Karayosunlarında radyonuklid (cs-137) kirliliği ve metal zenginleşmesi kayıtları: Iğdır ili örneği

Bu çalışmanın amacı, Iğdır ilinde karayosunları kullanılarak radyonüklid (137Cs, 210Pb, 226Ra, 40K, 232Th) ve Potansiyel Toksik Element (Pb, Cu, As, Ni, Zn) birikimini değerlendirmek, mekânsal dağılımlarını analiz etmek ve çevresel riskleri belirlemektir. Örnekler, Iğdır ilinin farklı yükselti ve konumlarını temsil edecek şekilde toplanmış ve analiz edilmiştir. Radyonüklid analizleri yüksek saflıkta germanyum gama spektrometresi (HpGe dedektör), PTE analizleri ise X Işını Floresans Spektrometresi (XRF) ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler, biyo-konsantrasyon faktörü (BCF), korelasyon analizi ve temel bileşen analizi (PCA) gibi istatistiksel yöntemlerle değerlendirilmiştir. Çalışmada, özellikle Tuzluca ve çevresindeki yüksek yükseltiye sahip istasyonlarda 137Cs ve 210Pb konsantrasyonlarının diğer istasyonlara göre belirgin şekilde yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bu durumun, yükseltiye bağlı olarak artan yağış miktarı ve rüzgâr koşulları ile yakından ilişkili olduğu ortaya konmuştur. Yapılan Pearson korelasyon analizi sonuçlarına göre, yükselti ile 137Cs (r = 0.899, p <0.05) ve 210Pb (r = 0.949, p <0.01) arasında çok güçlü pozitif korelasyonlar tespit edilmiştir. Ayrıca, PCA sonuçları 137Cs ve 210Pb izotoplarının benzer yönelim gösterdiğini ortaya koyarak, bu iki değişkenin ortak varyans yapısına sahip olduğunu desteklemiştir. BCF değerleri, tüm örnekleme istasyonlarında PTE'lerin karayosunlarında atmosferik birikime bağlı olarak zenginleşme eğiliminde olduğunu göstermiştir. En yüksek BCF değeri 24.3 ile As için hesaplanmıştır. PCA sonuçları, PTE'lerin dağılımının hem antropojenik hem de doğal kaynaklardan etkilendiğini göstermektedir. Elde edilen bulgular, kullanılan Grimmia ve H. cupressiforme türü karayosunlarının hem PTE'ler hem de radyonüklidler açısından atmosferik birikimi yansıtabilen etkili biyoindikatörler olduğunu ortaya koymuştur.

The aim of this study is to evaluate the accumulation of radionuclides (137Cs, 210Pb, 226Ra, 40K, 232Th) and Potentially Toxic Elements (PTEs) (Pb, Cu, As, Ni, Zn) using moss samples collected from the Iğdır province, to analyze their spatial distributions, and to assess related environmental risks. The samples were collected and analyzed from various locations representing different altitudes and geographical settings within the study area. Radionuclide analyses were performed using a High-Purity Germanium (HPGe) gamma spectrometer, while PTE analyses were conducted via X-Ray Fluorescence Spectrometry (XRF). The obtained data were evaluated through statistical methods including Bioconcentration Factor (BCF), correlation analysis, and Principal Component Analysis (PCA). The study revealed that 137Cs and 210Pb concentrations were significantly higher in stations located in high-altitude areas, particularly around Tuzluca. These elevated levels were found to be strongly associated with increased precipitation and wind patterns typical of higher elevations. Pearson correlation analysis indicated very strong positive correlations between altitude and both 137Cs (r = 0.899, p <0.05) and 210Pb (r = 0.949, p <0.01). Additionally, PCA results showed that 137Cs and 210Pb exhibited similar loadings, supporting their shared variance structure and common atmospheric origin. BCF values indicated that PTEs tend to accumulate in moss samples across all stations due to atmospheric deposition. The highest BCF value was calculated for As (24.3). PCA results further suggested that the distribution of PTEs is influenced by both anthropogenic sources (e.g., industrial and agricultural activities) and natural factors (e.g., lithology and weathering processes). Overall, the findings demonstrated that the moss species Grimmia and H. cupressiforme are effective bioindicators for monitoring atmospheric accumulation of both PTEs and radionuclides in the region.