Fate of pesticides on soil and their impact on water environment
Pestisitlerin topraktaki davranışları ve su ortamına etkileri
- Tez No: 101267
- Danışmanlar: DOÇ.DR. AYŞEGÜL TANIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 166
Özet
PESTİSİTLERİN TOPRAKTAKİ DAVRANIŞLARI VE SU ORTAMINA ETKİLERİ ÖZET Bu çalışmanın konusu, son bir yıldır tarım alanlarında kullanılan pestisit - tarım ilaçlarının - toprağa uygulanmasından sonra uğradıkları reaksiyonların saptanması, yüzeysel akış ve/veya süzülerek alıcı ortama ulaşma olasılıklarının incelenmesi ve bu konuda geliştirilen kavramsal yaklaşımların ortaya konması ve su ortamında varlıklarının deneylerle tahkik edilmesi amacını taşımaktadır. Bu amaca yönelik seçilen pilot bölge Köyceğiz - Dalyan Lagünü drenaj alanındaki yaklaşık 32500 dekarlık tarım alanıdır. Bu amaç doğrultusunda genel olarak çalışma, literatür araştırması ve pilot bölge üzerinde yapılan tatbikatı anlatan 2 bölüm olarak hazırlanmıştır. Yayılı kirletici kaynaklar arasında tarım alanlarında kullanılan pestisitler büyük önem kazanmaktadır. Çok az miktarda uygulanmalarında bile tüm canlılar üzerinde toksik ve kanserojenik etkisi olan bu mikrokirleticilerin araziye tatbiki çok dikkat ve özen gerektirir. Özellikle yanlış zamanlarda ve yanlış dozlardaki uygulamalarda su kaynaklarında olumsuz etkileri görülmektedir. Pestisitler doğrudan toprak yüzeyine ve içine uygulanır. Bitki yüzeyine atılan ilacın önemli bir kısmı toprağa düşer. Bu ilaçlar; toprak tipi, çözünebilirlik, kalıcılık ve iklim koşullarına bağlı olarak toprak içinde zamanla hareket edebilirler. Toprakta iki yolla dağılmaktadırlar; çözünerek ve drenaj sularına karışarak sürüklenme yoluyla veya mikroorganizmaların biyokimyasal etkileri sonucu hidroliz ve oksidasyonla bozulup, çözünebilir bileşikler oluşturarak karbon gazı ve amonyağını çıkartıp, basit bir mineral yapıya dönüştürmek suretiyle gerçekleşir. Pestisitlerin topraktaki kalıntıları süzülerek yer altı sularına, yüzeysel akışla veya hava yoluyla karışabilirler. Pestisitlerin topraktaki davranışlarını etkileyen en önemli iki özelliği; kalıcılık (persistence) ve hareketliliktir (mobility). Pestisitlerin kalıcılık özelliği, başta pestisitin yarılanma ömrü olmak üzere; toprak özelliklerine göre farklılık gösterir. Farklı toprak yapısına sahip bölgelerdeki pestisitlerin yarılanma ömürleri dolayısıyla topraktaki kalıcılık özellikleri farklı olacaktır. Pestisitlerin çoğu toprakta bazı kimyasal ve mikrobiyolojik reaksiyonlar sonucunda ayrışırlar. Ayrışma süresi genellikle pestisitin yarılanma ömrü diye adlandırılan bir parametreyle ölçülür. Yarılanma ömrü, bir pestisitin yarısının ayrışması için gereken süre olarak tanımlanır. Genelde, yarılanma ömrü büyük olan bir pestisitin toprakta uzun süre kalacağı göz önüne alınarak hareket potansiyelinin daha fazla olduğu söylenebilir. Bir pestisitin topraktaki hareketliliği toprak parçacıklarına tutunmasıyla ters orantılıdır. Toprak parçacıklarına tutunmayan bir pestisitin hareket etme potansiyeli daha yüksektir. Pestisit toprağa girdikten sonra bir kısmı "sorbsiyon (sorbtion) denilen bir prosesle toprak parçacıklarına tutunacak (özellikle organik maddelere), bir kısmı ise çözünecek ve toprak parçacıkları arasındaki suyla bir karışım IXoluşturacaktır. Yağmur veya sulama ile toprağa daha fazla su girdiğinde, tutunan pestisit parçaları desorbsiyon (desorption) denilen bir prosesle toprak parçalarından ayrılacaktır. Bir pestisitin çözünürlüğü ile toprak parçacıklarına tutunması ters orantılıdır. Pestisitlerin toprak parçacıklarına tutunma miktarını ölçen göstergelerden biri bölünme katsayısıdır (partition coefficient KD). KD değeri toprağa tutunmuş pestisitin, su-toprak karışımında çözünmüş pestisite oranı şeklinde tanımlanır. Bu tanıma göre toprağa uygulanan belli bir miktar pestisit için KD değerinin küçük olması çözünmüş haldeki pestisit konsantrasyonun fazla olduğunu gösterir. Su havzalarında pestisit kullanımından kaynaklanabilecek toksik etkilerin olumsuzlukları azaltmak için daha az zararlı pestisit kullanımı tercih edilmeli, mümkünse suda daha çabuk bozunan, diğer bir deyişle kalıcı olmayan ilaçlar seçilmelidir. Türkiye, Avrupa'da en fazla tarım alanına sahip olmasına rağmen, en az pestisit kullanımı söz konusu olan bir ülkedir. Ancak, ülkenin karşı karşıya olduğu sorun, bilinçsiz ilaç uygulaması ile su havzalarında görülen olumsuz etkileridir. Pilot bölge olarak seçilen Köyceğiz - Dalyan Lagünü drenaj alanında yürütülmeye başlanan çalışmada, bu havzadaki tarım alanlarında polikültür ürün yetiştirilmekte ve özellikle Akdeniz iklim kuşağındaki tipik ürünler narenciye, pamuk, buğday ve mısır işlenmektedir. Pestisitlerin yoğun kullanımı (12 kg-lt /ha) dolayısıyla su ortamındaki etkilerinin en yüksek görüleceği bölgedir. Pestisit kullanımında Türkiye ortalaması 1.25 kg - İt /ha ve İstanbul ortalaması 3.5 kg - İt /ha 'dır. Yaklaşık 42 çeşit pestisitin kullanıldığı bu havzada tarıma dayalı incelenen alan yaklaşık 32500 dekardır. Çalışmada, bölgeye yapılan bir gezi ile ilgili resmi kurumlardan ve pestisit satıcılarından kullanılan 42 pestisit için kullanım miktarları, kullanım zamanları ve sıklıkları, uygulama şekilleri vb. gibi bilgiler alınmıştır. Bunun yanı sıra bu pestisitlerin fiziksel, kimyasal, kalıcılık özellikleri, toksikolojik sınıflandırılmaları (WHO ve EPA standartları baz alınarak yapılmıştır) saptanmıştır. Pestisitlerin yüzeysel akış veya süzülerek alıcı ortama ulaşma olasılıklarının incelenmesi konusunda geliştirilen kavramsal yaklaşımın uygulanması için 6 adet pestisit seçilmiştir. (Dichlorvos, Diazinon, Deltamethrin, Endosulfan, Metalaxyl ve Methidathion). Ayrıca, GC uygulaması ile drenaj havzası içindeki iki göl (Alagöl, Sülüngür gölü) ve Köyceğiz/Dalyan lagünü boyunca tesbit edilen 16 istasyondan Nisan (1999) ve Ağustos (1999) aylarında alınan su numunelerinde pestisit ölçümleri yapılmış ve sonuçlar kavramsal yaklaşımla karşılaştırılıp, değerlendirilmiştir. Deney sonuçlarında incelemeye tabi tutulan, 6 pestisitten sadece 4 tanesine rastlanmıştır. Sonuçlar Su Ürünleri Yönetmeliği ile karşılaştırılmış ve sonuçların limitlerin biraz üzerinde olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
FATE OF PESTICIDES ON SOIL AND THEIR IMPACT ON WATER ENVIRONMENT SUMMARY The scope of this study includes, determination of the reactions that pesticides used in agricultural lands undergo on soil after application, investigation of their route of transportation to water environment's either through runoff or leaching, establishment of conceptual approaches developed on this subject and investigation of their existence in water environment's by residue experiments. Within this scope of the study, the agricultural land which covers 32500 ha in the catchment area of Köyceğiz - Dalyan Lagoon joining the Mediterranean Sea is selected as the pilot region. In the framework of this objective, the study is prepared generally in two sections namely, the literature survey and the case study. Pesticides used in agricultural land are among the significant diffuse sources of pollutants. The micropollutants have toxic and even cancerogenic effect on all living organisms, thus their application needs care and caution. Especially application at wrongly determined times and dosages cause negative effect on water resources. Most of the pesticides applied to crop drop on soil. They have mobility on soil depending on soil type, water solubility, persistence and climatic conditions. They either leach through soil media or be dragged through surface run-off where they usually reach water environment during which various chemical, physical and biological reactions occur. The physical - chemical properties of a pesticide responsible for its potential to leach into groundwater or runoff in surface water are its persistence and mobility. The persistence of pesticides varies in accordance with both pesticide properties and soil properties. Most pesticides break down or“degrade”over time as a result of several chemical and microbiological reactions in soils. Degradation time is measured by half-life. The half-life of a substance is the time required for that substance to degrade to one-half its previous concentration. In general, the longer the half-life, the greater the potential for movement, simply because it is present in the environment for a longer time. The intrinsic mobility of a pesticide in soil is inversely related to its degree of sorption to (or within) soil surfaces. A pesticide having no molecular interaction with soil material would travel with the water front and inevitably reach groundwater unless it degraded rather rapidly. When a pesticide enters soil, some of it will stick to soil particles, particularly organic matter, through a process called sorption and some will dissolve and mix with the water between soil particles, called“soil-water.”As more water enters the soil through rain or irrigation, the sorbed pesticide molecules may be detached from soil particles through a process called desorption. The XIsolubility of a pesticide and its sorption on soil are inversely related; that is, increased solubility results in less sorption. One of the most useful indices for quantifying pesticide sorption on soils is the partition coefficient KD (PC). The KD value is defined as the ratio of pesticide concentration in the sorbed-state (that is, bound to soil particles) and the solution-phase (that is, dissolved in the soil-water). Thus, for a given amount of pesticide applied, the smaller the PC value, the greater the concentration of pesticide in solution. In order to reduce the negative impacts of toxicological effects of pesticides in water catchment areas less toxic pesticides must be chosen, if possible rapidly degraded in other words non-persistent pesticides must be preferred. Even Turkey houses the largest agricultural land in Europe, the pesticide consumption is quite low compared to European countries. Still the impact of pesticides are observed in water environment due to their unconscious use. The area consumes the highest amount of pesticides in Turkey (12 kg-lt/ha). The average pesticide consumption in Turkey and in Istanbul are 1.25 kg - It /ha, 3.5 kg - It /ha respectively. Polyculture agriculture is practiced in the region ant the typical Mediterranean crops produced are cotton, wheat, corn sesame and citrus fruits. The region has an agricultural area of approximately 32500 decares where approximately 42 pesticides are being used in the region. Within the context of the study, the annual consumption values and the frequency of application of 42 different pesticides on agricultural land are determined on-site. Their distribution, behavior and fate on soil will be determined and their probable existence in water environment is searched based on survey data and on corresponding literature. Additionally, the experimental analyses on the major pesticides will be conducted on water samples collected from the predetermined 16 stations (April 1999, August 1999) along the lagoon channel. Rough estimations on the fate of 6 selected pesticides are done. On the other hand, water residue analysis are also conducted to strengthen the estimations. Out of the 6 pesticides, 4 of them appeared in the water analysis and in concentrations around and/or slightly above the legislation of two sets of the current Turkish Water Products Regulation. XII
Benzer Tezler
- Pestrans: A software developed for assessing the fate and transport of pesticides in soil environment
Pestrans: Pestisitlerin topraktaki akıbetinin ve taşınımının değerlendirilmesi için geliştirilmiş bir yazılım
AIMAN MOHAMMED QAID ALSHAHETHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAHRAMAN ÜNLÜ
- Organofosfatlı pestisitlerin Meriç-Ergene havzasındaki sulak alanlarda akıbetinin incelenmesi
Fate of organophospate pesticides in wetland sediments in Meric-Ergene basin
ÇAĞRI ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Ziraatİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MAHMUT EKREM KARPUZCU
- Fate and reactions of organic chemicals in aquatic environment
Su ortamında organik kimyasalların davranışlarının belirlenmesi ve reaksiyonlarının incelenmesi
ZEYNEP BENGÜ ÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. AYŞEGÜL BAYSAL TANIK
- Tarım kaynaklı pestisitlerin SWAT ile havza ölçeğinde modellenmesi
Modeling agricultural pesticide pollution by SWAT model
FATMA NİHAN DOĞAN
Doktora
Türkçe
2022
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAHMUT EKREM KARPUZCU
- Harran toprak serisinde endosulfanın adsorpsiyon ve desorpsiyonu
Adsorption and desorption of endosulfan in Harran soil series
AYŞE DİLEK ATASOY