Erzurum ili kentsel atıksu arıtma çamurunun bazı ağaç türlerinin gelişimi üzerine etkileri ve bu türlerin arıtma çamurlarına karşı tolerans sınırlarının belirlenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DAMLA MUSTAFAOĞLU
Danışman: Zeynep Ceylan
Özet:Amaç: Çalışmamızın amacı; Erzurum Biyolojik Atıksu Arıtma Tesisi (EBAAT)'nin, biyolojik arıtma ünitesinin atığı olarak yüksek miktarlarda biriken ve ıslah edilmesi gereken biyolojik çamurun (EBIWAS), Erzurum iklim ve toprak şartlarına uygun odunsu bitkilerin; Betula Pendula Roth. (huş ağacı), Ulmus Glabra Huds. (karaağaç), Pinus Sylvestris L. (sarıçam)'ın yetiştirme ortamlarına ve gelişimlerine sağlayacakları katkıların belirlenmesi suretiyle hem atığın değerli bir ürüne dönüştürülmesi hem de seçilen bitkilerin atık çamurun içeriğinde var olan ağır metallere karşı gösterdiği tolerans sınırlarının araştırılmasıdır. Araştırmamızda atık çamurun yüksek organik madde içeriği sayesinde sağlayacağı gübre değeri aynı zamanda barındırdığı zararlı kimyasallar ve ağır metallerin farklı atık çamur dozlarında, seçilen bitkilere vereceği zararlar karşılaştırılmalı olarak kar-zarar çerçevesinde değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmamız; etüt (kullanılacak toprağın, atık çamurun, bitkilerin belirlenmesi) veri toplama, bitki yetiştirme, analiz ve sonuçların değerlendirilmesi olmak üzere beş temel aşamadan oluşmaktadır. Atık çamur numuneleri ve etüt edilen toprak numunesi farklı oranlarda karıştırılarak (%0-kontrol, %25,%50, %75, %100) Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Seralarında, sabit şartlar altında (gündüz-gece 20-250C sıcaklıkta ve %25-%30 nem değerleri altında otomasyona bağlı standart koşullar) saksı ortamında (18L) bitkiler (huş, karaağaç, sarıçam) için yaşam alanları oluşturulmuştur. Bitkiler optimal gövde büyüklüğü ve yeşil yaprak sayısına ulaşana dek ve atık çamura gösterdiği maksimum tolerans süresi dikkate alınarak 6 aylık süre sonunda bitkilerin sökümü yapılmış ve kök, gövde, yaprak kısımları ayrıştırılmıştır. Köklerde ve gövdelerde; fiziksel, ağır metal ve nutrient analizleri, yapraklarda ise ağır metal ve nutrient analizlerinin yanı sıra önemli fizyolojik parametreler detaylı olarak incelenmiştir. Bulgular: Deneylerde elde edilen bulguları 3 ana başlık altında toparlayacak olursak; ilki fizyolojik (yaprakların yaş ve kuru ağırlıkları, klorofil, LPO seviyesi MDA olarak, total karbonhidrat, fenolik madde, ROS (hidrojen peroksit, süperoksit anyonu), çözünebilir protein, anti oksidan enzimler (CAT, APX, SOD, GST) parametre bulguları, ikincisi ağır metal (Al, Mn, Fe, Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) bulguları ve son olarak da nutrient madde (organik karbon, toplam azot, magnezyum, fosfor ve potasyum) içeriğine ait bulgulardır. Seçilen deneme bitkileri huş, karaağaç ve sarıçam sıralamasına göre sadece yapraklarda yapılan tüm fizyolojik analiz sonuçları: yaş ve kuru ağırlık analiz sonucu, kontrole göre %50'lik atık çamur dozuna kadar artış, %75 ve %100 atık çamur dozlarında azalış göstermiştir. Klorofil miktarları kontrole kıyasla %75'lik atık çamur dozuna kadar herhangi bir değişiklik göstermezken bu dozun üzerinde azalma seyrindedir. LPO seviyeleri kontrole kıyasla %50 atık çamur dozuna kadar azalış gösterirken %75 ve %100 atık çamur dozlarında artış göstermiştir. Total karbonhidrat miktarları ise kontrole kıyasla artan atık çamur dozlarına paralel olarak artış göstermiştir. Fenolik madde miktarları kontrole kıyasla artan atık çamur dozlarına paralel olarak azalış göstermiştir. Önemli reaktif oksijen türü olan ROS'lardan hidrojenperoksit (H2O2) ve süperoksit anyon (O2.-) içeriği kontrole kıyasla; %50 doz uygulamalarına kadar azalış %75 ve %100 dozlarında artış göstermiştir. Ancak burada istisnai bir durum olarak süperoksit anyonu sadece huş ağacı için atık çamur dozlarına karşın kayda değer bir değişiklik göstermediği belirlenmiştir. Çözünebilir protein seviyeleri ise kontrole kıyasla %50 atık çamur dozuna kadar artış meylindeyken %75 ten itibaren sabitleşme eğilimine girmiştir. Önemli antioksidan enzimlerden CAT, APX, SOD, GST enzim aktiviteleri kontrole kıyasla %50 atık çamur dozlarına kadar artış meylinde iken %75'ten itibaren azalma göstermiştir. Aynı sıralamaya göre (huş, karaağaç, sarıçam) deneme türlerinin ağır metallere (Al, Mn, Fe, Cu, Zn, Pb, Ni, Cd) ait analiz sonuçlarına göre; atık çamurun içerisinde bulunan ağır metalleri, genellikle artan uygulama dozlarıyla paralel olarak bünyelerine almışlardır. Fakat kontrole kıyasla %25 ve %50 atık çamur uygulama dozlarına kadar yükseliş ve %75 doz uygulaması ve sonrasında azalma eğilimine girmiş metal alımı sabit bir seyir göstermiştir. Bitkinin temel besin maddeleri (organik karbon, toplam azot, magnezyum, fosfor ve potasyum) alımı %50 atık çamur oranına kadar artış gösterirken daha yüksek dozlarda azalarak sabitleşmiştir. Sonuç: Fizyolojik analiz sonuçlarına göre; genel olarak üç bitki türünde de %25-%50 dozluk bir EBIWAS uygulamasının peyzaj alanlarında bitkilerin büyümesini ve gelişimini desteklemede kullanma potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. Her üç bitkide de atık çamurun düşük dozları hem antioksidan parametreleri hem de fizyolojik parametreleri kontrole göre genelde olumlu yönde etkilemiştir. Ağaçların ağır metalleri bünyelerine alımı genel olarak metallerin atık çamur içerisindeki miktarı ile paralel bir seyirdedir. Fakat çamur içeriğindeki demir miktarının, alüminyum miktarından oldukça fazla olmasına rağmen bitkinin bünyesine daha az alınması ilgi çekicidir. Diğer taraftan arıtma çamurunun içeriğinde var olan temel besin maddelerinin her üç bitkiye de önemli derecede gübre katkısı sunduğu belirlenmiştir. Ancak %50 atık çamur uygulamasından sonra bitkilerde temel besin maddelerinin alımında sabit bir seyir gözlenmektedir. Bu durum; arıtma çamurunun içeriğindeki ağır metallerin bitkinin besin alımına negatif anlamda etki ettiğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Atık çamur, Betula Pendula Roth. Ulmus Glabra Huds, Pinus Sylvestris. L.