Atmosferik partikül (PM2.5) ve gaz fazlı (O3 ve NOx) kirleticilerin seviyelerinin, kaynaklarının, mekânsal ve zamansal değişimlerinin incelenmesi: Dilovası örneği
Investigation of levels, sources, spatial and temporal variations of atmospheric particulate (PM2.5) and gaseous phase (O3 ve NOx) pollutants: Dilovasi case
Yazar: MELEK KELEŞ ÖZGÜL
Danışman: DOÇ. DR. FATMA ÖZTÜRK
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Atmosferik kirleticiler = Atmospheric pollution ; Kocaeli-Dilovası = Kocaeli-Dilovası ; Metaller = Metals ; İyon = Ion

Özet:
Dilovası (Kocaeli) ülkemizde endüstriyel faaliyetlerin en fazla olduğu bölgelerden biridir. Hava kirliliğinin hem ilçede yaşayan hem de çalışan halk üzerinde olumsuz sağlık etkileri olduğu birçok çalışma tarafından ortaya konulmasına rağmen ilçenin ortam havasında bulunan organik ve inorganik kirleticilerin türlerinin ve seviyelerinin belirlenmesine yönelik kapsamlı bir çalışma henüz yapılmamıştır. Bu çalışmanın amaçları şu şekilde özetlenebilir: (1) PM2.5 kütle konsantrasyonu ve PM2.5 kimyasal kompozisyonunda belirlenen organik ve inorganik kirleticilerin seviyelerinin saptanması; (2) Bu kirleticilerin zamansal değişimlerinin incelenmesi ve kaynaklarının tespit edilmesi; (3) Çökebilen toz örneklerinde organik ve inorganik kirleticilerin tespit edilmesi; ve (4) Bu kirleticilere ait kirlilik haritaları oluşturarak kirleticilerin mekânsal dağılımlarının değerlendirilmesi. Söz konusu bu amaçlara ulaşabilmek için Dilovası Belediyesi'nin bahçesine (40.79° K – 29.54° D, 51 m) konuşlandırılan bir sabit örnekleme istasyonunda Şubat 2015-Ocak 2016 tarihleri arasında günlük PM2.5 örnekleri toplanmıştır. Aynı istasyonda O3 ve NOx analizörleri ve meteoroloji sensörü ile de gerçek zamanlı veri alınmıştır. Ayrıca Dilovası bölgesinde belirlenen 23 noktada ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimlerinde kuru çökelme örnekleri de toplanmıştır. Ortalama PM2.5 kütle konsantrasyonu 66.50±51.21 µg/m3 olarak bulunmuştur. PM2.5 kompozisyonunda ölçülen parametrelerin ortalama konsantrasyonunun 2.23 pg/m3 (Tm) ila 19.18 µg/m3 (TC) arasında değişitiği belirlenmiştir. Ortalama O3 ve NOx konsantrasyonları sırasıyla 24.71±13.66 ppb ve 33.52±27.90 ppb olarak bulunmuştur. Endüstriyel noktalarda Cr, Pb, Zn, Fe, As, OC ve TC kuru çökelme akılarının diğer bölgelere kıyasla daha yüksek olduğu bulunmuştur. PM2.5 kimyasal kompozisyon verisine uygulanan Pozitif Matriks Faktorizasyon (PMF) modeli ile Dilovası hava kalitesini etkileyen kirletici kaynakları petrol yanması, yol tozu, toprak, kömür yanması, trafik ve ikincil inorganik aerosol olarak saptanmıştır.

Abstract:
Dilovasi is one of the regions with the highest industrial activities in our country. Although several studies indicated that air pollution is one of the major environmental threats to health of the citizens living and working in the region, there is no detailed study showing the levels and types of the organic and inorganic pollutants. The objectives of the current study can be listed as follows: (1) To determine the PM2.5 mass concentration in addition to the levels of parameters in PM2.5 chemical composition; (2) To assess the temporal variations of these pollutants and apportion their sources; (3) To determine the concentrations of inorganic and organic pollutants in dry deposition samples; (4) To investigate spatial distribution of the corresponding pollutants determined in dry deposition samples. In order to achieve these objectives, an ambient monitoring station was placed at the garden of Dilovasi municipality (40.79° N – 29.54° E, 51 m) and daily PM2.5 samples were collected between February 2015 and January 2016. Ozone, NOx and meteorological data were also recorded concurrently. Moreover, dry deposition samples were also collected in spring, summer and autumn seasons at 23 different points to evaluate spatial and seasonal variations in the pollutant concentrations. The average PM2.5 mass concentration was found as 66.50±51.21 µg/m3 during the sampling period. The measured concentrations were ranged from 2.23 pg/m3 for Tm to 19.18 µg/m3 for TC in PM2.5. Average concentration was found for O3 and NOx as 24.71±13.66 ppb ve 33.52±27.90 ppb, respectively. Dry deposition data fluxes of Cr, Pb, Zn, Fe, As, OC and TC were higher at industrial points as compared to other sampling locations. Positive Matrix Factorization (PMF) applied to PM2.5 chemical composition data resolved that petroleum combustion, road dust, resuspended soil, coal combustion, traffic and secondary inorganic aerosol are the sources affecting the air quality of Dilovası.