Endüstriyel tehlikeli maddeler için çevresel risk değerlendirme yaklaşımı
An environmental risk assessment approach for industrial hazardous materials
Yazar: EMEL TOPUZ
Danışman: PROF. DR. İLHAN TALINLI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Analitik hiyerarşi süreci = Analytical hierarchy process ; Bulanık mantık = Fuzzy logic ; Tehlikeli maddeler = Hazardous substances

Özet:
Endüstrilerde üretilen ürünler insan hayatını kolaylaştırması bakımından önemlidir. Fakat bu işletmelerdeki üretim süreci bir çok çevresel riske neden olmaktadır. Bu risklerin çevresel zarara dönüştüğü en çarpıcı durumlar tehlikeli madde kullanan endüstrilerde yaşanmıştır. Bu nedenle endüstriyel tehlikeli maddelerin risklerinin değerlendirilmesi için birtakım modeller geliştirilmiştir. Ancak çevresel riskin bir çok faktörden etkilenmesi nedeniyle değerlendirme sürecinin çok karmaşık olması, çevresel süreçlerin bir çok belirsizlik içermesi ve veri eksikliği yapılan çalışmaların uygulanmasını ve gerçekçi sonuçlar alınmasını zorlaştırmıştır. Ayrıca risk değerlendirme süreçlerinin sınırlı sayıda risk kaynakları için geliştirilmiş olması tek bir yöntem kullanılarak tüm risk kaynaklarına ait risk büyüklüğünün ortaya çıkarılmasını mümkün kılmamaktadır.Bu çalışmanın amacı, endüstriyel tehlikeli maddelerin bir endüstri tarafından üretim sürecinde kullanılmasından kaynaklanan tüm çevresel risklerin büyüklüğünü ortaya koyabilecek, çevre etki değerlendirmesi gibi çevre yönetim araçlarına girdi oluşturabilecek ve bahsedilen zorlukları ortadan kaldıracak bir yaklaşımın geliştirilmesidir. Çevre yönetim sistemlerinin ihtiyaçları, risk değerlendirme sürecinin adımları ve tehlikeli maddelerin özellikleri incelendikten sonra bu amaç doğrultusunda kullanılabilecek en uygun yöntemlerin Analitik Hiyerarşi Prosesi ve bulanık mantık modelleri olduğu tespit edilmiştir.Analitik Hiyerarşi Prosesi, karmaşık problemlerin çözümü için sistematik bir yaklaşım getirmektedir. Analitik Hiyerarşi Prosesi' nin bu özelliği sayesinde tüm risk kaynakları ve bunlara ait risk faktörleri hiyerarşik olarak belirlenmiş ve risk faktörlerinin ikili olarak karşılaştırılmasıyla faktörlere ait öncelik puanları bulunmuştur. Analitik Hiyerarşi Prosesi için hazırlanan hiyerarşide düzenli emisyonlardan, kaza sonucu meydana gelen emisyonlardan ve işyeri ortamı emisyonlarından meydana gelen risklerin büyüklüğünü tespit edebilmek için alt faktörler belirlenmiştir.Bulanık kural tabanlı modelleme ise belirsizlik içeren ve veri eksikliği olan durumlar için uzman görüşlerinin dilsel değişkenlerini girdi verisi olarak kullanmayı sağlamıştır. Ayrıca, formülüze edilmesi zor olan risk büyüklüğü, uzman görüşünü kullanarak faktör indeksi, risk olasılığı ve risk şiddeti bileşenlerinin birleştirilmesi suretiyle elde edilmiştir. Risk büyüklüğü elde edildikten sonra risk takdiri de yapılarak riskin sınıfı ve üyelik derecesi bulunmuştur.Önerilen yaklaşımın uygulama adımlarını ve elde edilen sonuçların kullanılma potansiyelini göstermek üzere Tuzla bölgesinde kurulacak ve vinil klorür kullanacak bir işletme için uygulama yapılmıştır. Uygulama sonucunda elde edilen risk sınıfı ve derecesi sayesinde işletme için önem arz eden risk kaynakları sıralanabilmiştir. Ayrıca uygulama sırasında bulunan öncelik puanları kullanılarak faktörler riske katkıları bakımından sıralanmıştır. Bu da çevre yönetimi için karar vericilere hangi faktörün iyileştirilmesinin riskin düşürülmesine katkıda bulunacağı yönünde girdi sağlamıştır. En büyük faktörün ekosistem özellikleri olduğu anlaşılınca aynı işletmenin Malkara bölgesinde kurulması durumu için uygulama yapılmıştır. Sonuçta risk sınıfının üyelik derecesinin düştüğü görülmüş böylece başlangıçta çevre yönetim sisteminin planlama aşamasına hizmet eden yöntem kontrol adımına da katkıda bulunmuştur.

Abstract:
Products, that are produced in industries, are very important for people, as they facilitate life of them. On the other hand, production processes in that industries cause serious environmental risk. Industries that use hazardous chemicals draw attention due to transformation of risk to the most intense environmental damage in the past. As a result, lots of approaches had been developed in order to assess environmental risk of industrial hazardous chemicals. However, their application was hard and results were not so accurate because of the complexity of evaluation process resulting from being affected by too much factor, uncertanities that environmental systems cause and the lack of environmental data. In addition, they include a limited number of risk sources in their assessment procedure, therefore it is not possible to reach the risk magnitudes for all risk sources by using those approaches.The aim of that study is to develop an approach for industrial hazardous materials that enables users to calculate the risk magnitudes for all risk sources and provide data input for environmental management systems, such as environmental impact assessmnet by improving the problems mentioned before. Analitical Hyrierchical Process (AHP) and fuzzy logic models were selected as the best appropriate methods for development of approach after exploring the needs of environmental management systems, main framework of environmental risk assessment procedure and the characteristics of hazardous materials.AHP, provides a systematic approach for the solution of complex problems. All of the risk sources and their sub factors were determined hierarchically and the priority weight for all of the sub factors were calculated owing to the binary comparision matrix. Sub factors for risk that result from planned emmissions, accidental emmissions and work place emmissions were assigned in the hierarchy in order to begin application of approach.Fuzzy logic rule based modelling allow assessor to use linguistic variables as input data in approach in case of uncertainity and lack of data. Moreover, risk magnitude is calculated by using expert opinion which compose the risk probability, risk strenght and factor index for that purpose. After having risk magnitude, class which risk belongs and the degree of membership in there can be described.A practice have been done for a factory that will be opened in Tuzla and use vynil chloride as raw material, in order to explain the usage of approach step by step and the potential benefits of the results. Risk sources that are important for factory was ranked owing to the results showing the class of risk with its membership degree. Furthermore, it is possible to rank the sub factors according to their participation in risk. As a result, environmental managers can easily decide about which factor must be improved in order to reduce risk. As it was understood that the ecosystem properties have the highest contribution in risk according to the priority weights, approach was applied for the same factory which will be opened in Malkara. Risk was lower for Malkara which shows that approach has a great guidance capacity. As it is understood, approach can be used as a tool for both planning and control steps of environmental management process.