Desert dust transportation on particulate matter concentrations: A case study in Ankara

Objective: Dust clouds originating from deserts of Africa are carried by wind and lead to the deterioration of air quality seasonally. In this study, the effect of dust clouds on outdoor air quailty and its impact on the concentration of ambient air particulate matter (PM10) were investigated in Ankara. Method: The ambient air particulate matter parameter was analyzed in the samples collected from the measurement stations of Ankara Refik Saydam National Public Health Agency Environmental Health Research Department Air Quality Control and Research Laboratory. Pollutants in ambient air as particulate matter in 10 μm diameter (PM10) were measured by MP101M model PM10 analyzers produced by Environment S.A companies based were used. Results: The relationship between desert dusts falling over the city today and hourly variation of PM10 concentration and meteorological data belonging to the dates January 14-15, 2009 and March 11-12, 2010 were studied. Results of this study showed that dust clouds substantially reduced ambient air quality. Conclusion: Ambient air quailty was impaired on the days that dust clouds were present and significantly ÖZET Amaç: Afrika yönünden esen rüzgârların getirdiği toz bulutları, zaman zaman etkili olarak hava kalitesini bozmaktadır. Bu çalışmada bu toz bulutlarının, Ankara ili dış ortam havasındaki Partikül madde (PM10) konsantrasyonu üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Yöntem: Refik Saydam Hıfzıssıhha Merkezi Başkanlığı, Çevre Sağlığı Araştırma Müdürlüğü, Ankara Hava Kalitesi Kontrol ve Araştırma Laboratuvarına ait ölçüm istasyonunda dış ortam havasındaki PM10 parametresi analiz edilmiştir. Dış ortam havasındaki partikül madde olarak çapı 10 μm PM10 olan kirletici ölçümleri Environment S.A. firmasının ürettiği MP101M model PM10 analizörü ile yapılmıştır. Cihazın PM10 ölçüm prensibi, beta ışını absorbsiyonu yöntemine dayanmaktadır. Bulgular: 14-15 Ocak 2009 ve 11-12 Mart 2010 tarihlerine ait saatlik PM10 konsantrasyon değişimi ve meteorolojik verilerle, aynı tarihlerde şehrin üzerine yağan çöl tozları arasındaki ilişki incelenmiştir. Bu çalışma sonucunda toz bulutlarının dış ortam hava kalitesini önemli oranda düşürdüğü saptanmıştır. Sonuç: Toz bulutlarının oluştuğu günlerde dış ortamdaki hava kalitesi önemli ve ciddi oranda 1 Refik Saydam Hıfzıssıhha Merkezi Başkanlığı, Çevre Sağlığı Araştırma Müdürlüğü, ANKARA Geliş Tarihi / Received : Kabul Tarihi / Accepted : İletişim / Corresponding Author : Sevinç ERTAŞ Refik Saydam Hıfzıssıhha Merkezi Başkanlığı, Çevre Sağlığı Araştırma Müdürlüğü, ANKARA Tel : +90 312 458 21 81 E-posta / E-mail : aircont@rshm.gov. tr 21.10. 2010 04.01. 2011 DOI ID : 10.5505/TurkHijyen.2011. 91885 Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi Cilt 68  Sayı 1  2011 Turk Hij Den Biyol Derg 24 İnsan yaşamını idame ettirebilmek için sürekli besin, su ve havaya ihtiyaç duyar. Bu nedenle; hava kirliliği günümüzde en önemli çevre ve çevre sağlığı sorunlarından biridir. Günlük hatta saatlik olarak değişen hava koşulları yaşadığımız çevrenin hava kalitesini, yaşantımızı ve sağlıklı nefes almamızı etkilemektedir. Belirli bir noktadan doğal ve yapay (antropojenik) kaynaklarla atmosfere salınan partiküller, hakim rüzgârların vasıtasıyla atmosferde uzun mesafeler kat ederek yerel ve küresel ölçekte hava kalitesini bozmaktadır. Rüzgarlar, 50 μm’den daha küçük boyuttaki katı partiküllerin yeryüzünden havalanmasına ve atmosfer içerisinde çok uzak mesafelere taşınmasına neden olabilirler. Bunun ötesinde çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük ve atmosferdeki miktarları milyonlarca ton olabilen partiküller her yıl bu yolla kaynaklarından uzaklara taşınmaktadır (1,2). Atmosferik aerosollerin hava kütleleri ile uzun mesafeli taşınımları son 15 yıl içerisinde önem kazanmıştır. Eser elementlerin büyük bir bölümü kaynaklarından (doğal yada antropojenik) partiküller üzerinde atmosfere katılırlar ve uzak bölgelere taşınımları sırasında partiküller üzerinde kalırlar. Mevcut meteorolojik koşullar ve topoğrafik özellikler de hava kirleticilerinin dağılımını veya ikincil kirleticilerin atmosferdeki oluşumlarını önemli ölçüde etkilemektedir. İnsan sağlığı üzerinde önemli rol oynayan atmosferik partikül maddeler, özellikle aerodinamik çapı 10 μm’den küçük olan solunabilir atmosferik partikül maddelerdir. Büyük nüfuslu şehirlerde sıklıkla gözlemlenen yüksek partiküler madde derişimlerinden kaynaklanan hava kirliliği, halk sağlığı üzerinde kısa veya uzun vadeli kötü sağlık etkilerine neden olmaktadır. 14-15 Ocak 2009 ve 11-12 Mart 2010 günlerinde Ankara’ya sarımsı renkli bir çamur yağmış olup, bu tür olaylar geçmişte de Ankara’da sıkça görülmüştür. Yapılan çalışmalarda Avrupa ve Türkiye’deki toz yağışlarının Afrika Sahra Çölü kaynaklı olduğu bildirilmektedir (3). Sahra, ülkemize en yakın ve yerküredeki en geniş alana sahip çöldür (Şekil 1). Sahra Çölü’nden meteorolojik koşullar nedeniyle belirli dönemlerde atmosfere kalkan tozlar uzun bir taşınıma girer. Yapılan araştırmalar Sahra Çölünün rüzgar erozyonu ile senelik toprak kaybının 1,5 ila 2 milyar ton mertebesine ulaştığını göstermektedir (3). Toz kaybı etken rüzgarlar ile batıdan Atlantik Okyanusu ve ötesine, kuzeyden Avrupa Kıtasına, doğudan Asya ve Arabistan yarımadasına, güneyde ise ekvator yönünde olmakta ve tüm sene boyunca devam etmektedir (4,5). Bu çöl tozu yağışının sadece Ankara’da olmayıp, Ankara ile Akdeniz şeridi arasında da görülmesi, o günkü meteorolojik kayıtlara göre materyalin Afrika’dan getirilmiş olabileceğini kanıtlamaktadır (6,7). Partikül madde (PM), atmosferde asılı bulunan katı partiküllerin ve sıvı damlacıkların bir karışımıdır. Partikül boyutları çok geniş bir aralığa sahiptir. Toz, duman, is gibi bazı partiküller gözle görülebilecek GİRİŞ ÇÖL TOZU TAŞINIMLARI etkilenerek insan sağlığına ve çeşitli ekonomik zararlara neden olmaktadır. Bu olaylar öncesinde halk sağlığının korunması için ülke çapında, yerel yönetimler ve hatta kişisel olarak önlemler alınmasının sağlanması, Türkiye gibi toz taşınımının etkili olduğu hassas ülkeler için bir zorunluluktur. Anahtar Sözcükler: Toz bulutu, partiküler madde, dış ortam hava kalitesi, Ankara affect human health and cause economic damage. Reasonable precautions should be taken before the desert dust clouds appear by local authorities and even individiuals to ensure the public health protection in countries that are affected by dust transportation, like Turkey. Threshold and standard values can be taken in account to perform risk assessment.