İÇİNDEKİLER
- YERKÜRENİN JEOLOJİK OLUŞUM SÜRECİ........................................................1
1.1. GİRİŞ...............................................................................................................................1
1.2. DÜNYANIN JEOLOJİK DEĞİŞİM DÖNEMLERİ.....................................................5
1.3. YERKÜRENİN KATMANLARI..................................................................................8
- ELEMENTLERİN PERİYODİK TABLOSU VE TOPRAKTAKİ DAĞILIMI......12
2.1. GİRİŞ.............................................................................................................................12
2.2. PERİYODİK TABLONUN OLUŞUMU VE ÖZELLİKLERİ................................... 13
2.3. YERKABUĞUNDA BULUNAN ELEMENTLERE GENEL BAKIŞ...................... 15
PERİYODİK TABLO................................................................................................... 17
- OKSİJEN, KÜKÜRT, AZOT, KARBON VE FOSFOR ÇEVRİMLERİ..................24
3.1. GİRİŞ.............................................................................................................................24
3.2. OKSİJEN ÇEVRİMİ....................................................................................................25
– viii –
3.3. KÜKÜRT ÇEVRİMİ....................................................................................................26
3.4. AZOT ÇEVRİMİ..........................................................................................................29
3.4.1. Azot Mineralleşmesi...........................................................................................30
3.4.2. Azot Bağlanması / Azot Fiksasyonu................................................................... 31
3.4.3. Azot Asimilasyonu.............................................................................................. 31
3.4.4. Azot Yükseltgeme / Nitrifikasyon....................................................................... 31
3.4.5. Azot Giderme / Denitrifikasyon.......................................................................... 32
3.5. KARBON ÇEVRİMİ................................................................................................... 33
3.6. FOSFOR ÇEVRİMİ ......................................................................................................40
- KAYAÇLAR....................................................................................................................... 41
4.1. GİRİŞ............................................................................................................................. 41
4.2. MAGMATİK KAYAÇLAR.......................................................................................... 43
4.3. SEDİMANTER / TORTUL KAYAÇLAR.................................................................46
4.4. METAMORFİK / BAŞKALAŞIM KAYAÇLARI.....................................................49
- TOPRAK............................................................................................................................. 55
5.1. GİRİŞ............................................................................................................................. 55
5.2. TOPRAĞIN FİZİKSEL GÖRÜNÜMÜ....................................................................... 57
5.3. TOPRAK TEKSTÜRÜ / DOKUSU.............................................................................62
5.4. TOPRAĞIN FİZİKSEL YAPISI...................................................................................68
5.4.1. Toprak Gözenekleri..............................................................................................70
5.4.2. Toprak Bileşenlerinin Bağlanma Özellikleri..................................................... 71
5.4.3. Toprak Sıcaklığı................................................................................................... 76
5.4.4. Toprak Yoğunluğu...............................................................................................78
5.4.5. Toprağın Özgül(Spesifik) Yüzey Alanı...............................................................78
5.4.6. Toprak Rengi........................................................................................................80
5.4.6. Köklenmenin Engellendiği Derinlik...................................................................82
- TOPRAĞIN OLUŞUMU VE BİLEŞENLERİ...............................................................84
6.1. GİRİŞ.............................................................................................................................84
6.2. TOPRAĞIN OLUŞUMUNDA JENETİK ETKENLER.........................................85
6.3. HAVALANMA REAKSİYONLARI..........................................................................88
6.4. TOPRAK MİNERALLERİ..........................................................................................94
6.4.1. Giriş .....................................................................................................................94
– ix –
6.4.2. Kayaç ve Mineral Örnekleri...............................................................................97
6.4.3. Silikat Mineralleri............................................................................................ 106
6.4.3.1. Silikatların Sınıflandırılması .............................................................. 110
6.4.3.2. Toprak Silikatlarının Temsilcileri........................................................ 114
- Feldspatlar ....................................................................................... 114
- Mikalar............................................................................................. 119
- Ferromagnezya’lar........................................................................... 119
- Magnezyum Silikat’lar.................................................................... 119
- Killer.................................................................................................120
- Killerin Oluşum ve Özellikleri......................................................120
- Killerin Sınıflandırılması.............................................................. 130
6.4.4. Fosfat ve Karbonatlı Mineraller....................................................................... 136
6.5. TOPRAKTA ORGANİK BİLEŞENLER................................................................... 138
6.5.1. Giriş.................................................................................................................... 138
6.5.2. Toprak Biyokütlesi – Çözünmüş ve Tanecikli Organik Karbon...................... 139
6.5.2.1. Toprakta Humik Maddeler.................................................................... 141
6.5.2.2. Hücre Dışı Bakteriyel Yüzey Aktif Maddeler................................... 144
6.6. TOPRAK HAVASI VE TOPRAK SUYU................................................................ 145
6.6.1. Toprak Havası.................................................................................................... 145
6.6.2. Toprakta Su İçeriği............................................................................................ 147
6.6.2.1. Toprak Suyunun Hareketi..................................................................... 150
- Kapiler Yükselme............................................................................ 152
- Toprağın Su Doygunluğu ve Hareketliliği...................................... 154
6.6.2.2. Toprak ve Bitkilerde Su Potansiyeli..................................................... 157
- Yerçekimsel Potansiyel.................................................................... 161
- Matriks (Zemin) potansiyeli........................................................... 161
- Basınç Potansiyeli........................................................................... 162
- Osmotik Potansiyel (Çözünen Madde Potansiyeli)........................ 163
6.6.2.3. Toprak Kullanımında Önemli Su İçerikleri......................................... 166
- Doygunluk Suyu (% Su).................................................................. 166
- Tarla Kapasitesindeki % Su İçeriği................................................. 166
- Solma Noktası ( % Su)..................................................................... 167
- Bitkilere Yarayışlı Su....................................................................... 167
- E. Toprağın Özgül Su Alma-verme Verimi......................................... 168
– x –
- Toprağın Özgül Su Tutması............................................................. 168
6.6.2.4. Toprak Suyunda İyonlar....................................................................... 169
- TOPRAK TÜRLERİ....................................................................................................... 171
7.1. GİRİŞ........................................................................................................................... 171
7.2. TOPRAKLARIN SINIFLANDIRILMASI............................................................... 173
7.2.1. Sınıflandırma Yaklaşımları............................................................................... 173
7.2.2. Toprakların Yerelliğe Göre Eski Sınıflandırması............................................. 179
7.2.2.1. Taşınmış (Azonal) Topraklar............................................................... 180
- Entisoller, Regosol, Arenosol, Fluvisol (Alüviyal Topraklar)....... 180
- Yamaç Toprakları (Kolüvyal Topraklar ve Litosoller).................... 181
7.2.2.2. Yerli (Zonal) Topraklar......................................................................... 182
7.2.2.3. Intrazonal/Ara Topraklar...................................................................... 183
- Kalsimorfik Topraklar..................................................................... 184
- Hidromorfik Topraklar..................................................................... 184
- Halomorfik Topraklar...................................................................... 184
7.2.3. Toprakların İklimlere Göre Sınıflandırılması ................................................. 187
7.2.3.1. Türkiye’nin İklimi ve Arazi Kullanımı................................................ 187
7.2.3.2. Nemli İklim Bölge Toprakları........................................................... 188
7.2.3.3. Kurak ve Yarı Nemli İklim Bölge Toprakları................................. 194
7.2.4. Toprakların/Arazilerin İşlenebilirlik Derecesine Göre Sınıflandırılması........ 197
7.2.5. Toprakların Genel Bileşenlerine ve Asitliklerine
Göre Sınıflandırılması.......................................................................................200
- TOPRAK BİLEŞENLERİNİN OLUŞUM VE DEĞİŞİMLERİNİ
ETKİLEYEN FAKTÖRLER......................................................................................... 210
8.1. GİRİŞ........................................................................................................................... 210
8.2. ÇÖZÜNÜRLÜK VE ÇÖZÜNÜRLÜK ÇARPIMI................................................... 211
8.3. TOPRAKTA ELEKTRON ALIŞVERİŞİ (Redoks)................................................ 212
8.4. İYONİK POTANSİYEL............................................................................................. 218
8.5. İYON DEĞİŞTİRME OLAYI.................................................................................... 219
- TOPRAKLARDA YAŞAYAN CANLILAR................................................................225
9.1. GİRİŞ...........................................................................................................................225
9.2. MİKROORGANİZMALAR......................................................................................227
9.3. MAKROORGANİZMALAR..................................................................................... 233
– xi –
- TOPRAK BİLEŞENLERİNİN BİYOLOJİK YARARLILIĞI............................234
10.1. GİRİŞ........................................................................................................................234
10.2. EKSİK BESİNLİ TOPRAKLAR.......................................................................... 237
10.3. TARIMDA GÜBRE KULLANIMI........................................................................244
10.3.1. Gübre Türleri................................................................................................. 245
10.3.2. Toprağın İyileştirilmesi İçin Kullanılan Diğer Katkılar
Kompost ve Biyokatı Desteği......................................................................249
- TOPRAK YAPISININ BOZULMASI VE EROZYON............................................. 255
11.1. TOPRAK YAPISININ BOZULMASI..................................................................... 255
11.2. EROZYON (BİTKİ-TOPRAK-SU-ATMOSFER ARASI ETKİLEŞİMLER)....... 257
11.2.1. Erozyonda Suyun Önemi.............................................................................. 259
11.2.2. Erozyonda Rüzgarın Önemi.......................................................................263
11.3. EROZYONA KARŞI ÖNLEMLER........................................................................264
- TOPRAK KİRLENMESİ............................................................................................. 274
12.1. GİRİŞ........................................................................................................................ 274
12.2. TOPRAK KİRLENMESİNİN NEDENLERİ...................................................... 276
12.2.1. Toprağın Yapısından Kaynaklı Sorunlar................................................. 276
12.2.2. Toprağın Kullanım Şeklinden Kaynaklanan Sorunlar............................. 276
12.2.3. Çevre Kirliliğinin Toprak Kirlenmesine Katkıları..................................282
12.2.3.1. Hava Kirliliği Kaynaklı Toprak Kirlenmesi...............................282
12.2.3.2. Katı Atıklardan Kaynaklı Toprak Kirlenmesi...........................287
12.2.3.3. Su Kirliliği Kaynaklı Toprak Kirlenmesi.....................................288
12.3. KİRLETİCİ UNSURLARIN TOPRAK İÇİNDE TAŞINIM /
DÖNÜŞÜM ÖZELLİKLERİ..................................................................................289
12.3.1. Toprak Suyunun Hareketi İle Sürüklenme..............................................290
12.3.2. Kirletici Difüzyonu......................................................................................292
12.3.3. Kirleticilerin Yüzeyde Tutuklanması / Adsorpsiyon...................................292
12.3.4. Kirleticilerin Bitkilerin Kökleriyle Alınması...........................................293
12.3.5. Kirleticilerin Topraktaki Mikroorganizmalar
Tarafından Kullanılması...............................................................................293
12.3.6. Kirleticilerin Yapısal Değişime Uğraması..................................................293
12.4. TOPRAĞA KİMYASAL KİRLETİCİLERİN ETKİSİ.......................................294
12.4.1. Asit Yağmurları............................................................................................294
12.4.1.1. Asit Yağmurlarının Çevreye ve Toprağa Zararları........................296
– xii –
12.4.1.2. Asit Yağmuru Zararlarının En Aza İndirilmesi
İçin Önlemler.................................................................................299
12.4.2. Ağır Metallerin Kirletici Özellikleri ..........................................................303
12.4.2.1. Ağır Metallerin Bitkilere Etkisi.....................................................305
12.4.2.2 Ağır Metallerin Topraktaki Enzim Aktivitelerine Etkisi.............307
12.4.2.3. Toprakta Biriken Bazı Metal Kirleticilerin Genel
Özellikleri...................................................................................... 310
- Cıva............................................................................................ 310
- Kurşun....................................................................................... 313
- Kadmiyum................................................................................. 314
- Krom.......................................................................................... 317
- Aluminyum............................................................................... 318
- Arsenik ve Antimon.................................................................. 319
- Selenyum................................................................................... 323
- Uranyum .................................................................................. 323
- Titanyum .................................................................................... 327
İ. Talyum........................................................................................ 327
- Toryum....................................................................................... 328
- Baryum..................................................................................... 328
- Berilyum.................................................................................... 329
12.4.3. Arıtma Çamurları......................................................................................... 330
12.4.4. Kompost ve Biyokatılarla Kirlenme............................................................ 336
12.4.5. Gübre Kullanımı ile Kirlenme..................................................................... 336
12.4.6. Tarım Koruma İlaçları ile Kirlenme............................................................ 337
12.4.7. Plastik Maddelerden Kaynaklanan Kirlilik................................................. 343
12.4.8. Atık Madeni Yağların Yarattığı Kirlenme................................................... 345
12.5. TOPRAĞIN TEMİZLENMESİ..............................................................................346
12.5.1. Yerinde Yapılan (in-situ) Temizleme İşlemleri............................................ 347
- Yıkama...................................................................................................... 347
- Stabilizasyon/Karıştırma.......................................................................... 347
- Toprak Gazının Vakumla Çekilmesi........................................................348
- Hidrolik Çatlaklama.................................................................................348
- Isıl Arıtma.................................................................................................348
- Biyolojik Arıtma Yöntemleri....................................................................349
- Biyoremediyasyon.................................................................................. 350
– xiii –
- Biyoventilasyon...................................................................................... 351
- Fitoremediyasyon/Bitkilerle Temizleme............................................... 351
Fitoremediyasyon Türleri...................................................................... 355
1.Fitoekstraksiyon........................................................................... 356
- Rizofiltrasyon.............................................................................. 357
- Fitostabilizasyon......................................................................... 358
- Fitovolatilizasyon........................................................................ 358
- Fitodegradasyon.......................................................................... 358
- Nanobiyonik bitkiler................................................................... 358
- Topraktaki Sodyumun Kontrol Altına Alınması.....................................360
- Alkali Toprakların İyileştirilmesi............................................................ 361
ı. AsidikToprakların İyileştirilmesi.............................................................. 361
12.5.2. Kirliliğin Çevresinden Soyutlanması.......................................................... 362
12.5.3. Kirliliğin kimyasal yollarla bozundurulması veya
daha az toksik bir yapıya dönüştürülmesi................................................... 363
- TOPRAK ANALİZİ......................................................................................................368
13.1. GİRİŞ........................................................................................................................368
13.2. ANALİZLER İÇİN TOPRAK ÖRNEĞİ ALINMASI....................................... 377
13.3. TOPRAK ANALİZLERİNDEN ÖRNEKLER...................................................... 381
13.3.1. Toprakta Tane Büyüklüğünün Dağılımı...................................................... 381
13.3.1.1. Kaba Tanelerin Kuru Elek Analizinin Yapılması......................... 382
13.3.1.2. İnce Tanelerin Sedimantasyonla Analizi.......................................384
13.3.1.2.a. Hidrometre ile Tekstür/Doku Analizi........................... 385
13.3.1.2.b. Sedimantasyonla Tekstür/Doku Analizi....................... 389
13.3.2. Toprak Geçirgenliği - Hidrolik İletkenlik....................................................392
13.3.2.1. Giriş................................................................................................392
13.3.2.2. Toprak Geçirgenliğinin Tayini...................................................... 393
13.3.3. Toprağın Bağlanma Özelliklerinin Belirlenmesi.........................................394
13.3.3.1. Sıvılık Sınırı’nın (SS) Bulunması................................................... 395
13.3.3.2. Plastiklik Sınırı’nın (PS) Bulunması.............................................396
13.3.3.3. Büzülme Sınırı’nın (BS) Bulunması..............................................397
13.3.4. Toprakta Diğer Fiziksel ve Fizikokimyasal Özelliklerin Belirlenmesi....... 398
13.3.4.1. Toprak pH sının Tayini................................................................... 398
13.3.4.2. Toprak Elektrik İletkenliğinin Tayini............................................ 401
13.3.4.3. Toprak Redoks Potansiyelinin Tayini............................................403
– xiv –
13.3.5. Toprakta Yapılan Kimyasal Analizlerden Örnekler....................................404
13.3.5.1. Toprağın Su İçeriği ........................................................................404
- Gravimetrik Analiz....................................................................404
- B. Tansiyometre ile Su Tayini.........................................................406
- Alçı Blok Yöntemi ile Su Tayini...............................................407
13.3.5.2. Toprakta Azot Analizi..................................................................407
13.3.5.3. Toprakta Fosfor Analizi............................................................... 412
- Fosforun Çözeltiye Alınması..................................................... 413
- Bitkiye Yararlı Fosfor Belirlenmesi........................................... 414
13.3.5.4. Toprakta Bor Tayini..................................................................... 416
13.3.5.5. Toprakta Organik Bileşen Tayini................................................ 418
- Islak Çözünürleştirme Yöntemi................................................ 419
- Walkley-Black (Islak Yakma) Yöntemi................................. 419
- Kolorimetrik Yöntem............................................................. 421
- Kızdırma Kaybı Yöntemi..........................................................422
- Yakma Yöntemi.........................................................................422
13.3.5.6. Humik Madde Tayini.....................................................................423
13.3.5.7. Toprağın İyon Değiştirme Kapasitesi (İDK)...............................425
- Katyon Değiştirme Kapasitesi (KDK)...................................... 427
- Toprağın Baz Doygunluk Oranı................................................428
- Toprağın Değişebilir Sodyum Oranı (%)..................................428
- Değişebilir Asitliğin ve Değişebilir Aluminyumun Tayini......428
13.3.5.8. Toprakta Kireç Tayini.................................................................... 430
- Gravimetrik Analiz................................................................... 431
- Volumetrik Analiz.................................................................... 432
13.3.5.9. Toprağın Kireç Gereksiniminin Belirlenmesi............................... 434
- Adams-Evans Yöntemi ............................................................. 436
- Değişebilir Aluminyum Yardımıyla Kireç İhtiyacının
Belirlenmesi...............................................................................440
13.3.5.10. Topraktaki Bazı Metal Katyonlarının Analizi......................... 441
- Bazı Elementlerin Analizlenme Yöntemleri ve Amaçları.....443
- Topraktaki Ana Katyonların (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) Tayini.......444
- Topraktaki Ağır Metallerin Tayini............................................446
– xv –
- TOPRAĞIN İÇERDİĞİ TEMEL ELEMENTLERİN ÖZELLİKLERİ.............. 451
14.1. AZOT....................................................................................................................... 451
14.2. FOSFOR................................................................................................................... 452
14.3. POTASYUM............................................................................................................ 454
14.4. KALSİYUM............................................................................................................ 456
14.5. MAGNEZYUM....................................................................................................... 458
14.6. BAKIR..................................................................................................................... 459
14.7. DEMİR...................................................................................................................... 461
14.8. ÇİNKO....................................................................................................................462
14.9. MANGAN..............................................................................................................464
14.10. NİKEL....................................................................................................................466
14.11. KOBALT.................................................................................................................467
14.12. MOLİBDEN...........................................................................................................467
14.13. VANADYUM.........................................................................................................469
14.14. BOR........................................................................................................................469
14.15. FLUORÜR VE KLORÜRLER.............................................................................. 472
- TOPRAĞIN KORUNMASI İÇİN ALINMASI GEREKLİ BAŞLICA
ÖNLEMLER................................................................................................................... 474
15.1. ÖNERİLER............................................................................................................ 474
15.2. TOPRAK KİRLİLİĞİ KONTROLÜ YÖNETMELİKLERİNDEN
SEÇİLMİŞ MADDELER ...................................................................................... 476
15.2.1. Toprak Kirliliğinin Kontrolu Yönetmeliği................................................. 476
15.2.2. Toprak Kirliliğinin Kontrolü ve Noktasal Kaynaklı
Kirlenmiş Sahalara Dair Yönetmelik.......................................................484
15.2.3. Evsel ve Kentsel Arıtma Çamurlarının Toprakta Kullanılmasına
Dair Yönetmelik..........................................................................................507
- EKLER ........................................................................................................................... 513
16.1. Birimler ve Dönüşümler........................................................................................... 513
16.2. Ön Ekler................................................................................................................... 514
KAYNAKLAR..................................................................................................................... 515
KONU DİZİNİ...................................................................................................................... 528__