Asidik su kaynaklarının karakteristikleri, oluşumunu sağlayan faktörler ve hidrojeokimyasal özellikleri (Çan-Bayramiç; Biga yarımadası örneği)

Abstract

Çalışmanın amacı; Biga Yarımadası'ndaki en önemli iki beslenme alanı olan Çan ve Bayramiç havzaları arasında kalan alanda, asidik su kaynaklarının karakteristikleri, oluşumunu sağlayan faktörler ve hidrojeokimyasal özelliklerinin belirlenmesidir. Çalışma alanı, jeolojik çeşitliliği, metalik maden, endüstriyel ve enerji hammaddeleri bakımından zenginliği, su kaynaklarının bolluğu ile önemli bir konumdadır. Çalışma sahasında, altere Çan volkanitleri ve Çan formasyonuna ait yüksek sülfür içerikli kömürlerde, doğal jeolojik süreçlerle oluşan asit kaya drenajı ve madencilik faaliyetleri neticesinde oluşan asit maden drenajı oluşumları saptanmıştır. İlkel kömür madenciliği uygulamaları neticesinde, açık işletme şeklinde yapılan üretim sırasında topografya bozulmuş ve oluşan çukurluklarda asit maden gölleri oluşmuştur. Tez çalışmalarının hedefleri doğrultusunda, öncelikle sahanın ayrıntılı jeoloji ve alterasyon haritaları oluşturulmuştur. Jeokimyasal analizler ile kayaçların mineralojik bileşimleri belirlenmiştir. İnceleme alanında asit maden gölü, dere, kaynak, sondaj, keson kuyu gibi saptanan tüm su noktalarında fizikokimyasal parametreler ölçülerek, pH değerleri düşük sular tespit edilmiştir. Seçilen 40 farklı su noktasında kurak ve yağışlı dönemlerde majör iyon, metal ve iz element analizleri yapılmıştır. Ayrıca, su noktalarının oksijen 18, döteryum, trityum, sülfatta oksijen 18 ve sülfür izotop analizleri ile suların köken, beslenim, dolaşım süreçleri ile göreceli yaşları irdelenmiştir. Su-kayaç etkileşimi sonucunda oluşabilecek asit kaya/maden drenajı oluşumu potansiyelinin kestirimi için, laboratuvarda jeokimyasal statik testler gerçekleştirilmiştir. Sahada yüzlek veren kayaçların içerdiği başta pirit olmak üzere sülfürlü minerallerin asit kaya drenajı oluşumuna sebebiyet verdiği ve nötrleştirici karbonat minerallerinin azlığı sonucunda su kaynaklarının birçoğunda pH değerlerinin düşük olduğu gözlenmiştir. Ayrıca, sahada asit maden drenajı oluşum sürecinde Fe ve S oksitleyerek katalizör görevi üstlenen asitsever bakteri türleri bulunduğu belirlenmiştir.Elde edilen sonuçlar ışığında, asit kaya/maden drenajı ve asit maden göllerinin, düşük pH değerleri ve yüksek sülfat, metal, askıda ve çözünmüş katı madde konsantrasyonları dolayısıyla, bu süreçlerin hem insan sağlığı, hem de çevresel açıdan büyük risk oluşturduğu tespit edilmiştir.

The aim of study is to determine the factors that enable and facilitate acid rock/mine drainage in Çan-Bayramiç Basin, Biga Peninsula and to find the hydrogeochemical properties of commonly used water resources. The research area is in an important situation due to geological diversity, abundance with regard to metallic mines, industrial and energy raw materials and water sources.Formations of acid rock drainage depending on natural geological processes and acid mine drainage due to mining activities in altered Çan volcanics and high sulfur content of coals in Çan formation have been determined. As a result of primitive coal mining activities, acid mine lakes have been occurred in pits formed as excavations progressed. To achieve this objective, detail geology and alteration maps were formed. Mineralogical structure of rocks was determined. Physicochemical parameters were measured at all water supplies. Major ion, heavy metal and trace element analyses were done in dry and wet periods. Moreover, oxygen 18, deuterium, tritium, oxygen in sulfate and sulfur isotopes were also measured. In addition, geochemical static tests were carried out for the prediction of acid mine/rock drainage potential. It has been observed that rocks outcrop contain especially to pyrite, sulfide minerals have causes acid rock drainage and due to the inadequate availability of neutralizing carbonate minerals, pH levels of the most of water sources are low. Also, it has been specified that some acidophilic bacteria are found that acting as catalyzer by oxidizing Fe and S in the process of formation of acid mine drainage.The results show that, on account of low pH values, high sulfate and metal, suspended and dissolved solid material concentrations of acid rock/mine drainages and acid mine lakes, developing processes in the area pose great risk towards on human health and environment.