İzmit körfezi'nde poliaromatik hidrokarbon kirliliğinin fugasite bazlı incelemesi
Fugacity-based analysis of polyaromatic hydrocarbon pollution in İzmit bay
Yazar: SÜMEYYE HASANOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ RECEP KAYA GÖKTAŞ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: İzmit Körfezi = İzmit Bay

Özet:
Bu tez çalışmasında, İzmit Körfezi'ne ait çevresel ortamlarda, derlenmiş gözlem verilerinden yararlanarak öncelikli poliaromatik hidrokarbon (PAH) bileşiklerinin akıbetini ve ortamlararası transferlerini açıklayacak bir fugasite-tabanlı çok-ortamlı model geliştirilmesi için ön çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Fugasite-bazlı çok-ortamlı akıbet modellerinin temel görevi, bir çevresel sisteme giren kirletici kimyasalın ortamlararası dağılım eğilimi, ortamlararası taşınımı ve hangi ortamlarda ne kadar birikeceği konularında niceliksel bilgi üretmektir. Bu çalışma TÜBİTAK tarafından desteklenen 118Y155 numaralı "İzmit Körfezi İçin Çok-Ortamlı Polisiklik Aromatik Hidrokarbon Akıbeti Modeli Geliştirilmesi" isimli projenin bir parçası olarak gerçekleştirilmiştir. Tez çalışması Kocaeli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi'nce desteklenmiştir (Proje Numarası: 2019/059). Çalışma kapsamında 1999-2009 yılları arasında birbirlerinden bağımsız olarak gerçekleştirilmiş PAH örnekleme ve analiz çalışmaları verilerini kullanarak bu bileşiklerin hava, su ve sediment ortamlarındaki konsantrasyonlarının zamana bağlı ve mekânsal değişimleri incelenmiştir. Seviye I Fugasite modeli uygulanarak öncelikli PAH bileşiklerinin körfeze ait çevresel ortamlar arasında dağılım eğilimi belirlenmiştir. Seviye II model uygulaması ile PAH bileşiklerinin körfezdeki bekleme süreleri hesaplanmıştır. Oluşturulan hava-su, sediment-su değişim modelleriyle PAH'ların hava, su ve sediment ortamları arasındaki transfer süreçleri, yönleri ve akı değerleri tahmin edilmiştir. Hesaplanan fugasite oranları yardımıyla kirleticilerin ortamlarası denge durumu incelenmiştir. Derlenmiş gözlem verilerinin kısıtlı olması, model uygulamalarındaki belirsizliğin analizini gerekli kılmaktadır. Derlenmiş PAH verilerindeki ve varsayılan model parametrelerindeki belirsizliklerin model çıktılarındaki belirsizliğe etkilerini incelemek için Monte Carlo belirsizlik analizi yöntemi kullanılmıştır. Bu çalışma, çok-ortamlı akıbet analizlerinde fugasite yaklaşımı kullanımının ülkemizdeki uygulanabilirliğini göstermek üzere İzmit Körfezi ve PAH grubu kirleticiler özelinde ilk uygulamaları içermektedir.

Abstract:
In this thesis, preliminary studies were conducted to develop a fugacity-based multi-media model to examine the fate and intermedia transfers of priority polyaromatic hydrocarbon (PAH) compounds in the Izmit Bay environmental media, by using compiled observation data. The fundamental task of fugacity-based multimedia fate models is to produce quantitative information on the tendency of a pollutant to partition between various environmental media, its intermedia transfer, and its accumulation amounts in different media after entering into an environmental system. This research was conducted as a part of the project titled "Development of a Multi-Media Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Fate Model for İzmit Bay" supported by TUBITAK under the project number 118Y155. The thesis study was supported by Kocaeli University Scientific Research Projects Coordination Unit (Project Number: 2019/059). Within the scope of the study, by using the data of sampling and analysis studies of PAH compounds that were carried out independently between the years 1999-2009 in the bay, temporal, seasonal and spatial variations of the concentrations of PAH compounds in the environmental media of air, water and sediment were investigated. By applying a Level-I fugacity model, distribution tendencies of priority PAH compounds among the environmental media of Izmit Bay was investigated. A Level-II fugacity model was applied to calculate residence times of PAH compounds in the bay. With air-water, sediment-water exchange models, transfer processes, directions and fluxes of PAHs between air, water and sediment environments were estimated. Intermedia equilibrium status of pollutants were determined by means of calculated fugacity ratios. Limited compiled observational data requires the analysis of the uncertainty in model applications. Monte Carlo uncertainty analysis method was used to investigate the effects of uncertainties in the compiled PAH data and other model parameters on the uncertainty in the model outputs. This study, which focuses on Izmit Bay and the PAH group of pollutants, includes the first applications that demonstrate the suitability of the fugacity approach in multimedia fate analysis in Turkey.