Geri Dön

Investigation of nutrients in Black Sea coastal waters where Sakarya river and Yeşilirmak river outflow

Sakarya ve Yeşilırmak nehirleri'nin döküldüğü Karadeniz kıyı sularında besin elementlerinin incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 689209
  2. Yazar: AYŞEN DEMİRTAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MELİKE GÜREL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Karadeniz, Sakarya Nehri, TRIX göstergesi, Trofik durumu, Yeşilırmak, Ötrofikasyon, Black Sea, Sakarya River, TRIX indicator, Trophic state, Yeşilırmak, Eutrophication
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Çevre Bilimleri, Mühendisliği ve Yönetimi Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışma, Sakarya ve Yeşilırmak Nehirleri'nin Karadeniz kıyı sularına döküldüğü bölgelerin genel oşinografik özelliklerini ve besin elementlerinin mekansal ve zamansal değişimlerini izleyebilmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Sakarya Nehri'nin döküldüğü bölgeden 6 istasyon ve Yeşilırmak Nehri'nin döküldüğü bölgeden 6 istasyon seçilerek izlemeler ve örneklemeler yapılmıştır. Konsantrasyonların mekana göre değişimlerinin anlaşılabilmesi amacıyla geçiş suyu, kıyı suyu ve açık deniz sularından alınan örnekler incelenmiştir. Bu kapsamda 2019 yaz, 2020 kış, 2020 yaz ve 2021 kış dönemleri olmak üzere 4 örnekleme dönemine ait değerlendirmeler yapılmıştır. Bu amaçla, su kolonunda fiziksel parametreler (sıcaklık, tuzluluk, yoğunluk, ışık geçirgenliği), çözünmüş oksijen, besin elementleri (PO43--P, NH4+-N, NO3-+NO2--N, Si, TP, TN) ve klorofil-a konsantrasyonlarının yıllara ve bölgelere göre değişimleri araştırılmıştır. Kıyı alanlarında trofik durumun belirlenmesi deniz ekosisteminde meydana gelen ani değişiliklerin anlaşılması, oksijen tükenmesi, bulanıklığın artması, balık ölümleri, alg patlamaları, müsilaj oluşumu, habitat değişiklikleri gibi durumların önceden bildirilmesine olanak sağlayacaktır. Özellikle nehirlerin döküldüğü kıyı alanlarında besin elementi konsantrasyonları, kara kökenli kirleticilerin etkisi ile yüksek olma eğilimindedir. Tez çalışması kapsamında, nehir suları ile beslenen Sakarya ve Yeşilırmak Nehirleri'nin döküldüğü kıyı su alanlarının trofik durumunu karakterize etmek amacıyla TRIX (DIN, TP, DO% ve Chl-a) indeksi kullanılmıştır. Ayrıca, ölçüm sonuçları ile Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği (YSKY, 2021) ve Kentsel Atıksu Arıtımı Yönetmeliği'ne (KAAY, 2009) göre de trofik durum değerlendirmesi yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre, yüzey suyu sıcaklığı Sakarya Nehri'nin döküldüğü kıyı alanlarında 9,5 °C ile 26,9 °C arasında bulunurken; Yeşilırmak Nehri'nin döküldüğü kıyı alanlarında 10,6 °C ile 25,8 °C arasında ölçülmüştür. Tuzluluk ise Sakarya Nehri etkisindeki istasyonların yüzeyinde 15,7 psu ile 18,4 psu arasında; Yeşilırmak Nehri etkisindeki istasyonların yüzeyinde ise 17,3-18,5 psu arasında bulunmuştur. Karadeniz'in yüzey tuzluluğu havza çevresindeki nehirlerden gelen tatlı su girdisi nedeniyle genellikle diğer açık denizlere ve okyanuslara göre daha düşüktür. Çalışma bulgularına göre de nehir girdilerine yakın olan istasyonlarda tuzluluk daha düşük seviyelerde ölçülmüştür. Sakarya Nehri'nin döküldüğü kıyı alanlarında en düşük yüzey tuzluluğu TRK10A istasyonunda (nehire en yakın istasyon), en yüksek tuzluluk ise TRK12Y istasyonunda (nehire en uzak istasyon) tespit edilirken; Yeşilırmak Nehri'nin döküldüğü kıyı alanlarında en düşük tuzluluk nehire en yakın istasyonlar olan YSL12, YSL14 ve TRK37 istasyonlarında, en yüksek tuzluluk ise nehire en uzak olan TRK39Y istasyonunda tespit edilmiştir. Açık deniz istasyonlarının dip derinliklerinde Akdeniz'den gelen daha tuzlu su bulunması sebebiyle bu derinliklerde tuzluluk Sakarya Bölgesi'nde 22,2 psu ve Yeşilırmak Bölgesi'nde 21,8 psuya ulaşmıştır. Işık geçirgenliğinin tespiti için kullanılan seki disk derinliği, Sakarya Nehri kıyı alanlarında 0,5 m ile 9 m arasında; Yeşilırmak Nehri kıyı alanlarında ise 2 m ile 8,5 m arasında tespit edilmiştir. Seki disk derinliği her iki çalışma alanında da nehir girdisine yakın olan istasyonlarda düşükken, açık istasyonlarda yüksek değerlere ulaşmıştır. Karadeniz diğer denizlerden çeşitli karakteristik özellikleri ile farklılıklar göstermektedir. Karadeniz'in üst tabakası oksijen bakımından zengin sulardan oluşurken, derin suları anoksiktir ve derinlikle artan yüksek konsantrasyonlarda hidrojen sülfür (H2S) içerir. Bu nedenle Karadeniz su hacminin yaklaşık %87'si anoksik olarak kabul edilmektedir. Derindeki oksijensiz katman, oksijence zengin yüzey katmanından suboksik adı verilen bir geçiş tabakası ile ayrılır. Bu tabaka H2S'in ilk kez görüldüğü (H2S> 10 μM) ve çözünmüş oksijenin sıfıra yaklaştığı (O2 <10 μM) alan olarak tanımlanır. 16,15-16,2 sigma-t yoğunluğuna karşılık gelen derinlikten sonra ise anoksik tabaka başlamaktadır. Trofik durumu belirlemede önemli bir parametre olan çözünmüş oksijenin, tez çalışması kapsamında seçilen istasyonların su kolonunda Karadeniz'in karakteristik özelliklerini yansıttığı tespit edilmiştir. Çözünmüş oksijen konsantrasyonları yaz döneminde kış dönemine göre düşük seviyelerde tespit edilmiştir. Sakarya Nehri'nin etkisi altındaki istasyonların yüzey suyunda, kış döneminde çözünmüş oksijen konsantrasyonu ortalama 9,2 mg/L iken, yaz döneminde ortalama 7,1 mg/L olarak bulunmuştur. Yeşilırmak Nehri'nin döküldüğü bölgede bulunan istasyonların yüzey suyunda, kış döneminde çözünmüş oksijen konsantrasyonu ortalama 9,0 mg/L iken, yaz döneminde ortalama 6,4 mg/L olarak tespit edilmiştir. Karadeniz'in karakteristik bir özelliği olarak, yaz ve sonbahar dönemlerinde maksimum çözünmüş oksijen, genellikle 20-40 m derinlikleri arasında bulunmaktadır. Bu özellik her iki çalışma alanı istasyonlarında da tespit edilmiştir. Besin elementi ve klorofil-a konsantrasyonlarının nehirlerin döküldüğü bölgelerde bulunan geçiş suyu ve kıyı suyu istasyonlarında, açık deniz istasyonlarına göre yüksek olduğu saptanmıştır. Genellikle, nehirlerin döküldüğü bölgelerden açık deniz istasyonlarına doğru gidildikçe besin elementi ve klorofil-a konsantrasyonlarının azalmakta olduğu belirlenmiştir. Ayrıca genellikle kış döneminde besin elementi konsantrasyonlarının yaz dönemine göre yüksek olduğu tespit edilmiştir. Besin elementi konsantrasyonlarının, her iki nehir etkisindeki bölgede de genellikle 2020 kış döneminde 2021 kış dönemine göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Yaz döneminde ise Sakarya Nehri etkisindeki istasyonlarda 2019 yaz döneminde 2020 yılına göre daha yüksek konsantrasyonlar tespit edilmiştir. Sakarya Nehri'nin döküldüğü kıyı alanlarının yüzey suyunda en yüksek NH4+-N (2,03 μM), NO3-+NO2--N (7,87 μM), Si (10,46 μM), konsantrasyonları 2020 kış döneminde, geçiş suyu özelliği gösteren TRK10A istasyonunda tespit edilmiştir. En yüksek yüzey PO43-P(0,49 μM) konsantrasyonu ise 2020 kış döneminde TRK11 istasyonunda ölçülmüştür. Yeşilırmak Nehri'nin döküldüğü kıyı alanlarının yüzey suyunda en yüksek NH4+-N (1,17 μM), NO3-+NO2--N (5,08 μM), Si (13,13 μM), konsantrasyonları 2020 kış döneminde, nehir ağzına en yakın istasyon olan TRK37 istasyonunda tespit edilmiştir. En yüksek yüzey PO43--P (2,96 μM) konsantrasyonu ise 2019 yaz döneminde YSL14 istasyonunda ölçülmüştür. Besin elementleri konsantrasyonları Karadeniz'in genel kimyasal oşinografik özellikleri ile paralel bir değişim göstermiştir. Karadeniz'de genellikle nitrat konsantrasyonu sigma-t 14,2–14,5'ten, sigma-t 15,4–15,7'te maksimuma ulaşana kadar artar ve daha derin sularda çözünmüş oksijenin tükenmesine bağlı olarak denitrifikasyon prosesleri sonucunda ölçüm limitleri altına düşer. Hidrojen sülfürlü derin sular amonyum azotu ve çözünmüş organik azot bakımından zengindir ve 16,2 sigma-t yoğunluğuna karşılık gelen derinlikten sonra NH4+-N konsantrasyonu derinlikle tutarlı bir şekilde artmaktadır. Karadeniz'de silikat genelde yüzeyde düşük konsantrasyonlardayken, suboksik bölge boyunca artarak derin sularda yüksek değerlere çıkan bir yapı göstermektedir. Karadeniz'de PO43--P'ın dikey dağılımında ise iki maksimum nokta bulunmaktadır. PO43--P genellikle ilk maksimum değerine 15,5 sigma-t'de ulaşırken, ilk minimumu 15,85 sigma-t ile 15,95 sigma-t arasında gözlenir ve 16,20 sigma-t yoğunluğuna karşılık gelen derinlikte tekrar maksimum değerine ulaşır. Trofik durum değerlendirmeleri için önemli bir diğer parametre ise birincil üretim biyokütlesinin göstergesi olarak kabul edilen klorofil-a pigment konsantrasyonudur. Bazı istisnai durumlar gözlense de genel olarak kış dönemi konsantrasyonları yaz dönemine göre yüksek ölçülmüştür. Ayrıca kış döneminde 2021 yılı ölçüm sonuçları 2020 yılına göre, yaz döneminde ise 2020 yılı ölçüm sonuçları 2019 yılına göre yüksektir. Sakarya'da en yüksek chl-a konsantrasyonu (4,92 mg/L) nehire en yakın istasyon olan TRK10A istasyonunun yüzeyinde tespit edilirken; Yeşilırmak'ta da en yüksek chl-a konsantrasyonu (4,26 mg/L) nehire en yakın istasyonlardan biri olan YSL14 istasyonunda tespit edilmiştir. Ayrıca bu istasyonlarda birincil üretimin yüksek olduğunu kanıtlar nitelikte yüksek çözünmüş oksijen konsantrasyonları ölçülmüştür. Çalışma alanlarında ölçümü yapılan besin elementleri konsantrasyonları ile N:P ve Si:N oranları hesaplanmıştır. Hesaplanan değerler, teorik Redfield (C:N:P, 106:16:1) ve Si:N:15:1 oranları ile karşılaştırılmıştır. Sakarya Bölgesi'nde yüzey suyu için hesaplanan N:P oranı, istasyonların genelinde 2020 kış döneminde Redfield oranından yüksek, 2021 kış döneminde ise düşük tespit edilmiştir. Yaz dönemi yüzey suyunda ise, 2020 yılında tüm istasyonlarda ve 2019 yılı TRK10A ve SAK16 istasyonları haricindeki istasyonlarda azot sınırlayıcı besin elementi olmuştur. Yeşilırmak Bölgesi'nde ise toplam 112 adet analiz sonucu değerlendirildiğinde, 103 istasyonda azot sınırlayıcı element iken; 9 istasyonda fosfor sınırlayıcı element olarak tespit edilmiştir. Bu durum literatür araştırması ve bölgede daha önce yapılan çalışmalarla benzerlik göstermektedir. Yeşilırmak Nehri'nde yüksek fosfor yükünün olduğu bilinmektedir, bu nedenle sınırlayıcı besin elementi azot olmuştur. Trofik durum değerlendirmesi için kullanılan TRIX indeksi genellikle yaz döneminde kış dönemine göre daha düşük seviyelerde hesaplanmıştır. Ayrıca, TRIX sonuçları genellikle kış döneminde 2020 yılında 2021 yılına göre, yaz döneminde ise 2019 yılında 2020 yılına göre daha yüksek seviyelerde tespit edilmiştir. TRIX indeksine göre, Sakarya Nehri'nin döküldüğü yere en yakın istasyonlardan olan TRK10A ve SAK16 istasyonlarında bütün örnekleme döneminde ötrofikasyon riskinin varlığı tespit edilmiştir. YSKY'ye (2021) göre de TRK10A istasyonu hipertrofik seviyede bulunmuştur. Yeşilırmak istasyonları için hesaplanan TRIX indeksi sonuçları Sakarya'nın sonuçlarına göre daha düşük seviyede bulunmuştur. Ancak nehir ağzına yakın olan TRK37 ve YSL12 istasyonlarında 2019 yaz ve 2020 kış dönemlerinde ve YSL14 istasyonunda tüm dönemlerde ötrofikasyon riski varlığı tespit edilmiştir. YSKY'ye (2021) göre de TRK37 istasyonu hipertrofik seviyede bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

This study was carried out in order to monitor the general oceanographic characteristics and nutrient changes of the regions where Sakarya and Yeşilırmak Rivers are located in the Black Sea. Monitoring and sampling were done by selecting 6 stations from Sakarya Region and 6 stations from Yeşilırmak Region. In order to understand the spatial variation of concentrations, samples taken from transitional water, coastal water and open sea water were examined. In this context, evaluations were made for 4 sampling periods: 2019 summer, 2020 winter and summer and 2021 winter periods. For this purpose, the changes of physical parameters, dissolved oxygen, nutrients (PO43--P, NH4+-N, NO3-+NO2--N, Si, TP, TN) and chlorophyll-a concentrations in the water column according to years and regions were investigated. TRIX (DIN, TP, DO% and Chl-a) index was used to characterize the trophic status of water bodies in Sakarya and Yeşilırmak Regions which are fed by river waters. In addition, trophic status evaluation was made according to the Surface Water Quality Regulation (SWQR, 2021) and Urban Wastewater Treatment Regulation (UWTR, 2009). As a result of the study, it was determined that the nutrient and chlorophyll-a concentrations were higher in the transition water and coastal water stations located close to the areas where the rivers flow, compared to the open sea stations. In general, nutrient and chlorophyll-a concentrations decrease from the areas where the rivers flow towards the open sea stations. In addition, it was determined that nutrient concentrations in the winter period were higher than the summer period. Concentrations of nutrients and dissolved oxygen in the water column showed a parallel change with the general chemical oceanographic characteristics of the Black Sea. According to the TRIX index used for trophic status assessment, presence of eutrophication risk was determined during the entire sampling period at TRK10A and SAK16 stations, which are located closest to the discharge of the Sakarya River. According to SWQR (2021), TRK10A station was found at hypertrophic levels. Yeşilırmak TRIX index results were calculated at a lower level than Sakarya's results. However, at TRK37, YSL12 stations in 2019 summer and 2020 winter periods and in all periods of YSL14 station eutrophication risk is found. According to SWQR (2021), the worst water quality was observed at TRK37 station.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    986367

    Deniz akuakültür alanında (Ordu, Güney Karadeniz, Türkiye) ötrofikasyon riskinin araştırılması

    Investigation of eutrophication risk in marine aquaculture area (Ordu, southern black sea, Türkiİye)

    GÜLDEREN AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    BiyolojiOrdu Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEYHAN TAŞ

  2. Tez No

    972920

    Investigation of maritime sector contribution to environmental pollution in the surrounding seas of türkiye with satellite retrievals

    Türkiye'yi çevreleyen denizlerde denizcilik sektörünün çevre kirliliğine katkısının uydu verileriyle araştırılması

    MUHİTTİN GÜNEŞ ONAY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURÇAK KAYNAK TEZEL

  3. Tez No

    713706

    Bölgesel ölçekte klorofil-a konsantrasyonunun belirlenmesinde sentınel-3 olcı verilerinin kullanım olanaklarının araştırılması

    Investigation of opportunity to use sentinel-3 olci data in the determination of chlorophyll-a concentration at regional scale

    BAŞAK DEMİR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Deniz Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    İletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞİNASİ KAYA

  4. Tez No

    874222

    Exploring the use of microbial fuel cells for sewage treatment on cargo and cruise ships

    Kargo ve yolcu gemilerinde atık su arıtımı için mikrobiyal yakıt hücrelerinin kullanımının araştırılması

    HÜSEYİN FATİH NACAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GAZİ KOÇAK

  5. Tez No

    153300

    Nutrient effects on phytoplankton (particularly Emiliania huxleyi) dynamics with special referenge to the atmospherig deposition in the Northeastern Mediterranean

    Kuzeydoğu Akdeniz?de bilhassa atmosfer ile gelen besin elementlerinin fitoplankton (özellikle Emiliania huxleyi) dinamikleri üzerinde etkisi

    ELİF EKER DEVELİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    BiyolojiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Deniz Biyolojisi ve Balıkçılık Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. AHMET ERKAN KIDEYŞ

Geri Dön