Farklı Tip ve Boyuttaki Mikroplastiklerin Toprağın Fiziksel Özellikleri Üzerine Etkileri

Abstract

Çalışma, Kasım 2023'ten Nisan 2024'e kadar Samsun'daki Ondokuz Mayıs Üniversitesi'nde gerçekleştirilen bir sera deneyinde mikroplastiklerin (MP'lerin) toprağın hidro-fiziksel özellikleri üzerindeki etkilerini araştırdı. Deneyde iki farklı türde düşük gübre ile karıştırılmış killi toprak kullanıldı. Kuru toprağın ağırlıkça %0,25, %0,5 ve %1 konsantrasyonlarında değişen kalınlıklarda (24μm ve 200μm) yoğunlukta polietilen (LDPE) MP'ler ve MP'siz bir kontrol grubu. Sonuçlar MP'lerin eklenmesinin çeşitli toprak özelliklerini önemli ölçüde değiştirdiğini gösterdi. Kullanılan sera filmi MP'lerin %1'lik uygulaması hariç, MP ile değiştirilmiş topraklarda kütle yoğunluğu arttı ve toplam gözeneklilik azaldı. Tüm MP işlemlerinde ortalama ağırlık çapı arttı, ancak agregat stabilite yüzdesindeki değişiklikler önemsizdi. Kullanılan sera film MP'lerinin her iki MP boyutunun %1'i dışındaki tüm işlemlerde su kullanım verimliliği önemli ölçüde arttı. MP konsantrasyonu arttıkça tarla kapasitesi genel olarak azalmış, çöp plastik uygulamalarında kalıcı solma noktası azalmış ancak sera plastik uygulamalarında kontrole göre önemli bir değişiklik görülmemiştir. Topraktaki MP konsantrasyonu arttıkça bitkiye yarayışlı su azaldı. Doymuş hidrolik iletkenlik değişiklikleri istatistiksel olarak önemsizdi, ancak buharlaşma derinliği <2 mm'lik %0,5'lik işlem için toprak kolonunda en yüksekti, oysa aynı MP'nin %1 >2 mm'lik saksısında en yüksek buharlaşma derinliğine sahipti. <2mm MP'lerle tedavi edilen kolonlarda kılcallığın daha büyük MPS'lere göre daha yüksek olduğu bulundu. Doyma sonrası sütunda tutulan hacimsel su içeriği, %0,25 ve %0,5 konsantrasyonlarda >2 mm MP'lerde en yüksekti ve <2 mm ve >2 mm MP'lerin %1 işlemlerinde en düşüktü.

The study investigated the effects of microplastics (MPs) on the hydro-physical properties of soil in a greenhouse experiment conducted at Ondokuz Mayis University in Samsun, Turkey from November 2023 to April 2024. The experiment utilized clayey soil mixed with two different types of low-density polyethylene (LDPE) MPs of varying thicknesses (24μm and 200μm) at concentrations of 0.25%, 0.5%, and 1% by weight of dry soil, along with a control group without MPs. The results showed that the addition of MPs significantly altered various soil properties. Bulk density increased and total porosity decreased in the MP-amended soils, except for the 1% treatment of used greenhouse film MPs. Mean weight diameter increased in all MP treatments, but aggregate stability percentage changes were insignificant. Water use efficiency increased significantly in all treatments except the 1% of both MP sizes of used greenhouse film MPs. Field capacity generally decreased as MP concentration increased, while the permanent wilting point was reduced in the garbage plastic treatments but showed no significant changes in the greenhouse plastic treatments compared to the control. Plant available water decreased as MP concentration increased in the soil. Saturated hydraulic conductivity changes were statistically insignificant, but the evaporation depth was highest for the 0.5% treatment of <2mm in the soil column, whereas in the pot 1% >2mm of the same MP has the highest evaporation depth. Capillarity was found to be higher in the columns treated with <2mm MPs compared to the larger MPS. The volumetric water content retained in the column post-saturation was highest in the >2mm MPs at 0.25% and 0.5% concentrations, and lowest in the 1% treatments of <2mm and >2mm MPs.