Kentsel atmosferde poliaromatik hidrokarbonların gaz fazında ve partikül boyut dağılımında incelenmesi
Analysing the polyaromatic hydrocarbons (PAHs) on size fractionated particle phase and gas phase in urban atmosphere
Yazar: GÜLSÜM SUMMAK
Danışman: DOÇ. DR. ARSLAN SARAL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Yarı uçucu  organik bileşikler sınıfından olan poliaromatik hidrokarbonlar (PAH'lar) çevre atmosferinde yaygın olarak bulunmaktadırlar. US-EPA tarafından 16 adet PAH türü öncelikli kirletici olarak tanımlanmış ve muhtemelen kanser yapıcı özellikte olduğu bildirilmiştir. 
US-EPA tarafından öncelikli kirletici olarak belirlenen PAH türleri, yüksek hacimli ortam örnekleyicileri ile TSP, gaz fazı ve basamaklı ayrıştırıcada >7,2; 7,2-3; 3-1,5; 1,5-0,95; 0,95-0,49; <0,49 μm boyut aralıklarında toplanan partiküllerde analiz edilmiştir. Örnekleme bölgesi YTÜ Davutpaşa kampüsüdür. Örnekler Şubat 2013 – Haziran 2014 tarihleri arasında alınmıştır.
Elde edilen sonuçlar mevsimsel ve yıllık bazda değerlendirilmiş, meteorolojik verilerle karşılaştırılmıştır.  İnsan sağlığı üzerine maruziyeti görebilmek amacıyla toksisite değerleri ve solunum sistemi üzerinde PAH türlerinin birikimi hesaplanmıştır.
Örnekleme dönemi boyunca ölçülen PAH konsantrasyonlarının %70'i gaz fazında bulunurken, %30'u partikül fazında bulunmuştur. Fenantren, Antresen, Florenten, Piren  gibi 3-4 halkalı PAH türleri gaz fazında baskın olurken, Benzo(b)florenten, Benzo(k)florenten, Benzo(a)piren, Benzo(g,h,I)perilen gibi 5-6 halkalı PAH türleri partikül fazında baskın olarak görülmüştür. Genel olarak boyut aralıklarındaki halka sayılarına bağlı PAH türleri incelendiğinde, partikül boyutu azaldıkça 4, 5 ve 6 halkalı türlerin konsantrasyonunun giderek arttığı görülmüştür.
Temel bileşen analizi ve kaynak tanımlama oranları ile kirleticilerin temel kaynak türleri belirlenmiştir. İstanbul atmosferinde ölçülen PAH konsantrasyonlarının en temel kaynakları taşıt emisyonları olarak bulunmuştur. TSP fazında taşıt emisyonları %50 gibi bir katkı ile birinci faktör olmuşken, gaz fazında taşıt emisyonları %32,8 lik bir katkı ile ikinci faktör olmuştur.
Bu çalışma ile kentsel atmosferde partikül ve gaz fazında PAH konsantrasyon seviyelerinin belirlenmesinin yanında, farklı partikül boyutlarına ait konsantrasyon verileri literatüre kazandırılmıştır. 

Anahtar Kelimeler: Poliaromatik hidrokarbonlar, partikül madde, partikül boyut dağılımı, kentsel atmosfer.

Abstract:
The class of semi-volatile organic compounds, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) have widespread existance in the atmosphere. The US EPA classified 16 of the PAHs as priority pollutants due to their high carcinogenic potential and mutagenic properties
US-EPA defined the PAH species as priority pollutants were analysed on gas phase and particles which were collected by cascade impactors >7,2; 7,2-3; 3-1,5; 1,5-0,95; 0,95-0,49; <0,49 μm in size ranges and by high volume ambient air sampler. The sampling station was Davutpaşa Yıldız Technical University Campus. Samples were collected between February 2013 – June 214.
The results were evaluated on seasonal and annual basis, compared with meteorological data. In order to find out exposure on human health, toxicity values and deposition on respiratory system of PAH species were calculated. 
PAH concentrations had been in gas phase in the ratio of 70%, and in particle phase in the ratio of 30% during the sampling period. 3-4 ring PAH species like Phenanthrene, Antracene, Flouranthene, Pyrene were dominant in the gas phase, while 5-6 ring PAH species like Benzo(b)flouranthene, Benzo(k)flouranthene, Benzo(a)pyrene were predominantly in the particle phase. PAH species depending on ring numbers in size ranges were examined and in general, it was observed that when particle size decreases; 4, 5, 6 ring PAHs concentrations increase.
Principal component analysis (PCA) and diagnostic ratios were calculated in order to determine the main source of pollutants. The main sources of measured PAH concentrations for Istanbul atmosphere were found as vehicle emissions. According to PCA, factor contribution was 50%  in TSP phase and 32,8% in gas phase for vehicle emissions.
PAH concentration levels in particle and gas phase were determined in urban atmosphere. Beside that, concentration data in spesific particle size ranges were gained to the literature. 

Keywords: Polyaromatic hydrocarbons, particulate matter, particle size distribution, urban atmosphere.