Includes CD

Includes references (74-84 p.)

'Abstract In this thesis the composition of wet, dry, and bulk deposition samples from different parts of North Cyprus were studied by collecting precipitation samples from December 2012 - May 2013. The concentrations of heavy metals lead, copper, iron, arsenic and the concentrations of the main cations Na+, Mg2+ , Ca2+ , K+, NH4+ and the main anons Cl-, NO3- and SO42- and other chemical elements in dry deposition together with pH were studied. The avarage pH values were around 7.09, results showed that sulphate ion (SO42-) concentration had very low values around 0.012 ppm with high calcium ion (Ca2+) of 28.67 ppm neutralising the acidity of rainwater, chloride ion (Cl-) 6.85 ppm originatinating from sea salt, nitrite ion (NO3-) 4.28 ppm which causes dissociation of carbonic acid hence decreases the pH. Enrichment factors for sea and soil indicate the strong effect for sea and soil especially limestone on the composition of precipitation. For wet and bulk deposition samples, ion chromarography was used to determine the major cation and anion, enrichment factors were calculated for ions to determine the main source of the ion. Chloride ion 0.17ppm was mainly from sea salt while sodium ion 0.59 ppm was mainly from soil. Also atomic absorption spectrophometer was used to get the concentration of heavy metal to determine the health risk level with respect to threshold limit values in drinking water. Lead 0.09 ppm was above threshold limit value (0.01 ppm) hence causing health hazards to the population. Furthermore, total organic carbon analyzer was used to analyse the organic content of rainwater samples to determine the pure state of rain water sample. It was observed that, TOC 10.46 ppm was above threshold limit value (0.05 ppm) for drinking water hence the water is not suitable for domestic purposes. SEM-EDS was used to determine the composition of C, O, Mg, Al, Si, S, Cl, K, Ca, Cr, Fe, Ni, At, Ti, V, Ce in dry deposition in weight percent at 1mm, 200μm, 100μm, 50μm and their deposition flux was calculated to get the exact amount deposited within a period of time. Some heavy metals Al, Fe, Ni and Cr had avarage deposition flux respectively 0.049μgm2/day, 0.013 μgm2/day, 0.001 μgm2/day and 0.0006 μgm2/day. KEYWORDS: Wet deposition, Bulk deposition, Enrichment factor, deposition flux. Özet Bu tezde Kuzey Kıbrıs'ın çeşitli bölgelerinden Aralık 2012-Aralık 2013 arasında toplanan yaş, katı ve toplam kütle yağış suyu numunelerinin kompozisyonunun belirlenmesine çalışılmıştır. Katı numunelerde, ağır metaller olcale kurşun, bakır, demir, arsenik; major katyonlar Na+, Mg2+ , Ca2+ , K+, NH4+ ; major anyonlar Cl-, NO3- , SO42- ve diğer parametrelerle birlikte pH ölçülmüştür. Sonuçlar ortalama pH'ın 7.09, sulfat iyonlarının (SO42-) düşük konsantrasyonlarda 0.012 ppm olduğunu bunu takiben kalsiyum iyonlarının (Ca2+) 28.67 ppm olarak yağmur suyunun asiditesini nötralize ettiğini, klor iyonlarının (Cl-) 6.85 ppm olarak deniz suyundan kaynaklandığı ve nitrat iyonlarının (NO3-) 4.28 ppm bulunarak karbonik asitin ayrışmasına neden olarak pH'ın düşmesine sebep olduğunu göstermektedir. Deniz suyu ve toprak numuneleri için zenginleştirme faktöre yöntem uygulanarak özellikle kireçtaşlarının yağmur suyunun kompozisyonunu etkilediği görülmüştür. Yaş ve toplam kütle numunelerini için iyon kromatograf kullanılarak önemli katyon ve anyonlar seviyeleri bulunmuştur. Aynı zamanda zenginleştirme yöntemi iyonların ana kaynağını bulmak için uygulanmıştır. Klor iyon konsantrasyon 0.17 ppm doale bulunduğu ve coğunlukla deniz tuzundan kaynakladis bunun yanı sıra sodyum iyon seviyesinin 0.59 ppm doale bulunduğu ve coğunlukla topraktan kaynaklandığı belirlenmiştir. Aynı zamanda, atomik absorpsiyon spektrofotometresi kullanılarak ağır metallerin konsantrasyonları ölçülmüş ve içme suyunda sağlık için risk taşıyan limit değerlerle karşılaştırılmıştır. Kurşun 0.09 ppm olarak ölçülerek limit değerin üzerinde olduğu tesbit edilmiş (0.01 ppm) dolayısıyla bir sağlık riski oluşturduğunu göstermiştir. Bunun yanı sıra, toplam organik karbon ölçüm cihazı yağmur sularındaki toplam organik kompozisyonunun tahmin edilmesi için kullanılmış ve sonuç 10.46 ppm olarak ölçülerek yağmur sularında olması gereken üst limiti (0.05 ppm) aştığı görülmüştür; dolayısıyla yağmur suyu kullanım amaçlı tüketilmek üzere uygun tipte su kaynağı değildir. SEM-EDS katı numunelerin ağırlıkça yüzdeleri 1mm, 200 μm, 100 μm, 50 μm'de C, O, Mg, Al, Si, S, Cl, K, Ca, Cr, Fe, Ni, At, Ti, V, Ce element içeriğinin belirlenmesi için kullanılmıştır. Ayrıca depolanma akısı belirli bir zaman periyodu içerisinde toplanan kütleyi bulmak için hesaplanmıştır. Bazı ağır metallerin Al, Fe, Ni ve Cr gibi ortalama depolanma akısı 0.049μgm2/gün, 0.013 μgm2/gün, 0.001 μgm2/gün ve 0.0006 μgm2/gün olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: yaş birikim, toplam depolanma, katı depolanma'

1 INTRODUCTION

1 Definition

2 Purpose of Thesis

2 Concepts of Precipitation (rainfall)

3 Effects of Heavy metals on human health and the environment

7 Literature review

7 Rainwater

14 Particulate Matter

20 INSTRUMENTATION

20 Set up

21 Ion Exchange Chromatography

22 Atomic Absorption Spectrometer

24 Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS)

25 Total Organic Carbon Analyser

27 pH meter

28 MATERIALS AND METHOD

28 Materials

28 Method

29 Concentration measurment

29 Heavy metals concentration

29 Total Organic carbon concentration

30 Dry depositioon analysis

31 RESULTS AND DISCUSSION

31 First rain water analysis

31 pH

31 Atomic absorption spectrophotometer analysis

39 Ion Exchange Chromatography

41 Enrichment factors

41 Total Organic Carbon

43 Second rain water analysis

43 pH

44 Atomic absorption spectrophotometer analysis

50 Ion Chromatography

53 Total organic carbon analysis

57 Analysis for dry deposition elemental analysis by SEM/EDX

72 CONCLUSION

74 REFERENCES