Investigation of Potential Heavy Metal Pollution Caused by Geothermal Waters in GAP’s Largest Irrigation Area

Öz

The Karaali Geothermal field, one of the geothermal areas in Turkey, is located 45 km south-east of Şanlıurfa province in southeastern Anatolia. It also covers the area including Karaali village within the Akçakale graben. In addition, Karaali geothermal area is of great importance for Şanlıurfa not only because of thermal tourism and being a greenhouse heating source, but also because it is located in the Harran Plain which has very important agricultural potential for the development of Turkey. In recent studies, direct or indirect uncontrolled discharge of geothermal waters into the nearest drainage channels was shown to adversely affect soil and plants in terms of heavy metal contamination This study aims to determine the direct and indirect exposure to heavy metal pollution originating in geothermal waters with respect to human health. Seasonal sampling was carried out between February - October 2018 at 6 points in total, including the drainage channels (D9, D10, D11, D12 and D13) in the vicinity of Karaali geothermal fluid (KJ). Heavy metal parameters were measured such as Al, As, Co, Cr, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se and V. As a result, it was concluded that the sampling values exceed the values for Al, Cr, Fe, Mo, Ni, Se and V in the regulations that should be taken into consideration for the reuse of water in the drainage channels. Additionally, in nearby 2 groundwater wells (K7 and K8), the limit values were exceeded for Al and Fe parameters according to TSE 266, EPA and WHO drinking water criteria. Finally, heavy metal pollution in the drainage channels affected the wells only in terms of Al and Fe. It was also concluded that the indirect exposure impact due to heavy metal that is carried to soil, plants and groundwater by the re-use of irrigation water is more serious for human health than direct exposure caused by groundwater consumption However, over a certain period of time an increase in parameters exceeding the limit values in terms of heavy metal may also occur.

Anahtar Kelimeler

• Geothermal water,Harran Plain,heavy metal pollution,Karaali,Şanlıurfa

Proje Numarası

18081

GAP’ın En Büyük Sulama Sahasında Jeotermal Sulardan Kaynaklanan Potansiyel Ağır Metal Kirliliğinin Araştırılması

Öz

Karaali jeotermal alanı, Türkiye’deki jeotermal alanlardan biri olup, Güneydoğu Anadolu Bölgesi’nde Şanlıurfa ilinin 45 km güneydoğusunda ve Akçakale grabeni içerisindeki Karaali köyünde yer almaktadır. Karaali jeotermal alanı ülkemizin kalkınmasında çok önemli tarımsal potansiyele sahip Harran Ovası’nda bulunması, Şanlıurfa ilinin tek termal turizmi ve sera ısıtma kaynağı olması sebebiyle büyük önem taşımaktadır. Jeotermal kaynakların kullanıldıktan sonra doğrudan ya da dolaylı olarak denetimsiz bir şekilde en yakın drenaj kanallarına deşarj edilmesi, yeraltı suları ile beraberinde toprağı ve bitkileri ağır metal kirlenmesi anlamında olumsuz etkilemektedir. Bu çalışma kapsamında, jeotermal kaynaklı ağır metal kirliliğinin insan sağlığı bakımından doğrudan ve dolaylı maruziyeti tespit etmek amacıyla Karaali jeotermal akışkanı (KJ) ve yakınındaki drenaj kanalları (D9, D10, D11, D12 ve D13) olmak üzere toplamda 6 noktadan Şubat ve Ekim 2018 tarihleri arasında mevsimsel örnekleme yapılmıştır. Su örneklerinin Al, As, Co, Cr, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se ve V gibi ağır metal parametreleri belirlenmiştir. Sonuç olarak drenaj kanallarındaki suların tarımsal amaçlı sulama suyu olarak yeniden kullanılması için dikkate alınması gereken ilgili yönetmelikteki değerleri Al, Cr, Fe, Mo, Ni, Se ve V parametrelerinde aştığı tespit edilmiştir. Bunun yanında drenaj kanallarının yakınındaki iki kuyuda ise TSE 266, EPA ve WHO içme suyu kriterlerine göre sınır değeri Al ve Fe parametrelerinde aştığı saptanmıştır. Nihai olarak drenaj kanallarındaki Al, Cr, Fe, Mo, Ni, Se ve V gibi ağır metal kirliliği, yeraltı sularını sadece Al ve Fe bakımından etkilemiştir. Sulama suyunun yeniden kullanılması ile toprak, bitki ve yeraltı suyuna taşınan ağır metal kirliliği nedeniyle insan sağlığına olacak dolaylı maruziyetin şu an için yeraltı suyunun tüketimi ile doğrudan olacak maruziyetten daha etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Ancak ilerleyen zamanda yeraltı sularında ağır metal bakımından sınır değerleri aşacak parametrelerde artışın söz konusu olması da muhtemeldir.

Anahtar Kelimeler

• Jeotermal sular,ağır metal kirlenmesi,Harran Ovası,Karaali,Şanlıurfa

Destekleyen Kurum

Harran Üniversitesi HÜBAP Birimi

Proje Numarası

18081

Teşekkür

Bu çalışma, Harran Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (HÜBAP) tarafından 18081 nolu proje ile desteklenmiştir.

Kaynakça

1. APHA, 1998. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 20th Edition, Editörler: Clesceri, L.S., Greenberg, A.E.., Eaton, A.D. United Book Press, Baltimore, MD, USA, 4-103.
2. Arora, M., Kiran, B., Rani, S., Rani, A., Kaur, B., Mittal, N., 2008. Heavy Metal Accumulation in Vegetables Irrigated with Water from different Sources. Food Chemistry, 111, 811-815.
3. Baba, A., Akkuş, İ., Şaroğlu, F., Özel, N., Yeşilnacar, M.İ., Nalbantçılar, M.T., Demir, M., Gökçen, G., Arslan, Ş., Dursun, N., Yazdani, H., 2015. GAP İlleri Jeotermal Kaynakları Araştırma Projesi. GAP Bölge Kalkınma İdaresi Başkanlığı, Şanlıurfa.
4. Bahçeci, İ., 2019. Tarımsal Drenaj Sistemleri Ders Notları. Harran Üniversitesi, Ziraat Fakültesi,Tarımsal Yapılar ve Sulama Bölümü – Şanliurfa [http://web.harran.edu.tr/assets/uploads/other/files/Ziraat_Fak%C3%BCltesi/SULAMA/TARIMSAL_DRENAJ_M%C3%9CH.pdf Erişim Tarihi: 08.11.2019]
5. Çelik, M.A., Gülersoy, A.E., 2013. Güneydoğu Anadolu Projesi’nin (GAP) Harran Ovası tarımsal yapısında meydana getirdiği değişimlerin uzaktan algılama ile incelenmesi. Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 6 (28), 46-54.
6. Derin, P., 2019. Karaali (Şanlıurfa) Jeotermal Sahasının Ağır Metal Kirliliği Açısından Araştırılması. Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa, Yüksek Lisans Tezi, 73 s., (yayımlanmış).
7. EPA (United States Environmental Protection Agency), 2009. National Primary Drinking Water Regulations, EPA 816-F-09-004.
8. Güven, K.C., Öztürk, B., 2005. Deniz Kirliliği. TÜDAV Yayınları, No: 21, İstanbul, 512 s.

9. Kara, Y., 2005. Bioaccumulation of Cu, Zn and Ni from the Wastewater by Treated Nasturtium Officinale. International Journal of Environmental Science and Technology, 2, 63-67.
10. Marrugo-Negrete, J., Pinedo-Hernández, J., Díez, S., 2017. Assessment of heavy metal pollution, spatial distribution and origin in agricultural soils along the Sinú River Basin, Colombia. Environmental Research, 154, 380-388.
11. OSİB, 2017. GAP Bölgesi’nde sulamadan dönen suların kontrolü ve yeniden kullanımı için iyileştirilmesinin araştırılması proje nihai raporu. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Su Yönetimi Genel Müdürlüğü, TÜBİTAK-MAM, Gebze, Kocaeli.
12. Özyürek, F., 2016. Nevşehir’de Farklı Su Kaynaklarıyla Sulanan Sebzelerde Ağır Metal (Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn) Birikimi. Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nevşehir, Yüksek Lisans Tezi, 118 s., (yayımlanmış).
13. Sabiha-Javied, M.T., Tufai, M., Irfan, N., 2009. Heavy metal pollution from phosphate rock used for the production of fertilizer in Pakistan. Microchemical Journal, 91, 94-99.
14. TS-266, 2005. Sular-İnsani tüketim amaçlı sular, Türk Standartları Enstitüsü. Nisan. ICS 13.060.20
15. Verma, R., Dwivedi, P., 2013. Heavy metal water pollution-A case study. Recent research in Science and Technology, 5(5), 98-99.
16. WHO (World Health Organization), 2017. Guidelines for Drinking Water Quality: Fourth Edition. Incorporating the First Addendum. Geneva. ISBN 978-92-4-154995-0
17. Yeşilnacar, M.İ., Demir, F., Uyanık, S., Yılmaz, G., Demir, T., 2007. Harran Ovası Yeraltı Suyu Kalitesi ve Kirlenme Potansiyelinin Belirlenmesi. TÜBİTAK Proje No: 104Y188.
18. Yetiş, R., Atasoy, A.D., Demir Yetiş, A., Yeşilnacar, M.İ., 2019. Hydrogeochemical characteristics and quality assessment of groundwater in Balikligol Basin, Sanliurfa, Turkey. Environmental Earth Sciences, 78, 331.