Güney Marmara bölgesi sanayi domates alanlarındaki toprak, sulama suyu ve domates meyvelerinde ağır metal içeriklerinin belirlenmesi
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1995
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Ege Üniversitesi
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Özet
115 ÖZET Bu çalışmada; Güney Marmara Bölgesinde sanayii domatesi yetiştiriciliğinin yoğun olarak yapıldığı M.Kemalpaşa, Karacabey ve Biga yörelerinde toprak, sulama suyu ve domates (lycopersicum esculentum) meyvelerinin iz element ve ağır metal (Fe, Mn, Zn, Cu, B, Co, Ni, Cr, Pb, Cd, Tl, Sb) miktarları araştırılmış, kirlijik durumları belirlenmeye çalışılmıştır. Toprak örnekleri fide dikim döneminde, su örnekleri fide dikim (Mayıs) ve meyve olgunluk (Ağustos) dönemlerinde olmak üzere iki kez, domates meyve örnekleri ise meyve olgunluk döneminde alınmışlardır. Yörelerden alınan toprak ve su örneklerinin bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri de incelenmiştir. Ayrıca toprak, su ve domates meyvesi örneklerinin iz element ve ağır metal miktarları arasındaki ilişkiler ile yörelere göre bu miktarların değişimi istatistiksel olarak değerlen dirilmiştir. Elde edilen sonuçlar özetlendiğinde: M.Kemalpaşa ve Karacabey yörelerindeki topraklar genel olarak "hafif alkalen", Bigada "hafif asit" reaksiyonlu bulunmuşlardır. M.Kemalpaşa yöresinden alınan toprakların %6'smda, Karacabey ve Biga topraklarının ise yaklaşık 1/4'ünde hafif tuz etkisi gözlenmiştir. Bu toprakların sulanmasında kullanılan suların tuz içeriklerinin (ECxlO6) yüksek olması hafif tuz etkisine neden olarak gösterilebilir. M.Kemalpaşadaki toprakların kireç içerikleri genellikle normalin üzerinde, Karacabey ve Bigada ise düşük bulunmuştur. Her üç yörede de toprakların büyük çoğunluğu, tarım için elverişli ve ideal olan "tınh" bünyeli olup, organik maddece orta düzeydedir. İncelenen her üç yöre topraklarının; toplam N miktarları iyi ve zengin düzeyde, yarayışlı Ca ve Mg içerikleri ise zengin ve çok zengin olarak belirlenmiştir. M.Kemalpaşa ve Karacabey yöresi topraklarında yarayışlı P ve K iyi ve zengin, Biga topraklarında ise genellikle ye terli düzeyin altında bulunmuştur. Üç yöreye ait tüm topraklarda toplam Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Cd ve Tl; M.Kemalpaşa ve Bigada ise Pb miktarlarının belirtilen sınır değerlerinin altında oluşu, söz konusu yörelerde bu elementlerin kirlilik oluşturmadığını göstermektedir. Ancak, Karacabey yöresindeki toprakların % 11 'inde kritik değer üzerinde Pb bulunması, bu yöre sularının % 29'unun fazla Pb içermesi ve yöreye ait topraklar ile I. dönem sulan arasında % 1 düzeyinde önemli ilişkinin bulunması, kirlenmenin sular tarafından olabileceğini göstermektedir. Diğer ağır metallerden olan toplam Ni miktarları; M.Kemalpaşadaki toprakların % 89'unda, Karacabeyde % 33 'ünde sınır değerin üzerinde, Bigada ise bütün topraklarda altında116 belirlenmiştir. Bu durum; M.Kemalpaşa topraklarının tamamına yakınında, Karacabeyde ise yaklaşık 1/3'ündeNi kirliliğinin söz konusu olduğunu göstermektedir. Toplam Cr ve Sb miktarları; M.Kemalpaşa topraklarının tamamında, Karacabey ve Bigada ise yaklaşık 3/4'ünde sınır değerlerinin üzerinde belirlenmiştir. M.Kemalpaşada tabak hanelerin sıvı atıklarının karıştığı sular ile sulanan topraklarda Cr içeriklerinin yüksek olduğu, dikkat çekmektedir. Yapılan korelasyon analizlerinde M.Kemalpaşa yöresine ait toprakların toplam Cr miktarları ile II. dönem suların Cr içerikleri arasında 0.05 düzeyinde (r=0.525*), Karacabey yöresi topraklarının toplam Cr miktarları ile I. dönemde alınan suların Cr içerikleri arasında da 0.01 düzeyinde (r=0.850**) önemli pozitif ilişkiler belirlenmiştir. Alınabilir Mn ve Cu miktarları her üç yöreye ait toprakların tamamında, alınabilir Fe ve Zn ise genelinde iyi ve yeterli düzeyde bulunmuşlardır. Sıcak suda çözünebilir B içerikleri; M.Kemalpaşadaki toprakların yaklaşık 1/2'sinde, Karacabeyde 3/4'ünde, Bigada ise 1/3'ünde normal sınır değerin üzerinde, toksik düzeyin altın da saptanmıştır. Karacabey ve Biga yöresi topraklarının B içerikleri ile II. dönemde alman suların B miktarları arasında %5 düzeyinde önemli pozitif ilişkilerin bulunmuş olması, bu yöre topraklarının B içeriklerinin genel anlamda sulama sulan tarafından da arttırılmış olabileceğini düşündürmektedir. Topraklarda bitkilerce alınabilir Co, Ni, Cr, Pb, Cd, Tl ve Sb miktarları ile ilgili literatür değerleri bulunamadığı için karşılaştırmaları yapılamamıştır. İki farklı dönemde alınan sulama suyu örneklerinin bazı fiziksel ve kimyasal analiz sonuçlarına göre; incelenen bütün suların reaksiyonları "hafif asit" ile "hafif alkalen" arasında değişmektedir. Biga yöresi I. dönem Dişbudak Gölet suyu (pH=6.34) dışındaki diğer sularda tarımsal amaçlı kullanımda pH yönünden bir sorun gözlenmemektedir. M.Kemalpaşa yöresi I. dönem, Karacabey ve Biga yörelerinin II. dönem sulan, diğer dönemlere göre daha yüksek pH'lı bulunmuştur. Biga yöresinden alınan suların ECxlO6 değerlerinin diğer yörelere göre yüksek ve bu farkın istatistiki olarak önemli olduğu belirlenmiştir. I. dönemde M.Kemalpaşa ve Karacabeydeki suların yaklaşık % 15'i, Bigada % 30'u, II. dönemde ise M.Kemalpaşada % 9'u, Karacabey ve Bigada % 25'i kültür bitkileri için zararlı düzeyde Cl içermişlerdir. Karacabey yöresinden î. dönemde alınan suların % I4'ünde, kullanımda Na2C03 bakımından birtakım önlemlerin alınması gerektiği belirlenmiştir. İncelenen sular kalite sınıflarına göre, genelde orta tuzlu az sodyumlu (C2S1) sular sınıfındadır. Ancak işletme ve yerleşim bölgesi atık sularının karıştığı sularda tuz içeriklerinin117 yüksek bulunması, bu suların tarımsal amaçlı kullanımının gelecekte büyük riskler oluşturabileceğini düşündürmektedir. İncelenen sularda N03-N'u yönünden önemli bir kirlilik tehlikesi gözlemlemektedir. N02-N'u yönünden; I. dönemde suların M.Kemalpaşada % 21'i, Karacabey ve Bigada yaklaşık % 40'ı, II. dönemde ise M.Kemalpaşada % 5 'i sınır değeri üzerindedir. NH3-N'u yönünden kirli ve çok kirli su oranları; I. dönemde Karacabey, II. dönemde M.Kemalpaşa ve Biga yörelerinde yüksek bulunmuştur. NH3-N'u içerikleri yüksek olan sular genelde çeşitli sanayii kuruluşları ve yerleşim bölgesi atıklarının karıştığı sular olup, bu sulardaki organik maddelerin mineralizasyonu nedeni ile NH3-N'u miktarlarının yükselmiş olabileceği düşünülmektedir. Sularda N/P oranlarına göre yapılan kirlilik değerlendirmesinde: her üç yörede de I. döneme ait suların yaklaşık %50'sinde, II. döneme ait suların ise yaklaşık %50-80'ninde ciddi bir kirlenmenin olduğu belirlenmiştir. Bu oranın; çeşitli fabrika, tesis ve şehir atıklarının karış tığı sularda küçüldüğü (<5) ve kirlenmenin daha fazla olduğu saptanmıştır. İz element ve ağır metallerden Zn, Cu, Co, Ni, Cr ve Pb miktarları incelenen tüm sularda sınır değer altında bulunmuştur. İncelenen suların M.Kemalpaşada I. dönemde % 26'sında B, II. dönemde % 9 'ünde Fe ve B, %.5'inde ise Cd yüksek bulunmuştur. Karacabeyde I. dönemde % 14'ünde Mn, II. dönemde % 20'sinde B ve Cd, Bigada I. dönemde % 20'sinde Mn, % 10'nunda B, % 30'unda Cd, II. dönemde % 13' ünde Mn ve % 25 'inde Cd içeriklerinin fazla olduğu gözlenmiştir. Tl ve Sb ile ilgili literatür değeri bulunamadığı için karşılaştırma yapılamamıştır. Ancak I. dönemde M.Kemalpaşada incelenen suların % 5'i, Bigada % 60'ı, II. dönemde M.Kemalpaşada % 14'ü, Karacabeyde % 29'u, Bigada ise % 30'unda Tl miktarları diğerlerine göre yüksektir (>0.01 ppm). Belirtilen bu suların çoğunluğunu çeşitli işletmelerin atık sularının karıştığı sular ve drenaj kanalı sulan oluşjurmaktadır. Yine I. dönemde M.Kemalpaşada incelenen suların % 5 'inde, Karacabeyde % 14' ünde, Bigada % 50'sinde, II. dönemde M.Kemalpaşada % 32'sinde, Karacabeyde % 10'nunda, Bigada ise % 63'ünde Sb miktarları diğerlerine göre fazla (> 0. 1 ppm) bulunmuştur. İncelenen suların Cr içerikleri kaynak değerin altında bulunmuş olmasına rağmen, II. dönemde M.Kemalpaşadan alınan tabakhane atıklarının karıştığı kanal suyundaki Cr sınır de ğere yakın (0.099 ppm) bulunmuştur. Sularda incelenen Fe, B ve Cd miktarlarının yöreler arasındaki farkları istatistiksel olarak %5 düzeyinde önemli bulunmuştur. Buna göre; Fe ve B, Karacabeyde en yüksek, Biga sularında en düşüktür. M.Kemalpaşa yöresi sularında Fe ve B, diğer yörelerden farklı bulunmamıştır. M.Kemalpaşa ve Biga yöresi sularının Cd ortalamaları arasındaki fark önemli olup, en yüksek118 değer Bigada gözlenmiştir. Karacabey yöresi sularında ise Cd; diğer yörelerden farklı bulunmamıştır. Tüm yöreler bazında I. dönem su örneklerinin B, II. dönem sularının ise Fe içeriklerinin yüksek olduğu gözlenmiştir. Aşağıda su örneklerinin iz element ve ağır metal içeriklerinin farklı 3 yörede önemli bulunan dönem ortalamaları karşılaştırılmaktadır. Zn; Mustafakemalpaşa ve Biga yörelerinde I. dönem, Karacabey yöresinde II. dönem sularında, yüksek bulunmuştur. Cu; Mustafakemalpaşa ve Biga yörelerinin I.dönem sularında II. döneme göre daha yüksektir. £q; Biga yöresinin II. dönem sularında, £r; Mustafakemalpaşa yöresinin II. dönem sularında, Eb; Karacabey yöresi II. dönem, Mustafakemalpaşa yöresi I. dönem sularında, yüksek bulunmuşlardır. Aşağıda ise farklı dönemlerde alınmış su örneklerinin içerdikleri iz element ve ağır metal miktarlarına göre yöre karşılaştırılmaları yapılmıştır. I. dönemde Zn, miktarları II Cu ûa Ct Pb II Biga > Mustafakemalpaşa > Karacabey, Karacabey > Mustafakemalpaşa > Biga, Biga ve Karacabey > Mustafakemalpaşa, Karacabey > Mustafakemalpaşa ve Biga, Biga > Mustafakemalpaşa ve Karacabey, Biga ve Mustafakemalpaşa > Karacabey, Karacabey > Biga ve Mustafakemalpaşa, Biga > Mustafakemalpaşa ve Karacabey, bulunmuştur. Domates meyvelerinde, yapılan iz element ve ağır metal analiz sonuçlarına göre; M.Kemalpaşa yöresinden alınan meyvelerin; % 92'sinde Mn, % 8'inde B, % 69'unda Cr, % 15' inde Tl miktarları standart değerlerin üzerinde bulunmuştur. Karacabey yöresinden alınan meyvelerinde; % 89'unda Mn, % 1 Tinde B, % 22'sinde Cr yük sek olarak saptanmıştır. Biga yöresinde ise meyvelerin; % 89'unda Mn, % 56'sında Cr, % 1 1 'inde yüksek Pb miktarları belirlenmiştir. Bu yörede eski göl yatağı üzerinde yetiştirilen meyvelerde kritik değere yakın Zn bulunmuştur. Her üç yörede de meyvelerin Fe, Zn, Cu, Cd içerikleri sınır değerlerin altında; Co, Ni ve Sb ise standart değerlerin üzerinde bulunmuştur.119 Bigada domates kuru maddesinde Fe, Pb ve Cr Karacabeyde ise yalnızca Cr diğer yörelere göre istatistiksel olarak yüksek bulunmuştur. M.Kemalpaşa, Karacabey ve Biga yöresi toprak, su ve meyve örneklerinin baza iz ele ment ve ağır metalleri arasında belirlenen önemli ilişkiler aşağıda özetlenmiştir. *)0.05 »)0.01
120 ZUSAMMENFASSUNG Bestimmung von Schwermetallgehalten in Böden, BewSsserungswasser und Tomaten (Lycopersicum esculentum)-friichten in einem Anbaugebiet fiir Industrietomaten in der Stid-Marmara-Region (Turkei) In dieser Arbeit wurden die Gehalte an Spurenelementen bzw. die Belastung durch Schwermetalle (Fe, Mn, Zn, Cu, B, Co, Ni, Cr, Pb, Cd, Tl und Sb) in Böden, Bewasserungs- wasser und Tomatenfrüchten in den intensiven Anbaugebieten fur Industrietomaten in Mustafa kemalpaşa, Karacabey und Biga in der Südmarmararegion untersucht. Die Bodenproben wurden zur Zeit der Pflanzung der Tomaten im Mai, die Wasserproben an zwei Terminen, nâmlich zur Pflanzung und zur Fruchtreife im August und die Fruchtproben zur Fruchtreife im August entnommen. Es wurden auch die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Böden und Wasserproben bestimmt. Des weiteren wurde die Beziehung zwischen den Gehalten an Spurenelementen und Schwermetallen in Böden, Bewasserungswasser und Tomatenfrüchten dargestellt und die Verânderungen der Gehalte in den untersuchten Gebieten statistisch untersucht. Es ergaben sich folgende Ergebnisse: Die Böden in M.Kemalpaşa und Karacabey erwiesen sich im allgemeinen als "schwach alkalisch" und die Böden in Biga als "schwach sauer". In 6 % der Böden von M.Ke malpaşa und in annâhernd einem Viertel der Böden von Karacabey und Biga wurde eine leichte Versalzung festgestellt. Die hohen Salzkonzentrationen des Bewasserungswassers (ECxlO6) können als eine Ursache fur die Versalzung angesehen werden. Der Kalk-Gehalt des Bodens aus M.Kemalpaşa lag über dem Normalwert, wahrend in Böden aus Karacabey und Biga niedrigere Werte festgestellt wurden. Die Böden dieser drei Regionen wiesen einen mittleren C-Gehalt auf und sind als lehmböden wegen ihrer optimalen Bodenstruktur fur eine landwirtschaftliche Nutzung ideal. Die untersuchten Standorte hatten ausreichende bis gute Gesamt-N-Gehake und waren reich und sehr reich an pflanzenverfugbarem Ca und Mg. Die pflanzenverfugbaren P- und K- Gehalte in Böden der M.Kemalpaşa- und der Karacabey-Region lagen in einem guten bis sehr gutem Bereich, wohingegen sie in Böden des Biga-Gebietes meist nicht ausreichend waren. In den Böden der drei Regionen lagen die Gesamtgehalte der untersuchten Elemente (Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Cd, Tl) unterhalb ihrer Grenzwerte. An den Standorten M.Kemalpaşa und Biga lagen auch die Pb-Gehalte unter dem Grenzwert. Dies bedeutet, daB die Gehalte dieser Elemente keine Belastung darstellen. Dagegen wurde im Gebiet Karacabey in 1 1 % der Boden- und in 29 % der Wasser-proben ein erhöhter Pb-Gehalt festgestellt. Dabei envies sich die Beziehung zwischen dem Pb-Gehalt des Bewasserungswassers (I.Termin) und der Böden als121 hochsignifıkant (oc=l%). Somit kann das Bewâsserungswasser fiir die Bodenbelastung verant- wortlich gemacht werden. Die Gehalte anderer Schwermetalle wie Gesamt Ni lagen in Kemalpaşa in über 89 % der Böden und in Karacabey in über 33 % der Böden über dem Grenzwert. Dagegen lag der Ni-Gehalt in Biga in ailen Bodenproben unter dem Grenzwert. Fast ausnahmslos aile Böden aus M.Kemalpaşa und rund eın Drrttel der Böden aus Karacabey waren mit Ni belastet. in der Region M.Kemalpaşa lagen die Gesamt-Cr- und Sb-Gehahe in ailen unter- suchten Böden über den Grenzwerten, wâhrend sie in den Regionen Karacabey und Biga in ca. drei Viertel der untersuchten Böden darüber lagen. in M.Kemalpaşa fuhrt die Nutzung deş Ab- wassers der Lederfabriken zur Bevvâsserung zu einer Erhöhung der Cr-Gehalte. Zwischen dem Bewâsserungswasser und dem Böden aus M.Kemalpaşa wurde mit r=0,525 auf einem Signifi- kanzniveau von oc=5% eine posttive Korellation zum II. Termın und zvvischen dem Bewâsserungswasser und dem Böden aus Karacabey wurde mit r=0,850 auf einem Signifikanz- niveau von a=l% eine stark positive Korellation zum I. Termin ermfttelt. Die verfügbaren Mn- und Cu-Gehalte der Böden der drei Regionen lagen in einem guten bis ausreichenden Bereich, wohingegen dieses bei den Fe- und Zn-Gehalten nicht immer der Fail war. Die mit Heisswasserextraktion ermittelten B-Gehalte lagen in 1/2 der Böden aus M. Kemalpaşa, in 3/4 der Böden aus Karacabey und in 1/3 der Böden aus Biga über dem Grenzvvert, waren aber noch unterhalb eines toxischen Bereiches. in der Karacabey- und Biga- Region wurde zvvischen dem B-Gehaft im Böden und dem B-Gehalt im Bewâsserungswasser zum II. Termin eine signifıkante positive Beziehung (a=5 %) ermittelt. Dies bedeutet, dass durch Bevvâssenıng die B-Gehalte der Böden dieser Regionen erhöht werden. Aufgrund fehlender Angaben in der Literatür war es nicht möglich die pflanzenverfug- baren Gehalte von Co, Ni, Cr, Pb, Cd, Tl und Sb zu diskutieren. Die Analyse deş Bewâsserugswassers an beiden Terminen zeigte, daB der pH-Wert in sa'mtlichen Regionen zvvischen schvvach sauer und schwach alkalisch pendelt. Die Ergebnisse der pH-Bestimmung zeigen, daB es mit Ausnahme deş Wassers aus dem Dışbudak-Stausee im Biga-Gebiet zum ersten Termin keine pH-Probleme gab. in M.Kemalpaşa war der pH-VVert deş Bewâsserungswassers zum ersten Termin höher als zum zvveften, wohingegen im Karacabey- und Biga-Gebiet der pH-Wert zum II. Termin höher lag als zum ersten. Das Wasser der Biga-Region zeigte statistisch signifıkant höhere EC x 106-Werte.122 Der Cl-Gehalt deş Bevvâsserungsvvassers lag zum ersten Termin in rund 15 % der Proben aus M Kemalpaşa und in rund 30 % der Proben aus Biga sowie zum zvveiten Termin in rund 9 % der Proben aus M.Kemalpaşa und in rund 25 % der Proben aus Karacabey und Biga auf einem für Pflanzen toxischen Niveau. Da zum ersten Termin in 14% der Proben aus Kara¬ cabey ein erhöhter Natriumkarbonat festgestellt wurde, empfıehh es sich dringend etvvas gegen die NazCOj-des Bevvâsserungsvvassers zu untemehmen. Generell ergab die Untersuchung deş Bevvâsserungsvvassers einen mittleren Salz- und einen geringen Na-Gehak (C2Sı). Allerdings waren die Salzgehalte in mit Abwasser aus Industrie und Stadt belasteten Bewâsserungswasser erhöht. Für die Zukunft ergibt sich durch die vveftere Nutzung dieses Wassers zur Bevvâsserung ein sehr grosses Risiko. Es vvurde festgestellt, dass das Wasser nicht besonders stark mit N03-N belastet war. Die NÖ2-Gehalte dagegen überschritten den Grenzvvert zum ersten Termin in 21 % der Wasser- proben aus M.Kemalpaşa und in 40 % der Proben aus Karacabey und Biga sowie zum zvveiten Termin in 5 % der Proben aus M. Kemalpaşa. Durch NH3-N belastetes und stark belastetes Wasser wurden an ersten Termin in Karacabey und zum zvveiten Termin in M.Kemalpaşa und Biga festgestellt. Hier kann davon ausgegangen vverden, da6 diese NH3-N Verschmutzung durch die Mineralisierung von organischem Material verursacht wird, welches durch Siedlungs- und Industrieabwâsser in das Bevvâsserungsvvasser eingetragen wird. Es vvurde festgestellt, dass das N/P-Verhâltnis in zum ersten Termin in 50 % und zum zvveiten Termin in 50-80 % der Proben sehr stark unterschritten war. Das N/P-Verhâltnis wird in Wasserproben bestimmt, die direkt an den Einleitungsstellen für Abwasser (<5) entnommen werden. Dies zeigt eine Zunahme der Wasserverschmutzung. Die Gehafte an den Spurenelementen und Schvvermetallen Zn, Cu, Ni, Cr und Pb lagen in ailen untersuchten Proben unter den Grenzvverten. in M.Kemalpaşa vvurden die Grenzvverte zum ersten Termin in 26 % der Proben für B und zum zvveiten Termin in 9 % der Proben fur B und Fe sovvie in 5 % der Proben für Cd überschritten. in Karacabey vvurden die Grenzvverte zum ersten Termin in 14 % der Proben fur Mn und zum zvveiten Termin in 20 % der Proben fur B und Cd überschritten. in Biga vvurden die Grenzvverte zum ersten Termin in 20 % der Proben für Mn, in 10 % für B und in 30 % für Cd und zum zvveiten Termin in 13 % der Proben für Mn und 25 % für Cd überschritten. Aufgrund fehlender Angaben in der Literatür war es nicht möglich die Gehake von Tl und Sb zu diskutieren. Es vvurden aber erhöhte Tl-Gehahe zum ersten Termin in 5 % der123 Proben aus M.Kemalpaşa und in 60 % der Proben aus Biga und zum zweiten Termiti in 14 % der Proben aus M.Kemalpaşa, 29 % der Proben aus Karacabey und 30 % der Proben aus Biga gefunden (>0,0l ppm). Dieses Wasser ist mit Industrie- und Siedlungsabvvasser belastet. Erhöhte Sb-Gehahe wurden zum ersten Probenahmetermin in M.Kemalpaşa in 5% der untersuchten Proben, in Karacabey in 14 % der Proben und in Biga in 50 % der Proben und zum zvveften Termin in 32 % der Proben aus M.Kemalpaşa, in 10 % der Proben aus Karacabey und in 63 % der Proben aus Biga festgestellt (>Ö,01 ppm). Generell lagen die Cr-Gehalte deş Bewa'sserungswassers unter dem Grenzvvert. Allerdings wurden zum zweiten Probenahmetermin in M. Kemalpaşa, wo Gerbereiabvvasser in das Bewâsserungswasser flieBt, erhöhte Cr-Gehalte gefimden (0,099ppm). in Bezug auf Herkunft der untersuchten Wasserproben konnten signifıkante Unter- schiede bei den Fe-, B- und Cd-Gehalte festgestellt werden. Dabei lagen die Fe und B-Gehalte deş Wassers aus Karacabey signifıkant höher als die Gehalte deş Wassers aus Biga. Die Fe- und B-Gehalte deş Bewâsserungswasser aus M.Kemalpaşa zeigten keine signifıkanten Unterschiede zu den Gehahen deş Wassers der beiden anderen Regionen. Die mittleren Cd-Gehalt der Proben Biga lag signifıkant höher als in M.Kemalpaşa. Die Gehalte der Proben aus Karacabey unterschieden sich dagegen nicht signifıkant von den Gehahen der Proben der anderen Gebiete. in ailen Regionen waren die B-Gehalte zum ersten Termin und die Fe-Gehalte zum zvvetten Termin erhöht. Nachfolgend sind die wichtigsten Gehalte an Spurenelementen und Schvvermetallen in den drei Regionen dargestefft. £n: Erhöhte Werte wurden zum ersten Termin in M.Kemalpaşa, Biga und zum zvvehen Termin in Karacabey festgestellt. Cu: Erhöhte Werte gegenüber dem zvvehen Termin vvurden zum ersten Termin in M.Kemalpaşa und Biga festgestellt CJQ: Erhöhte Werte wurden zum zvverten Termin in Biga festgestellt Cx Erhöhte Werte wurden zum zvveiten Termin in M.Kemalpaşa festgestellt Eh: Erhöhte Werte vvurden zum ersten Termin in M. Kemalpaşa und zum zweiten Termin in Karacabey festgestellt. Nachstehend vvurden die Spurenelement- und Schwermetallgehalte der zu den beiden Terminen entnommenen Wasserproben mfteinander vergliechen: I. Termin Ün -Gehalt;Biga > Mustafakemalpaşa > Karacabey, H. "" " ;Karacabey > Mustafakemalpaşa > Biga, 1. "Cu - " ;Biga und Karacabey > Mustafakemalpaşa,124 H. "Cja-Gehah;Karacabey > Mustafakemalpaşa und Biga, II. "Co- " ;Biga> Mustafakemalpaşa und Karacabey, 11. TerminCj: - " ;Biga und Mustafakemalpaşa > Karacabey, 11. "Eh- " ;Karacabey > Biga und Mustafakemalpaşa, I. "H - " ;Biga > Mustafakemalpaşa und Karacabey,.Bei der Untersuchung von Tomatenfrüchten auf ihren Spurenelement und Schwer- metallgehah lagen die Gehatte der Früchte in der Region M.Kemalpaşa fiir Mn in 92 %, fiir B in 8 %, fiir Cr in 69 % und fiir Tl in 15 % der Proben über dem Grenzwert. in der Region Karacabey lagen die Mn-Gehalte in 89 %, die B-Gehalte in 11 % und die Cr- Gehalte in 22 % der Früchte über dem Grenzwert. in der Region Biga konnten über den Grenzvvert erhöhte Mn-Gehahe in 89 %, Cr- Gehafte in 56 % und Pb-Gehafte in 11 % der Früchte festgestelH werden. in dem Gebiet wo der alte See lag, lagen die Gehalte an Zn in einem kritischen Bereich. in den Früchten aller dret Regionen lagen die Gehalte an Fe, Zn, Cu und Cd unter dem Grenzvvert, die Gehahe an Co, Ni und Sb dagegen darüber. in den getrockneten Früchten wurden in Biga die Gehatte an Fe, Pb und Cr und in Karacabey nur die Cr-Gehalte als im Vergleich zu den anderen Regionen als signifikant hoch ermittelt. in der folgenden Tabelte sind zusammenfassend signifıkante Korrelationen zwischen den Gehalten an Schwermetaüen und einigen Spurenelementen in Böden, Bewâsserungswasser und Tomatenfrüchten in den Gebieten M.Kemalpaşa, Karacabey und Biga dargestelh. Boden.Ş.ÇMŞŞÇTÇjB.Ç?3!?ŞÇ.r..... T.9?Ht?.n|TÇM....... Korrelation- Gesamt f Verfiigbar İ.Termin | İI.Termin f (i.dTrockcnmasse) koeflizient(r) M.Kemalpasa Gebiet: CrCr0.527* NiNi0.662** NiNi0.722** CoCo0.613* PbPb0.649** Karacabey Gebiet: PbPb0.750* CrCr0.850** ZnZn0.893** BB0.745* ZnZn0.763* TlTl0.822* Biga Gebiet: FeFe0.704* BB0.750*Fe.....Fe0.675* *)0.05 **)O.OI
120 ZUSAMMENFASSUNG Bestimmung von Schwermetallgehalten in Böden, BewSsserungswasser und Tomaten (Lycopersicum esculentum)-friichten in einem Anbaugebiet fiir Industrietomaten in der Stid-Marmara-Region (Turkei) In dieser Arbeit wurden die Gehalte an Spurenelementen bzw. die Belastung durch Schwermetalle (Fe, Mn, Zn, Cu, B, Co, Ni, Cr, Pb, Cd, Tl und Sb) in Böden, Bewasserungs- wasser und Tomatenfrüchten in den intensiven Anbaugebieten fur Industrietomaten in Mustafa kemalpaşa, Karacabey und Biga in der Südmarmararegion untersucht. Die Bodenproben wurden zur Zeit der Pflanzung der Tomaten im Mai, die Wasserproben an zwei Terminen, nâmlich zur Pflanzung und zur Fruchtreife im August und die Fruchtproben zur Fruchtreife im August entnommen. Es wurden auch die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Böden und Wasserproben bestimmt. Des weiteren wurde die Beziehung zwischen den Gehalten an Spurenelementen und Schwermetallen in Böden, Bewasserungswasser und Tomatenfrüchten dargestellt und die Verânderungen der Gehalte in den untersuchten Gebieten statistisch untersucht. Es ergaben sich folgende Ergebnisse: Die Böden in M.Kemalpaşa und Karacabey erwiesen sich im allgemeinen als "schwach alkalisch" und die Böden in Biga als "schwach sauer". In 6 % der Böden von M.Ke malpaşa und in annâhernd einem Viertel der Böden von Karacabey und Biga wurde eine leichte Versalzung festgestellt. Die hohen Salzkonzentrationen des Bewasserungswassers (ECxlO6) können als eine Ursache fur die Versalzung angesehen werden. Der Kalk-Gehalt des Bodens aus M.Kemalpaşa lag über dem Normalwert, wahrend in Böden aus Karacabey und Biga niedrigere Werte festgestellt wurden. Die Böden dieser drei Regionen wiesen einen mittleren C-Gehalt auf und sind als lehmböden wegen ihrer optimalen Bodenstruktur fur eine landwirtschaftliche Nutzung ideal. Die untersuchten Standorte hatten ausreichende bis gute Gesamt-N-Gehake und waren reich und sehr reich an pflanzenverfugbarem Ca und Mg. Die pflanzenverfugbaren P- und K- Gehalte in Böden der M.Kemalpaşa- und der Karacabey-Region lagen in einem guten bis sehr gutem Bereich, wohingegen sie in Böden des Biga-Gebietes meist nicht ausreichend waren. In den Böden der drei Regionen lagen die Gesamtgehalte der untersuchten Elemente (Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Cd, Tl) unterhalb ihrer Grenzwerte. An den Standorten M.Kemalpaşa und Biga lagen auch die Pb-Gehalte unter dem Grenzwert. Dies bedeutet, daB die Gehalte dieser Elemente keine Belastung darstellen. Dagegen wurde im Gebiet Karacabey in 1 1 % der Boden- und in 29 % der Wasser-proben ein erhöhter Pb-Gehalt festgestellt. Dabei envies sich die Beziehung zwischen dem Pb-Gehalt des Bewasserungswassers (I.Termin) und der Böden als121 hochsignifıkant (oc=l%). Somit kann das Bewâsserungswasser fiir die Bodenbelastung verant- wortlich gemacht werden. Die Gehalte anderer Schwermetalle wie Gesamt Ni lagen in Kemalpaşa in über 89 % der Böden und in Karacabey in über 33 % der Böden über dem Grenzwert. Dagegen lag der Ni-Gehalt in Biga in ailen Bodenproben unter dem Grenzwert. Fast ausnahmslos aile Böden aus M.Kemalpaşa und rund eın Drrttel der Böden aus Karacabey waren mit Ni belastet. in der Region M.Kemalpaşa lagen die Gesamt-Cr- und Sb-Gehahe in ailen unter- suchten Böden über den Grenzwerten, wâhrend sie in den Regionen Karacabey und Biga in ca. drei Viertel der untersuchten Böden darüber lagen. in M.Kemalpaşa fuhrt die Nutzung deş Ab- wassers der Lederfabriken zur Bevvâsserung zu einer Erhöhung der Cr-Gehalte. Zwischen dem Bewâsserungswasser und dem Böden aus M.Kemalpaşa wurde mit r=0,525 auf einem Signifi- kanzniveau von oc=5% eine posttive Korellation zum II. Termın und zvvischen dem Bewâsserungswasser und dem Böden aus Karacabey wurde mit r=0,850 auf einem Signifikanz- niveau von a=l% eine stark positive Korellation zum I. Termin ermfttelt. Die verfügbaren Mn- und Cu-Gehalte der Böden der drei Regionen lagen in einem guten bis ausreichenden Bereich, wohingegen dieses bei den Fe- und Zn-Gehalten nicht immer der Fail war. Die mit Heisswasserextraktion ermittelten B-Gehalte lagen in 1/2 der Böden aus M. Kemalpaşa, in 3/4 der Böden aus Karacabey und in 1/3 der Böden aus Biga über dem Grenzvvert, waren aber noch unterhalb eines toxischen Bereiches. in der Karacabey- und Biga- Region wurde zvvischen dem B-Gehaft im Böden und dem B-Gehalt im Bewâsserungswasser zum II. Termin eine signifıkante positive Beziehung (a=5 %) ermittelt. Dies bedeutet, dass durch Bevvâssenıng die B-Gehalte der Böden dieser Regionen erhöht werden. Aufgrund fehlender Angaben in der Literatür war es nicht möglich die pflanzenverfug- baren Gehalte von Co, Ni, Cr, Pb, Cd, Tl und Sb zu diskutieren. Die Analyse deş Bewâsserugswassers an beiden Terminen zeigte, daB der pH-Wert in sa'mtlichen Regionen zvvischen schvvach sauer und schwach alkalisch pendelt. Die Ergebnisse der pH-Bestimmung zeigen, daB es mit Ausnahme deş Wassers aus dem Dışbudak-Stausee im Biga-Gebiet zum ersten Termin keine pH-Probleme gab. in M.Kemalpaşa war der pH-VVert deş Bewâsserungswassers zum ersten Termin höher als zum zvveften, wohingegen im Karacabey- und Biga-Gebiet der pH-Wert zum II. Termin höher lag als zum ersten. Das Wasser der Biga-Region zeigte statistisch signifıkant höhere EC x 106-Werte.122 Der Cl-Gehalt deş Bevvâsserungsvvassers lag zum ersten Termin in rund 15 % der Proben aus M Kemalpaşa und in rund 30 % der Proben aus Biga sowie zum zvveiten Termin in rund 9 % der Proben aus M.Kemalpaşa und in rund 25 % der Proben aus Karacabey und Biga auf einem für Pflanzen toxischen Niveau. Da zum ersten Termin in 14% der Proben aus Kara¬ cabey ein erhöhter Natriumkarbonat festgestellt wurde, empfıehh es sich dringend etvvas gegen die NazCOj-des Bevvâsserungsvvassers zu untemehmen. Generell ergab die Untersuchung deş Bevvâsserungsvvassers einen mittleren Salz- und einen geringen Na-Gehak (C2Sı). Allerdings waren die Salzgehalte in mit Abwasser aus Industrie und Stadt belasteten Bewâsserungswasser erhöht. Für die Zukunft ergibt sich durch die vveftere Nutzung dieses Wassers zur Bevvâsserung ein sehr grosses Risiko. Es vvurde festgestellt, dass das Wasser nicht besonders stark mit N03-N belastet war. Die NÖ2-Gehalte dagegen überschritten den Grenzvvert zum ersten Termin in 21 % der Wasser- proben aus M.Kemalpaşa und in 40 % der Proben aus Karacabey und Biga sowie zum zvveiten Termin in 5 % der Proben aus M. Kemalpaşa. Durch NH3-N belastetes und stark belastetes Wasser wurden an ersten Termin in Karacabey und zum zvveiten Termin in M.Kemalpaşa und Biga festgestellt. Hier kann davon ausgegangen vverden, da6 diese NH3-N Verschmutzung durch die Mineralisierung von organischem Material verursacht wird, welches durch Siedlungs- und Industrieabwâsser in das Bevvâsserungsvvasser eingetragen wird. Es vvurde festgestellt, dass das N/P-Verhâltnis in zum ersten Termin in 50 % und zum zvveiten Termin in 50-80 % der Proben sehr stark unterschritten war. Das N/P-Verhâltnis wird in Wasserproben bestimmt, die direkt an den Einleitungsstellen für Abwasser (<5) entnommen werden. Dies zeigt eine Zunahme der Wasserverschmutzung. Die Gehafte an den Spurenelementen und Schvvermetallen Zn, Cu, Ni, Cr und Pb lagen in ailen untersuchten Proben unter den Grenzvverten. in M.Kemalpaşa vvurden die Grenzvverte zum ersten Termin in 26 % der Proben für B und zum zvveiten Termin in 9 % der Proben fur B und Fe sovvie in 5 % der Proben für Cd überschritten. in Karacabey vvurden die Grenzvverte zum ersten Termin in 14 % der Proben fur Mn und zum zvveiten Termin in 20 % der Proben fur B und Cd überschritten. in Biga vvurden die Grenzvverte zum ersten Termin in 20 % der Proben für Mn, in 10 % für B und in 30 % für Cd und zum zvveiten Termin in 13 % der Proben für Mn und 25 % für Cd überschritten. Aufgrund fehlender Angaben in der Literatür war es nicht möglich die Gehake von Tl und Sb zu diskutieren. Es vvurden aber erhöhte Tl-Gehahe zum ersten Termin in 5 % der123 Proben aus M.Kemalpaşa und in 60 % der Proben aus Biga und zum zweiten Termiti in 14 % der Proben aus M.Kemalpaşa, 29 % der Proben aus Karacabey und 30 % der Proben aus Biga gefunden (>0,0l ppm). Dieses Wasser ist mit Industrie- und Siedlungsabvvasser belastet. Erhöhte Sb-Gehahe wurden zum ersten Probenahmetermin in M.Kemalpaşa in 5% der untersuchten Proben, in Karacabey in 14 % der Proben und in Biga in 50 % der Proben und zum zvveften Termin in 32 % der Proben aus M.Kemalpaşa, in 10 % der Proben aus Karacabey und in 63 % der Proben aus Biga festgestellt (>Ö,01 ppm). Generell lagen die Cr-Gehalte deş Bewa'sserungswassers unter dem Grenzvvert. Allerdings wurden zum zweiten Probenahmetermin in M. Kemalpaşa, wo Gerbereiabvvasser in das Bewâsserungswasser flieBt, erhöhte Cr-Gehalte gefimden (0,099ppm). in Bezug auf Herkunft der untersuchten Wasserproben konnten signifıkante Unter- schiede bei den Fe-, B- und Cd-Gehalte festgestellt werden. Dabei lagen die Fe und B-Gehalte deş Wassers aus Karacabey signifıkant höher als die Gehalte deş Wassers aus Biga. Die Fe- und B-Gehalte deş Bewâsserungswasser aus M.Kemalpaşa zeigten keine signifıkanten Unterschiede zu den Gehahen deş Wassers der beiden anderen Regionen. Die mittleren Cd-Gehalt der Proben Biga lag signifıkant höher als in M.Kemalpaşa. Die Gehalte der Proben aus Karacabey unterschieden sich dagegen nicht signifıkant von den Gehahen der Proben der anderen Gebiete. in ailen Regionen waren die B-Gehalte zum ersten Termin und die Fe-Gehalte zum zvvetten Termin erhöht. Nachfolgend sind die wichtigsten Gehalte an Spurenelementen und Schvvermetallen in den drei Regionen dargestefft. £n: Erhöhte Werte wurden zum ersten Termin in M.Kemalpaşa, Biga und zum zvvehen Termin in Karacabey festgestellt. Cu: Erhöhte Werte gegenüber dem zvvehen Termin vvurden zum ersten Termin in M.Kemalpaşa und Biga festgestellt CJQ: Erhöhte Werte wurden zum zvverten Termin in Biga festgestellt Cx Erhöhte Werte wurden zum zvveiten Termin in M.Kemalpaşa festgestellt Eh: Erhöhte Werte vvurden zum ersten Termin in M. Kemalpaşa und zum zweiten Termin in Karacabey festgestellt. Nachstehend vvurden die Spurenelement- und Schwermetallgehalte der zu den beiden Terminen entnommenen Wasserproben mfteinander vergliechen: I. Termin Ün -Gehalt;Biga > Mustafakemalpaşa > Karacabey, H. "" " ;Karacabey > Mustafakemalpaşa > Biga, 1. "Cu - " ;Biga und Karacabey > Mustafakemalpaşa,124 H. "Cja-Gehah;Karacabey > Mustafakemalpaşa und Biga, II. "Co- " ;Biga> Mustafakemalpaşa und Karacabey, 11. TerminCj: - " ;Biga und Mustafakemalpaşa > Karacabey, 11. "Eh- " ;Karacabey > Biga und Mustafakemalpaşa, I. "H - " ;Biga > Mustafakemalpaşa und Karacabey,.Bei der Untersuchung von Tomatenfrüchten auf ihren Spurenelement und Schwer- metallgehah lagen die Gehatte der Früchte in der Region M.Kemalpaşa fiir Mn in 92 %, fiir B in 8 %, fiir Cr in 69 % und fiir Tl in 15 % der Proben über dem Grenzwert. in der Region Karacabey lagen die Mn-Gehalte in 89 %, die B-Gehalte in 11 % und die Cr- Gehalte in 22 % der Früchte über dem Grenzwert. in der Region Biga konnten über den Grenzvvert erhöhte Mn-Gehahe in 89 %, Cr- Gehafte in 56 % und Pb-Gehafte in 11 % der Früchte festgestelH werden. in dem Gebiet wo der alte See lag, lagen die Gehalte an Zn in einem kritischen Bereich. in den Früchten aller dret Regionen lagen die Gehalte an Fe, Zn, Cu und Cd unter dem Grenzvvert, die Gehahe an Co, Ni und Sb dagegen darüber. in den getrockneten Früchten wurden in Biga die Gehatte an Fe, Pb und Cr und in Karacabey nur die Cr-Gehalte als im Vergleich zu den anderen Regionen als signifikant hoch ermittelt. in der folgenden Tabelte sind zusammenfassend signifıkante Korrelationen zwischen den Gehalten an Schwermetaüen und einigen Spurenelementen in Böden, Bewâsserungswasser und Tomatenfrüchten in den Gebieten M.Kemalpaşa, Karacabey und Biga dargestelh. Boden.Ş.ÇMŞŞÇTÇjB.Ç?3!?ŞÇ.r..... T.9?Ht?.n|TÇM....... Korrelation- Gesamt f Verfiigbar İ.Termin | İI.Termin f (i.dTrockcnmasse) koeflizient(r) M.Kemalpasa Gebiet: CrCr0.527* NiNi0.662** NiNi0.722** CoCo0.613* PbPb0.649** Karacabey Gebiet: PbPb0.750* CrCr0.850** ZnZn0.893** BB0.745* ZnZn0.763* TlTl0.822* Biga Gebiet: FeFe0.704* BB0.750*Fe.....Fe0.675* *)0.05 **)O.OI
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