Ötrofikasyon (Zararlı Mikroalg Aşırı Üremesi)

Önsöz; Çokça duyduğumuz bir terim olan ötrofikasyon olayı nerede gerçekleşir? hangi koşullar ötrofikasyonu tetikler ? çevreye etkisi nedir ? insan bu olayın neresinde ?

Detaylı bir içerik hazırlamaya çalıştım. Konu ile ilgilisinin oldukça hoşuna gideceğini düşünüyorum. İyi okumalar…

 

ÖTROFİKASYON

Ötrofikasyon için aslına bakarsanız bir çok açıdan bakmak mümkün. Bir miktar yararı da var ancak fazlasıyla da zararı bulunmakta. Öncelikle kirleticiler sınıfında ötrofikasyon ‘’ organik kirleticiler’’ sınıfına girmektedir. Tabi burada bilmemiz gerek 2 farklı terim daha var;

1-Oligotrofik su: En basit şekilde az miktarda besin maddesi içeren sular için                 kullanılır. Diğer bir şekilde de düşük produktiviteye (Üretim) sahip sular için  oligotrofik terimi kullanılır.

2-Eutrofik su: Besin maddelerince zengin sular için kullanılan terimdir. Yani yüksek produktiviteye (Üretim) sahip sular için  eutrofik terimi tercih edilir.

Genel olarak denizler yazları  eutrofik, kışları ise oligotrofiktir.  

 

 

Ötrofikasyon suların inorganik besin tuzları tarafından zenginleşmesi olarak tanımlanabilir. Besin tuzları genellikle azot ve fosfordur.

Fosfor: Nukleik asitler ve ATP’nin yapısında bulunur

Azot: Proteinlerin yapısında bulunur.

Fosfor sınırlı olmamak koşuluyla, azot sınırlı miktarda bulunuyorsa, azotu fikse edebilen cyanobacteria gelişme imkanı bulur. Genellikle denizlerde azot sınırlı miktarda bulunur. Peki denizlere bu Fosfor ve azot nereden gelmekte ?

Besin Tuzları (Azot-Fosfor) Kaynakları

En büyük kaynağını tabi biz insanlar oluşturuyoruz. Evsel atıklarımız, kanalizasyon, sanayii, endüstriyel işletmeler kanun dışı uygulamalarla atıklarını doğru bir şekilde arıtmadan denizlere, nehir ve akarsulara veriyor. Fabrikalar genellikle denize yakın yerlere kurulmuştur, ve atıklarını yine kanalizasyonlar gibi arıtarak denize boşaltmaları gerekmektedir. Fakat çok az fabrika uygun özelliklere sahip arıtma tesisine sahipken bir çoğunda arıtma tesisi yoktur. Ülkemizde ve dünyada, kanalizasyon atıklarının tamamına yakını denizlere veya denizlerle baglantısı olan akarsulara boşaltılır. Fakat gelişmiş ülkelerde bu atıklar dört aşamalı bir arıtmadan geçtikten sonra denize boşaltılır ve içinde zararlı hiç bir madde kalmaz. Ülkemizde 3 bin 215 belediyeden ancak 150’sinde vardır ve onların çoğu da elektrik tüketiminin fazla olması gibi bahanelerle çalıştırılmamaktadır.

 

Sonuç olarak Marmara ve Karadeniz ekosistemi çok büyük tahribata uğramış bir çok istilacı tür tarafından işgal edilmiş ve verimsiz bir su kütlesine dönüşmeye devam etmektedir.

 

Ötrofikasyonun Genel Etkileri

• Bitki ve hayvan biyoması yükselir.
•  Tür çeşitliliği azalır, dominant biyota değişir.
•  Bulanıklık (turbidite) artar.
• Sedimentasyon artar.
•  Oksijensiz koşullar oluşabilir.

 

•   Besin elementlerinin kış dönemlerinde ilkbahar ve yaz dönemlerine göre daha yüksek ölçüldüğü (kış karışımlarının da etkisiyle) söylenebilir.
•   İlkbahar döneminde tüm besin maddeleri en düşük seviyesinde olup birincil üreticiler (fitoplankton) tarafından tamamen kullanıldığını işaret etmektedir.
•   Fosforlu bileşikler her mevsimde en yüksek seviyede ölçülmüş olup sanayi ve evsel baskıların sürekli varlığını işaret eder.
•   Susurluk etkisindeki istasyonlarda görece yüksek azotlu bileşikler ve silikat tespit edilmiştir. N:P (Redfield molar) oranı okyanus ve baskı altında olmayan denizel sistemlerin ışıklı su tabakası için 16 olarak tanımlanmıştır. Bu değer, Marmara Denizi için genelde 5’in altında olup <2 olan değerler istenilmeyen değerlerdir (DeKoS, 2014).
•   Si:N oranının ise <5 olması istenen bir durum değildir. Bu durum özellikle fitoplanktonun, diatom grubundan diğer gruplara kaymasına ve sonuç olarak ekosistem yapısının değişmesine neden olur.

 

Grafik: Marmara Denizi SYB’lerinin 2014-2017 yılları arası yüzey tabaka (0-10m ortalama) klorofil-a konsantrasyon karşılaştırılması

 

Genel olarak Marmara Denizi’nin Batı kısmı Akdeniz sularının etkisinde olduğundan ÇO değerleri bu bölgenin ara tabaka ve alt sularında görece yüksek değerlere sahiptir.

Şekil: Marmara Denizi alt tabakada doygun oksijen değerleri dağılımı (Ağustos 2016)

Bu değerin %20-30 ‘un altına düşmesi ekosistem kalitesi açısından kesinlikle istenmeyen bir durumdur. Marmara Denizi derin çukurları ile doğu ve kuzey bölgelerinin neredeyse tümü bu eşiğin altındadır.

Şekil: Kıyı su kütleleri ekolojik kalite değerlendirmesi (2016)

 Ülkemizden Ötrofikasyon Haberleri;

1-      İstanbul Boğazı’nda son günlerde yaşanan renk değişikliğinin sebebinin ‘Emiliania huxleyi’ olduğu belirtildi.

 

 

2-      Marmara Denizi turuncuya büründü Tekirdağ’ın Süleymanpaşa ilçesinde yaşayan vatandaşlar, güne daha önce görmedikleri bir manzarayla uyandı.

 

 

3-      İzmit Körfezi’nde birkaç gündür görülen kızıl renkli görüntünün sebebi yine ötrofikasyon..

 Bu haberlere verilebilecek onlarca daha örnek var elbette. Aşağıdaki fotografta ise marmara denizinin 2015 yılında bir uydu fotografını görüyorsunuz;

 

 

Zararlı Mikroalg Aşırı Üremesi

Deniz ya da tatlı su ortamlarında yaşayan bir hücreli mikro-alglerin suyun rengini değiştirecek derecede aşırı üremelerine genel olarak zararlı olduğu görüşü ile yaklaşılmıştır. Bunun temel nedenleri suyun rengini, tadını ve kokusunu bozmalarının yanı sıra, zaman zaman sucul canlıların ölümlerine de sebebiyet vermeleridir.

Mikro-alg aşırı üremelerinin insanların suları kirletmesi ile başladığı iddia edilmekle birlikte yerküremizde henüz insan ayak izlerine rastlanmadığı 50-70 milyon yıl önce organik materyalce zengin paleozoik denizlerde de yaygın olarak oluştukları jeolojik araştırmalardan bilinmektedir.

Aşırı mikroalg üremelerinin isimlendirilmeleri de önemli bir sorun oluşturmaktadır. UNESCO/IOC-HAB bürosu bu konuda şu saptamalarda bulunmaktadır.

En genel ifade ile mikroalg aşırı üremeleri çiçeklenme ya da patlama (blooms) ve red-tides şeklinde tanımlanırlar.

Bu tanımlarda ifade edilen çok çeşitli boylarda ve türlerde olabilen, zehirli ya da zararlı tüm organizmalarca oluşturulan deniz suyunda renklenmeye neden olan olaylardır. Dolayısı ile çiçeklenme, patlama ve red-tide isimlendirmeleri çoğunlukla yanlış anlamalara neden olmaktadır zira bu ifadelerle, meydana gelen olayların diğer biota üzerine zarar verip vermedikleri açıklanamamaktadır.

Bu nedenle, zararlı mikro-alg aşırı üremeleri (HAB, harmful algal blooms) ifadesinin kullanılması daha doğru olacaktır.

Günümüzdeki kullanımı ile zararlı mikro-alg aşırı üremeleri  biota’da yer alan diğer canlılara zarar vermek koşulu ile  deniz suyu rengini değiştirsin ya da değiştirmesin,  zehirli ya da zehirsiz tüm fitoplankton aşırı üremelerini ifade etmektedir.

Bu tanımla, toksik olmasa da, köpük, musilaj veya seta gibi dikensi çıkıntıları ile diğer organizmalara hasar veren türler de ele alınmaktadır. IOC-HAB bürosu özellikle red-tide deyiminin kullanılması konusunda dikkatli olunması gerektiği ve bu kelimenin tüm mikro-alg aşırı üremesi olaylarını tehlikeli olarak tanımlayarak antipati yarattığını belirtmektedir.

Zararlı mikro-alglerin ekosistem ve besin zincirinde oluşturdukları hasarlar çok boyutludur.

En önemli olumsuz etki aşırı üremiş olan zehirli mikro-algin sudan midye veya istiridye tarafından besin olarak alınması ile başlar.

Deniz ve tatlı su kabuklu yumuşakçaları besin toplayabilmek amacı ile fazla miktarda suyu filtre ettiklerinden çok kısa bir sürede zehirli mikro-algleri vücutlarında konsantre ederek insan yada diğer tüketiciler için zehirli bir hale gelirler.

Bu midye ve istiridyelerin yenilmesi ile zehirlenme olayı başlar ve belirtilerine göre paralitik, diyeratik, nörotoksik, amnezik ve azaspirasid tip kabuklu zehirlenmesinden söz edilir.

^{Kabuklu Toksinleri}

^{-Paralize edici toksinler (PSP)}

^{(Paralytic Shellfish Poison, Saxitoxin)}

^{-İntestinal Toksinler (DSP)}

^{(Diarrhetic Shellfish Poison, Okadaic acid)}

^{-Amnetik Toksinler (ASP)}

^{(Amnesic Shellfish Poison, Domaic acid)}

^{-Neurotoksik Toksinler (NSP)}

^{(Neurotoxic Shellfish Poison)}

^{- Yessotoksin (YSP) - Azaspirasit (AZP) -Goniodomin}

^{(Thymustoxic)}

^{-Siguatera (CFP)}

^{Balık Toksinleri}

^{-Primnesin (Prymnesin) -PSP}

^{-Polyetherler (Polyethers)}

^{-Fikolipidler (Phycolipids) -Haemolizinler (Haemolysins)}

^{Kompleks Toksinler}

^{Mikrosistin Nodularin Anatoksin-A Anatoksin-B Slindropermopsin}

Mikro-alg Aşırı Üremelerine Karşı Eylem Planları ve Mücadele

Mikro-alg aşırı üremeleri dünya genelinde 21. yüzyılın en önemli sorunlarından biridir. Esas olarak mikro-alg aşırı üremeleri ile mücadelede:

• Eğitim ve izleme
• Azaltma ve kontrol
• Aşırı üremenin kontrolü
• Deniz Ürünü Yetiştirme Çiftliklerinde Azaltıcı Yöntemler

 

Deniz Biyotoksinlerinin Kimyası

Taksonomik olarak bu grup maddeler orijinine göre;

1.1 Mikroalgler (Phytoplanktonlar)

1.2 Dinoflagellatlar

1.3 Haptofitler

1.4 Diatomlar

1.5 Rapidofitler

1.6 Cyanobacteria

1.7 Cysts,

1.8 Deniz hayvanları Phanerotoxic, bütün vücut dokuları toksik olanlar

Cryptotoxic olarak tanımlanırlar.

1.9. Mollusklardan (80.000 sp mevcut 84 tanesi insan için toksik madde

taşır).

Kimyasal yapıya göre sınıflandırma

2.1-Trisiklik

Perhidropurin

Saxitoxin Neosaxitoxin Gonyautoxin

2.2-Peptid

Pentapeptid, heptapeptid, polipeptid cyclic

heptapeptid: Microcrystin, Conotoxin (Conus snail) 2.3- Pirol pirimidin

Tubercidin 2.4- Hidroksiguanidin

Aphantoxin 2.5- Sekonder amin

Anatoxin 2.6- Polieter

Brevitoxin Ciguatoxin Scaritoxin Maitoxin

2.7- Forbol esteri Palitoxin

^{Farmakolojik etkiye göre sınıflandırma}

^{PSP (Paralytic Shellfish Poisoning)}

^{Saxitoxin, Gonyautoxine}

^{Dinoflagellates. Alexandrium acatenella, A. catenella, A. chohorticula, A. fundyense, A. fraterculus, A. minitum, A. tamarense, Gymnodium catenatum, Pyrodinium bahamense, Compressum lyngbia}

^{DSP (Diarrhetic Shellfish Poisoning)}

^{Okaidic asidDinoflagellates: Dinophysis acuta, D. acuminata, D. fortii, D. norvegia, D. mitra, D. rotundata, Prorocentrum lima.}

^{ASP (Amnesic Shellfish Poisoning)}

^{Domoik asid}

^{Diatome: Pseudo nitzschia multiseries, P. pseudo delicattisima, P. autralis. NSP (Neurotoxic Shellfish Poisoning)}

^{Ciguatera balık zehiri (Ciguatera toxin)}

^{Dinoflagellates: Gymnodium breve, Oscillatoria, Anabaena, Aphanizomenon Hepatotoksik :Microcystin membran kanala etkilidirler. Brevetoxin, tetrodoxin, saxitoxin, Kalp adelesine etkilidir; Maitoxin tumör prometer; Nikotinik metil kolin reseptor: Anatoxin.}

 

 

^{Kaynakça: Deniz Kirliliği Ders Notları}