Bayburt ili Baberti kampüsünde yüksek hacimli hava örnekleyicisi kullanılarak pm2.5 ve ağır metal içeriklerinin belirlenmesi
Determination of pm2.5 and heavy metal contents using a high volume air sampler in bayburt province baberti̇ campus
Yazar: NESLİHAN SONKAYA
Danışman: DOÇ. DR. SERKAN BAYAR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Bayburt ili yarı-kentselbir alan olan Baberti kampüsünde,bir noktadaaktif atmosferik PM2,5yüksek hava emişliörnekleyicisi kullanılarak,PM2,5 ve kırk iki elementin (12 adet ağır metal + 30 adet diğer elementler) zamansal (1 yıllık) ve mevsimsel (yaz + kış) olarak günlük örnekleme çalışması gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, konsantrasyon çalışmaları yanında araştırılan ağır metal ve diğer elementlerin karakterizasyonlarının da belirlenmesi amaçlanmıştır. Baberti kampüsünde yapılan günlük örnekleme verilerine göre kış aylarında hesaplanan ortalama partikül faz PM2,5konsantrasyonları, 26,11 ± 24,06  µg m3 olarak hesaplanırken, yaz aylarında ise 47,77 ± 36,62 µg m3 olarak belirlenmiştir. Aynı zamanda mevsimsel ve zamansal olarak da ortalama atmosferik PM2,5 konsantrasyonları da 36,94 ± 32,71 µg m3 olarak tespit edilmiştir.Özellikle sıcaklık (sıcaklık-PM2,5 konsantrasyon grafiklerinden) başta olmak üzere,yağışlar (yağış- PM2,5konsantrasyon grafiklerinden) ve rüzgâr hızı (rüzgâr hızı-PM2,5 konsantrasyon grafiklerinden) gibi meteorolojik faktörlerin PM2,5 konsantrasyonlarıve dağılımlarını pozitif ya da negatif yönde önemli ölçüde etkilediği belirlenmiştir. Ayrıca Baberti bölgesinin atmosferinde bulunabilecek 42 adet elementin önce Indüktifeşleşmişplazma -kütlespektrometresi (ICP-MS) olan kromotograficihazında derişimleri belirlenmiştir. Ardından da tespit edilen ağır metal ve diğer elementlerin karakterizasyonlarının (kristal yapı ve simetrisini ortaya çıkarma; görüntüleme) belirlenmesi için de X-Ray Difraktometresi (XRD) ve Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektrometresi (FIT-IR) cihazlarında analiz işlemleri gerçekleştirilmiştir. ICP-MS'de analiz işlemleri neticesinde mevsimsel olarak araştırılan 42 adet elementten toplamda en fazla mevsimsel olarak 14 tanesi tespit edilebilmiştir ((Bor (B), Sodyum (Na), Magnezyum (Mg), Alüminyum (Al), Potasyum (K), Kalsiyum (Ca), Demir (Fe), Bakır (Cu), Çinko (Zn), Sitronsiyum (Sr), Gümüş (Ag), Kadmiyum (Cd), Baryum (Ba), Kurşun (Pb)). Tespit edilen elementlerden en fazla 7 adet ağır metal (Alüminyum (Al), Demir (Fe), Çinko (Zn), Bakır  (Cu), Kadmiyum (Cd), Gümüş (Ag) Kurşun (Pb)) ve 7 adet de diğer elementler(Bor (B), Sodyum (Na), Magnezyum (Mg), Potasyum (K), Kalsiyum (Ca), Stronsiyum (Sr), Baryum (Ba)) belirlenebilmiştir.Elde edilen verilere göre, ağır metal ve diğer elementlerin kış aylarında hesaplanan ortalama konsantrasyonlarına göre en fazla bulunan ağır metal Zn olup, 0,575 mg L-1 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca en düşük hesaplanan ağır metal ise Kd olup, 0,001 mg L-1 olarak bulunmuştur. Diğer taraftan yaz aylarında hesaplanan ortalama konsantrasyonlarına göre en fazla bulunan ağır metal kış aylarında olduğu gibi Zn olup, 1,108 mg L-1 olarak hesaplanırken, en düşük hesaplanan ağır metal ise Pb olup, 0,001 mg L-1 olarak hesaplanmıştır. Böylece mevsimsel olarak tespit edilen tüm elementler 0,001 mg L-1 ile 1,674 mg L-1 arasında oldukça düşük değerlerde değişim sergiledikleri tespit edilmiştir. Diğer taraftan örnekleme günlerine ait tespit edilen oldukça düşük konsantrasyonlara sahip olan elementlerin kristal yapılarının tespiti ve karakterizasyonlarının belirlenmesi için XRD ve FIT-IR cihazlarında analiz işlemleri yapılmış ve elde edilen analiz grafikleri açısından araştırılan elementlerin spektrum kırınımları ölçüm aralıklarına girmeyecek kadar düşük konsantrasyonda oldukları için hiçbir görüntüleme belirlenememiştir. Sonuç olarak,Bayburt kent atmosferi PM2,5, ağır metal ve diğer elementlere göre literatürde verilmiş kentsel ve yarı-kentsel alanlara göre düşük, kırsal ve temiz alanlara daha yakın konsantrasyonlara sahip olduğu gözlenmiştir. Böylece araştırılan kirleticiler açısından Bayburt ilinin yarı-kentsel alan özelliği gösteren Baberti kampüs atmosferinin temiz bir hava kalitesine sahip olduğu anlaşılmıştır.

Abstract:
Supervisor: Doç. Dr. Serkan BAYAR
During  theBaberti flights, which is a semi-urban area of Bayburt province, weused an active atmospheric PM2.5 high-air aspirated sampler at onepoint to analyze thetemporal (1-year) and seasonal effects of PM2.5 and forty-two elements (12 heavy metals + 30 other elements). (summer + winter) daily operating work was carried out. It will also enable to determine the characterizations of heavy metals and other elements investigated as well as research studies. The average out look phase PM2.5 positions calculated according to the winter over all according to the daily maintenance area smade on the Baberti flight were determined as 26.11 ± 24.06 µg m3 leaks, while the summer controls were determined as 47.77 ± 36.62 µg m3. At the same time, seasonal and temporal mean temperature PM2.5 positions were determined as 36.94 ± 32.71 µg m3.PM2.5 concentrations and distributions of meteorological factors such as temperature (from temperature-PM2.5concentrationgraphs), precipitation (from precipitation-PM2.5 concentrationgraphs) and wind speed (from wind speed-PM2.5 concentrationgraphs) are positive or negative. Was found to be significantly affected. In addition, the concentrations of 42 elements that can be found in the atmosphere of the Baberti region were determined in a chromatography device with Inductively coupled plasma –mass spectrometry (ICP-MS). Then, analysis processes were carried out on X-Ray Diffractometry (XRD) and Fourier Transform Infrared Spectrometer (FIT-IR) devices to determine the characterizations (revealing the crystal structure and symmetry; imaging) of the detected heavy metals and other elements. As a result of the analysis processes in ICP-MS, out of 42 seasonally investigated elements, a total of 14 seasonal elements were detected.(Boron (B), Sodium (Na), Magnesium (Mg), Aluminum (Al), Potassium (K), Calcium (Ca), Iron (Fe), Copper (Cu), Zinc (Zn), Citrontium (Sr) , Silver (Ag), Cadmium (Cd), Barium (Ba), Lead (Pb)). Among the detected elements, maximum 7 heavy metals (Aluminum (Al), Iron (Fe), Zinc (Zn), Copper (Cu), Cadmium (Cd), Silver (Ag) Lead (Pb)) and 7 other elements (Boron (B), Sodium (Na), Magnesium (Mg), Potassium (K), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Barium (Ba)) could be determined. According to the data obtained, according to the average concentrations of heavy metals and other elements calculated in the winter months, the most common heavy metal is Znand it was calculated as 0.575 mg L-1. In addition, the lowest calculated heavy metal was Kd, and it was found to be 0.001 mg L-1. On the other hand, according to the calculated average concentrations in the summer months, the most abundant heavy metal was Zn, as in winter, and was calculated as 1.108 mg L-1, while the lowest calculated heavy metal was Pb and was calculated as 0.001 mg L-1. Thus, it was determined that all seasonally detected element sexhibited very low changes between 0.001 mg L-1 and 1.674 mg L-1.According to the data obtained, according to the average concentrations of heavy metals and other elements calculated in the winter months, the most common heavy metal is Znand it was calculated as 0.575 mg L-1. In addition, the lowest calculated heavy metal was Kd, and it was found to be 0.001 mg L-1. On the other hand, according to the calculated average concentrations in the summer months, the most abundant heavy metal was Zn, as in winter, and was calculated as 1.108 mg L-1, while the lowest calculated heavy metal was Pb and was calculated as 0.001 mg L-1.Thus, it was determined that all seasonally detected elements showed very low changes between 0.001 mg L-1 and 1.674 mg L-1. In order to determine the boundaries and characterizations of the crystalstructures of the elements with very low limits detected in the other middle management days, analysis processes were carried out in XRD and FIT-IR devices, and in terms of the analysis graphics obtained, the spectra of the investigated elements were so low that they did not enter into the diffraction measurements, and no imaging was determined for them. . As a result, it has been observed that the urban atmosphere of Bayburt has lower capabilities for PM2.5, heavy metal and other elements than the wear and semi-urban areas in the literature, and closert or ural and cleanareas. Thus, it has been understood that the Baberti atmosphere, which shows the semi-urban area of Bayburt, has a clean air quality from the perspectives investigated.