Journals / Acta Aquatica Turcica / 2023 / Cilt: 19 Sayı: 4

Evaluation of Lake Uluabat (Bursa) Surface Water Quality Using Multivariate Statistical Methods

Uluabat Gölü (Bursa) Yüzey Suyu Kalitesinin Çok Değişkenli İstatistiksel Yöntemler ile Değerlendirilmesi

Pages
341–357
Publication Date
2023-12-01
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

According to the results of the Explanatory Factor Analysis, it was determined that mining activities in the Uluabat Lake basin and the geological structure of the basin are the most important factors affecting the water quality of the lake.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:To investigate the impact of pollutants that pose a threat to aquatic ecosystems in Uluabat Lake, a RAMSAR area, a number of physicochemical variables, heavy metals, and toxic elements were evaluated in water samples collected from five stations in the summer of 2017, fall 2018, spring 2019 and winter 2020.
📊
Key Findings & Data:Some of the heavy metals and toxic elements such as Al, As, B, Fe, and Mn explained the 30.54% of the total variance and created a positive factor load on the first axis.
💡
Conclusion & Impact:According to the results of the Explanatory Factor Analysis, it was determined that mining activities in the Uluabat Lake basin and the geological structure of the basin are the most important factors affecting the water quality of the lake.
🔬Design:Research Article
📍Scope:2017 Verileri
⚙️Variables:Uluabat Gölü · Su Kalitesi · Açıklayıcı Faktör Analizi

Abstract

To investigate the impact of pollutants that pose a threat to aquatic ecosystems in Uluabat Lake, a RAMSAR area, a number of physicochemical variables, heavy metals, and toxic elements were evaluated in water samples collected from five stations in the summer of 2017, fall 2018, spring 2019 and winter 2020. According to the results of the Explanatory Factor Analysis, it was determined that mining activities in the Uluabat Lake basin and the geological structure of the basin are the most important factors affecting the water quality of the lake. Some of the heavy metals and toxic elements such as Al, As, B, Fe, and Mn explained the 30.54% of the total variance and created a positive factor load on the first axis. In the third and fourth factor loadings, the effects of eutrophication and nutrient loadings in water quality of the lake were determined. The total variance of the four factor loadings was determined as 85.47%. According to the results of the Kruskal-Wallis analysis, 19 out of 31 physicochemical variables differed by years, while only PO4-P showed significant differences by stations. Cluster analysis significantly explained the differences of all physicochemical variables for both by stations and years. According to this analysis, the most polluted site in Uluabat Lake was determined as Akçalar region and the most different season was winter. According to the Regulation on Surface Water Quality, Al, As, B, and Fe were found to be above the maximum environmental quality standards. According to irrigation water criteria, B was found to be above the maximum permissible concentration. When the lake water was evaluated according to Carlson Trophic State Index, it was found to be hyper-eutrophic in accordance with the total amounts of nitrogen and phosphorus and eutrophic in accordance with the concentrations of chlorophyll-a.

Özet

Sucul ekosistemler için tehdit oluşturan kirleticilerin bir RAMSAR alanı olan Uluabat Gölü’ndeki etkisini araştırmak amacıyla 2017 yaz, 2018 sonbahar, 2019 ilkbahar ve 2020 kış dönemleri olmak üzere beş istasyondan alınan su örneklerinde bazı fizikokimyasal değişkenler, ağır metaller ve toksik elementler değerlendirilmiştir. Açıklayıcı faktör analizi sonuçlarına göre Uluabat Gölü havzasında yapılan madencilik faaliyetlerinin ve havzanın jeolojik yapısının gölün su kalitesini etkileyen en önemli faktör olduğu tespit edilmiştir. Al, As, B, Fe ve Mn gibi bazı ağır metal ve toksik elementlerin toplam varyansın %30,54’ünü açıklayarak I. eksende pozitif faktör yükü oluşturmuştur. Üçüncü ve dördüncü faktör yüklerinde ise ötrofikasyon ve besin tuzu yüklerinin göl su kalitesine olan etkileri tespit edilmiştir. Faktör analizi sonucunda belirlenen dört faktör yükünün toplam varyansı %85,47 olmuştur. Kruskal-Wallis analizi sonuçlarına göre 31 fizikokimyasal değişkenden 19’u yıllara göre farklılık gösterirken, istasyonlara göre sadece PO4-P’nin anlamlı farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Cluster analizi tüm fizikokimyasal değişkenlerin istasyonlara ve yıllara göre farklılığını belirgin olarak açıklamıştır. Bu analize göre Uluabat Gölü’nde en kirli nokta Akçalar bölgesi olarak belirlenirken en farklı mevsim kış olmuştur. Yerüstü Su Kalitesi Yönetmeliği’ne göre Al, As, B ve Fe’nin maksimum çevresel kalite standardı üzerinde olduğu tespit edilmiştir. Sulama suyu kriterlerine göre ise B, izin verilen maksimum konsantrasyon üzerinde bulunmuştur. Carlson Trofik Seviye İndeksi’ne göre göl suyu değerlendirildiğinde ise, toplam azot ve toplam fosfor’a göre hiperötrofik, klorofil-a değerine göre ise ötrofik karakterde olduğu tespit edilmiştir.

🔖

Cite This Article

KESMEZ, C. Ö., DALKIRAN, N. (2023). Evaluation of Lake Uluabat (Bursa) Surface Water Quality Using Multivariate Statistical Methods. Acta Aquatica Turcica, Cilt: 19 Sayı: 4, 341–357. https://ajindex.com/articles/1019741

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (9)

  1. AATTUT, (2010). Atıksu arıtma tesisleri teknik usuller tebliği. Çevre ve Orman Bakanlığı. Resmi Gazete, Tarih 20.03.2010, Sayı 27527. Abdul, K. S. M., Jayasinghe, S. S., Chandana, E. P., Jayasumana, C., & De Silva, P. M. C. (2015). Arsenic and human health effects: A review. Environmental Toxicology and Pharmacology, 40(3), 828-846. https://doi.org/10.1016/j.etap.2015.09.016
  2. Akdeniz, S., Karaer, F., Katip, A., & Aksoy, E. (2011). A GIS-based method for shallow lake eutrophication assessment. Journal of Biological and Environmental Sciences, 5(15). Akgün, Ü. (2022). Bursa İlinde Toprak-Su Kirliliği ve Çözüm Önerileri [Yüksek lisans tezi, Bursa Uludağ Üniversitesi]. Aksoy, E., & Özsoy, G. (2002). Investigation of multi-temporal land use/coverand shoreline changes of the Uluabat Lake ramsar site using RS and GIS. International Conference on Sustainable Land Use and Management, 318-325. APHA, (1998). Standard methods for the examination of water and wastewater (20th ed.). Washington, DC:American Public Health Association. Arslan, N. (2013). Invisible face of boron pollution in fluvial ecosystem: the level in the tissues of sentinel and nectonic organisms. Ambio, 42(6), 715-723.
  3. Barlas, N., Akbulut, N., & Aydoğan, M. (2005). Assessment of heavy metal residues in the sediment and water samples of Uluabat Lake, Turkey. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 74(2), 286-293.
  4. Bartlett, M. (1950). Tests of significance in factor analysis. British Journal of Psychology, 3, 77-85.
  5. Bebek, M. T. (2001). Ulubat gölü ve gölü besleyen su kaynaklarında ağır metal kirliliğinin araştırılması [Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi]. Bulut, C., Atay, R., Uysal, K., Köse, E., & Çınar, Ş. (2010). Uluabat Gölü yüzey suyu kalitesinin değerlendirilmesi. Aquatic Sciences and Engineering, 25(1), 9-18.
  6. Carlson, R. (1977). A trophic state index for lakes. Limnology and Oceanography, 22(2), 361-369. https://doi.org/10.4319/lo.1977.22.2.0361
  7. Cattell, R. B. (1966). The scree test for the number of factors. Multivariate Behavioral Research, 1(2), 245-276. https://doi.org/10.1207/s15327906mbr0102_10
  8. Cerny, B. A., & Kaiser, H. F. (1977). A study of a measure of sampling adequacy for factor-analytic correlation matrices. Multivariate Behavioral Research, 12(1), 43-47. https://doi.org/10.1207/s15327906mbr1201_3
  9. Çelenli, A. (2000). Uluabat Gölü çevre jeokimyası [Doktora tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi]. Çiçek, A., Tokatlı, C., Emiroğlu, Ö., Köşe, E., Bakurt, S., & Sülün, Ş. (2