Mersin ilinde cadde tozlarının mineralojik ve jeokimyasal özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, nüfus sanayi ve kent yerleşimi açısından hızla gelişmekte ve genişlemekte olan Mersin ilinde özellikle de kurak yaz aylarında, kent yaşam kalitesini olumsuz yönde etkileyen cadde tozlarının mineralojik bileşimlerini, jeokimyasal özelliklerini, kökenlerini ve sağlık açısından barındırabilecekleri olası riskleri incelemek amaçlanmıştır. Çalışma alanı olarak kentin yerleşim, endüstriyel faaliyet ve trafik yükleri açısından en yoğun caddeleri olan Adnan Menderes, Gazi Kemal, Okan Merzeci Bulvarları ile bunları birbirlerine bağlayan ara yollar ve sokakları içine alan yaklaşık 35 km2' lik bir alan seçilmiş ve belirlenen 64 noktadan örnekler alınmıştır. Örneklerin mineralojik bileşimlerini saptamak için XRD yöntemi, ana element bileşimlerinin belirlenmesi için XRF yöntemi, iz element ve ağır metal içeriklerinin belirlenmesi için ICP-MS yöntemi kullanılmıştır. İz element ve ağır metal içerikleri için CBS yrdımı ile dağılım haritaları hazırlanarak yüksek konsantrasyolu bölgeler belirlenmiştir. Yapılan XRD tüm kayaç mineralojisi çalışmasına göre tozların başlıca kuvars, kalsit ve az miktarda alkali feldispatlar ve serpantin minerallerinden oluştuğu belirlenmiştir. XRF ana element analizlerine göre cadde tozları başlıca CaO ve SiO2 olmak üzere MgO, Fe2O3, Al2O3, K2O, Na2O, TiO2 ve P2O5'den oluşmuştur. ICP-MS analizlerine göre cadde tozlarında başlıca V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Sb ve Pb gibi ağır metallerin derişimleri belirlenmiştir. Bu elementlerin mg/l olarak ortalamaları V için 34.32, Zn için 247.36, Cu için 105.92, Cr için 118.69, Co için 8.5, Cd için 0.1, As için 6.3, Ni için 173.63, Sb için 3.64 ve Pb için 104.42'dir. Bu değerler topraktaki sınır değerleri ile karşılaştırılmış ve Cr, Ni ve Cu elementlerinin ortalama değerleri sınır değerlerinden daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu elementlerin dışında başta Zn ve Pb olmak üzere Sb, As ve V gibi ağır metaller kentin belirli noktalarda sınır değerlerin oldukça üzerinde derişimlerde görülmüştür. Özellikle Mersin Otogarı, sanayi sitesi, tren garı, şehir stadyumu, liman civarı, Ataş Rafinerisi yakınları ile Deliçay, Müftü Deresi, Mezitli Çayı akarsularına yakın alanlar bu elementlerce kirletilmiştir. Kentteki yüksek element konsantrasyonlarının sırası ile yoğun araç trafiği, endüstriyel faaliyetler litolojik kirlilik ve geçmiş dönemli tarımsal faaliyetler ile ilişkili olabileceği belirlenmiştir. Cadde tozlarının sahip olduğu yüksek mobilite, fiziksel kirliliğin yanısıra insan solunum ve dolaşım sistemine de kolayca girebilmelerini sağlar. Bu durum doğrudan solunum sistemi hastalıklarını tetikleyici etki yapabildiği gibi, tozların bileşimlerine bağlı olarak kanser gibi daha büyük sağlık sorunlarına da yol açabilmektedir.

The purpose of this study is to investigate the mineralogical composition, geochemical properties, sources and possible health hazards of street dust which has a negative impact on urban living quality, especially during the arid summer months, in Mersin that has been developing and expanding in population, industry and residential settlement. An approximately 35 km2 area containing the busiest avenues of the city with respect to settlement, industrial activity and traffic load Adnan Menderes, Gazi Kemal, Okan Merzeci Boulevards, and the roads and streets connecting them was picked as the area of study and samples were collected from 64 designated spots. For the determination of sample mineralogical compositions XRD method was used; while XRF method was used for main element compositions, and ICP-MS method for trace element and heavy metal content. For trace element and heavy metal content, maps of distribution were plotted with the help of GIS, and high concentration zones were determined. Using XRD total rock mineralogy, mainly quartz and calcite, and in small amounts, alkali feldspats and serpantine minerals were found. XRF main element analysis has shown that street dust is composed mainly of CaO ve SiO2 together with MgO, Fe2O3, Al2O3, K2O, Na2O, TiO2 and P2O5. Through ICP-MS analyses, concentration of heavy metals such as V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Sb and Pb was determined. Average concentration for these elements in mg/l is 34.32 for V, 247.36 for Zn, 105.92 for Cu, 118.69 for Cr, 8.5 for Co, 0.1 for Cd, 6.3 for As, 173.63 for Ni, 3.64 for Sb and 104.42 for Pb. These values were compared to their boundary values in soil and the average values of Cr, Ni and Cu elements were found to be higher than their boundary values. Other than these elements, Sb, As, V, and especially Zn and Pb values were found to be considerably above boundary values at particular spots. Notably the Mersin Bus Terminal, industrial area, train station, city stadium, port area, Ataş Refinery environs, and the vicinity of Deliçay, Müftü Deresi and Mezitli Çayı streams have been contaminated by these elements. High element concentrations within the city was determined to be possibly related to busy traffic, industrial operations, litological impurities and past agricultural activities respectively. High mobility of street dust also results in entry into the human respiratory and circulatory systems with ease in addition to material contamination. This condition could directly trigger respiratory diseases, as well as, result in more significant health issues such as cancer due to the composition of the dust.