Trafik kaynaklı ince partiküllerin metal içeriğinin ve sağlık riskinin belirlenmesi
Determination of metal content and health risk of fine particles sourced from traffic
Yazar: SİNEM IZLADIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. BURCU ONAT
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atomik soğurma spektroskopi = Atomic absorption spectroscopy ; Eser elementler = Trace elements ; Hava kalitesi = Air quality ; Hava kirleticiler = Air pollutants ; Partiküler maddeler = Particulate matters ; Partiküller = Particles ; Sağlık sorunları = Health problems ; Trafik = Traffic ; İstanbul-Aksaray = İstanbul-Aksaray

Özet:
ÖZET

YÜKSEK LİSANS TEZİ

Sinem IZLADIOĞLU

TRAFİK KAYNAKLI İNCE PARTİKÜLLERİN METAL İÇERİĞİNİN VE SAĞLIK RİSKİNİN BELİRLENMESİ

İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı

Danışman : Doç. Dr. Burcu ONAT

Bu çalışma, İstanbul' da trafiğin yoğun olduğu Aksaray semtinde yol kenarında 6-22 Temmuz 2017 döneminde toplanan PM2.5 örneklerinin element içeriklerinin simüle edilmiş akciğer sıvısı yanında saf su ve asit çözeltileri gibi klasik ayrıştırma yöntemleri de kullanılarak çözünürlüklerinin incelenmesi ve trafik kaynaklı ince partiküllere maruz kalan kişilerin tespit edilen metallerden (Cu, Ni, Cr, Co ve Cd) kaynaklanabilecek sağlık risklerinin belirlenmesi amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla toplanan filtrelere, üç farklı ayrıştırma işlemi uygulanmış, her bir ayrıştırma işlemi için elementlerin GF–AAS cihazı ile analizi sonucu tespit edilen ortalama konsantrasyonları dikkate alınarak sağlık riskleri hesaplanmıştır.

Örnekleme yapılan dönem için ortalama PM2.5 konsantrasyonu ve standart sapma değeri 26,36±6,82 olarak bulunmuştur. GF–AAS cihazı ile yapılan metal analizi sonuçlarına göre Cu, Co, Cr, Cd ve Ni elementlerinin çözünürlüğünün ayrıştırma yöntemlerine göre farklılık gösterdiği belirlenmiştir. Asitle ayrıştırma sonucu PM2.5 içindeki Cu, Ni, Cr, Co ve Cd elementlerinin ortalama konsantrasyonları ve standart sapmaları sırasıyla, 15,4±20,47, 26,29±35,25, 6,54±1,49, 0,48±0,33 ve 0,27±0,08 ng/m3 olarak bulunmuş ve elementlerin ortalama konsantrasyonlarına göre Ni> Cu> Cr> Co> Cd şeklinde sıralandıkları görülmüştür. 

Ultra saf su ile ayrıştırma sonucu PM2.5 içindeki Cu, Ni, Cr, Co ve Cd elementlerinin ortalama konsantrasyonları ve standart sapmaları sırasıyla 1,97±1,75, 0,5±0,64, 0,36±0,3, 0,49±0,21 ve 0,12±0,11 ng/m3 olarak bulunmuş ve elementlerin ortalama konsantrasyonlarına göre Cu> Ni>Co> Cr> Cd şeklinde sıralandığı görülmüştür. Simüle akciğer sıvısı (Gamble) ile ayrıştırma sonucu belirlenen Cu, Ni, Cr, Co ve Cd elementlerinin ortalama konsantrasyonları ve standart sapmalarının ise sırasıyla 0,824±0,8, 0,88±1,27, 0,475±0,39, 0,32±0,21, 0,31±0,78 ng/m3 olduğu ve elementlerin sıralanışının Ni> Cu> Cr> Co> Cd şeklinde olduğu belirlenmiştir.
 
Çalışma alanında örneklenen trafik kaynaklı PM2.5 içeriğindeki metallere üç farklı popülasyon grubunun maruz kaldığı kabul edilerek Cd, Cr(VI) ve Ni elementleri için toplam tehlike indeksi ve kanserojenik risk hesaplamaları yapılmıştır. Asitle ayrıştırma ve simüle akciğer sıvısı (Gamble) ayrıştırma sonucu elde edilen metal konsantrasyonları kullanılarak bölgede yaşayan yetişkinler (yaşlılar), çocuklar ve bölgede çalışan-dışarıda ikamet eden ve bölgede ikamet eden-dışarıda çalışan yetişkinler için yapılan hesaplamalarda kanserojenik riskin kabul edilebilir değerin (1,0 x10-6) üzerinde olduğu görülmüştür. Ultra saf su ile ayrıştırma sonucu belirlenen element konsantrasyonlarına göre yapılan hesaplamalarda ise tüm gruplar için kanserojenik riskin kabul edilebilir değerlerin altında olduğu belirlenmiştir. 

Kanserojenik olmayan risk değerini gösteren toplam tehlike indeksi ise sadece asitle ayrıştırma sonucu elde edilen metal konsantrasyonları için çalışma bölgesinde yaşayan yetişkinler grubunda kabul edilebilir değerin (1,0) üzerinde belirlenmiştir. Simüle akciğer sıvısı ve saf su ile ayrıştırma yöntemleri için tüm gruplarda tehlike indeksleri kabul edilebilir değerin altında hesaplanmıştır. Sonuç olarak PM içeriğindeki elementlerin sağlık risklerinin hesaplanmasında filtrelerin ayrıştırma yöntemlerine göre element çözünürlüklerinin farklılık gösterdiği görülmüş, dolayısıyla sonuçlar değerlendirilirken bu farklılıkların dikkate alınması gerektiği önerilmiştir.
Kasım 2019, 115. sayfa.

Anahtar kelimeler: AAS, iz element, PM2.5, simüle akciğer sıvısı, trafik

Abstract:
SUMMARY

M.Sc. THESIS

Sinem IZLADIOGLU

DETERMINATION OF METAL CONTENT AND HEALTH RISK OF FINE PARTICLES SOURCED FROM TRAFFIC
Istanbul University-Cerrahpasa
Institute of Graduate Studies
Department of Environmental Engineering

Supervisor : Assoc. Prof. Dr.  Burcu ONAT 
This study investigates the solubility of elemental contents of PM2.5 samples collected from the roadside of Aksaray district in Istanbul during the period of 6-22 July 2017 by using classical separation methods such as pure water and acid solutions as well as simulated lung fluid. The aim of this study was to determine the health risks of the remaining people from the identified metals (Cu, Ni, Cr, Co and Cd). For this purpose, three different separation processes were applied to the collected filters, for each separation process, health risks were calculated considering the average concentrations of the elements determined by GF-AAS analysis.
The mean PM2.5 concentration and standard deviation for the sampling period were found to be 26.36 ± 6.82. According to the results of metal analysis with GF-AAS device, it was determined that the solubility of Cu, Co, Cr, Cd and Ni elements differed according to separation methods. The mean concentrations and standard deviations of Cu, Ni, Cr, Co and Cd elements in PM2.5 as a result of acid separation were 15.4 ± 20.47, 26.29 ± 35.25, 6.54 ± 1.49, 0,48 ± 0.33 and 0.27 ± 0.08 ng/m3, respectively and Ni> Cu> Cr> Co> Cd according to the average concentrations of the elements.
The average concentrations and standard deviations of Cu, Ni, Cr, Co and Cd elements in PM2.5 as a result of separation with ultra pure water are 1.97 ± 1.75, 0.5 ± 0.64, 0.36 ± 0.3, 0.49 ± 0.21 and 0.12 ± 0.11 ng/m3, respectively and Cu> Ni> Co> Cr> Cd according to the average concentration of the elements. The average concentrations and standard deviations of Cu, Ni, Cr, Co and Cd elements determined by separation with simulated lung fluid (Gamble) were respectively 0.824 ± 0.8, 0.88 ± 1.27, 0.475 ± 0.39, 0.32 ± 0.21, 0.31 ± 0.78 ng/m3 and the sequence of the elements was determined as Ni> Cu> Cr> Co> Cd. 
Total hazard index and carcinogenic risk calculations were calculated for Cd, Cr (VI) and Ni elements by assuming that three different population groups were exposed to the metals derived from traffic PM2.5 sampled in the study area. Estimates of carcinogenic risk in adults (elderly), children and working-out-resident and working-out-resident adults in the region using acceptable metal concentrations obtained by acid separation and simulated lung fluid (Gamble) separation (1,0 x 10-6). In the calculations made according to the element concentrations determined as a result of decomposition with ultra pure water, carcinogenic risk for all groups was found to be below acceptable values.
The total hazard index showing the non-carcinogenic risk value was found to be above the acceptable value (1.0) in the adults living in the study area only for metal concentrations obtained by acid separation. Hazard indices were calculated below the acceptable value in all groups for separation methods with simulated lung fluid and distilled water. As a result, it was seen that element solubility differs according to separation methods of filters in the calculation of health risks of elements in PM content, so it is suggested that these differences should be taken into consideration when evaluating the results.
November 2019, 115. pages.

Keywords: AAS, PM2.5, simulated lung fluid, trace metals, traffic.