & Hunt, W. (2016). Roadside soils show low plant available zinc and copper concentrations. Environmental Pollution, 209, 30-37. doi:doi.org/10.1016/j.envpol.2015.11.011
• Okcu, M., Tozlu, E., Kumlay, A. M., & Pehluvan, M. (2009). Ağır Metallerin Bitkiler Üzerine Etkileri. Alınteri Zirai Bilimler Dergisi, 17(2), 14-26.
• Öktüren Asri, F., & Sönmez, S. (2006). The Effect of Heavy Metal Toxicity on Plant Metabolism. Derim.
• Onyedikachi, U. B., Belonwu, D. C., & Wegwu, M. O. (2018). Human Health Risk Assessment of Heavy Metals in Soils and Commonly Consumed Food Crops from Quarry Sites Located at Isiagwu, Ebonyi State. Ovidius University Annals of Chemistry, 29(1), 8-24. doi:10.2478/auoc-2018-0002
• Özkan, A. (2017). Antakya-Cilvegözü Karayolu Etrafındaki Tarım Arazilerinde ve Bitkilerdeki Ağır Metal Kirliliği. Çukurova Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(3), 9-18.
• Sarma, H., Deka, S., Deka, H., & Saikia, R. R. (2012). Accumulation of Heavy Metals in Selected Medicinal Plants. In Reviews of Environmental Contamination and Toxicology (pp. 63-86): Springer.
• Seven, T., Can, B., Darende, B. N., & Ocak, S. (2018). Hava ve Toprakta Ağır Metal Kirliliği. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 1(2), 91-103.
• Sevik, H., Cetin, M., Ozel, H. U., Ozel, H. B., Mossi, M. M. M., & Cetin, I. Z. (2020). Determination of Pb and Mg Accumulation in some of the Landscape Plants in Shrub Forms. Environmental Science and Pollution Research, 27(2), 2423-2431.
• Shi, G.-T., Chen, Z.-L., Xu, S.-Y., Wang, L., Zhang, J., Li, H.-W., & Li, L.-N. (2007). Characteristics of Heavy Metal Pollution in Soil and Dust of Urban Parks in Shanghai. Huanjing Kexue, 28(2), 238-242.
• Uwah, E. I., & John, K. O. (2014). Heavy Metal Levels in Roadside Soils of some Major Roads in Maiduguri, Nigeria. IOSR Journal of Applied Chemistry, 6(6), 74-78.
• Varol, M. (2011). Assessment of heavy metal contamination in sediments of the Tigris River (Turkey) using pollution indices and multivariate statistical techniques. Journal of Hazardous Materials, 195, 355-364. doi:0.1016/j.jhazmat.2011.08.051
• Voegborlo, R. B., & Chirgawi, M. B. (2007). Heavy Metals Accumulation in Roadside Soil and Vegetation Along a Major Highway in Libya. Journal of Science and Technology (Ghana), 27(3), 86-97. doi:10.4314/just.v27i3.33061
• Wani, A. L., Ara, A., & Usmani, J. A. (2015). Lead toxicity: a review. Interdisciplinary toxicology, 8(2), 55-64. doi:doi.org/10.1515/intox-2015-0009
• Winther, M., & Slentø, E. (2010). Heavy Metal Emissions for Danish Road Transport: National Environmental Research Institute Roskile, Denmark.
• Wuana, R. A., & Okieimen, F. E. (2011). Heavy Metals in Contaminated Soils: A Review of Sources, Chemistry, Risks and Best Available Strategies for Remediation. Isrn Ecology, 2011. doi:10.5402/2011/402647
• Yerli, C., Çakmakcı, T., Şahin, Ü., & Tüfenkçi, Ş. (2020). Ağır Metallerin Toprak, Bitki, Su ve İnsan Sağlığına Etkileri. Türk Doğa ve Fen Dergisi, 9(Özel Sayı), 103-114. doi:doi.org/10.46810/tdfd.718449
• Yıldız, M., Terzi, H., & Uruşak, B. (2011). Bitkilerde Krom Toksisitesi ve Hücresel Cevaplar. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fen Bilimleri Dergisi, 27(2), 163-176.
• Yu, Q., Wu, W., Yang, P., Li, Z., Xiong, W., & Tang, H. (2012). Proposing an interdisciplinary and cross-scale framework for global change and food security researches. Agriculture, Ecosystems and Environment, 156, 57-71. doi:doi.org/10.1016/j.agee.2012.04.026
• Zhaoyong, Z., Abuduwaili, J., & Fengqing, J. (2015). Heavy metal contamination, sources, and pollution assessment of surface water in the Tianshan Mountains of China. Environmental monitoring and assessment, 187, 33. doi:10.1007/s10661-014-4191-x
• Zincircioğlu, N. (2013). Investigation of the Heavy Metal contents of some Agricultural Lands in the Region of Manisa-Akhisar. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 50(3), 333-339.