Abana-Bozkurt (Kastamonu) bölgelerindeki derekumu ve topraklardaki ağır metallerin kökeni ve insan sağlığı açısından risk faktörlerinin araştırılması

İnceleme alanı Abana-Bozkurt (Kastamonu) ilçelerine bağlı Ezine Çayı (Tezcan, Kozköy, Koşmapınar, Kızılcaelma) ve İlişi Çayı (Yakaören, Görentaş, Köseali, Deliktaş, Erenler ve Alınören) arasında kalan bölgeleri kapsamaktadır. Çalışma alanı Kastamonu il merkezinin kuzeydoğu kesiminde yer almakta ve çalışma bölgesi 2611.411 km² alan kaplarken çalışma alanı 474.5909 km2 (Ezine havzası = 378.6215 km² ve İlişi havzası = 95.96944 km²) alanı içermektedir. Yapılan arazi çalışmaları sonucunda Ezine çayı çevresinden 5 adet kayaç (OK), 7 adet toprak (OT), 12 adet dere sedimanı (OP) numunesi; İlişi çayı çevresinden ise 6 adet kayaç (IOK), 7 adet toprak (IOT) ve 9 adet dere sedimanı (IOP) numunesi alınmıştır. Bu numuneler üzerinde 65 elementin analizleri yaptırılmıştır. Kayaç, toprak ve dere sedimanı jeokimyası için çalışma açısından önem arz eden elementler seçilerek student-t testi gerçekleştirilmiş ve değerler hesaplanmıştır. Ezine çayı ve İlişi çayı çevresinden derlenen kayaçlarda, topraklarda ve dere sedimanlarında analizi gerçekleştirilen iz elementlerin birbirleriyle olan ilişkileri basit korelasyon analizleriyle değerlendirilmiştir. Çalışma alanından derlenen toprak ve dere sedimanlarının analiz sonuçları göz önüne alınarak literatürde kirlilik çalışmaları için kullanılan indeksler (jeobirikim indeksi (Igeo), zenginleşme faktörü (EF), kirlilik faktörü (CF), kirlilik yük indeksi (PLI), potansiyel ekolojik risk indeksi (Eri), potansiyel toksisite indeksi (RI), Nemerow kirlilik indeksi (NIPI) baz alınmış ve hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, kanserojenik risk faktörlerinin incelenmesinde yetişkinler ve çocuklar için soluma, yutma ve dermal yoldan etkiler olmak üzere 3 faktörün sonuçları araştırılmıştır. Ezine ve İlişi çayı çevresinden derlenen toprak ve dere sedimanları numunelerinin analiz sonuçları baz alınarak insan sağlığı açısından risk seviyelerini tespit etmek amacıyla ağır metallerin yutma, solunum ve dermal temas olmak üzere yetişkinler ve çocuklar için "ortalama günlük doz" hesaplamaları gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlara göre "ihmal edilebilir", "düşük", "orta" ve "yüksek" olarak sınıflama yapılmıştır. Kayaçlarda, topraklarda ve dere sedimanlarındaki elementlerin dağılımları ve anomalinin değerlendirilmesi kapsamında numunelerin arazideki yayılım ortamlarına uygun olacak şekilde içerdikleri ağır metallerin içeriğine (ppm cinsinden) göre anomali haritaları hazırlanmış ve çeşitli ortamlardaki (yerkabuğu, mafik ve asidik kayaçlar, ultramafik kayaçlar, kalkerli kayaçlar, kumtaşları ve toprak) standart değerlerle karşılaştırmaları yapılarak yorumlanmıştır. Tez çalışması kapsamında sağlık risklerinin olasılıksal dağılımını analiz edebilen Crystal System Ball yazılımına dayalı Monte Carlo simülasyonu kullanılarak ağır metallerin kanserojen olmayan sağlık riskleri (HI) ve toplam kanserojen riskleri (TCR) yetişkinler ve çocuklar için hesaplanmıştır. Bulunan değerler kullanılarak grafikler çizilmiş ve dağılımlar göz önüne alınarak risk değerleri ortalama değerler bazında yorumlanmıştır. Ezine ve İlişi çayı çevresinden derlenen toprak numunelerinde ağır metaller için hesaplanan EF değerleri alınarak OriginPro programında Q-Q plot grafikleri çizilmiş ve bu metallerin kökeninin jeojenik, antropojenik ya da her ikisinin olup olmama durumları incelenmiştir. Ezine çayı toprak numuneleri için yapılan değerlendirmede Cd ağır metalinin simetrik bir dağılım gösterdiği belirlenmiştir. Bu da kaynak metalin kökeninin jeojenik olduğuna işaret etmektedir. Al, As, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb ve Zn ağır metallerinin dağılımları ise asimetriktir. Bu sonuçlara göre, Ezine çayı toprağındaki bu ağır metallerin konsantrasyon aralıkları jeojenik ve antropojenik zenginleşmeden kaynaklanan çoklu popülasyonların varlığını göstermektedir. İlişi çayı toprak numuneleri için yapılan değerlendirmede Cd ve Hg ağır metallerinin simetrik bir dağılım gösterdiği belirlenmiştir. Bu da kaynak metalin kökeninin jeojenik olduğuna işaret etmektedir. Al, As, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb ve Zn ağır metallerinin dağılımları ise asimetriktir. Bu sonuçlara göre, İlişi çayı toprağındaki bu ağır metallerin konsantrasyon aralıkları jeojenik ve antropojenik zenginleşmeden kaynaklanan çoklu popülasyonların varlığını göstermektedir. Ezine ve İlişi Çayı Çevresinden Derlenen Toprak Numunelerindeki Ağır Metal Miktarlarının Yönetmeliklere Göre Değerlendirilmesi kapsamında yapılan çalışmalarda; Dünya Sağlık Örgütü/Gıda ve Tarım Örgütü verileri baz alındığında; Ezine Çayı bölgesinde As için; "Bakanlıkça belirlenen süreç uyarınca temizlenmesi gereken kirlenmiş saha"; Ni, Fe ve Mn için; "İkinci aşama değerlendirme sürecine tabi takip gerektiren saha" statüsünde olduğu tespit edilmiştir. İlişi Çayı bölgesinde ise Mn için; "İkinci aşama değerlendirme sürecine tabi takip gerektiren saha" statüsünde olduğu tespit edilmiştir. Tez çalışması kapsamında toprak ve dere sedimanlarındaki kirliliğin ortadan kaldırılması ve canlı sağlığına olan olumsuz etkilerinin (kanserojenik olmayan ve kanserojenik risk faktörleri) en aza indirilmesi için özellikle son dönemlerde dünya genelinde kullanılmakta olan elektrokinetik ekstraksiyon, yerinde kimyasal immobilizasyon, vitrifikasyon gibi metodların kullanılması önerilmektedir.