Ağır Metal ile kirlenmiş topraklarda rüzgâr hızı ve agregat boyutunun toprak kaybı üzerindeki etkisi: Rüzgâr tüneli çalışması

Creative Commons License

kaplan s.

Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, cilt.13, sa.3, ss.576-584, 2026 (TRDizin)

Özet

Rüzgâr erozyonu, yalnızca toprak bozunmasına yol açan önemli bir çevresel süreç değil, aynı zamanda kirlenmiş alanlardan kirleticilerin yeniden dağılımına da neden olan bir mekanizmadır. Bu çalışma, kontrollü rüzgâr tüneli koşullarında agregat büyüklüğü ve rüzgâr hızının ağır metal ile kirlenmiş topraklardaki toprak kaybı üzerindeki etkilerini değerlendirmeyi amaçlamıştır. İncesu (Kayseri, Türkiye) bölgesindeki kirlenmiş bir sahadan alınan yüzey toprak örnekleri üç farklı agregat büyüklüğü sınıfına (0,5, 1,0 ve 2,0 mm) ayrılmış ve 8, 10 ve 12 m s⁻¹ rüzgâr hızlarına maruz bırakılmıştır. Her uygulama sonrasında meydana gelen toprak kaybı ölçülmüş ve istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Sonuçlar hem agregat büyüklüğünün hem de rüzgâr hızının toprak kaybını önemli derecede etkilediğini göstermiştir (p ≤ 0,01). En yüksek toprak kaybı (30,85 kg m⁻²), 12 m s⁻¹ rüzgâr hızında 0,5 mm agregat fraksiyonunda belirlenirken, en düşük değer (5,15 kg m⁻²) 8 m s⁻¹ rüzgâr hızında 2,0 mm agregat fraksiyonunda ölçülmüştür. Agregat büyüklüğü arttıkça toprak kaybı azalırken, rüzgâr hızındaki artış tüm agregat sınıflarında toprak taşınımını önemli ölçüde artırmıştır. Denemede kullanılan toprağa ait ağır metal analizleri, daha ince agregat fraksiyonlarının daha yüksek Zn, Cd ve Pb konsantrasyonları içerdiğini ortaya koymuştur. Bu bulgular, agregat büyüklüğünün kirlenmiş toprakların rüzgâr erozyonuna karşı duyarlılığını belirleyen temel bir faktör olduğunu ve ağır metallerin rüzgârla taşınan sedimentler aracılığıyla yeniden dağılım potansiyelini etkileyebileceğini göstermektedir. Bu nedenle, agregat oluşumunu teşvik eden ve yüzey stabilitesini koruyan yönetim uygulamaları, kirlenmiş alanlarda hem toprak kaybının hem de kirleticilerin yayılımının azaltılmasına katkı sağlayabilir.
Wind erosion is a fundamental process that facilitates soil degradation and redistribution of contaminants from polluted sites. Wind-tunnel experiments were conducted under controlled conditions to assess the effects of wind speed (8, 10, and 12 m s⁻¹) and aggregate size (0.5, 1.0, and 2.0 mm) on soil loss from heavy-metal- contaminated soils collected from a contaminated site in İncesu district of Kayseri, Türkiye. Experimental results indicated that aggregate size and wind speed had significant effects on soil loss (p ≤ 0.01). The greatest soil loss (30.85 kg m⁻²) was encountered in 0.5 mm aggregates at a wind speed of 12 m s⁻¹ and the lowest (5.15 kg m⁻²) in 2.0 mm aggregates at a wind speed of 8 m s⁻¹. Soil loss values decreased with increasing aggregate sizes, but increased with increasing wind velocities. Soil samples of different aggregate sizes were also subjected to heavy metal analyses. It was observed that finer aggregates had higher Zn, Cd, and Pb concentrations. Present findings revealed that aggregate size is a key parameter for wind erosion susceptibility of contaminated soils. It was also concluded that aggregate size could significantly affect redistribution of heavy metals through wind-driven soil loss. Management strategies and practices are recommended to promote aggregate formation and maintain surface stability of contaminated sites. Such practices are also recommended to reduce soil loss and contaminant dispersal in polluted sites.