İzmit Körfezi yaş ve kuru çökelme örneklerinde polisiklik aromatik hidrokarbonlar: Kaynakları, seviye tespiti ve zamana göre değişimleri

Abstract

İZMİT KÖRFEZİ YAŞ VE KURU ÇÖKELME ÖRNEKLERİNDE POLİSİKLİK AROMATİK HİDROKARBONLAR: KAYNAKLARI, SEVİYE TESPİTİ VE ZAMANA GÖRE DEĞİŞİMLERİ Beyhan PEKEY Anahtar Kelimeler: Polisiklik aromatik hidrokarbonlar, yaş çökelme, kuru çökelme, toplam çökelme, yüzey sedimentler, İzmit Körfezi, HPLC-UV, faktör analizi, faktör analizi-çoklu lineer regresyon analizi, kimyasal kütle dengesi. ÖZET: İzmit Körfezi kuzey kıyısı boyunca Körfez ve Gebze ilçelerine kurulan istasyonlardan toplanan yaş, kuru ve toplam çökelme örneklerinde ve İzmit Körfezi yüzey sediment, yüzey suyu ve körfeze giren karasal kaynaklardan alman su örneklerinde 16 PAH bileşiği, HPLC-UV tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Mevcut kirlilik ve kirlilik kaynaklarının toplam kirliliğe katkısı faktör analizi, faktör analizi- çoklu lineer regresyon analizi ve kimyasal kütle dengesine dayalı alıcı ortam modelleri kullanılarak hesaplanmıştır. İzmit Körfezi yaş çökelme verilerine uygulanan faktör analizi sonucunda toplam varyansın %79.2' sini açıklayan dört faktör elde edilmiştir. Bu faktörlerin sırasıyla `trafik`, `kömür ve doğal gaz yanması`, `petrol ve LPG yanması` ve `yanmamış fosil yakıtlar, ağaç işlerinde koruma amaçlı olarak kullanılan kimyasallar ve karbon siyahı üretim tesisleri` kaynaklı olduğu bulunmuştur, İzmit Körfezi kuru çökelme verilerine uygulanan faktör analizi sonucunda toplam varyansın %80.7' sini açıklayan dört faktör elde edilmiştir. Bunların sırasıyla `kömür ve doğal gaz yanması`, `petrojenik, karbon siyahı üretimi ve ağaç işleri`, `trafik` ve `petrol ve atık petrol yanması` kaynaklı olduğu bulunmuştur, İzmit Körfezi toplam çökelme örneklerine uygulanan faktör analizi sonucunda toplam varyansın %90.3' ünü açıklayan dört faktör elde edilmiştir. Bu faktörlerin `trafik`, `petrol ve LPG yanması`, `kömür, doğal gaz yanması ve elektrik ark fırınları` ve `yanmamış fosil yakıtlar` kaynaklı olduğu bulunmuştur, İzmit Körfezi yüzey sediment verilerine uygulanan faktör analizi sonucunda ise toplam varyansın %91.3' ünü açıklayan iki faktör elde edilmiştir. Bunlar sırasıyla `petrojenik` ve `pirolitik/yanma` kaynaklı olduğu bulunmuştur. İzmit Körfezi yaş çökelme, kuru çökelme, toplam çökelme ve yüzey sediment örnekleri faktör analizi sonuçlarına faktör analizi-çoklu lineer regresyon analizi uygulanarak kirletici kaynakların incelenen bölgelerdeki PAH kirliliğine olan katkıları hesaplanmıştır. Ayrıca, İzmit Körfezi yüzey sediment örneklerine uygulanan kimyasal kütle dengesi modeli ile karasal kaynakların ve atmosferik çökelmenin Körfez' deki PAH kirliliğine olan kirletici katkıları belirlenmiştir. İİ

POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS IN THE WET AND DRY DEPOSITION SAMPLES OF IZMIT BAY: SOURCES, POLLUTION LEVELS AND TEMPORAL VARIATIONS Beyhan PEKEY Key Words: Polycyclic aromatic hydrocarbons, wet deposition, dry deposition, bulk deposition, surface sediments, Izmit Bay, HPLC-UV, factor analysis, factor analysis- multiple linear regression analysis, chemical mass balance. ABSTRACT: In this study, two atmospheric wet-dry and bulk deposition-sampling stations were installed in Körfez and Gebze. Collected deposition samples, surface sediments and surface waters of Izmit Bay, wastewater samples of land based sources along the northern coast of the Bay and the mussel and fish samples from the Bay were analyzed for sixteen US EPA priority PAH compounds by using HPLC-UV technique. State of the present pollution levels, source types and the contributions of the polluting sources were investigated by using the receptor models such as factor analysis, factor analysis-multiple linear regression and chemical mass balance models. Factor analysis revealed four factors explaining the 79.2% of the total variance in the wet deposition samples. Identified factors were 1) traffic, 2) coal and natural gas combustions, 3) oil and LPG combustions and 4) unburnt fossil fuels, wood preservation and carbon black manufacturing. For the dry deposition samples of Izmit Bay, again the factor analysis identified four factors which, explained the 80.7% of the total variance. The factors identified by the factor analysis were 1) coal and natural gas combustions, 2) petrogenic, carbon black manufacturing and wood preservation, 3) traffic and 4) oil and waste oil combustions. When factor analysis applied to the bulk deposition samples, again four factors were identified. In this analysis 90.3% of the total variance were explained by the four factors. The factors involved the marker compounds of the following sources: 1) traffic, 2) oil and LPG combustions, 3) coal-natural gas combustion and electric arc furnaces and 4) unburnt fossil fuels (coal dust). Izmit Bay surface sediments were also studied with the factor analysis and 2 factors were found. In this analysis 91.3% of the total variance were explained by these two factors. The identified factors contained the marker compounds originating from petrogenic sources and pyrolytic/combustion sources. Factor analysis-multiple linear regression analyses were applied to the surface sediment samples, wet and dry deposition samples and bulk deposition samples that were subjected to the factor analysis. The contributions of identified sources were quantified and discussed in detatils. In addition to factor analysis and factor analysis-linear regression analyses, chemical mass balance model were also applied to the surface sediment samples and contributions of land-based sources and atmospheric depositions were determined. m