Deliçay ve Tarsus çayı (Mersin) arasında kalan alandaki toprak profillerinin mineralojisi, toprak ve su kirliliğinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Mersin ili doğusundaki tarım, sanayi ve yerleşimin iç içegeçtiği bir alan olan Deliçay ile Tarsus Çayı arasında kalan bölgedeki tarımtopraklarının ve yeraltı sularının kirlilik düzeylerinin belirlenmesi, bunların alansaldağılımlarının ve kökenlerinin Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) yardımıyla ortayakonulması amaçlanmıştır.Çalışma alanından alınan yüzey (0-15 cm) toprak örnekleri 5 aşamalı birardışıklı süzdürme yöntemiyle çözeltiye alınarak çözeltilerdeki B, P, K, V, Cr, Mn,Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Ba ve Pb elementlerinin derişimleri ICP-MS ilebelirlenmiştir. Ayrıca toprak örneklerinin dokusu, karbonat ve organik maddeiçerikleri, katyon değişim kapasiteleri, pH'ı, elektrik iletkenlikleri ve tuz içeriklerilaboratuvarda belirlenmiştir.Elde edilen veriler, Akdeniz sahiline yakın bölümlerin kum içeriklerininyüksek olduğunu; buna karşın tez alanının kuzey bölümlerinin ise kil ve siltiçeriklerinin yüksek olduğunu göstermiştir. Çalışma alanı topraklarının mineralojikbileşimi XRD yöntemiyle belirlenmiş olup bölge topraklarının mineralojik bileşiminikil mineralleri, kalsit, kuvars, feldispat, mika, dolomit ve amfibol minerallerioluşturmuştur. Kil minerallerinin simektit, klorit, illit, kaolinit ve serpantin türü killerolduğu ve simektit grubu killerin bölgedeki en yaygın kil türü olduğu belirlenmiştir.Toprakların ağır metal içerikleri açısından bakıldığında; krom elementiözellikle Kazanlı kasabasının batı kesiminde, sanayi tesislerinin yoğun olduğu bölgetopraklarında; nikel elementi çalışma alanı doğu ve batı bölümündeki topraklarda;bakır, çinko ve arsenik elementleri tarım alanlarında; kurşun elementi genellikleyoğun araç trafiğine maruz kalan yol kenarlarında oldukça yüksek derişimlerdegözlenmiştir. Alınan toprak örneklerinin 106'sında nikel, 24'ünde arsenik, 4'ündekadmiyum, 1'er tanesinde krom, çinko ve kurşun elementleri Türkiye Toprak KirliliKontrol Yönetmeliği ve Avrupa Birliği Toprak Kirliliği Kontrol Yönetmeliği'ndekisınır değerlerini aşmıştır. Jeoakümülasyon indisine göre ise bölge topraklarının bazıbölümleri V, As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb ve Zn elementince kirlenmiştir.Deliçay ile Tarsus Çayı arasındaki bölgenin bazı bölümlerindeki yeraltısularının nitrat, nitrit, sülfat, klor, Pb, Se, Mn, Fe ve Cr derişimleri yönetmeliklerdekiiçme suları sınır değerlerini aşmıştır. Bölgedeki yeraltı sularının %40'ı nitritiçerikleri bakımından herhangi bir arıtmaya tabi tutulmadan içilemeyecek kalitededir.Bu da bu bölgenin yeraltı sularında özellikle nitrit kirliliğinin ciddi boyutlaraulaştığını göstermektedir. Çalışma alanı topraklarında ve yeraltı sularında analiz edilen parametrelerin çoğunun Kazanlı kasabası ve yakın civarında yüksekkonsantrasyonlarda olduğu belirlenmiştir. Kazanlı kasabası ve çevresindeki bu toprakve yeraltı suyu kirliliğinin bu bölümde yoğun olarak yapılan tarım ve sanayifaaliyetlerinden kaynaklandığı düşünülmektedir.Anahtar Kelimeler: Deliçay-Tarsus Çayı, Toprak Kirliliği, Su Kirliliği,Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), Kazanlı

In this study, it was aimed to determine pollution levels, spatial distributionsand to find out their potential sources of pollution using Geographic InformationSystems (GIS) in agricultural soil and groundwater samples collected from theeastern part of the city of Mersin from the area between Deliçay and Tarsus Rivers,where at present industrial, agricultural and settlement activities are taking place.Top soil samples collected from (a depth of 0?15 cm) the study area weresubjected to a 5-step sequential extraction procedure (UASE) and concentrations ofB, P, K, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Ba and Pb elements in soil extractswere determined using ICP-MS. In addition, texture, carbonate and organic mattercontents, cation exchange capacity, pH, electrical conductivity and salt concentrationof soil samples were determined in the laboratory.In this study, soils near the Mediterranean Sea coast have shown very highsand contents, whereas in the northern parts of the study area very high silt and claycontents were observed. Mineralogical composition of the soil samples from thestudy area were determined using XRD method and according to results soil samplesare mostly composed of calcite, quartz, feldspar, mica, dolomite, amphibole and clayminerals. In the soils of the area, clay mineralogy is mainly composed of smectite,chlorite, illite, kaolinite and serpentine with smectite is being the most common claymineral type.Highest concentrations of Cr were generally observed at the west ofKazanlı, where industrial activities are taking place. Highest concentrations of Ni insoil samples were observed in west and eastern parts of the study area. Elements Cu,Pb and As were generally observed at high concentrations in agricultural soils,whereas, Pb were observed at high concentrations along the roads with intensetraffic. Ni element in 106 soil samples, As element in 24 soil samples, Cd element in4 soil samples, Cr elements in 1 soil sample, Zn element in 1 soil sample and Pbelement in 1 soil sample exceeded the limit values for heavy metals in soils.According to geoaccumulation index calculations, some parts of the study area waspolluted by V, As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb and Zn.Nitrate, nitrite, sulfate, Cl, Pb, Se, Mn, and Cr concentrations ofgroundwater samples collected between Deliçay and Tarsus River area exceeded thedrinking water limit values defined by regulations. In the study area, 40% of thegroundwater samples are not suitable for drinking purposes due to their high nitriteconcentrations. This is particularly important because it indicates that nitritepollution in the study area has reached critical levels. Most of the parametersanalyzed in soil and groundwater samples have shown high concentrations in and around Kazanlı. It was determined that pollution of soil and groundwater at Kazanlıare mostly due to intense agricultural and industrial activities.Key Words: Deliçay-Tarsus River, Soil Pollution, Water Pollution, GeographicInformation Systems (GIS), Kazanlı