Sivas ili hava kalitesi analizi, emisyon envanteri hesabı ve modellenmesi
Sivas province air quality analysis, emission inventory calculation and modeling
Yazar: İBRAHİM KAYA
Danışman: DOÇ. DR. EYÜP ATMACA ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ÖZDEMİR
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Nüfusun hızla artması ile birlikte sanayinin gelişmesi, enerji kullanımı ve kentleşme neticesinde oluşan hava kirliliği, insan sağlığını ve diğer canlıları önemli ölçüde olumsuz etkilemektedir. Hava kirliliği çevre kirliliğinin başlıca nedenlerindendir. Hava kirliliğini kontrol altına almanın ve önlemenin ilk adımı mevcut durumun analiz edilmesidir.
Bu tez çalışmasında Sivas ilinde mevcut hava kirliliği düzeyinin belirlenip analiz edilerek değerlendirilmesi, mevcut hava kalitesinin ortaya konularak tespitlerde bulunulması ve kirlilik kaynaklarının tespit ile hava kalitesini artırmaya yönelik çözüm önerilerine katkı sağlamak amaçlanmıştır.
2015 yılında kurulmuş 2 istasyondan alınan veriler ile 2016-2020 yıllarına ait hava kalitesi analizi, aşım sayıları ve 2020 yılına ait hava kalitesi indeksi oluşturulmuştur. İkinci bölümde ölçülmüş PM10 ve PM2,5 değerleri kullanılarak hava kalitesindeki değişimler istatistiksel yöntemler kullanılarak analiz edilmiştir. Üçüncü bölümde ısınma, sanayi ve trafikten kaynaklı emisyon envanterleri oluşturulmuştur. Avrupa Çevre Ajansı tarafından yayınlanan emisyon faktörlerinin kullanımı ile kirletici emisyonları hesaplanmıştır. 
Son bölümde ise Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığınca geliştirilen Hava Emisyon Yönetim (HEY) Portal'ında kullanılan Community Multiscale Air Quality (CMAQ) hava kalitesi modeli ile Sivas' ın hava kalitesi modeli oluşturulmuştur. 
Sivas ili için 2006 yılında yıllık ortalama PM10 110,47, SO2 57,17 µg/m³ iken, 2020 yılında ise PM10 41,63, SO2 21,27 µg/m³ olarak gerçekleşmiştir. Bunun en büyük sebebinin ise ısınma amaçlı katı yakıttan doğalgaza geçiş olduğu görülmüştür. Isınma sezonu Ekim-Mart dönemini kapsayan (Eylül, Ekim, Kasım, Aralık, Ocak, Şubat, Mart aylarında) SO2 ve PM10 değerlerinde yıl içindeki diğer dönemlere göre belirgin bir artış olduğu tespit edilmiştir. Emisyon envanteri sonuçlarına göre Sivas il merkezinde 2020 yılında ısınma amaçlı kullanılan yakıtlardan 430,021 ton PM10, 1562,297 SO2, 588,151 NOX, 8500,25 CO ve 494,225 ton TSP emisyonu oluşmuştur. Trafik kaynaklı 32,35 ton PM10, 16,35 ton PM2,5, 205,17 ton TSP, 1.662,84 ton NOX, 616,6 ton CO salınımı gerçekleşmiştir. Sanayi kaynaklı PM10 emisyonu 1.570,54 ton, PM2,5 emsiyonu 1.365,597 ton, SO2 emisyonu 34.892,137 ton, NOx emisyonu 5.790,022 ton ve CO emisyonu 12.271,19 tondur. Sivas'ta 2020 yılında atmosfere verilen toplam kirletici emisyon miktarının 72.132,96 ton olduğu, bu emisyonların yaklaşık %17'sinin (12.004,845 ton) ısınmadan, %80'inin (57.594,688 ton) sanayiden ve %3'unun ise trafikten kaynaklandığı görülmüştür. 
CMAQ modeli kullanılarak yapılmış PM10 ve PM2,5 kirlilik dağılım modellemesinde; PM2,5'a kıyasla PM10'un daha yoğun olduğu, SO2'nin şehir merkezinde kullanılan katı yakıttan kaynaklı, NO2'nin de şehir merkezinde yoğun trafikten kaynaklı yüksek olduğu görülmüştür.

Abstract:
Air pollution resulting from rapid population growth, industrial development, energy use and urbanization has a significant negative impact on human health and other living things. Air pollution is one of the main causes of environmental pollution. The first step to control and prevent air pollution is to analyze the current situation.
In this thesis study, it is aimed to determine, analyze and evaluate the air pollution level at Sivas province, to make determinations by revealing the current air quality, to identify the sources of pollution and to contribute to solution suggestions to improve air quality.
Air quality index for 2020  and air quality analysis, exceedance numbers and for the years 2016-2020 were created with the data received from 2 stations established in 2015. In the second part, changes in air quality were analyzed using statistical methods using measured PM10 and PM2.5 values. In the third section, emission inventories originating from heating, industry and traffic were created. Pollutant emissions were calculated using the emission factors published by the European Environment Agency. In the last section, the air quality model of Sivas was created with the Community Multiscale Air Quality (CMAQ) air quality model used in the Air Emission Management (HEY) Portal developed by the Ministry of Environment, Urbanization and Climate Change. 
For Sivas province, the annual average PM10 level was 110.47 and SO2 level was 57.17 µg/m³ in the 2006 year, while in the 2020 year it was 41.63 µg/m³ for  PM10 and 21.27 µg/m³ for SO2, It has been observed that the biggest reason for this reduction in levels is the transition from solid fuel to natural gas for heating purposes. It has been determined that there is a significant increase in SO2 and PM10 values during the heating season, which covers the October-March period (September, October, November, December, January, February, March), compared to other periods during the year. According to the emission inventory results, 430,021 tons of PM10, 1562,297 tons of SO2, 588,151 tons of NOX, 8500,25 tons of CO and 494,225 tons of TSP emissions were generated from the fuels used for heating purposes in Sivas city center in 32.35 tons of  PM10, 16,35 tons of PM2.5, 205,17 tons of TSP, 1662.84 tons of NOX, 616.6 tons of CO were emitted due to traffic. Industrial emissions are as follows: PM10 emission from industry is 1.570,54 tons, PM2.5 emission is 1.365,597 tons, SO2 emission is 34.892,137 tons, NOx emission is 5.790,022 tons and CO emission is 12.271,19 tons. It was observed that the total amount of pollutant emissions released into the atmosphere in Sivas in 2020 was 72.132,96 tons, approximately 17% (12,004,845 tons) of these emissions came from heating, 80% (57.594,688 tons) from industry and 3% from traffic. 
In PM10 and PM2.5 pollution distribution modeling using the CMAQ model. It has been observed that PM10 level is more intense compared to PM2.5, level, SO2 level is high due to the solid fuel used in the city center, and NO2 is high due to heavy traffic in the city center.