Ergene–Meriç Nehirleri ve Baraj Suyu ile Sulanan Çeltik Alanlarındaki Su, Sediment ve Pirinçteki Bazı Metal Kalıntılarının Spektroskopik Yöntemlerle Araştırılması

Abstract

Trakya Bölgesi, çeltik üretimi açısından Türkiye genelinde önemli bir paya sahiptir. Bu çalışmada, Trakya topraklarında yetiştirilen çeltik bitkisinin tava sedimenti, sulama suyu ve bitkinin kavuz ve dane aksamları içeriğindeki ağır metal birikim düzeyleri araştırılmıştır. Bu amaçla örnekleme yapılacak noktalar belirlenirken sulama kaynağı odaklı düşünülmüştür. Trakya’nın önemli iki akarsu havzası olan Ergene ve Meriç Havzaları etrafında yoğunlaşan tarım alanlarında, doğrudan nehir suları ile sulanan çeltik tavaları tespit edilerek örneklemeler bu noktalardan yapılmıştır. Belirlenen bu iki su kaynağına ek olarak tarımsal sulama amaçlı kullanılan Sığırcı Barajı kaynaklı sulanan alanlar da kontrol grubu olarak örneklemeye dahil edilmiştir. Elde edilen bulgular yasal değerler ve evrensel literatürler ile kıyaslanarak kirlilik durumları hakkında yorumlar yapılmıştır. Örnekleme yapılan tava sedimenti, sulama suyu, kavuz ve pirinç aksamları içeriğinde mikrodalga çözünürleştirme metodu ile toplam krom (Cr), kobalt (Co), nikel (Ni), kadmiyum (Cd), titanyum (Ti), vanadyum (V), çinko (Zn), kurşun (Pb), arsenik (As) ve cıva (Hg) metalleri spektroskopik yöntemler ile belirlenmiştir. As ve Hg metalleri hidrür oluşturmalı ve soğuk buhar atomik absorpsiyon spektroskopisi (HGAAS ve CVAAS) tekniği ile belirlenirken diğer elementlerin tayininde indüktif eşleşmiş plazma – optik emisyon spektroskopisi (ICP-OES) tekniği kullanılmıştır. Su, sediment ve bitki örnekleri için oluşturulan metotların doğruluğu ve kesinliği, validasyon ve optimizasyon çalışmalarının ardından sertifikalı referans madde analizleri ile kontrol edilmiştir. Bunun için NIST® CRM® 1640a (trace elements in natural water), NIST® CRM® 2709a (San Joaquin soil) ve NIST® CRM® 1570a (trace elements in spinach leaves) sertifikalı referans maddeleri kullanılmıştır. Metal tayini için kullanılan iki farklı spektroskopik teknikte de metot optimizasyon çalışmaları yapıldıktan sonra Pb, Cr, Ni, Co, Zn, Cd, V, T, As ve Hg elementleri için en düşük gözlenebilme sınırları sırasıyla 0,195 µg/L, 0,33 µg/L, 0,117 µg/L, 0,005 µg/L, 0,742 µg/L, 0,039 µg/L,0,03 µg/L, 0,018 µg/L, 0,075 µg/L ve 0,267 µg/L olarak belirlenmiştir. Elde edilen en düşük ve en yüksek %RSD değerleri ise sırasıyla Zn için 0,048 ve Cr için 4,95 bulunmuştur.

Thrace, Turkey in terms of rice production has a significant share in the overall. In this study, the heavy metal accumulation levels of rice paddy plant cultivated in Trakya soil in field sediment, irrigation water and plant parts of mugwort and grain plant were investigated. For this purpose, the irrigation source is considered to be focused while the points to be sampled are determined. In the agricultural areas concentrated around Ergene and Meric Basins which are two important river basins of Thrace, samples of rice paddies which were directly watered with river waters were determined and samples were made from these points. In addition to these two determined water resources, the irrigated areas from the Sigirci Dam used for agricultural irrigation were also included as a control group. Interpretations were made on the pollution situations by comparing the findings with the legal values and universal literature. Sampling of field, sediment, irrigation water, mud and rice is done by microwave dissolution method in total chromium (Cr), cobalt (Co), nickel (Ni), cadmium (Cd), titanium (Ti), vanadium (V), zinc (Zn), lead (Pb), arsenic (As) and mercury (Hg) metals were determined by spectroscopic methods. As - and Hg - metals were determined by hydride generation atomic absorption spectroscopy (HGAAS) technique while inductively coupled plasma - optical emission spectroscopy (ICP - OES) technique was used to determine other elements. The accuracy and precision of the methods established for water, sediment and plant samples were checked by certified reference material analyzes following validation and optimization studies. For this, NIST® CRM® 1640a (trace elements in natural water), NIST® CRM® 2709a (San Joaquin soil) and NIST® CRM® 1570a (trace elements in spinach leaves) certified reference materials are used. The lowest observable limits for the elements Pb, Cr, Ni, Co, Zn, Cd, V, T, As and Hg were found to be 0.195 µg/L, 0.33 µg/L, 0.117 µg/L, 0.005 µg/L, 0.742 µg/L, 0.039 µg/L, 0.03 µg/L, 0.018 µg/L, 0.075 µg/L and 0.267 µg/L respectively, after the method optimization studies were carried out in two different spectroscopic techniques for heavy metal analysis. The lowest and highest % RSD values are obtained were 0.048 for Zn and 4.945 for Cr, respectively.