Erenler ilçesi D 100 karayolu boyunca uzanan topraklardaki ağır metal(Pb ve Cd) kirliliğinin coğrafi bilgi sistemleri (CBS) ile gösterilmesi

Abstract

Bu çalışmada günümüzde önemli çevre sorunlarından biri olan toprakta ağır metal kirliğinin özellikle önemli toksik elementlerden kurşun (Pb) ve kadmiyum (Cd) birikiminin incelenmesi ve birikimin mesafeye bağlı olarak mekânsal değişiminin Coğrafi Bilgi Sistemleri ile gösterilmesi amaçlanmıştır. Çalışma alanı olarak Sakarya ili Erenler ilçesi sınırlarında D100 karayolunun kenarındaki tarım yapılan topraklar seçilmiş olup bu topraklarda trafikten, tarım uygulamaları ve endüstri kuruluşlarından kaynaklanan olası Pb ve Cd kirliliği ele alınmıştır. Karayolunun her iki tarafından 4,5 km²'lik alanda 500 m aralıklardan yola dik olacak şekilde 10 hat üzerinde yola paralel 1, 5, 10, 25, 50, 100, 250 ve 500 metre mesafelerinden toplam 160 toprak örneği alınmıştır. Toprak örneklerinde fiziksel ve kimyasal analizleri yapılmış, Pb ve Cd miktarları ise ICP-OES ile belirlenmiştir. Analiz sonuçları SPSS 18 paket programında istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. ArcGIS 10.1 yazılımında Geostatistical Analyst aracında enterpolasyon yapılarak kirliliğin dağılımı haritalandırılmıştır. Yapılan istatistiksel çalışmalara göre karayolunun güneyinden alınan toprak örneklerinde hem Pb hem de Cd miktarı, kuzeyden alınanlara göre daha yüksek bulunmuştur (p<0,05). Toprak örneklerinin Pb miktarı ile istikamet ve karayoluna olan mesafe arasında anlamlı ve negatif ilişki olduğu görülmüştür (p<0,05). Kadmiyum miktarı ile istikamet arasında da anlamlı ve negatif bir ilişki olduğu tespit edilmiş (p<0,05), karayoluna olan mesafe ile arasında ise anlamlı bir ilişki bulunmamıştır (p>0,05). Çalışmada farklı hatlarda ölçülen Pb miktarları birbirlerinden önemli ölçüde farklılık gösterirken (p<0,05), Cd miktarları arasında ise anlamlı bir fark bulunmamıştır (p>0,05). Ayrıca, 1, 5 ve 10 metre mesafedeki ortalama Pb sonuçları diğer mesafelere göre oldukça yüksek bulunmuştur (p<0,05). Sonuç olarak araç yoğunluğunun fazla olduğu D100 karayolunun etrafında gerek yerleşmelerin bulunması gerekse tarım uygulamalarının yapılması ve küçük çapta sanayi kuruluşlarının varlığı Pb ve Cd kirliğine neden olmuştur. Ayrıca karayolunun güneyindeki toprakların Pb ve Cd birikimindeki artışta hâkim rüzgâr yönünün belirgin etkisi tespit edilmiş olup bu durumun ağırlıklı olarak trafikten kaynaklı olduğu sonucunu çıkarmıştır. Bu sonuç, CBS ile gösterilen kirliliğin mekânsal dağılım haritasında da açıkça görülmüştür. Anahtar Kelimeler: A r Metal, Pb, Cd, Mek‚nsal Da l m, Toprak Kirliliği

In this study, it was aimed to investigate the heavy metal pollution especially major toxic elements such as lead (Pb) and cadmium (Cd) in soil which are one of the major environmental problems today and show the spatial distribution of accumulation depended on the distance by Geographic Information Systems (GIS). Agricultural lands alongside the D100 highway in Erenler District of Sakarya were chosen as the study area. In the study area, the potential pollution of Pb and Cd resulting from agricultural practices, industry organizations and the traffic were discussed in this territory. In the study area, 160 soil samples were collected from 10 cm depth on ten transects separated by 500 m intervals and perpendicular to the road at distances of 1, 5, 10, 25, 50, 100, 250 and 500 m on the north and south side of the highway within a 4.5 km² area. The contents of Pb and Cd were determined by ICP- OES. The results of the analysis were evaluated by SPSS 18 package programme. Spatial distributions of the Pb and Cd accumulation were mapped by enterpolation technique in the Geostatistical Analyst tool of ArcGIS 10.1 software. According to the statistical results of the study, both Pb and Cd contents of soil samples taken from the south side of the road were higher than the others collected from the north side (p<0.05). Moreover, there was a significant negative relationship between the Pb contents, the distance from the road and the direction (p<0,05). A significant negative correlation has been found between Cd amount and the direction (p<0,05) but there is no significant correlation between the distance from the road and Cd levels (p>0,05). There is no significant difference between the amount of Cd (p>0,05), whereas Pb amounts measured at different trancects differ significantly from each other ( p<0,05). Moreover, average Pb results in 1, 5 and 10 meters are higher than the other distances. As a result, the presence of settlements as well as agricultural practices and the existence of small-scale industrial enterprises caused Pb and Cd pollution around the D100 highway with dense traffic. In addition, the clear affect of the predominat wind direction in increasing of Pb and Cd accumulation in the south of the road has been dedected. This case could be seen on the spatial distribution map of the pollution demonstrated by GIS. Keywords: Heavy Metal, Pb, Cd, Soil Pollution, Spatial Distribution