Umurbey çayı ve barajında (Çanakkale) suda, sedimentte, bazı makro omurgasız canlılarda ağır metal birikimi ve toksisitesi

Abstract

Şubat 2010 - Nisan 2011 tarihleri arasında mevsimsel olarak yapılan bu çalışma, Umurbey Çayı ve Umurbey Barajı'nda suda, sedimentte ve makro omurgasız dokularında ağır metal (Fe, Cu, Zn, Cd, Pb ve Mn) birikimlerini, Umurbey Çayı'nın Çanakkale Boğazı'na döküldüğü bölgede sudaki kurşun birikiminin hangi konsantrasyonlara ulaştığında ortamda baskın halde yaşayan amfipod (Gammarus aequicauda Martynov, 1931) üzerine ölümcül olabileceğini ve bu bölgede yaşayan diğer bir makro omurgasız olan yengeç (Carcinus aestuarii Nardo, 1847) dokularında (solungaç, kas ve hepatopankreas) sudaki kurşun konsantrasyonlarının hangi oranda birikim yaptığını belirlemek amacıyla yapılmıştır.Bu amaçla Umurbey Çayı ve Umurbey Barajı'nda belirlenen 5 istasyonda, suyun sıcaklık, tuzluluk, çözünmüş oksijen, elektriksel iletkenlik ve pH parametreleri yerinde; sedimentin pH, iletkenlik, % nem, % kireç, organik madde ve bünye parametreleri laboratuarda ölçülmüştür. Bununla birlikte istasyonlardan alınan örneklerin ağır metal analizi ICP-OES cihazı ile tespit edilmiştir. Deneme gruplarının karşılaştırılmasında bir ve iki yönlü varyans analizinden yararlanılmıştır (p<0,05). Umurbey Çayı ağzından yakalanan amfipod G. aequicauda bireyleri 96 saat boyunca farklı kurşun konsantrasyonlarına (kontrol, 2, 3, 4, 5 ve 6 mg L-1) maruz bırakılarak bu canlıların %50 `sini öldüren konsantrasyon (LC50) değeri probit analiz yöntemiyle belirlenmiştir. Ayrıca bu bölgeden yakalanan yengeç C. aestuarii bireyleri 14 gün boyunca in vivo etkide farklı kurşun konsantrasyonlarına (kontrol; 0,025; 0,05; 0,1 ve 1 mg L-1) maruz bırakılmıştır. Çalışmada 7. ve 14. günlerde dokulardaki kurşun birikimi zamana ve konsantrasyonlara bağlı olarak saptanmıştır. Verilerin değerlendirilmesinde üç yönlü varyans analizinden yararlanılmıştır (p<0,05).Elde edilen bulgulara göre, suda ölçülen metal konsantrasyonları EPA (2006) tarafından suda izin verilen değerlerin üzerinde, SKKY (1991) tarafından sulama suyunda izin verilen değerlerin altında bulunmuştur. Bununla birlikte sedimentte ölçülen metal konsantrasyonları çinko haricinde TGK (2010) tarafından izin verilen değerlerin altında bulunmuştur. Umurbey Çayı'ndan ve Barajı'ndan alınan su, sediment ve makro omurgasız örneklerinde ortalama olarak en fazla birikim gösteren metal demir ve çinko bulunurken, en az birikim gösteren metal ise kadmiyum olmuştur. Yapılan MDS (çok boyutlu ölçeklendirme) analiz sonuçlarına göre metallerin çevresel değişkenlerle olan etkileşimi belirlenmiştir.Akut toksisite deneyi sonucunda kurşunun G. aequicauda bireyleri üzerine LC50 değeri 4,56 mg L-1 olarak hesaplanmış olup, belirlenen konsantrasyonun bölgede yaşayan bu tür için henüz bir risk taşımadığı tespit edilmiştir. 14 gün boyunca farklı kurşun konsantrasyonlarına maruz bırakılan C. aestuarii dokularındaki kurşun birikiminin ise ortamdaki metal derişimi ve maruz kalma süresi ile doğru orantılı olarak artış gösterdiği ve en fazla birikimin solungaç dokusunda olduğu belirlenmiştir.

This study was conducted to determine physico-chemical parameters of water and sediment and metal accumulation (Pb, Zn, Cd, Fe, Cu and Mn) in water, sediment, some macro invertebrates and also the lethal concentration value of lead on the amphipod (Gammarus aequicauda, Martynov, 1931) living as dominant forms in Umurbey Stream estuary area, and lead accumulation in the crab (Carcinus aestuarii, Nardo, 1847) tissues (gill, muscle, hepatopancreas) were used toxicity tests in laboratory in Umurbey Stream and Umurbey Reservoir in Çanakkale between February 2010 and April 2011 seasonally.For these aims, in the determined 5 stations in Umurbey Stream and Umurbey Reservoir, while water temperature, salinity, dissolved oxygen, electrical conductivity and pH were measured in situ, the sediment pH, conductivity, organic matter, lime, % moisture and texture were measured in laboratory. Besides, samples that were taken from 5 stations and their heavy metal concentrations were analyzied by ICP-OES. For comparing the treatments, one-way and two-way analysis of variance were used (p<0,05). For acute toxicity test, amphipod G. aequicauda were exposed to various lead concentrations (1, 2, 3, 4, 5 and 6 mg L-1) for 96 hours and it was calculated using probit analysis method. Also, C. aestuarii sampled from the eustary area exposed to different concentrations of lead (0.025, 0.05, 0.1 and 1.0 mg L-1) for 14 days and the accumulation of lead in tissues in 7th. and 14th. days were determined by time and concentrations. For statistical analysis the results, three-way analysis of variance was used (p<0,05).The results have revealed that metal concentrations in water were exceeded the threshold level imposed by EPA (2006), while metal concentrations in water were not exceeded the threshold level imposed by SKKY (1991) for irrigation water. In addition, metal concentrations in sediment were not exceeded the threshold level imposed by TGK (2010) except for zinc. While the highest accumulated metal ions were iron and zinc, the least accumulated metal was cadmium in water, sediment and macro invertebrates in Umurbey Stream and Umurbey Reservoir. The MDS (multi-dimensional scaling) results indicated that the metals interact with the other environmental variables.At the end of acute toxicity test, LC50 value of lead for G. aequicauda calculated as 4.56 mg L-1. It was determined that this toxicity test result have just no risk for this species living the area. Besides, it was found out that lead bioaccumulation in tissues of C. aestuarii exposed to different concentrations of lead for 14 days was increased with lead concentration of ambient and time of exposure, the most accumulation was determined in gill tissue.