AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe results indicated that Al and Fe were the dominant elements in both ash and soil samples.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study, the heavy metal contents of coal ash generated from domestic coal combustion and the surrounding urban soils affected by these emissions were comparatively evaluated in the city center of Bitlis, Türkiye. Surface soil samples collected from different locations within the city center and coal ash samples obtained from domestic heating activities were analyzed under laboratory conditions. The samples were dried, homogenized, and subjected to acid digestion prior to analysis. Heavy metal concentrations were determined using inductively coupled plasma–mass spectrometry (ICP–MS), focusing on Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb. The results indicated that Al and Fe were the dominant elements in both ash and soil samples. In coal ash samples, Al and Fe concentrations ranged approximately from 53 to 227 mg/kg and 12 to 52 mg/kg, respectively. Compared to soils, ash samples generally exhibited higher heavy metal concentrations, highlighting domestic coal combustion as a significant source of metal input. Seasonal variations were observed, with maximum concentrations of potentially toxic metals recorded during winter months. In particular, Pb and Cd concentrations in ash samples reached peak values of approximately 0.71 mg/kg and 0.03 mg/kg, respectively, in November. Soil samples showed a more homogeneous distribution of metals; however, localized increases suggested the influence of ash-derived inputs. Logarithmic-scale heat maps and comparative graphical analyses clearly demonstrated the differences between ash and soil samples, especially for Ni, Cu, and Pb, which were consistently higher in ash. These findings indicate that coal ash produced from domestic heating represents a potential environmental source of heavy metals, with possible long-term implications for urban soil quality. Overall, the numerical results of this study contribute to a better understanding of the environmental impacts of domestic coal combustion in urban areas and provide a valuable scientific dataset for assessing heavy metal contamination in similar settlements.
Özet
Bu çalışmada, Bitlis şehir merkezinde evsel ısınma amacıyla kullanılan kömürlerin yakılması sonucu oluşan kül ile bu yakım faaliyetlerinin etkisi altında bulunan topraklardaki ağır metal içerikleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında, şehir merkezinde farklı noktalardan alınan yüzey toprak örnekleri ile evsel kömür yakımı sonrası oluşan kül örnekleri analiz edilmiştir. Numuneler uygun koşullarda hazırlanmış, asit sindirimi işlemlerinin ardından ağır metal analizleri ICP–MS cihazı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizlerde Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd ve Pb elementleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kül örneklerinde Al ve Fe konsantrasyonlarının sırasıyla yaklaşık 53–227 mg/kg ve 12–52 mg/kg aralığında değiştiği belirlenmiştir. Toprak örneklerinde ise bu elementlerin konsantrasyonlarının kül örneklerine kıyasla daha düşük olmakla birlikte, özellikle kış aylarında belirgin artışlar gösterdiği tespit edilmiştir. Kül örneklerinde Pb ve Cd gibi potansiyel toksik metallerin konsantrasyonlarının Kasım ayında maksimum değerlere ulaştığı, Pb için yaklaşık 0,71 mg/kg, Cd için ise 0,03 mg/kg seviyelerine çıktığı gözlenmiştir. Toprak örneklerinde ağır metal dağılımı genel olarak daha homojen olmakla birlikte, kül kaynaklı girdilerin etkisiyle bazı metallerde yerel artışlar dikkat çekmiştir. Logaritmik ölçekli ısı haritaları ve karşılaştırmalı grafikler, kül ve toprak örnekleri arasındaki konsantrasyon farklarını açık bir biçimde ortaya koymuş; özellikle Ni, Cu ve Pb elementlerinin kül örneklerinde toprak örneklerine göre belirgin şekilde daha yüksek değerlere sahip olduğu belirlenmiştir. Bu durum, evsel kömür yakımı sonucu oluşan küllerin, ağır metaller açısından önemli bir çevresel kaynak olabileceğini göstermektedir. Sonuç olarak, Bitlis şehir merkezinde evsel kömür yakımı sonucu oluşan küllerin ağır metal içeriği bakımından çevresel açıdan dikkat edilmesi gereken bir potansiyel oluşturduğu belirlenmiştir. Elde edilen sayısal bulgular, kentsel alanlarda evsel kömür kullanımının toprak kalitesi üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesine katkı sağlamakta ve benzer yerleşim alanları için karşılaştırılabilir bir bilimsel veri seti sunmaktadır.