Atmosferik polihalkalı aromatik hidrokarbonların (PAH'lar) klasik ve değiştirilmiş pasif hava örnekleyiciler ile örneklenmesi ve hava-bitki arakesit davranışlarının incelenmesi
Sampling of atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) with classical and modified passive air samplers and investigation of air-plant exchange behaviors
Yazar: SEMRA ÇELİK
Danışman: PROF. DR. YÜCEL TAŞDEMİR
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı, yarı-kentsel bir bölgeden Haziran 2021 ile Şubat 2022 tarihleri arasında dış ortam havası ve zeytin ağacı bileşenlerinden alınan örneklerde çok halkalı aromatik hidrokarbon (PAH) kütlelerini belirleyerek PAH'ların konsantasyonlarını, olası kaynaklarını ve risk değerlendirmelerini ortaya koymaktadır. Atmosferik örnekler yaklaşık 13 günlük periyotlarda pasif hava örnekleyici (PHÖ) ile toplanmıştır. Atmosferik toplam PAH (∑16PAH) konsantrasyonları ortalama 24,50±20.63 ng/m3 değerini alırken, örneklemelerde ölçülen değerler 4,0 ile 64,6 ng/m3 arasında değişmiştir. Ayrıca, çalışmada tek (Klasik) ve çift PÜK içeren pasif hava örnekleyiciler (PHÖ'ler) eş zamanlı olarak ve yanyana kullanılmıştır. Çift PÜK içeren PHÖ kullanımı bilebildiğimiz kadarıyla literatürde ilk defa uygulanmıştır. Tek ve çift PÜK içeren PHÖ'lerden elde edilen sonuçlar kütle bazında ve tür sayısı açısından mukayese edilmiştir. Örnekleme periyodundaki Σ16PAH kütleleri tek PÜK diskte ortalama 1058,72±1042,94 ng (Aralık: 117,40-3380,28 ng) ve çift PÜK diskte ise 1930,46±1749,49 ng (Aralık: 279,64-5640,33 ng) olarak hesaplanmıştır. Çift PÜK'lerde hesaplanan kütle değeri %82 oranında daha yüksek bulunmuştur. Alınan örneklerdeki ∑16 PAH için çift PÜK değerinin tek PÜK değerine oranı 1,41 ile 3,45 arasında değişmiştir (ortalama: 1,99±0,50). Ayrıca tek ve çift PÜK kütle sonuçları tür bazında değerlendirildiğinde yüksek korelasyon sonuçları vermiştir. Yapraktaki toplam PAH konsantrasyonları ortalama 336,97±227,76 ng/g KM (Kuru madde) olup 78,45-707,02 ng/g KM aralığında değişmiştir. Hava – yaprak arasındaki PAH geçişleri üç farklı modele göre değerlendirilmiş ve modellenen değerler halkalarına göre sınıflandırılmıştır. Düşük molekül ağırlıklı PAH türlerinde daha makul sonuç alınırken, geçişin havadan bitkiye çökelme olarak gerçekleştiği bulunmuştur. Ayrıca, toplanan zeytin meyvesi örnekleri de PAH'lar için değerlendirilmiş ve uygun modellerle mukayese edilmişlerdir. Atmosferik verilerden hareketle bölgedeki olası PAH kaynakları değişik metotlarla belirlenmiştir. Sonrasında, solunum kaynaklı risk değerlendirmesi yapılmış ve sonuçların önerilen limitin altında kaldığı anlaşılmıştır.

Abstract:
The aim of this study is to reveal the concentrations, possible sources and risk assessments of PAHs by determining polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) masses in samples taken from ambient air and olive tree components from a semi-urban area between June 2021 and February 2022. Atmospheric samples were collected with a passive air sampler (PAS) in periods of approximately 13 days. Atmospheric total PAH (∑16PAH) concentrations averaged 24.50±20.63 ng/m3, while the values measured in the samples varied between 4.0 and 64.6 ng/m3. In addition, single (Classical) and double PUF passive air samplers were used simultaneously and side by side in the study. To the best of our knowledge, the use of PSA containing double PUF has been applied for the first time in the literature. The results obtained from single and double PUFs were compared in terms of mass and number of species. The mean of Σ16PAH masses in the sampling period were 1058.72±1042.94 ng (Range: 117.40-3380.28 ng) in single PUF disc and 1930.46±1749.49 ng in double PUF disc (Range: 279.64-5640, 33 ng). The calculated mass value in double PUFs was found to be 82% higher. The ratio of double PUF to single PUF for ∑16 PAH in the samples taken ranged from 1.41 to 3.45 (mean: 1.99±0.50). In addition, when the mass results of single and double PUF were evaluated on the basis of compounds, they gave high correlation results. The total PAH concentrations in the plant in the leaf were 336.97±227.76 ng/g DM (Dry matter) and ranged from 78.45-707.02 ng/g DM. PAH exchange between air and leaf were evaluated according to three different models, and the modeled values were also classified according to their rings. While more reasonable results were obtained in low molecular weight PAHs. It was found that the transition occurred as deposition from air to plant. In addition, olive fruit samples collected were also evaluated for PAHs and compared with appropriate models. Based on atmospheric data, possible PAH sources in the region were determined by different methods. Afterwards, a respiratory risk assessment was made and it was understood that the results were below the recommended limit.
Key words: PAH, Bursa, Semi-urban site, Temporal change, Air-leaf Exchange, Air-olive Exchange, Risk, Source apportionment.