Mikroplastiklerin Marmara denizi ve bazı zooplanktontürlerindeki miktarları ve etkileri
Quantities and effects of microplastics in the sea of Marmara and some zooplanton species
- Tez No: 1014109
- Danışmanlar: PROF. DR. MELEK İŞİNİBİLİR OKYAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deniz Bilimleri, Marine Science
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deniz Biyolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Deniz Biyolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu doktora çalışmasında, Marmara Denizi'nde mikroplastiklerin su kolonundaki mekânsal ve zamansal dağılımı ile zooplankton topluluklarıyla olan etkileşimleri bütüncül bir yaklaşımla incelenmiştir. Çalışma kapsamında, kıyısal ve açık deniz koşullarını temsil eden beş farklı istasyonda (YK1, MD9, TP1, MD1 ve M11), Ağustos 2022 – Temmuz 2023 döneminde aylık örneklemeler gerçekleştirilmiştir. Deniz suyu örneklerinde mikroplastik konsantrasyonlarının belirlenmesi amacıyla standart filtrasyon yöntemleri uygulanmış, elde edilen partiküller mikro-FTIR tekniği ile kimyasal olarak tanımlanmıştır. Zooplankton örneklerinde ise tür kompozisyonu, bolluk ve mevsimsel değişimler analiz edilmiş; seçilmiş türlerde mikroplastik birikimi birey başına düşen parçacık sayısı (MP/birey) üzerinden nicel olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, Marmara Denizi'nde mikroplastiklerin su kolonunda dikey olarak farklılaşan bir dağılım sergilediğini ve zamansal ölçekte süreklilik gösteren bir kirlilik baskısı oluşturduğunu ortaya koymuştur. Mekânsal analizler, istasyonlar arasında mikroplastik bolluğu açısından istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar bulunduğunu (p < 0.05), buna karşın mevsimsel değişimlerin anlamlı olmadığını (p > 0.05) göstermiştir. Dikey dağılım açısından, mikroplastik konsantrasyonlarının üst tabakada alt tabakaya kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Polimer karakterizasyonu, sistem genelinde Polipropilen (PP) ve Polietilen (PE) türlerinin baskın olduğunu göstermiştir. Boyut dağılımı açısından ise mikroplastiklerin büyük ölçüde <100 µm ve 100–300 µm aralığında yoğunlaştığı belirlenmiştir. Bu bulgu' mikroplastiklerin fiziksel parçalanma süreçleriyle daha küçük boyutlara indirgenerek biyoyararlanım potansiyelinin arttığını göstermektedir. Fizikokimyasal parametreler, özellikle yaz aylarında artan sıcaklık, azalan çözünmüş oksijen ve belirginleşen dikey stratifikasyon ile karakterize edilmiştir. Bu stratifikasyon yapısının kirleticiler için kısmi bir fiziksel bariyer oluşturduğu, ancak biyolojik süreçler aracılığıyla bu bariyerin aşılabildiği değerlendirilmiştir. Zooplankton topluluklarının yıl boyunca Copepoda grubuna ait türler (özellikle Acartia clausi, Paracalanus parvus ve Oithona spp.) tarafından domine edildiği belirlenmiştir. Zooplankton bireylerinde mikroplastik varlığının tespit edilmesi, bu organizmaların mikroplastikleri aktif olarak tüketebildiğini ortaya koymuştur. Özellikle 5–20 µm boyut aralığındaki partiküllerin daha yüksek alım oranlarına sahip olması, boyut eşleşmesi (size- matching) hipotezini desteklemektedir. Bununla birlikte, heterotrofik dinoflagellat Noctiluca scintillans bireyleri içerisinde mikroplastik parçacıklarının doğrudan gözlemlenmesi, mikroplastik alımının yalnızca filtratör zooplankton organizmalarıyla sınırlı olmadığını, farklı trofik yollar aracılığıyla da gerçekleşebildiğini ortaya koymaktadır. Elde edilen bulgular, mikroplastiklerin yalnızca su kolonunda pasif olarak dağılmadığını, aynı zamanda zooplankton tarafından tüketilerek trofik seviyeler boyunca taşındığını göstermektedir. Ayrıca, zooplankton dışkı peletleri aracılığıyla mikroplastiklerin yüzeyden derin katmanlara taşınması, sistemde biyolojik pompa mekanizmasının etkin olduğunu ortaya koymaktadır. Bu süreç, Marmara Denizi'nin iki tabakalı yapısına rağmen mikroplastiklerin tüm su kolonuna entegre olmasına katkı sağlamaktadır. Sonuç olarak, bu çalışma Marmara Denizi'nde mikroplastiklerin mekânsal olarak farklılaşan, zamansal olarak ise süreklilik gösteren bir dağılım sergilediğini; küçük boyut fraksiyonlarının baskın olduğunu ve zooplankton aracılığıyla biyolojik süreçlere entegre edilerek trofik ağ boyunca taşındığını ortaya koymaktadır. Elde edilen sonuçlar, mikroplastiklerin yalnızca fiziksel bir kirletici değil, aynı zamanda biyolojik süreçlerle etkileşen dinamik bir ekosistem bileşeni olduğunu göstermekte ve benzer özelliklere sahip yarı kapalı denizel sistemler için karşılaştırılabilir bilimsel veriler sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this doctoral study, the spatial and temporal distribution of microplastics in the water column of the Sea of Marmara and their interactions with zooplankton communities were investigated using an integrated approach. Monthly sampling was conducted between August 2022 and July 2023 at five stations (YK1, MD9, TP1, MD1, and M11), representing both coastal and offshore conditions. Microplastic concentrations in seawater samples were determined using standard filtration methods, and the collected particles were chemically identified using micro-FTIR analysis. Zooplankton samples were analyzed in terms of species composition, abundance, and seasonal variability, while microplastic accumulation in selected species was quantified as the number of particles per individual (MP/individual). The results revealed that microplastics in the Sea of Marmara exhibit a vertically differentiated distribution within the water column and impose a temporally persistent pollution pressure. Spatial analyses indicated statistically significant differences in microplastic abundance among stations (p < 0.05), whereas no significant seasonal variation was observed (p > 0.05). In terms of vertical distribution, microplastic concentrations were found to be higher in the upper layer compared to the lower layer. Polymer characterization showed that polypropylene (PP) and polyethylene (PE) were the dominant polymer types throughout the system. In terms of size distribution, microplastics were predominantly concentrated in the <100 µm and 100–300 µm size fractions. This pattern indicates that ongoing fragmentation processes reduce particle size and increase their bioavailability. Physicochemical parameters were characterized by elevated temperatures, reduced dissolved oxygen levels, and pronounced vertical stratification, particularly during the summer period. This stratification was found to act as a partial physical barrier for pollutants; however, it can be overcome through biological processes. Zooplankton communities were consistently dominated by copepod species, particularly Acartia clausi, Paracalanus parvus, and Oithona spp. throughout the study period. The presence of microplastics within zooplankton individuals indicates that these organisms actively ingest microplastics. Notably, higher ingestion rates were observed for particles in the 5–20 µm size range, supporting the size-matching hypothesis. In addition, microplastic particles were directly observed within individuals of the heterotrophic dinoflagellate Noctiluca scintillans, indicating that microplastic uptake is not limited to filter-feeding zooplankton but can also occur through alternative trophic pathways. The findings further demonstrate that microplastics are not merely passively distributed within the water column but are actively incorporated into the marine food web through zooplankton ingestion. Furthermore, the vertical transport of microplastics via zooplankton fecal pellets indicates the presence of an active biological pump mechanism. This process enables the transfer of microplastics from surface waters to deeper layers, facilitating their distribution throughout the water column despite the stratified structure of the Sea of Marmara. In conclusion, this study shows that microplastics in the Sea of Marmara exhibit a spatially variable but temporally persistent distribution, are dominated by smaller size fractions, and are actively incorporated into biological processes through zooplankton-mediated transfer across trophic levels. These findings demonstrate that microplastics function not only as physical pollutants but also as dynamic components interacting with biological systems, and they provide a scientific basis for comparison with similar semi-enclosed marine environments.
Benzer Tezler
- Marmara denizi Büyükçekmece ve Tuzla istasyonları mikroplastik miktarları ve dağılımı
Microplastic quantities and distribution of Marmara sea Büyükçekmece and Tuzla stations
MUSTAFA YİĞİT KONYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Su ÜrünleriTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiSu Ürünleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EKREM BUHAN
- Marmara denizi istanbul kıyılarında mikroplastik kirliliğinin tespiti ve karakterizasyonu
Detection and characterization of microplastic pollution on the shores of istanbul of the Marmara Sea
SEREN KARAÇAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HANİFE SARI ERKAN
- İleri biyolojik atıksu arıtma tesisi kaynaklı mikroplastiklerin Marmara Denizi'ne ulaşım potansiyelinin değerlendirilmesi
Evaluation of the potential of microplastics from advanced biological wastewater treatment plants to Marmara Sea
HANİFE HAZAL TÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HANİFE SARI ERKAN
- Güneydoğu Marmara Denizi (Armutlu-Kocasu Nehri) çökellerinde güncel mikroplastik kirliliğin araştırılması
Investigation of current microplastic pollution of Southeastern Marmara Sea (Armutlu-Kocasu River) sediments
ZEYNEP ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Deniz Bilimleriİstanbul ÜniversitesiDeniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL SARI
- Marmara Denizinin İstanbul kıyılarında deniz dip sedimentlerinde mikroplastik tespiti ve dağılımı
Detection and distribution of microplastics in seabed sediments along the coast of İstanbul in the Marmara Sea
BETÜL SOYSALOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HANİFE SARI ERKAN