Suda Yaşayan Canlılar Bizlere Su Kalitesi Hakkında Bilgi Verir Mi?

Değerli okurlarımız bu yazımızda sizlere yakın zamanda sitemizde yayınlamış olduğumuz Hidrobiyoloji Nedir? adlı yazımızda da bahsi geçen mevcut su kaynağının kalitesinin belirlenmesinde sıklıkla kullanılan BMWP ve ASPT indekslerinden bahsedilecektir. Bu indekslerde canlıların rolü nedir? ve su kirliliğinin tespitinde ne gibi bir öneme sahiptirler? tarzında sorulara cevap verilmeye çalışılacaktır.

Biyolojik İzleme Çalışma Grubu’na (BMWP) Neden İhtiyaç Duyuldu?

İngiltere’de biyolojik yöntemlerin ilk resmi kullanımı Çevre Bakanlığı tarafından 1970 Ulusal Nehir Kirliliği Araştırması'nda yapılmıştır. Kullanılan yöntemin yeterliliğine ilişkin eleştirilerin ardından, Ulusal nehir kirliliği araştırmalarında kullanılmak üzere farklı bir sistem önerisi sunulup ilk kez Biyolojik İzleme Çalışma Grubu (BMWP) bu öneri altında gün yüzüne çıkmıştır. Bu çalışma, bentik makroomurgasızlara dayanan bir skor sisteminin önerilmesine yol açan çalışma grubunun işlemlerini barındırmaktadır. Canlı gruplarını belirleme, bolluk, bölgeleme ve örnekleme yöntemlerine ilişkin görüşmelerinin sonuçları bu sistem içerisinde kayıt altına alınmaktadır.

Her ne kadar nehir suyu kalitesini değerlendirmek için biyolojik yöntemler kıta Avrupası'nda yüzyılın başından beri kullanılsa da, bu yöntemlerin İngiltere'de kullanımı diğer Avrupa ülkelerine nazaran daha ciddi bir şekilde dikkate alınmıştır. Nehir kirliliğinin etkilerini inceleyen bireysel çalışanlar, kirliliğin etkilerini değerlendirmek ve derecelendirmek için biyolojik yöntemleri savundular ve ilk kez kurşun madenleri tarafından kirletilen Cardiganshire akarsularındaki çalışmalar ile İngiltere’nin bu sisteme dikkatini vermesi sağlandı. Böylece biyolojik izlemenin başlangıcında, kirliliği değerlendirmek için biyolojik yöntemler toksik kirliliğe uygulandı. Kanalizasyon atık sularının küçük akarsulardaki bitkiler ve hayvanlar üzerindeki etkilerini inceleyen bilim adamları, daha fazla çalışmanın hayvanları ve bitkileri doğrudan kirlilik kanıtı olarak kullanmayı ve tamamen dolaylı kimyasal analizlere dayanmamasını önerdi. Tarım ve Balıkçılık Bakanlığı ekibi tarafından Lark'ta pancar şekeri atıklarının etkileri, Tees'deki kanalizasyon atıkları ve Bristol Avon'daki süt atıkları üzerindeki ekolojik çalışmaların ardından ilk kez bir bilim adamı, `` Kirliliğin biyolojik tespiti '' raporunu sundu.

WaterTexas

Bu rapordaki sonuçlar hem alg hem de omurgasız hayvanları kullanarak elde edilmişti ve nehirlerin kirlilik durumunu değerlendirmede biyolojik yöntemlerin avantajlarını göstermek için sunulmuştu. İlk başlarda haliyle birçok kişi bu çalışmalara şüphe ile bakmaktaydı, hatta biyolojik değerlendirmenin dayandığı önermeye meydan okuyan otorite içindeki başkaları tarafından şiddetle karşı çıkılıyordu. Sonuç olarak, önümüzdeki on yıl boyunca, İngiltere'deki nehir kirliliği kontrol çalışmalarında biyolojik yöntemlerin uygulanması için sadece izole edilmiş girişimlerde etkin rol oynamasına izin verildi.

Bu süreci takip eden yıllarda İngiltere’nin farklı yerlerinde farklı biyolojik indeksler (Tren nehri için sunulan Trent Biyotik Endeksi [TBI]) oluşturulmaya başladı ve biyolojik izleme çalışmalarında hızlı bir ivmelenme kaydedildi. Fakat bu indekslerin ilk başlarda çok büyük bazı sorunları vardı ki bu sorunlar devletin hala bu çalışmalara kuşku ile bakmasına sebep oluyordu. Bu kuşkulara sebebiyet veren olayların başında aynı çalışma alanlarında iki farklı yöntemin birbirini destekleyici değil tam tersine tutarsızlık sergileyici bir tablo oluşturmasıydı. Yani kimyasal analizler ile kirlilik seviyesi temiz çıkan bir su kaynağını biyolojik indeksler kirli ya da çok kirli olarak tanımlanıyordu. Bunun sebebinin ilgili nehrin topoğrafyasındaki değişimler olduğunu düşünüldü çünkü nispeten daha sığ ve durgun sularda sonuçlar çok daha doğru ve tutarlıydı. Bu durum düşünüldüğünde sistem kendi içerisinde farklı nehir türlerine göre sınıflandırmalar yapsaydı çok daha başarılı olabilecekti.

WikiMedia

Biyolojik verileri biyolog olmayan kişiler tarafından daha anlaşılabilir kılmak için, bazı biyologlar bulgularını bir indeks veya puan olarak sayısal bir formda sunmayı gerekli buldular. Diğer biyologlar, karmaşık biyolojik toplulukları tek sayısal değerler olarak ifade etme olasılığı ve tavsiyesi konusunda bu konuya oldukça şüphe ile yaklaştılar. Fakat bu işlem yapılan çalışmaların çok daha anlaşılabilir bir veri seti sunmasını salıyor ve biyolog olmayanlar için dahi veriyi anlamlı hale getiriyordu. Bu düşüncelerin ardından BMWP skor sistemi/biyotik indeksi sunuldu ve günümüze kadar birçok gelişim ve iyileştirme aşamasından geçti.

BlogSpot

Farklı alanlar üzerine farklı etkiler sunabildiği için bazı araştırmacılar kendi ülkelerinin BMWP skor tablolarını oluşturdular. Aslında bunu yapmalarının sebebi farklı ülkelerin farklı topoğrafik yapılara sahip olması ile beraber yine aynı şekilde farklı ülkelerin farklı makroomurgasız faunaları vardı ve bu yüzden biyotik indeksin yerelleştirme uygulamasına tabi tutulması gerekti. Bu amaç doğrultusunda; ülkemizde 2013 senesinde araştırmacılar tarafından geliştirilen Yeşilırmak-BMWP (YBMWP) ilk biyotik indeks olarak karşımıza çıkmaktadır. Yeşilırmak Nehri havzasından yapılan örneklemeler sonucunda bentik omurgasızlar teşhis edilmiş ve fiziko-kimyasal parametreler ölçülerek su kalite sınıfları belirlenmiştir. Elde edilen veriler kullanılarak uygulanan istatiksel metotlarla birlikte orijinal BMWP indeksi Türkiye bentik makroomurgasız faunasına göre modifiye edilerek, Y-BMWP indeksi oluşturulmuştur.

Artık BMWP İndeksisinin Kökeninin Nereden Geldiği Biliyoruz. Peki BMWP İndeksi Nasıl Çalışır?

Kirlenmenin etkisinde kalan akarsu, göl ve denizlerde yaşayan mikro ve makroorganizmaların kalitatif ve kantitatif özellikleri ile dağılışlarında önemli değişmeler olmaktadır. Bu kirlenmeye bağlı olarak bölgeye gelen veya bölgeden uzaklaşan türlere indikatör (gösterge) tür adı verilir. BMWP indeksinin, bazı makroomurgasız ailelerin ilgili bölgeden yoksun olması ve farklı taksonlarla ikame edilmesi ile ailelerin bölgeden bölgeye farklı kirlilik toleransları gösterebilmeleri nedenleriyle farklı bölgelere göre uyarlanması gerekmektedir.

StroudCenter

Kısaca BMWP indeksi omurgasızların kirliliğe karşı duyarlılığını ele alır; öncelikle örneklemelerde tespit edilen taksonların hangi familyalara ait olduğu belirlenir. Familya gruplarına göre 1 ile 10 arasında bir puan verilir. BMWP puanı, bulunan tüm familyaların değerlerinin toplamıdır. 100'den büyük değerler temiz su kaynakları ile ilişkilendirilirken, çok kirli su kaynaklarının puanları 10'dan azdır. Örnekleme yapmış olduğunuz alandan topladığınız canlıların laboratuvar ortamında familya düzeyinde teşhisleri yapıldıktan sonra ilgili familyanın karşılığı olan 1-10 arasındaki değer dikkate alınacak ve son olarak her farklı familyanın değerleri toplanıp BMWP skor tablosunda toplam değere karşılık gelen kategori dikkate alınıp sonuçlar kaydedilecektir (bu konu ile alakalı örnekleme işleminin nasıl yapıldığına dair bilgiye buradan ulaşabilirsiniz). Fakat bu yöntem tek başına uygulandığında bazı eksiklikleri göze çarpmaktadır.

BMWP skor aralıkları, kategorileri ve yorumları:

• 0-10: Çok kötü su kalitesi / Aşırı kirlenmiş
• 11-40: Kötü su kalitesi / Kirlenmiş veya etki altında
• 41-70: Orta derecede su kalitesi / Orta derecede etkilenmiş
• 71-100: İyi / Temiz fakat kısmen etki altında
• >100: Çok temiz / Temiz su, etki yok

Nedir bu eksiklik? Örneklemdeki takson (âlemden alt türe kadar bir hiyerarşi içinde düzenlenmiş tüm birimlerin ortak adı [buradaki kullanımı farklı familyalar için]) sayısından büyük ölçüde etkilenen skor sistemleri, örneklem büyüklüğünden, örnekleme ve örnek işleme verimliliğinden etkilenir. Bu doğal zayıflığın üstesinden gelmek için araştırmacılar, BMWP toplam skorunun takson sayısına bölünmesi ve böylece ortalama bir puan sunması gerektiğini önerdiler. Bu yeni hesaplama değerine ASPT (Takson Başına Ortalama Puan) adı verildi. Kısaca ASPT, topluluk içindeki tüm taksonların ortalama tolerans değerlerini vermektedir. Taksonlara ait ASPT değeri, BMWP değerinin örnekleme noktasındaki toplam familya sayısına bölünmesi ile bulunuyordu.

ASPT skor aralıkları ve kategorileri:

• >6: Temiz Su
• 5-6: Az kirlenmiş (Şüpheli kalitede)
• 4-5: Orta derecede kirli
• <4: Ağır derecede kirli

EPA

Tüm anlatılanları bir örnek ile kafamızda şekillendirmek ve anlatımı güçlendirmek adına çok daha yerinde olacaktır. Diyelim ki bir su kaynağından örnekleme işlemi gerçekleştirdiniz. Laboratuvarda sahadan topladığınız makroomurgasız canlıların hangi familyalara ait olduğunu belirlemek adına teşhis işlemlerini gerçekleştirdiniz ve elinizde toplamda 14 farklı familyadan bireyler var. Şimdi yapmanız gereken işlem her familya için belirlenmiş olan BMWP değerlerini öğrenmektir.

Makroormurgasız Familyaları ve BMWP Skorları:

• BMWP 10: Goeridae, Leptoceridae, Odontoceridae, Beraeidae, Molannidae, Phyryganeidae, Aphelocheiridae, Chloroperlidae, Perlidae, Perlodidae, Capniidae, Leuctridae, Taeniopterygidae, Ephemeridae, Potamanthidae, Ephemerellidae, Leptophlebiidae, Heptageniidae, Sipholunidae Sericostomatidae, Brachycentridae, Lepidostomatidae
• BMWP 8: Philopotamidae, Psychomyiidae, Libellulidae, Corduliidae, Aeshnidae, Cordulegasteridae, Gompidae, Agriidae, Lestidae, Astacidae
• BMWP 7: Limnephilidae, Polycentropodidae, Rhyacophilidae, Nemouridae, Caenidae
• BMWP 6: Coenagriidae, Platycnemididae, Gammaridae, Corophiidae, Unionidae, Hydroptilidae, Ancylidae, Viviparidae, Neritidae
• BMWP 5: Eliminthidae, Dryopidae, Helodidae, Clambidae, Hydrophilidae, Gyrinidae, Dytiscidae, Hygrobiidae, Haliplidae, Corixidae, Pleidae, Notonectidae, Naucoridae, Nepidae, Gerridae, Hydrometridae, Mesoveliidae Dendocoelidae, Planariidae, Simuliidae, Tipulidae, Hydropsychidae, Curculionidae, Chrysomelidae
• BMWP 4: Sialidae, Piscicolidae, Baetidae
• BMWP 3: Sphaeriidae, Planorbidae, Physidae, Lymnaeidae, Hydroniidae, Valvatidae Asellidae, Erpoddellidae, Hirudidae, Glossiphonidae
• BMWP 2: Chironomidae
• BMWP 1: Oligochaeta (Tüm gruplar)

BlogSpot

Elimizde 14 farklı familya olduğunu hatırlıyoruz. Bu 14 farklı familya içerisinde; 2 adet BMWP 10, 4 adet BMWP 8, 4 adet BMWP 7, 2 adet BMWP 6, 1 adet BMWP 5 ve 1 adet BMWP 4 kategorisinde yer alan familyalar var ve toplamda yinelemek gerekir ise 14 farklı familya var. Sürekli olarak yinelememin sebebi ASPT değeri hesaplanırken toplam BMWP skoru toplam familyası olan 14'de bölünecektir.

Son olarak yapmamız gereken belirttiğimiz üzere bu 14 farklı familyanın BMWP skorlarının toplanmasıdır. Toplandığında ise bizlere 101 sayısal değerini vermektedir. Bu değer BMWP kategorisinde > 100 ifadesinin karşılığı olduğu için su kaynağımızın çok temiz ve herhangi kirletici etkisi altında olmadığına işaret eder. Aynı şekilde ASPT değeri hesaplanmak istendiğinde elde edilen toplam BMWP skoru olan 101'i toplam familya sayısı olan 14'e bölüyoruz. Çıkan değer 7,2 olarak belirleniyor. Bu değer ASPT kategorisinde > 6 ifadesinin karşılığı olduğu için tıpkı BMWP'deki durumda olduğu gibi bir paralellik gösterip kaynağımızın temiz su olarak nitelendirilmesini sağlıyor.

Son olarak tüm bu veriler analiz edilip değerlendirildikten sonra su kaynağınızın güncel durumu hakkında bizlere bilgi sunar. Hatta elde edilen veriler doğrultusunda geleceğe yönelik projeksiyonlar sunulup ilerleyen yıllarda su kaynağındaki değişimler hakkında tahminler yürütülebilir.