Yaş ve kuru birikim örneklemesi ve analizi ile büyükçekmece hava kalitesinin değerlendirilmesi
The evaluation of air quality of buyukcekmece by wet and dry deposition sampling and analysis
Yazar: İSMAİL ANIL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. PINAR ERGENEKON ; DOÇ. DR. ÖMER AĞA
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu doktora tezi çalışmasında, İstanbul'un önemli içme suyu havzalarından biri olan Büyükçekmece havza alanı yakınında bulunan Fatih Üniversitesi Yerleşkesinde 2011 yılı boyunca toplam (bulk) örnekleyici ile 11 adet toplam birikim örneği, ardışık yağmur örnekleyici ile 187 adet yaş birikim örneği, ardışık yağmur örnekleyicinin kuru birikim toplama ünitesi ile de 21 adet kuru birikim örneği toplanmıştır. Toplanan birikim örneklerinin temel iyonlar, temel ve eser elementler, çok halkalı aromatik hidrokarbon (PAH)'lar ile temel iyon içeriği toplamda 35 adet parametreyle açıklanmıştır. Bu tez çalışmasında öncelikle PAH'ların daha kısa sürede ve çözücü kullanılmaksızın yapılmasına olanak veren katı faz mikro özütleme (SPME) yöntemi, optimize edilerek çalışmada toplanan yaş birikim örneklerindeki PAH içeriğinin tayin edilmesinde başarı ile kullanılmıştır.
Toplanan yaş birikim örneklerinin hacim ağırlıklı ortalama pH ve iletkenlik değerleri sırasıyla 5,99 ve 50,5 µs/cm'dir. Çalışmadaki baskın asitleyici türün SO42- ve asitliğin nötralizasyonundaki en önemli türün Ca2+ olduğu belirlenmiştir. Zenginleşme faktörleri değerlendirmesine göre Fe, Si ve Mn türlerinin en önemli kaynaklarının toprak olduğu, Cr, K, Mg, Cu, Ca, Ni, Pb ve Na türlerinin topraktan farklı bir kaynaktan zenginleştikleri sonucuna varılmıştır. Çalışmanın soğuk dönemindeki H+, NH4+, ƩPAH'lar, SO42-, Ni, Cl-,NO3-, Na, Cr, Pb, Mg, Ca, Mn ve Cu birikimlerinin, sıcak döneme göre en az 1,4 kat daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Fe, Al, K ve Si gibi temel elementler içinse yüksek birikim değerlerine sıcak dönemde daha fazla rastlanılmıştır. Çevreye etkileri açısından türlerin çözünürlüklerine bakıldığında Al, Fe ve Si türleri en düşük çözünürlük değerlerine sahipken en yüksek çözünürlük değerleri K, Na ve Ca türleri için hesaplanmıştır. Eser elementlerden Cu, Ni ve Mn'nin çözünürlük değerleri ise % 50'nin üzerinde bulunmuştur. Ardışık birikim örneklerinde, ardışık alt olayların sayısı arttıkça türlerin birikim değerlerinde ilk olaya kıyasla ortalama % 42 ile % 75 oranında azalmalar görülmüştür. Ana bileşen analizinde belirlenen faktörlerin işaret ettiği kaynaklar önem sırasına göre, toprak kökenli (%31), insan kaynaklı faaliyetler (%29), denizel kökenli (%18) olarak sıralanmıştır.

Abstract:
In this dissertation, atmospheric deposition samples were collected at Fatih University Campus nearby Buyukcekmece watershed area, one of the important drinking water sources of Istanbul, during 2011. Eleven bulk deposition, 187 wet deposition and 21 dry deposition samples were collected by using bulk and sequential rain samplers. The composition of the collected deposition samples were elucidated by the determination of total of 35 parameters including major ions, major elements, trace elements, and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Solid phase microextraction (SPME), a fast and solvent free method, was optimized and successfully used in the determination PAH content of the collected wet deposition samples.
The volume weighted average values of the measured pH and conductivity in the wet deposition samples were 5.99 and 50,5 µs/cm, respectively. The dominant acidifying specie was SO42- and the acidity in wet deposition was mainly neutralized by Ca2+. The assessment of enrichment factors indicated that the main source of Fe, Si, and Mn was the Earth's crust while Cr, K, Mg, Cu, Ca, Ni, Pb, and Na were found to be highly enriched. The wet deposition fluxes of H+, NH4+, ƩPAHs, SO42-, Ni, Cl-, NO3-, Na, Cr, Pb, Mg, Ca, Mn, and Cu in the cold period were at least 1.4 times of the warm period's values. Wet deposition fluxes of Fe, Al, K and Si, on the other hand, were higher in the warm period. While the solubilities of Al, Fe, and Si were shown to be very low, the solubilities of K, Na, and Ca were above 75 %. The solubilities of trace elements including Cu, Ni, and Mn in the wet deposition samples were at least 50 %. When the number of sequential sub events increased, wet deposition fluxes of all species decreased between 42 % and 75 % compared to the first sub events. The sources pointed by factors in principal component analysis were sorted as crustal (31 %), anthropogenic (29 %), and marine (18 %).