Toprak solucanlarını kullanarak arsenik kirliliği haritalaması

Eşref Atabey. 2009. Arsenik ve etkileri kitabından alınmıştır.

Toprak solucanlarını kullanarak arsenik kirliliği haritalaması

Ortamdaki arseniğin etkisinde kalmak, deri bozuklukları ve iç organ kanserleri içeren yaygın kronik etkileriyle insan sağlığı için ciddi sonuçlar doğurur. Britanya Jeoloji Kurumu (BGS), birçok ülke ve çevrede ortamdaki arsenik etkisi altında kalmayı, sonucunda taşıdığı sağlık risklerini ve olası jeokimyasal çözümleri incelemek için Uluslararası Gelişim Dairesi (DFID) adına bir proje üstlenmiştir (West ve Coombs, 2001). Kirlenmiş bir alanın çevre gözleminin parçası olarak kirlilik kaynağının varlığını ve yayılımını hızlı bir şekilde tanımlayabilmek ve yerel fauna üzerindeki toksikolojik etkilerini değerlendirebilmek önemlidir (West ve Coombs 2001). Arsenik derişimlerinin biyolojik işaretleyicisi olarak toprak solucanı vücut boşluğu sıvısını kullanan bir arazi tekniği daha önce BGS tarafından madencilikle kirlenmiş Tayland Ron Phibun Eyaleti Nakhon Si Thammarat Yöresi’nde kullanılmıştır. Bir başka NERC Araştırma Merkezi olan Karasal Ekoloji Enstitüsü’nün geliştirdiği yöntem sıvı içindeki hücrelerin nötr kırmızıyı biriktirme ve alıkoyma yeteneğine dayanmaktadır. Bu, iyonik olmayan yayılımla hücre zarlarına işleyen ve hücre içinde lizozom olarak adlanan yapılarda tutulan zayıf bir katyon boyasıdır. Yalnızca sağlıklı hücrelerdeki lizozomlar hücrenin mikroskop altında renksiz görünmesine neden olarak boyayı içine alarak tutar. Lizozom zarları özellikle kirleticilere duyarlıdır (West ve Coombs 2001). Sağlıksız hücrelerdeki boya, hücreyi pembeye döndüren lizozomlardan hücre içine çıkar. Sonuçta lizozomlar ortamının yararlı bir göstergesidir. Ek olarak, kirleticiler etkisi altında kalmanın belirtileri, kendini hayvanda göstermeden önce hücrelerde görülmektedir. Yöntem çok az ekipman gerektirmekte olup, bunlar boya, hipodermik şırıngalar (vücut boşluk sıvısını çıkarmak için), kronometre, mikroskop ve  yeni örneklenmiş canlı solucanlardır (West ve Coombs, 2001).

Ron Phibun’daki çalışma, toprak solucanlarının arsenik kirliliğinin göstergeleri olarak etkili olduğunu göstermiştir. Topraklardaki arsenik derişimleri ile solucanlar üzerindeki etkileri arasında iyi bir bağlantı (hücrealtı düzeyinde) vardır. Sonuçta solucanlar kirliliği haritalamak amacıyla kullanılabilmektedir. Test, uygun etki alınabildiğinde ekosistemler üzerindeki arseniğin ve diğer zehirleyici metallerin zehirli etkilerini göstermek açısından yararlıdır. Hem suda yaşayan, hem de karada yaşayan omurgasızlar biyolojik işaretleyici olarak kullanılabilir. Gelişen ülkelerde nötr kırmızısının tutulma zamanının ölçülmesi de basit, düşük maliyetli ve çok kullanışlıdır (West ve Coombs, 2001)

 

 

 

 

 

 

Elde taşınabilir arsenik ölçer

Eşref Atabey. 2009. Arsenik ve etkileri kitabından alınmıştır.

Elde taşınabilir arsenik ölçer

New York’daki Columbia Üniversitesi 2004 yılında cebe sığabilecek boyutlarda, sulardaki toksik kirlenmeyi ölçebilen ölçüm cihazı geliştirilmiştir. Amaç, Bangladeş ve Batı Bengal gibi kuyu sularına arsenik karışan yerel halkın kullandıkları kuyu sularının arsenikli olup olmadıklarını hızlı bir şekilde ölçmelerini sağlamaktır (Cumhuriyet Gazetesi, 2004). Cihazı kullanırken, ölçüm cihazının içindeki atılabilir türden kartuşun iki odacığına  su örneği damlatılır. Odacıklardan birine damlatılan örnek, potasyum iyodür ile oksitlenerek, herhangibir arsenik bileşiminin bulunması durumunda arsenat üretir. Daha sonra amonyum molibdat ilave edilir. Bu da arsenatın bulunması durumunda maviye dönüşür. Ancak suda bulunan herhangi bir fosfat  da test örneğini maviye dönüştürür. Bunu telafi etmek için ikinci örnek sodyum metabisülfit ile karıştırılır. Bu, arsenik bileşimlerini mavi renk üretmeden arsenitlere indirger. Ölçüm cihazı ile fotosensordan yararlanılarak iki örnekdeki rengin gücünü kaydeder ve birini diğerinden çıkartınca arsenik yoğunluğu ortaya çıkar.

İçme suyunda arsenik, akciğer kanseri, keratosiz

Eşref atabey. 2009. Arsenik ve etkileri kitabından alınmıştır.

İÇME SUYUNDA ARSENİK VE AKCİĞER KANSERİ

Dr. Eşref Atabey

Jeoloji Yüksek Mühendisi /Tıbbi Jeoloji uzmanı

Arsenik Tanımı Ve Özellikleri

Arsenik; renksiz, kokusuz ve doğada yaygın olarak bulunur. Nadiren saf element niteliğinde, kimyasal olarak; kararsız kalsiyum, sodyum ve potasyum arsenatları ile sülfit ve oksitleri şeklindedir. Yüksek toksisite gösteren bir özelliğe sahiptir. Anthony ve diğerleri (2000) tarafından arsenik mineral grupları, elementel arsenik, arsenik (+3) oksitleri, arsenik (+5) oksitleri, arsenik sülfitleri, arsenik sülfotuzları ve arsenitler olarak gruplandırılmıştır. Arseniğin yaygın olan üç inorganik formundan realgar kırmızı arsenik (Şekil 344A), orpiment sarı (Şekil 344B) arseniktir.  Halk arasında realgar (AsS) kırmızı zırnık, orpiment (As2S3) ise sarı zırnık olarak anılmaktadır. Bunlar toksik, kararsız ve karmaşık sülfitlerdir. Beyaz arsenik (As2O3) endüstride arsenik içeren madenlerin yanması ve dumanının temizlenmesi sırasında ortaya çıkmaktadır.  Arsenik; topraklarda: 0,1-0,5 mg/kg, bitkilerde: 0,1-1,0 mg/kg olarak bulunur (Atabey, 2009b).

SUDA ARSENİĞİN KAYNAĞI

Arsenik doğal sularda: 0,2-1,0 µg/l olarak bulunur. Yer altı suyunda zehirleyici (toksik) eser elementlere göre arsenik, hem yükseltgen, hem de indirgen koşullarda ve doğal sularda pH değerlerinde (pH’ı 6,5-8,5) tipik olarak bulunan görece hareketli bir elementtir. Arsenik pek çok yükseltgen halde (-3, -1, 0, +3 ve +5) bulunabildiği halde, doğada inorganik olarak en çok üç değerlikli arsenit (As (3) ya da beş değerlikli arsenat (As (5) oksianyonları şeklinde bulunmaktadır (Smedley ve Kinniburgh, 2005).

Arseniğin Antropojenik Kaynakları

Arsenik konsantrasyonu etkin olarak insan kaynaklı kirlenmeden de kaynaklanabilmektedir;

1-  Arseniğin yer altı sularında zenginleşmesinden;

2- Uzun yıllar yoğun gübrelemeden,

3- Arsenikli tohumlardan,

4- Böcek ve ot öldürücü ilaçlardan,

5- Jeotermal işletme ve kaplıcaların atık suyundan,

6- Madencilik faaliyetleri yapılan alanlarda, asit maden drenajı yoluyla,

7- Çöp depolama alanlarından,

8- Fabrika atıklarından,

9- Kimyasallardan,

10- Kömürün yakıt olarak kullanılmasından

olabilir.

Bunlardan jeotermal kaynaklar ile gübrelemeye aşağıda değinilmiştir.

Jeotermal (Sıcak Su) Kaynaklar

Jeotermal enerji çoğunlukla “temiz” bir ürün şekli olarak bilinmektedir. Bununla beraber, birçok jeotermal alan volkanik faaliyetle ilişkili olan sıcaksu kaynaklarına sahiptir. Bunların çoğu etkin biçimde bor, antimon, cıva ve talyum ürünler çökeltirken, bazı jeotermal sular da çok yüksek konsantrasyonlarda arsenik içerir. Bu bağlamda Yeni Zelanda’da olduğu gibi jeotermal enerji üretmek için kullanılan sıcak sular, drenaj olarak kullanılan alıcı nehirlere ciddi çevre sorunları oluşturan çok yüksek arsenik konsantrasyonları deşarj etmektedir (Fuge, 2005).

Gübreleme

Fosfat gübrelerinin uzun süreli kullanımı ile toprağa önemli miktarda arsenik ilave edilmektedir. Tarım alanınlarında kullanılan gübrelerdeki arsenik konsantrasyon değerleri, fosfat gübresinde 1-1200, nitrat gübresinde 2-120 mg/kg’dır (Alloway, 1995, Atabey, 2009a; 2010a).

Arsenikçe Zengin Yer Altı Sularını Barındıran Jeolojik Ortamlar (Hazne Kayalar)

Arsenikçe zengin yer altı suları başlıca 4 jeolojik ortamda bulunabilir;

1- Sülfür minerallerinin bozunması ve maden alanlarındaki sülfürce zengin mineraller rol oynar,

2- Jeotermal alanlardan kaynaklanan arsenik,

3- Alüvyon düzlükleri ve deltalardaki genç akiferlerden (birkaç bin yıllık) gelen anaerobik yer altı suları,

4- Başlıca kurak ve yarı kurak bölgelerdeki iç havzalar olmak üzere genç akiferlerden yüksek pH’lı havadar yer altı suyu ortamlarıdır.

ARSENİĞİN SAĞLIĞA ETKİLERİ

Avrupa Birliği 1998’de ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO) 1993’de içme suyunda arsenik için sınır değerini 50 µg/l’den 10 µg/l’ye geçici olarak indirmiştir. Türkiye’de 1997 yılı itibariyle 23144 nolu Resmi Gazete, ‘İçilebilir Nitelikte Suların Üretimi, Ambalajlanması, Satışı ve Denetlenmesi Hakkındaki Yönetmelik’, 2005 yılında yayınlanan ‘İnsani Tüketim Amaçlı Sular Hakkında Yönetmelik’ ile ‘Yüzeysel Suların Kalitesine Dair Yönetmeliği’ ndeki kategorilere göre kalite standartları bakımından arsenik konsantrasyonu 10 µg/l’yi geçemez.

İnsanların Arsenik İle Temas Şekilleri 

İnsanların arsenik ile teması değişik kaynaklardan olabilmektedir.

1-Arsenikle kontamine olmuş iç ve dış ortam havasının  solunması.

2-Arsenik ile kontamine yer altı su kaynaklarının kuyu veya çeşmelerden alınarak içilmesi veya kullanılması.

3-Altın, gümüş, bakır, kurşun ve boraks gibi madenlerin   cevherinin  çıkarılması, fabrikalara taşınması ve  arıtılması sırasında, havaya veya atık suya karışan arseniğin  solunması veya içilmesi.

4-Orman ürünlerinin çürümesini önlemek için kesilen ağaçların  üzerine püskürtülen arsenikli ilacın havaya yayılması (Şekil 52).

5-Elma, üzüm, incir gibi meyvelerın,   pamuk ve lifsel yapıda olan (keten, kenevir gibi)  ürünlerin üzerine arsenikli ilaç püskürtülmesi sırasında etki altında kalma (Şekil 52).

6-Küçük veya büyük baş hayvanlara musallat olan  kene gibi haşarattan temizlenmesi için  arsenikli havuzdan geçirilmesi veya  üzerine arsenik bulaşmış deriler üzerinde çalışanların arsenik soluması,

7-Arsenikle bulaşmış kömürün ısınma veya termal enerji amacıyla kullanılması veya  bu ortamda kurutulan yiyeceklerin (sebze, balık gibi) besin olarak tüketilmesiyle,

8-Başta sigara olmak üzere diğer tütün ürünlerinin  kullanılması. Bir sigarada 12-42 mikrogram arsenik bulunmaktadır.

9-Antropojenik kaynaklar. Örneğin, uzun süre yoğun gübreleme, arsenikli tohumlar, jeotermal işletme ve kaplıcaların atık suları, çöp depolama alanları, fabrika  atıkları, kömür cürufundan ortaya çıkan  uçuşan küller.

Arsenik Toksisitesi

Toksisite açısından inorganik arsenik, organik arseniğe göre, arsenik (+3) formu ise arsenik (+5) formuna göre daha toksiktir. Organik arsenik bileşikleri genelde vücutta daha az değişikliğe uğrarlar ve daha hızlı atılırlar (Klaassen, 2001).

Akut Arsenik Toksisitesi

Ağız yoluyla alınan 60,000 mg/l’den  yüksek dozlar ölüme neden olmaktadır. Ölüme neden olmayan dozlarda kırmızı ve beyaz kan hücrelerinde azalma, kalp ritminde anormallik, kan damarlarında  bozukluk, el ve ayak fonksiyonlarında zayıflık ve ensefalopati görülmekte (Klaassen, 2001), ani başlayan kusma, karın ağrısı, kanlı ishal, fazla miktarda beden sıvı kaybına bağlı, kan basıncı düşmesi olmakta ve şok ile  kişi kaybedilebilmektedir. Bu tür zehirlenmelerden kurtulanlarda sonradan kansızlık, karaciğer büyümesi, sinir iltihabı, idrar miktarında azalma ve derinin dövülmüş bakır gibi bir görünüm alması sekel olarak kalabilmektedir (NRC, 2001).

Kronik Arsenik Toksisitesi

Çoğu kez uzun yıllar arsenik içeren suların içilmesi,  altın, çinko, kalay, gümüş gibi minerallerin arıtılması sırasında, iç ortamda ve çevreden arsenik solunmasından meydana gelir. İnsanda arseniğin kronik toksik etkilerine ait veriler başlıca kanser dışındaki toksik etkiler (hematolojik sistem, üreme ve gelişimsel sistem, damarsal sistem, deri lezyonları, diabetes mellitus ve solunum sistemi) ve kanserojenik etkiler (akciğer, mesane, deri, böbrek ve karaciğer) olarak ortaya çıkmaktadır (National Research Council,2001). Bunlar;

Deri hastalıkları: Uzun süre 50 mg/l’den  fazla arsenikli su içen insanlarda; deri kanserleri türü, egzema, folliküler dermatit, ülserler ve saç dökülmesi, keratozis, hiper/hipopigmentasyon olabilmektedir (Şekil 346, 347, 348, 349). İnorganik arseniğe ağız yolu ile  kronik maruziyet sonucu ortaya çıkabilecek karsinojenik olmayan etkiler (başlıca hiperpigmentasyon, keratozis ve bazı damarsal sorunlar için) için  Referans doz (RfD) 0,0003 mg/kg/gün olarak hesaplanmıştır (USEPA,1993). Yani, yaşam boyu vücut ağırlığı başına 0,3 µg  inorganik arseniğin ağız yolu ile alınmasının  deride hiperpigmentasyon, keratozis ve damarsal sorunlar açısından önemli bir risk taşımayacağı kabul edilmektedir.

 

Solunum sistemi hastalıkları: Mesleksel ve çevresel etkileşim ile üst solunum sisteminde, burun  bölmesinde delinme, alt-üst solunum yolu enfeksiyonu, akciğerde fibrosis denilen sertleşme, akciğer ödemi ve akciğer kanseri.

Kalp ve damar sistemi hastalıkları: Hipertansiyon, aritmiler, EKG değişiklikleri, Blackfoot denilen ayak damarların  hasarı ile ayakların siyah renk alması.

Sindirim sistemi hastalıkları: Su ve gıdalarla vücuda giren arsenik, karaciğer kanseri, karaciğerde hemanjiyosarkom, karaciğer büyümesi, siroz, karaciğer fonksiyonlarında bozulma yapmaktadır.

Santral sinir sistemi hastalıkları: Sinir iltihapları, felçler, işitme kaybı, ensefalopati,

Hematolojik sistem hastalıkları,

Üreme ve gelişimsel sistem hastalıkları: Düşükler, erken doğum, ölü doğum.

Endokrin sistemi hastalıkları: Diabetes Mellitus (Tip II diyabet)

Arsenik Zehirlenmesinde Tedavi

Akut zehirlenmede semptomlara yönelik tedavi ve şelasyon tedavisi önerilir. Şelasyon tedavisinde BAL (British anti-Lewisite) ya da diğer adıyla Dimercaprol , 3-5 mg/kg dozda im yolla 4-12 saat süre ile semptomlar hafifleyinceye ve idrardaki arsenik düzeyi 50µg/l ‘in altına düşünceye kadar verilir. BAL’a alternatif olarak kullanılan diğer şelatörler ise 2,3-dimercaptosuccinic asid (DMSA, Succimer), ya da D-Penicillamine’dir.

Kronik zehirlenmede ise BAL ile şelasyon tedavisi önerilmektedir ancak tesbit edilmiş herhangi bir biyolojik kriter bulunmamaktadır. Kirli bölgeden uzaklaştırma ise diğer bir yoldur (Klaassen, 2001).

içme suyunda arsenik, florür/ kil yeme alışkanlığı

İçme suyundaki arsenik ve florür

Dr.Eşref Atabey

Jeoloji Yüksek Mühendisi /Tıbbi jeoloji uzmanı / Araştırmacı yazar

Arsenik: Ülkemizin jeolojik yapısı dolayısıyla doğal arsenik kaynaklarının çokluğu dikkati çekmektedir. Belli bir orandaki içme suları limitin üzerinde (WHO öngördüğü 10 mikrogram/ litre) arsenik derişimine sahiptir. Bunlardan Kütahya Emet ve Nevşehir ili ile Kırşehir iline bağlı bazı yerleşim yerlerini sayabiliriz.

Florür: İçmesularında flor derişimi 0.5-1.5 miligram/litre arası sağlık bakımından gereklidir. Bunun altında ve üstündeki değerler sağlık riski taşımaktadır. İçme sularında limitin üstünde flor tesbit edilen yerler arasında; Nevşehir-Kızılırmak Vadisi çevresi, Kırşehir-Kaman ilçesi bazı köyleri, Isparta bölgesi, Ağrı-Doğu Bayezıt bölgesi ile Eskişehir-Karacaören sayılabilir.

 

İyot

Niğde’nin bazı köyleri, Ankara- Nallıhan’nın bazı köyleri, Kırşehir-Kaman bazı köyleri ile Kastamonu köylerinde yaşayan halkta guatr hastalığı bakımından dikkate değer bir fazlalık görülmektedir. Bu sorun jeolojik formasyonlardan, toprakta selenyum eksikliği ve mineral içermeyen suların tüketilmesi vb. nedenlerden kaynaklanmaktadır.

Doğal radyasyon

Özellikle granitik, siyenit, pegmatit damarlarında, bazı volkanik kayalarda ve altere zonlarda, kumtaşlarında ve bu kayaların kumlarında  doğal radyasyon değerleri dikkate değerdir. Bu yerler arasında; Manisa-Köprübaşı, Çanakkale Ezine ilçesi Geyikli sahil siyah kumları, Küçükkuyu ile Ayvacık arasında kalan bazı köy yerleşim alanlarındaki volkanik tüflerde, Eskişehir Kaymaz, Beylikahır-Karacaören köyünde, Yozgat-Sorgun sayılabilir.

Antropojenik (insan kaynaklı) etkilenme

En önemli etki maden çıkarma, arıtma işlemlerinin yapıldığı alanlardaki atık pasaların yol açtığı asit maden drenajı olayıdır. Gerek işletilmekte olan ve gerekse terkedilmiş maden ocakları çevresinde asidik ortamda kimyasal reaksiyonlar olmakta ve bunun sonucu olarak yeraltısuyu, toprak ve besin kaynakları kirlenmektedir.  Konya-Sızma ve Ladik’de kurşun ve civa, Ödemiş ve Beydağ’ında civa, Ulukışla Maden’de kurşun, Balya’da kurşun, Lapseki Koru derede kurşun, Kütahya-Gümüşköy’de gümüş işletmeleri ile terkedilmiş ocaklar ve çevresi, kömür madenleri pasaları ve ocakları çevresi kuyu ve içmesuları kirlenmektedir.

Jeotermal kaynaklardan ve bor madeni işletmesinden dejars olan bor kirliği, Emet, Kızıldere vd. sıcaksu kaynaklardan gelmektedir. Davutlar gibi başka yerlerde de olan radonlu kaplıcalara dikkat edilmelidir. CO2 bağlı sağlık riskleri de dikkate değerdir.

Kil yeme alışkanlığı

Jeolojik yapı dolayısıyla genel olarak ülkemiz toprakları kireçli olduğundan, çinko ve demir başta olmak üzere toprağa salınamamakta bundan dolayı da besinlere geçememekte ve insanlarda çinko ve demir eksikliği nedeni olmaktadır. Ülkemizin bazı yerlerinde yaşayan özellikle kadınlarda toprak ve kil yeme alışkanlığına bağlı olarak sağlık sorunları yaşanmaktadır. Bu olaylar Kırşehir ili ile Hatay ili bazı köyleri, Yozgat, Çankırı, Konya, Ankara’nın bazı yerlerinde yoğun olarak tesbit edilmiştir.