Dilovası (Kocaeli) endüstriyel bölgesinde gözlenen toprak kirliliğinin mekânsal ve zamansal değişiminin metaller açısından incelenmesi

Abstract

Günümüzde endüstriyel faaliyetlerin gelişmesi, motorlu taşıt sayısının artması ve hızlı nüfus artışıyla birlikte topraktaki ağır metal kirliliği önemli çevresel sorunlardan biri haline gelmiştir. Bu çalışmada özellikle sanayi kaynaklı topraktaki ağır metal kirliliği üzerinde durulmuştur. 45 farklı sektörden 185 küçük ve orta ölçekli sanayi tesisini bulunduran Dilovası bölgesi, toprak kirliliğinin çok sık görüldüğü bölgelerden biridir. Gerçekleştirilen bu çalışma ile (1) Endüstriyel faaliyetlerin çok fazla olduğu Dilovası'nda toprak kirliliğine sebep olan metallerin seviyelerinin belirlenmesi, (2) Farklı mevsimlerde toplanan örneklerde belirlenen kirletici parametrelerine ait konsantrasyon değerlerinin zamansal değişiminin incelenmesi, (3) Toprakta belirlenen parametrelerinin kirletici kaynaklarının belirlenmesi, (4) Kirletici parametrelerinin mekansal değişimlerinin saptanması hedeflenmiştir. Bu hedeflere ulaşmak için Dilovası'nda Şubat, Temmuz ve Ekim (2015) aylarında 23 farklı noktadan toprak örnekleri toplanmış ve toplanan örnekler pH ve metaller (Li-U arası) açısından analiz edilmiştir. Çalışma dönemi boyunca toplanan örnekler için belirlenen ortalama konsantrasyon değerlerinin 0. 003±0. 003 µg/g (Lu) ile 21±15 mg/g (Ca) arasında değiştiği ve ortalama pH ise 7. 69±0. 19 olduğu bulunmuştur. Elde edilen pH değeri toprağın alkali özellik gösteriğini işaret etmektedir. Örnekleme noktalarından bazılarında özellikle Şubat ayında TKKY'inde verilen limit değerlerin Cr, Ni ve Zn için aşıldığı belirlenmiştir. Bu çalışmadan elde edilen değerler literatürde raporlanan değerler ile karşılaştırılmış, Dilovası için oluşturulan veri setinin diğer endüstriyel alanlar için elde edilen değerlerin aralığında olduğu belirlenmiştir. Toprak kirliliğine sebep olan parametrelerin kaynaklarını belirlemek amacıyla toprağa göre zenginleştirme faktörü hesaplanmış ve Sn, Cu, Sc, Ni, Cr, Mo, Sb, As, Cd, Hg ve S'ün bu çalışma kapsamında toplanan toprak örneklerinde yerel topraktan çok antropojenik faaliyetlerden kaynaklandığını saptanmıştır. Haritalandırma yöntemi ile kirleticilerin mekânsal değişimleri de bu çalışma kapsamında değerlendirilmiş, Pb, Cr, Ni ve Zn gibi parametrelerin ana yollara yakın noktalardan örneklerde yüksek seviyelerde olduğu bulunmuştur. Üretilen veri setine uygulanan PMF modeli, bölgede toprak kompozisyonunu belirleyen dört farklı kaynağın olduğunu açığa çıkarmıştır. Yapılan sağlık riski değerlendirmesi toprağın kazara yutulmasının çocuklar ve yetişkinlerde herhangi bir riske neden olmadığını göstermiştir.

Today, with the development of industrial activities, the increase in the number of motor vehicles and rapid population growth, heavy metal pollution in the soil has become one of the important environmental problems. This work mainly focuses on heavy metal pollution from industrial origin. The Dilovası region, which contains 45 different industries (185 small and medium-sized industrial plants), is one of the regions where soil pollution is frequently seen. The purpose of this work is (1) to determine the levels of metal pollution causing soil pollution in Dilovası, where industrial activities are very high, (2) to investigate the temporal variation of concentration values of pollutant parameters determined in different seasons, (3) to determine the sources affecting the chemical composition of soil, (4) to evaluate the spatial distribution of parameters determined in the soil. In order to achieve these listed objectives, soil samples were collected in February, July and October of 2015 in 23 different sites in Dilovasi. Collected samples were analyzed in terms of pH and metals (from Li to U). The obtained results revealed that metal concentrations were ranged from 0. 003±0. 003 µg/g for Lu to 21±15 mg/g for Ca. The average soil pH was found as 7. 69±0. 19 indicating alkaline nature of soil. When the obtained results were compared with the Turkish Soil Pollution Control Regulations, it has been found that the limit values for Cr, Ni and Zn were exceeded at some sites particularly for the samples collected in February. Once the results from this study were compared with the ones reported in the literature, we found that data set generated for Dilovasi were within the previously pblished values. Eenrichment factor calculation revealed that ve Sn, Cu, Sc, Ni, Cr, Mo, Sb, As, Cd, Hg and S released to the soil from anthropogenic sources. PMF was applied to the produced data set identified four different factors affecting soil composition in the region. Exposure risk assessment showed that ingestion of soil contaminated with metals does not lead to health risk for both adults and children.