İstanbul Boğazı yolu ile Karadeniz ve Marmara denizi arasındaki askıda katı maddede metal taşınımı

Abstract

oz ISTANBUL BOĞAZI YOLU İLE KARADENİZ VE MARMARA DENİZİ ARASINDA ASKIDA MADDEDE METAL TAŞINIMI Bu çalışmada, İstanbul Boğazı yolu ile Karadeniz ve Marmara Denizi arasındaki yıllık askıda katı maddede metal taşmımlan tahmin edilmiştir. Bunun için Boğaz' in Karadeniz ve Marmara Denizi çıkışlarındaki istasyonlarda farklı derinliklerden alınan su örneklerinde askıda katı maddede metal (Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Pb) dağılımları incelenmiş ve iki-tabakalı su taşınım değerleri kullanılmıştır. Çalışma bölgesi, Karadeniz ve Akdeniz gibi farklı fiziko-kimyasal yapıya sahip iki deniz arasında su ve madde akışım sağlayan bir alandadır. Boğaz'da kuvvetli kuzey rüzgarları alt tabakanın bloklanmasına (blokaj), güney rüzgarlar ise üst tabakanın kuzeye doğru itilip, boğazın tüm su kolonunun Marmara suları ile kaplanmasına (orkoz) neden olmaktadır. Her iki tabakanın da bloklanması kısa dönemli olaylar olup, alt suyun blokajına çoğunlukla ilkbahar dönemlerinde, üst suyunkine ise sonbahar sonu ve kış dönemlerinde rastlanmaktadır. Karadeniz'in kuzeybatı kıyı suları atık sular ve nehir girdileri ile (özellikle Tuna Nehri) önemli ölçüde kirlenmiştir. Bu suların bir kısmı kıyı akıntıları ve İstanbul Boğazı yolu ile Marmara'ya taşınarak, Marmara Denizi'nin ekosistemini olumsuz yönde etkilemektedirler. Karadeniz'den gelen kirleticilere ilave olarak İstanbul Metropolitanından da Marmara Denizi'ne önemli evsel ve endüstriyel yükler katılmaktadır. Bu bölge Türkiye endüstrisinin %40'ını ve nüfusun %15'ini barındırmaktadır. İlkbahar ve yaz ortalarında birincil üretimin artması ile Al ve Fe'in azaldığı, sedimamn su kolonuna geçmesine neden olan üst su blokajı ve alt su hızının arttığı dönemlerde ise arttığı izlenmiştir. Demir ve alüminyum askıda maddedeki varlığının daha çok detrial fazda olduğu, manganın ise detrial faz ile birlikte önemli ölçüde otojenik süreçlerin etkisinde kaldığı söylenebinir. Cu, Zn, ve Pb'nun Mn ve Fe ile ortaya çıkan düzensiz ilişkilerinin ortam koşullarının değişkenliğinden, farklı proses ve girdilerin etkileşiminden kaynaklandığını düşündürmektedir. Bu çalışmaya ait Al ve Fe ixderişimlerinin, açık deniz istasyonları derişimlerinden yaklaşık Al için 200, Fe için 20, Cu için 100 kat fazla olması, çalıişma alanında karasal ve sediman kaynaklı girdilerin önemini vurgular niteliktedir. Yıl ölçeğinde Marmara'ya Karadeniz üst suyundan gelen net su akısı 562 kmVyıl ve Marmara'dan Karadeniz'e çıkan net su akısı 263 km3/yıl olarak hesaplanmıştır. Üst ve alt akılan arasındaki oranın yaklaşık 2 olduğu tahmin edilmektedir. Kullanılan bu yaklaşımla Karadeniz üst suyundan Marmara Denizi'ne taşınan askıda katı madde, Al, Fe, Mn, Zn, Cu ve Pb miktarları sırası ile; 1996 yılında 2.810000, 43.499, 15.486, 337, 674, 618, 169 ton/yıl, 1997yılında 1.855.000, 24.616, 8.486, 225, 1.855, 281, 169 ton/yıl olarak bulunmuştur. Marmara Denizi alt suyundan Karadeniz alt suyuna taşınan, askıda katı madde, Al, Fe, Mn, Zn, Cu,ve Pb miktarları sırası ile; 1996 yılında 2.288.000, 15.701, 5.181, 184, 552, 53, 79 ton/yıl, 1997 yılında 1.525.000, 13.255, 5.839, 263, 316, 289, 79 ton/yıl olarak hesaplanmıştır.

ABSTRACT TRANSFER OF METALS WITH SUSPENDED PARTICULATES BETWEEN BLACK SEA AND MARMARA SEA THROUGH THE BOSPHORUS STRAIT In this study, which concerns the examination of the transfer of metal as suspended particulates between the Black Sea and Marmara Sea through the Bosphorus, distribution of metal (Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Pb) as suspended particulates is examined in water samples derived from different depths at Black Sea and Marmara Sea outward stations of the Bosphorus. Region of study is a field which provides flow of water and substance between the two seas, Black Sea and Mediterranean Sea, which have different physical- chemical structure. Strong north winds in the Bosphorus cause blocking of the lower layer and southern winds cause blocking of the upper layer. Blocking of both layers are short term. Water in Black Sea's northwest shores is significantly polluted by waste water and river deposists (especially Danube). Some part of these waters are transferred to Marmara through the Bosphorus with shore currents to influence the ecosystem of the Marmara Sea. In addition to pollutants transferred from the Black Sea, important household and industrial waste is also cast to the Marmara Sea from the metropolitian Istanbul. The Region holds 40% of all Turkish industry and 15 % of its population. In sea environment, source of metals are mainly natural or from antropogenic origins. It is observed that Al and Fe decreases with the losening effect on the primary production in spring and mid-summer and increases during the period when upper water blocking and lower water speed increases which cause the sediment to pass on the water colon. We can say the existence of iron and aluminium in the suspended particulates mainly occurs in the detrial phase; on the other hand, manganese is under the influence of detrial phase as well as autgenic processes. Irregular relations between Cu, Zn, and Pb,and Mn and Fe seems to be originating from the changing conditions of the environment and interrelation of different processes and inputs. The facts that the concentration of Al is 200 times XIhigher, Fe is 20 times higher and Cu is 1400 times higher than open sea station concentrations, emphasizes the importance of inputs originating from inland and sediment sources. On the basis of yearly calculations, net water flow coming from Black Sea upper current to Marmara Sea is found as 562 km3/year and net lower current water flow from Marmara Sea to Black Sea is 263 km3/year. The rate between the upper and lower currents is estimated to be around 2. In the same manner, quantities of the suspended particulates, Al, Fe, Mn, Zn, Cu, and Pb, transferred from Black Sea upper current to Marmara Sea for 1996 were 2.810.000, 43.499, 15.486, 337, 6.774, 618, 169 ton/year and for 1997 the same were 1.855.000, 24.616, 8.486, 225, 1.855, 281, 169 ton/year. Quantities of the suspended particulates, Al, Fe, Mn, Zn, Cu, and Pb transferred from lower current of Marmara Sea to Black Sea for 1996 were 2.288.000,, 15.701, 5.181, 184, 552, 53, 79 ton/year and the same were 1.525.000, 13.255.000, 5.839, 263, 316, 289, 79 ton/year. Xll