Erzurum' da doğal gaz kullanımının hava kalitesine etkisinin incelenmesi
The investigation of the effects of natural gas usage on the air quality in Erzurum
Yazar: TAHA AKARSU
Danışman: PROF. DR. ZEYNEP EREN ; PROF. DR. FERDA YERDELEN TATOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Amaç: Bu çalışmada Erzurum kent atmosferindeki hava kalitesinin değişimi; Erzurum'da hava kirliliğinin ilk kez görülmeye başlandığı 1978-1979 kış döneminden başlayarak günümüze kadar partikül madde (PM) ve kükürt dioksit (SO2) konsantrasyonları ve meteorolojik parametreler esas alınarak incelenmiştir. Erzurum kent atmosferinde hava kalitesinin değişimini etkileyecek en önemli faktör 2005 yılında kentsel ısınma amacıyla kullanılmaya başlanan doğal gaz olduğu için; doğal gaz tüketim verilerine ait veriler başta olmak üzere nüfus, kentleşme oranı, yakıt türleri ve kullanım miktarları gibi hava kalitesini etkileyebilecek diğer veriler de elde edilen model sonuçlarının değerlendirilmesinde kullanılmıştır. 
Yöntem: 1978-2019 yılları arasında Erzurum kent atmosferinde ölçülen PM ve SO2 konsantrasyonları ile nispi nem, ortalama sıcaklık, yağış, rüzgâr yönü ve hızı gibi meteorolojik parametreler arasındaki ilişkiyi incelemek için istatiksel modellerden yararlanılmıştır.
Bulgular: PM ve SO2 konsantrasyonları meteorolojik parametrelerden önemli ölçüde sıcaklığa bağlı bulunmuştur. SO2 için 1995 ve 2009 yıllarında ve PM için ise 1995 ve 2006 yıllarında önemli kırılmalar elde edilmiştir. İthal kömüre geçildiği ve yerli, kalitesiz kömürlerin yasaklandığı yıl olan 1995 yılı sonrası öncesine göre PM 93.5 µg/m3-gün; doğal gazın yaygınlaştığı yıl olan 2006 yılı sonrası öncesine göre ise PM 52.3 µg/m3-gün azalmıştır. Benzer sebeplerle 1995 sonrası öncesi döneme göre SO2'nin %54 oranında azaldığı ve doğal gaz kullanım sonrası 2009 yılından itibaren SO2 konsantrasyonlarında önceki döneme göre %90 seviyesinde iyileşme görülmüştür.
Sonuç: Kent merkezinde kullanılan yakıtların kontrol altına alınması ve kaliteli yakıt kullanılması, doğal gaz kullanımın yaygınlaştırılması ve merkezi ısıtmada kullanılması, doğru kentleşme faaliyetleri, binalarda enerji verimliliğinin sağlanması gibi temel önlemler ile Erzurum ili hava kalitesinde kalıcı iyileşme sağlanması mümkündür.

Abstract:
Purpose: In this study, the progress of air quality in Erzurum urban atmosphere has been investigated on the basis of particle matter (PM) and sulfur dioxide (SO2) concentrations and meteorological parameters, starting from the winter period of 1978-1979, when air pollution was first seen in Erzurum, until today. Since the most important factor that will affect the change of air quality in Erzurum urban atmosphere is the natural gas that started to be used for urban heating in 2005; other data such as population, urbanization rate, fuel types and their amounts that may affect air quality were also used in the evaluation of the model results in addition to the data on natural gas consumption data.
Method: For this purpose, statistical models were used to investigate the relationship between PM and SO2 concentrations measured in Erzurum urban atmosphere between 1978-2019, and meteorological parameters such as relative humidity, average temperature, precipitation, wind direction and velocity in the Erzurum city atmosphere.
Findings: PM and SO2 concentrations were found to be significantly dependent on temperature among other meteorological parameters. Significant breaks were obtained for SO2 in 1995 and 2009 and for PM in 1995 and 2006. PM value decreased 93.5 µg/m3-day after 1995 compared to before the 1995 year that imported coal was started to use and poor-quality coal was banned, and PM value also decreased 52.3 µg/m3-day after 2006 compared to before the 2006 year that the use of natural gas became widespread. For similar reasons, SO2 decreased by 54% compared to the period before 1995, and after the use of natural gas starting with 2009, SO2 concentrations healed by 90% compared to the previous period before natural gas usage.
Results: It is possible to achieve permanent improvement in the air quality of Erzurum City with basic measures such as controlling the fuels used in the city center and using high-quality fuel, extending the use of natural gas with the central heating system, improved urbanization activities, and providing energy efficiency in buildings.