Mikroplastik kirliliğinin toprağın fiziko-kimyasal ve mikrobiyolojik özellikleri üzerine etkisi
Effect of microplastic pollution on physico-chemical and microbiological properties of soil
- Tez No: 988175
- Danışmanlar: PROF. DR. NUR OKUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Plastik atıkların zaman içerisinde daha küçük parçalara ayrılmasıyla ortaya çıkan ve 5 mm'den küçük boyutlara sahip olan mikroplastikler, çevresel ortamlara yayılarak toprağa da ulaşmakta ve toprak sistemlerinin fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özelliklerini etkileyebilmektedir. Tarımda kullanılan plastiklerin bozunması, mikroplastiklerin topraklara geçişinde en belirgin nedenlerden biridir. Bu çalışma, tarımsal üretimde sıklıkla tercih edilen polipropilen (PP) taban örtüleri ile düşük yoğunluklu polietilen (PE) fidan torbalarının parçalanmasıyla ortaya çıkan mikroplastik kalıntılarının, toprak özellikleri üzerindeki potansiyel etkilerini incelemeyi amaçlamaktadır. Araştırmada, kimyasal yapıları farklı iki plastik malç materyali (Polietilen, PE ve Polipropilen, PP) üç farklı dozda (%1, %2 ve %3) toprağa uygulanmıştır. Sivri biber bitkisinin yetiştirildiği saksı denemesi 3 tekerrürlü olarak tesadüf parselleri deneme desenine göre yürütülmüştür. Toplam 3,5 ay süren deneme sonunda hasat edilen bitkilerde biyokütle ağırlıkları ve bitki besin madde içerikleri saptanmıştır. Saksı topraklarında ise bazı fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik analizler yürütülmüştür. Ayrıca toprağa uygulanan mikroplastiklerin bakteri ve fungus taksonomik gruplarında yaptığı etkiyi incelemek için metagenomik analiz yapılmıştır. PP ve PE mikroplastik uygulamalarının toprağın fiziksel özellikleri üzerindeki etkisi net bir şekilde ortaya çıkmıştır. Her iki mikroplastik çeşidi, istatistiksel olarak da önemli olan toprağın hacim ağırlığı parametresi üzerinde, kontrol grubu ile kıyaslandığında azaltıcı bir etki gösterirken, benzer şekilde kontrol grubuna göre PP'in toprağın maksimum su tutma kapasitesini artırdığı fakat PE'nin ise azaltıcı yönde bir etkisi olduğu tespit edilmiştir. Mikroplastik uygulamaları ile toprağın pH değerinde kontrole oranla bir miktar azalma kaydedilirken, Kontrol grubunda %0,65 olarak belirlenen organik madde miktarı, PP-D2 dozunda %2,18'e yükselmiş ve bu durum kontrol grubuna kıyasla yaklaşık %235 oranında bir artışa sebep olmuştur. Çalışmada kullanılan PP ve PE mikroplastiklerinin toprağın bazı mikrobiyolojik özellikleri üzerine de etkili olduğu ortaya çıkarılmıştır. İstatistiksel açıdan önemli olan toprağın dehidrogenaz enzim aktivitesinde PP-D1 dozunda %15'lik bir düşüş kaydedilirken, alkalin fosfataz enzim aktivitesi değerlerinde ise PE-D3 dozunda %8 değerinde bir azalma meydana gelmiştir. Mikroplastiklerin toprak solunumu üzerindeki etkisi de mikroplastiğin çeşidine göre değişiklik göstermiştir. Gerek toprağın ve gerekse bitkinin makro ve mikro besin madde içeriği mikroplastiklerin çeşit ve dozuna bağlı olarak farklı etkilere sahip olmuştur. Metagenomik analizlere göre, deneme topraklarında 10 bakteri ve 5 fungus şubesi tanımlanmıştır. Topraklarda en yüksek orana sahip bakteri şubesi Proteobacteria olmuş ve mikroplastik uygulanan topraklarda kontrole oranla bu bakterilerin oranında bir azalma meydana gelmiştir. Topraklarda en yüksek orana sahip fungus şubesi ise Ascomycota olmuş ve mikroplastik uygulanmış topraklarda kontrole oranla bu şubeye ait fungusların da oransal olarak azaldığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Microplastics, which are particles smaller than 5 mm formed through the degradation of larger plastic materials, can enter environmental systems and subsequently reach the soil, where they influence various properties including physical, chemical, and microbiological characteristics. One of the primary pathways through which microplastics are introduced into soil is the degradation of plastics used in agricultural practices. This study aimed to investigate the potential effects of microplastic residues derived from commonly used polypropylene (PP) ground covers and low-density polyethylene (PE) seedling bags on soil properties. In this study, two plastic mulch materials with different chemical structures—polyethylene (PE) and polypropylene (PP)—were applied to the soil at three different concentrations (1%, 2%, and 3%). A pot experiment using long green pepper (Capsicum annuum) was conducted in a randomized plot design with three replicates. At the end of the 3.5-month trial period, biomass weights and plant nutrient contents of the harvested plants were determined. Additionally, various physical, chemical, and microbiological analyses were performed on the pot soils. Furthermore, metagenomic analysis was carried out to investigate the effects of the applied microplastics on the taxonomic composition of bacterial and fungal communities in the soil. The effects of PP and PE microplastic applications on the physical properties of the soil were clearly revealed. Both types of microplastics showed a decreasing effect on the bulk density parameter of the soil, which was also statistically significant, when compared with the control group. Similarly, while PP increased the maximum water holding capacity of the soil compared to the control group, PE was found to have a decreasing effect. With microplastic applications, a slight decrease in soil pH was recorded compared to the control. The organic matter content, which was determined as 0.65% in the control group, increased to 2.18% at the PP-D2 dose, resulting in approximately a 235% increase compared to the control group. It was also revealed that the PP and PE microplastics used in the study had an effect on certain microbiological properties of the soil. While a 15% decrease was recorded at the PP-D1 dose in soil dehydrogenase enzyme activity, which was statistically significant, an 8% decrease was observed in alkaline phosphatase enzyme activity at the PE-D3 dose. The effect of microplastics on soil respiration also varied depending on the type of microplastic. Both the macro- and micronutrient content of the soil and plants were affected differently depending on the type and dose of microplastics. According to metagenomic analyses, 10 bacterial and 5 fungal phyla were identified in the experimental soils. The most abundant bacterial phylum in the soils was Proteobacteria, and their proportion decreased in soils treated with microplastics compared to the control. The most abundant fungal phylum in the soils was Ascomycota, and the proportion of fungi belonging to this phylum was also found to decrease in soils treated with microplastics compared to the control.
Benzer Tezler
- Effect of geotextile containing chicken feather on soil properties- a field experiment
Tavuk tüyü içeren geotekstilin toprak özellikleri üzerine etkisi - bir tarla deneyi
ISHRAT E ANWAR BRISHTY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
ZiraatOndokuz Mayıs ÜniversitesiToprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. AGNİESZKA JÓZEFOWSKA
Prof. Dr. COŞKUN GÜLSER
- Mikroplastik kirliliğinin Lactuca sativa L.‟da(marul) bitki gelişimi ve kadmiyum (CD) birikimi üzerine etkisinin belirlenmesi
The determination of the effect of microplastic pollution on plant growth and cadmium (CD) accumulation in Lactuca sativa L. (lettuce)
GİZEM YÜCEL TARTAN
- Mikroplastik kirliliğinin topraktaki ökaryotik ve prokaryotik biyoçeşitlilik üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigating the impact of microplastic pollution on soil eukaryotic and prokaryotic biodiversity
DARIA KUDRINA
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVCAN AYDIN
- Atıksulardaki mikroplastik kirliliğinin incelenmesi
Investigation of microplastics pollution in the waste water
BERKİM CEYLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MERAL YURTSEVER
- Bazı gıdalardaki mikroplastik kirliliğinin tespiti
Determination of microplastic in some foods
SEMA ZÜLAL BALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERAL YURTSEVER