Aktif ve pasif örnekleme yöntemleri ile polihalkalı aromatik hidrokarbonların (PAH'lar) mevsimsel değişiminin incelenmesi
Determination of seasonal variation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) with active and passive air sampling methods
Yazar: YILDIZ MİNE EVCİ
Danışman: DOÇ. DR. FATMA ESEN
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada yüksek hacimli hava örnekleyici (YHHÖ), pasif hava örnekleyiciler (PHÖ'ler) ve geliştirilmiş pasif hava örnekleyiciler (GPHÖ'ler) kullanılarak dış ortam havasındaki polihalkalı aromatik hidrokarbonların (PAH'lar) örneklemesi yapılmıştır. Örnekleme Bursa'da yarı kırsal bir bölgede, 04 Şubat 2013-03 Şubat 2014 tarihleri arasında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada konsantrasyonların hesaplanması için 3'er adet PHÖ ve GPHÖ ile 1 adet YHHÖ eş zamanlı çalıştırılarak mevsimsel ve halkasal olarak örnekleme oranları (R, m3/gün) belirlenmiştir. Bununla birlikte, PHÖ ve GPHÖ ile bir yıl süresince 10, 20, 30, 40 ve 60 günlük periyotlarda örneklemeler yapılmıştır. 
Kış, ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimleri için YHHÖ ile elde edilen toplam (gaz+partikül) ∑15PAH konsantrasyonlarının minimum ve maksimum değerleri sırasıyla 38,6 ng/m3-419,1 ng/m3, 16,4 ng/m3-164,9 ng/m3, 5,6 ng/m3-16,2 ng/m3 ve 58,9 ng/m3-797,9 ng/m3 olarak hesaplanmıştır. Toplam PAH konsantrasyonları her mevsimde yaklaşık 3 ile 14 katı arasında değişmektedir. PAH konsantrasyonlarının mevsimsel ortalamaları partikül ve gaz faz için yüksekten düşüğe doğru sonbahar > kış > ilkbahar > yaz şeklinde sıralanmıştır. Düşük molekül ağırlıklı PAH'ların gaz fazında dört mevsim için baskın olduğu görülmüştür. Partikül fazda ise kış, ilkbahar ve sonbahar mevsimlerinde BbF ortak baskın PAH türüdür.  Ayrıca, elde edilen sonuçlar aynı örnekleme bölgesinde geçmiş yıllarda yapılan çalışmalar ile karşılaştırılmıştır. 2009-2013 yılları arasında artan popülasyona bağlı olarak PAH konsantrasyon seviyelerinin de artırdığı düşünülmüştür. 
Hesaplanan örnekleme oranları (R) PHÖ'de 0,66-22,41 m3/gün, GPHÖ'de ise 0,08-11,16 m3/gün arasında değişkenlik göstermiştir. Bir yıl süresince yapılan bu çalışmada 10 günlük örneklerin ∑15PAH türü kütle değerleri PHÖ ve GPHÖ için sırasıyla 252,4-11752 ng ve 88,4-3325,51 ng arasında değişmiştir. Eş zamanlı çalıştırılan bu iki örnekleyiciden farklı kütle değerleri elde edilmiştir. Her iki örnekleyici ile elde edilen PAH kütleleri türlerine göre incelenmiş ve molekül ağırlığı düşük PAH'ların daha baskın olduğu görülmüştür. YHHÖ mevsimsel PAH konsantrasyonlarının toksisite eşdeğerleri gaz ve partikül faz için belirlenmiştir. Kanser riskinin en yüksek olduğu tür BaA olarak belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, ambient air polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were sampled using high volume air sampler (HVAS), passive air samplers (PASs) and developed passive air samplers (DPASs). The sampling was conducted in a semi-rural area of Bursa between February 4, 2013 and February 3, 2014. In order to determine the PAH concentrations, 3 PASs and 1 HVAS were run simultaneously and sampling rates (R [m3/day]) were calculated seasonally and according to the PAHs ring numbers. In addition, samplings were conducted using PAS and DPAS in 10-, 20-, 30-, 40- and 60-day periods over one year. 
The minimum and maximum values of total (gas + particle) ∑15PAH concentrations obtained with HVAS were determined to be 38,6-419,1ng/m3, 16,4-164,9 ng/m3, 5,6-16,2 ng/m3 and 58,9 -797,9 ng/m3 in winter, spring, summer and fall seasons, respectively. Total PAH concentrations ranged from about 3 to 14 times in each season. Seasonal average concentration of PAHs for both gas and particle phase were listed as high to low autumn> winter> spring> summer. Low molecular weight PAHs in the gaseous phase was found to be dominant for all four seasons. In the particulate phase, BbF was the common dominant PAH type in winter, spring and autumn seasons. Also, the obtained results were compared with previous studies conducted in the same sampling site. Between the years 2009-2013 the increasing population likely increased the PAHs concentration levels.
Calculated R values varied from 0,66 m3/day to 22,41 m3/day, 0,08 m3/day to 11,16 m3/day for the PAS and DPAS, respectively. The masses of ∑15PAHs from the 10-day samples fluctuated from 252,4-11752 ng, 88,4-3325,51 ng for the PAS and DPAS, respectively. Different mass values were obtained from the two simultaneously running samplers. The values of PAH masses obtained both PAS and DPAS were examined according to the species studied and the molecular weight was found to be more dominant in the low PAH. The toxicity equivalents of seasonal PAH concentrations obtained with HVAS were determined for particulate and gas phase. The type of PAH posing a cancer risk was identified as BaA.