Search

İstanbul'un yoğun bir yerleşim bölgesinde bulunan ve aynı zamanda önemli bir sucul ekosistem olan Haliç (Altın Boynuz), yıllardan beri çeşitli şekillerde kirlenmektedir. Evsel atıklar, fosil yakıtlar, kimyasal atıklar ve 1940'lı yıllardan beri artan sanayileşme faaliyetleri sonucu ortaya çıkan atıklar İstanbul Haliç'ine ve çevresine metal ve radyonüklid girişine sebep olmaktadır. Tarihi, kültürel ve ticari öneme sahip bu alandaki metal ve radyoaktif kirliliğinin belirlenmesi amacıyla; Haliç'in farklı bölgelerinden alınan sediment karot örnekleri, çeşitli eser elementler ve radyonüklidler bakımından, farklı metotlarla incelenerek, güncel ve yaklaşık 100 yıllık değişimleri ve birikim düzeyleri tespit edilmiştir.Çalışma kapsamında 4 farklı istasyondan alınan sediment karotların üçünde (S-1, S-2 ve S-3) Cs-137 ve Pb-210 tarihleme metotları kullanılarak ortalama yıllık sedimentasyon miktarı belirlenmiş ve karotların tarihlemesi yapılmıştır. Ancak S-4 karotunda Pb-210 radyonüklidinin karot profilindeki dağılımı tarihleme uygulanması için uygun olmadığından bu karotta tarihleme yapılamamıştır. Karot örneklerinde Cs-137, Pb-210, K-40, Ra-226 ve Ra-228 radyonüklidlerin aktivite konsantrasyonları ile metal ve metaloid konsantrasyonları (Al, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Ti, V ve Zn) günümüzden yaklaşık 100 yıl öncesine kadar tespit edilmiştir. Çalışma alanında yıllık sedimentasyon miktarı S-1, S-2 ve S-3 istasyonları için sırasıyla 0,92 cm, 0,95 cm ve 0,97 cm olarak bulunmuştur. Doğal radyonüklidlerin (K-40, Pb-210, Ra-226, Ra-228) aktivite konsantrasyonlarının literatürdeki değerler ile uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Söz konusu radyonüklidlerin aktivite değerleri tüm karot profillerinde üst tabakadan alt tabakaya doğru küçük değişimler gösteren bir eğilim izlemektedir. Elde edilen metal konsantrasyonlarının CF (Kirlilik faktörü), EF (Zenginleşme faktörü), PLI (Kirlilik birikim indeksi) ve Igeo (Jeolojik birikim indeksi) değerleri belirlenmiş ve ortamda zenginleşme gösteren söz konusu metallerin yıllara göre dağılımları ve antropojenik kaynak etkisi ortaya konulmuştur. Kirlilik indeksleri As, Cd, Cr, Cu, Pb, Sb ve Sn konsantrasyonlarının dünya ortalamalarının üzerinde olduğunu göstermiştir. 1930-1990 yılları arasında artış sergileyen metal kirliliği, 90'lı yıllardan itibaren rehabilitasyon süreçlerinin başlamasıyla bazı metallerin (Al, Ba, Sn) konsantrasyonlarının azalma eğilimine girdiği fakat birçoğunda (As, Cd, Cu, Ni, Sb, Ti, Zn) artışın devam ettiği gözlenmiştir.Burada sunulan tez çalışması ile 100 yıllık bir süreçte metal ve radyoaktivite kirlilik düzeyleri ve bunların kronolojik değişimleri tespit edilmiştir. Bu çalışma kirlilik kaynaklarının mevcudiyetini sürdürerek, güncel kirliliğin devam ettiğini ortaya koymuştur. Bu sonuçlar bölgenin denizel kirlilik açısından takip edilmesinin önemli olduğunu ve rehabilitasyon süreçlerinin, bu çalışmada sunulan azalma göstermeyen kirleticileri oluşturan antropojenik kaynakları da kapsayacak şekilde geliştirilmesi gerektiğini önemle vurgulamaktadır. Haliç (The Golden Horn), which is located in a dense residential area of Istanbul, is an important aquatic ecosystem, that has been polluted in various ways for years. Domestic wastes, and chemical wastes from industrialization activities that have been increasing since the 1940s cause metal and radionuclide infiltration into and around the estuary. In order to determine the metal and radioactive pollution in Haliç, where has historical, cultural and commercial importance; sediment core samples taken from different parts of the Golden Horn were examined with different methods for various trace elements and radionuclides. Their approximately 100 years of change and deposition levels were determined.In this study, three sediment cores (S-1, S-2 and S-3) taken from four different stations. They were dated by using Cs-137 and Pb-210 dating methods, and the average annual sedimentation amount was determined. However, S-4 core could not be dated, since the distribution of Pb-210 in the S-4 core was not suitable for dating. Activity concentrations of Cs-137, Pb-210, K-40, Ra-226 and Ra-228 radionuclides and concentrations of Al, As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, Ti, V and Zn in the cores were demonstrated until about 100 years ago. The annual sedimentation amount in the study area was found to be 0,92 cm, 0,95 cm and 0,97 cm for S-1, S-2 and S-3 stations, respectively. It was observed that the activity concentrations of natural radionuclides (K-40, Ra-226, Ra-228) were consistent with the values in the current literature. The activity values of these radionuclides show a decline with small variations in all core profiles from top layer to bottom layer. CF (Contamination factor), EF (Enrichment factor), PLI (Pollution load index) and Igeo (Geoaccumulation index) values were determined in the obtained metal concentrations. The changing values of these metals, which are enriched in the environment, were determined according to years and the effect of their anthropogenic source. The pollution indexes show that the concentrations of As, Cd, Cr, Cu, Pb, Sb, Sn were above the world average. Metal concentrations, which increased between 1930 and 1990, started to decrease in some metals (Al, Ba, Sn) with the beginning of rehabilitation processes in the 90s, but in many (As, Cd, Cu, Ni, Sb, Ti, Zn) of the metals has been continued to increase.With the thesis study presented here, metal and radioactivity pollution levels and their chronological changes were determined for last a 100-year period. This study revealed that pollution sources continue to exist, and current pollution continues. These results emphasize that it is important to follow the region in terms of marine pollution, and rehabilitation processes should be developed including anthropogenic resources that produce non-decreasing pollutants presented in current study. 217

Bu tez çalışması kapsamında, Kapıdağ Yarımadası'nın bazı omurgalı ve omurgasız türlerinde 210Po aktivite konsantrasyonları incelenmiştir. Yapılan bu çalışma ile Kapıdağ Yarımadası çevresi denizel türlerinde 210Po aktivite seviyeleri ilk kez ortaya konulmuştur. Çalışmanın arazi süreci sonunda 14 omurgalı tür ve 9 omurgasız tür olmak üzere toplamda 23 farklı tür elde edilmiştir. Bu türler içerisinde balık örneklerinin kas, solungaç, sindirim sistemi ve karaciğer dokuları ayrı ayrı, diğer omurgasız canlıların ise yumuşak dokularının tamamı 210Po ölçümleri için kullanılmıştır. Örneklere uygulanan radyokimyasal işlemler sonrasında 210Po aktiviteleri alfa spektrometresi (ORTEC Alpha Ensemble) kullanılarak ölçülmüştür. Yapılan ölçümler sonucunda tüm türler içerisinde en yüksek 210Po aktivitesi hamsi balığının (Engraulis encrasicolus) sindirim sisteminde 4450 ± 32 Bq kg-1 olarak, en düşük 210Po aktivitesi ise dikenli vatoz balığının (Raja clavata) kas dokusunda 1,0 ± 0,6 Bq kg-1 olarak bulunmuştur. Elde edilen veriler doğrultusunda 210Po birikiminin farklı türler ve türlerin farklı dokuları bakımından değerlendirmesi yapılarak literatürdeki diğer veriler ile karşılaştırılmıştır. Buna göre çalışma alanında bulunan aktivite konsantrasyonlarının literatürde yayınlanmış değerler aralığında yer aldığı görülmüştür. Yapılan istatistik analizi sonucunda 210Po birikimi bakımından dokular arasında anlamlı (P

Günümüzün en önemli çevresel sorunlarından birisi olan plastik kirliliğinin ekosistem ve biyotaya yönelik etkileri henüz anlaşılmakta olup özellikle sucul ekosistemlerde her geçen gün büyüyen bir sorun haline gelmektedir. Çeşitli kaynaklardan kökenlenen birtakım mekanizmalar sonucu denizel ortamda önemli miktarlarda bulunan, boyutları 1 μm-5 mm arasında değişen plastik materyaller mikroplastik olarak tanımlanmaktadır. Bu partiküllere doğrudan ya da dolaylı maruziyet organizmalar üzerinde olumsuz etkilere yol açmaktadır. Bilindiği üzere sucul ortamdaki plastik maddeler metal, PAH ve PCB gibi diğer kirleticiler ile etkileşime girerek bu kirleticilerin organizmalar tarafından alım düzeylerine etki edebilmektedir. Bunun yanı sıra kirleticileri yüzeylerinde biriktirerek canlılara taşınımında vektör potansiyeline sahip bir matris olarak rol oynayabilmektedir.Bu çalışma kapsamında Ruditapes philippinarum türü midyeler görece çevresel konsantrasyonlarda mikroplastik ve cıvaya yalnız, birlikte ve inkübe şekilde olmak üzere farklı deney senaryoları ile bir hafta süresince maruz bırakılmıştır. Daha sonra stresörlerin alımı ve biyodağılımlarının yanı sıra cıvanın organizmaya taşınımında mikroplastiklerin rolü değerlendirilmiştir. Ayrıca manila kum midyesinde filtrasyon oranları, immünomodülasyona ve oksidatif strese dönük biyobelirteçler ve histolojik değişimler incelenmiştir. Bununla beraber, çalışmada çeşitli hücresel yolaklardan köken alan dolaşımdaki hücre serbest nükleik asitlerin (ccf-DNA, ccf-RNA, ccf-miRNA) düzeyleri ele alınmıştır.Sonuç olarak mikroplastiklerin manila kum midyeleri tarafından filtre edilerek biriktirilebildiği, çeşitli dokulara transloke olabildiği ve cıvanın alım düzeylerini modüle edebildiği gözlemlenmiştir. Ancak bu partiküllerin cıvanın biyotaya taşınımında düşük düzeyde bir vektör role sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca stresör baskısı altındaki canlılarda filtrasyon oranının önemli şekilde etkilendiği saptanmıştır. Her iki kirleticinin de organizmaların immünolojik durumunu etkileyebileceği gösterilmiştir. Oksidatif stres açısından ise deney grupları arasında bir farklılığa rastlanmazken, histolojik incelemede solungaç ve sindirim bezinde çeşitli patolojiler belirlenmiştir. Model organizma üzerinde kullanılan stresör konsantrasyonları ve seçili maruziyet süresinin dolaşımdaki hücre serbest nükleik asit düzeyleri açısından anlamlı bir farka yol açmadığı gözlemlenmiştir. Plastic pollution, which is one of the most important environmental problems at the present time, has been understood more recently and the effects of this pollution on the ecosystem and biota becoming a growing problem especially in the aquatic ecosystems. Microplastic is defined to be plastic particles in the range of the size between 1 μm – 5 mm which is originated from the various sources and found a large amount in the marine environment due to some mechanisms. Direct or indirect exposure to those particles leads to adverse effects on organisms. As well known plastic materials in the aquatic environment interact with the other pollutants such as metals, PAHs and PCBs, which can affect the uptake levels of those pollutants by organisms. Besides, as known that plastics can play a role as a matrix with vector potential by accumulating pollutants on their surfaces and transporting them to living organisms.In the present study, the clams Ruditapes philippinarum were exposed to polyethylene microbeads and mercury single, combined and incubated form envrinmentally relative concentrations for a week in controlled laboratory conditions. Afterwards, the uptake and tissue distribution of the stressors, as well as the microplastics' role on the transport of mercury to the organisms, were investigated. Moreover, filtration rates, biomarkers for immunomodulation and oxidative stress and histopathological alterations were evaluated. Additionally, the effects of microplastics and mercury on the levels of circulating cell free nucleic acids (ccf-DNA, ccf-RNA, ccf-miRNA) in clam tissues originating from various cellular pathways were discussed in the study.As a result, it was oberved that microplastics can be accumulated through filtering by Manila clams, translocated to various tissues and modulated uptake levels of mercury. However, it was seen that these particles have a vector role at low level on the transporting of mercury to the biota. Furthermore, the important effects in terms of filtration rates were observed in the clams that exposed to stressors at the aforementioned experimental scenarios. In the study, it was shown that both pollutants can affect the immunomodulation of organisms. While there was no differences among the treatment groups in terms of oxidative stress parameters, significant histopathological alterations were determined in gill and digestive gland tissue of clam. It was also observed that the microplastics and mercury did not lead to a significant alteration in terms of circulating cell-free nucleic acids levels. 164

İstanbul Haliç'i uzun yıllar boyunca fabrika deşarjları ve evsel atıklar nedeniyle kirletici girişlerine maruz kalmıştır. Ayrıca, hala atmosferik birikim yoluyla araç emisyonlarından ve fosil yakıtlarından yayılan kirleticilere maruz kalmaktadır. Tüm bu girişlerden dolayı Haliç'teki radyoaktif ve metal kirliliğinin belirlenmesi amacıyla, derinliği 30±2 m olan Atatürk (Unkapanı) Köprüsü'nün bulunduğu lokasyonda 15 m derinliğindeki iki noktaya sediment tuzağı sistemleri yerleştirilmiştir. Sediment tuzakları bölgede 18 ay süresince tutulmuş ve belirli aralıklarla örnekleme yapılmıştır. Yapılan örnekleme sonucunda, bölgedeki sedimentasyon miktarları Tuzak-1 ve Tuzak-2 için sırasıyla 12,75 – 96,71 g m-2gün-1 ve 6,50 – 106,43 g m-2gün-1 olarak belirlenmiştir. En yüksek değerler ise Tuzak-1 ve Tuzak-2 için sırasıyla, Ekim-Kasım-2013 ve Eylül-2014 dönemlerinde elde edilmiştir. Her bir örnekleme zamanında, tane büyüklüğü 63µm fraksiyonda ve toplam sediment materyalinde doğal radyonüklidlerden 226Ra, 228Ra, 40K, 210Po ve 210Pb ile birlikte yapay bir radyonüklid olan 137Cs'nin aktivite konsantrasyonları belirlenmiştir. Po-210 ve 210Pb radyonüklidlerinin ortalama aktivite konsantrasyonları sırasıyla, Tuzak-1 için 46-224 ve 96-340 Bq kg-1; Tuzak-2 için 41-234 ve 94-382 Bq kg-1 olarak belirlenmiştir. Yapay bir radyonüklid olan Cs-137'nin hem tuzak hem de dip sedimentinde ölçülebilir seviyede olduğu tespit edilmiştir. K-40, 226Ra, 228Ra aktivite konsantrasyonlarının tüm mevsimlerde birbirine yakın seviyelerde ve dünya ortalaması değerleri ile uyumlu olduğu gözlemlenmiştir. Belirlenen aktivite konsantrasyonlarına bağlı olarak radyonüklidlerin bölgedeki akı değerleri hesaplanmıştır.Tuzaklanan sediment materyalinde As ve Ag, Al, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Sn, Tl, V, Zn metallerinin konsantrasyonları ve akı değerleri belirlenmiştir. Tuzak sedimenti ve dip sedimentinde söz konusu metallerin EF (Zenginleşme faktörü), Igeo (Jeolojik birikim indeksi), CF (Kirlilik faktörü) ve PLI (Kirlilik birikim indeksi) değerleri hesaplanmış ve böylece ortamda birikme ve zenginleşme gösteren metaller tespit edilerek antropojenik kaynak etkisi ortaya çıkarılmıştır. Belirlenen sediment değerlendirme kriterleri göz önünde bulundurulduğunda, çalışma alanında en fazla zenginleşme gösteren metallerin Ag, Cd ve Pb olduğu tespit edilmiştir. Kanada Sediment Kalite Standart Kılavuzu açısından ise Cu, Pb ve Zn metal konsantrasyon değerlerinin PEL (Muhtemel etki seviyeleri) değerinden yüksek olduğu görülmüştür. Dolayısıyla, çalışma bölgesinde biriken sedimentin bu metaller açısından denizel biyota üzerinde büyük olasılıkla toksik etki ve potansiyel bir risk oluşturabileceği belirlenmiştir. Sonuç olarak, sediment tuzağı sistemleri çalışma alanında ilk kez uygulanmış olup elde edilen bütün bu veriler yapılacak çalışmalar için referans olma niteliği taşımaktadır. The Golden Horn estuary has been exposed to input of contaminants due to dischargers from factories and domestic waste for many years. In addition, it is still exposed to contaminants from emission of vehicles and fossil fuels through atmospheric deposition. In order to determine radioactive and metal pollution due to all of the inputs in the Golden Horn, sediment trap systems were installed in 15 m depth of water column in two points with 30±2 m depth at the location of Atatürk (Unkapanı) Bridge. The sediment traps have been moored during 18 months and sampling was performed periodically.As a result of the sampling, sedimentation fluxes for the study area were determined to be 12,75 – 96,71 g m-2day-1 and 6,50 – 106,43 g m-2day-1 for Trap-1 and Trap-2, respectively. The highest values were obtained in October-November-2013 and September-2014 for Trap-1 and Trap-2, respectively. Activity concentrations of 226Ra, 228Ra, 40K, 210Po and 210Pb as natural radionuclides, together with 137Cs as an artificial radionuclide were determined in 63µm sediment particle fractions as well as in total sediment material at each sampling period. Mean activity concentrations of 210Po and 210Pb radionuclides were obtained to be 46-224 and 96-340 Bq kg-1 for Trap-1, respectively; to be 41-234 and 94-382 Bq kg-1 for Trap-2, respectively. Cs-137, which is an artificial radionuclide, was determined to be measurable in both trapped and bottom sediment. Activity concentrations of 40K, 226Ra and 228Ra were at close levels to each other in all seasons, and were observed to be consistent with the average levels of worldwide. Flux values of radionuclides were calculated depending on the activity concentrations in the region.Concentrations and flux values of As and Ag, Al, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Sn, Tl, V, Zn were determined in trapped sediment for study area. EF (Enrichment factor), Igeo (Geoaccumulation index), CF (Contamination factor), and PLI (Pollution load index) values of the metals were calculated in trapped and bottom sediment, and thus the effect of anthropogenic source was found out by determining the metals accumulating and enriched in the region. Considering the sediment evaluation criteria, the most enriched metals were determined as Ag, Cd, and Pb in the region. In terms of Canadian Sediment Quality Guideline, it was seen that Cu, Pb, and Zn metal concentration values were higher than PEL (Probably Effect Levels) value. Therefore, it was indicated that sediment accumulation in the study area leads to probably toxic effect and potential risk on marine biota in terms of those metals. To sum up, sediment trap systems have been applied for the first time in the study area, and all the obtained data will be reference for the further studies. 180