Bolu şehir merkezinde toplanan partikül madde (PM) örneklerinin biyo-aerosoller ve diğer kirleticiler açısından incelenmesi ve atmosferik görüş mesafesi ile ilişkilerinin saptanması
Investigation of particulate matter (PM) samples collected in bolu city center in terms of bio-aerosols and other pollutants and assessment of their correlations with atmospheric visibility range
Yazar: MERVE AKTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. FATMA ÖZTÜRK
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Aerosoller = Aerosols ; Atmosferik kirleticiler = Atmospheric pollution ; Bolu = Bolu ; Partiküller = Particles ; İyon = Ion

Özet:
Atmosferde bulunan partikül maddenin (PM) ve partikül maddenin önemli bir kısmını oluşturan biyo-aerosollerin insan sağlığı ve çevre üzerindeki olumsuz etkileri vardır. Ayrıca PM ve biyo-aerosoller iklim değişikliğini dolaylı ve doğrudan etkileme özelliklerine sahiptir. Atmosferde bulunan PM aynı zamanda görüş mesafesinin azalmasına neden olmakta bu ise insan sağlığını ve kara, hava ve deniz yolu ulaşımı ile telekominikasyonu olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmanın üç amacı vardır: (1) PM10 kompozisyonunda Bolu ili için ilk kez biyo-aerosol türlerini ve seviyelerini belirlemek; (2) Aynı örnekleme noktasında toplanan PM10 ve PM2.5 kompozisyonunda ölçülen parametrelere ait konsatrasyon değerlerini ve izlenen meteorolojik parametrelerden bağıl nem değerini kullanarak Bolu ili için kabaca ilk kez görüş mesafesi değerini günlük bazda hesaplamak; (3) Bolu hava kalitesini etkileyen kirletici kaynaklarını belirlemektir. Bu amaçlara ulaşmak için Bolu il merkezinde Meteoroloji Genel Müdürlüğü bahçesinde konuşlandırılan hava kalitesi izleme istasyonunda (40.7330°K, 31.6017°D) 30 Haziran-10 Ağustos (2017) ve 22 Şubat-25 Mart (2018) tarihleri arasında PM örnekleri yüksek hacimli örnekleyici kullanılarak kuvars filtreler üzerine günlük olarak toplanmıştır. Toplanan PM örneklerin kimyasal kompozisyonları ana iyonlar, EC ve OC açısından analiz edilirken, yalnızca PM10 örneklerinde biyo-aerosol analizleri RT-PCR ile gerçekleştirilmiştir. PM10 örneklerinin biyo-aerosol analizi PM komposizyonundan elde edilen veriler meteorolojik faktörlerle beraber değerlendirilerek ışık sönümlenme katsayısı ve görüş mesafesi değerleri hesaplanmıştır. PM10 örneklerinde en çok bulunan bakteri filumu Protebacteri, mantar filumu ise Basidiomycota biyo-aerosoller olarak belirlenmiştir. ADG'ler IntI-1 ctx-m-32, Sul1, qnrS, MecA olarak belirlenmiştir. Işık sönümlenme katsayısını etkileyen ana kirleticilerin organik madde ve sülfat iyonu olduğu belirlenmiştir. Geliştirilmiş IMPROVE yöntemi ile hesaplanan ışık sönümlenme katsayısının ve buna bağlı hesaplanan görüş mesafesi değerinin daha doğru sonuç verdiği bulunmuştur. Biyo-aerosol konsantrasyonları ve görüş mesafesi arasında çalışmada değerlendirilen veri sayısı az olduğu için istatistiksel açından güçlü bir ilişki bulunmamıştır. PM verisine uygulanan PMF modellemesi ile Bolu hava kalitesini etkileyen dört farklı kaynağın olduğu saptanmıştır.

ANAHTAR KELİMELER: Bolu, PM10, PM2.5, Biyo-aerosol, EC, OC, İyonlar, Görüş Mesafesi, PMF

Abstract:
Particulate matter (PM) in the atmosphere and bio-aerosols, which constitute a significant part of particulate matter, have negative effects on human health and the environment. In addition, PM and bio-aerosols have a direct effect on the climate by scattering and absorbing sunlight, as well as indirectly affecting the climate by forming cloud condensation nuclei and ice nuclei. PM in the atmosphere also causes a decrease in visibility, which adeversely affects human health, land, air and sea transportation and telecommunications. This study has three purposes; (1) to determine the bio-aerosol types and levels for the first time for Bolu in PM10 composition; (2) to roughly determine the first-time visibility range for Bolu atmosphere by using the concentrationsof the parameters measured in the PM10 and PM2.5 composition and the relative humidity (RH) and finally, (3) to find the sources affecting the air quality in Bolu city center. To achieve these objectives, daily PM samples were collected on quartz filters using a high-volume sampler between 30 June-10 August (2017) and 22 February-25 March (2018) at a station located in the garden of the General Directorate of Meteorology in Bolu city center (40.7330°N, 31.6017°E). While the chemical compositions of collected PM samples were analyzed in terms of major ions, EC and OC, bio-aerosol analyzes were performed only for PM10 samples. Bioaerosols were determined by Real Time Polymerase Chain Reaction (RT-PCR). The data obtained from the PM composition were evaluated together with the meteorological factors, and the light extinction coefficient and visibility range values were calculated. The bioaerosol analysis showed that the most abundant bacterial phylum is Protebacteri and the fungal phylum Basidiomycota in PM10 samples. ARGs were identified as IntI-1, ctx-m-32, Sul1, qnrS, MecA. It was determined that the main pollutants affecting the light extinction coefficient were organic matter and sulfate ions. It has been found that the light extinction coefficient calculated with the improved IMPROVE method and the view distance value calculated accordingly give more accurate results. Due to the lack of bio-aerosol data in PM10 samples, no statistically strong correlation between the bio-aerosol levels and visibility range was detected in this study. PMF resolved four different sources affecting the air quality of Bolu.

KEYWORDS: Bolu, PM10, PM2.5, Bio-aerosol, EC, OC, Ions, Visibility range, PMF