İstanbul Üniversitesi Avcılar Yerleşkesi'nde solunabilir partikül maddenin boyut dağılımının ve element içeriğinin incelenmesi
The investigation of size distribution and elemental characterization of inhalable particulate matter in the Avcilar Campus, Istanbul university
Yazar: UNDRAL DORJSUREN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ÜLKÜ ALVER ŞAHİN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Hava kirleticiler = Air pollutants

Özet:
İSTANBUL ÜNİVERSİTESİ AVCILAR YERLEŞKESİ'NDE SOLUNABİLİR PARTİKÜL MADDENİN BOYUT DAĞILIMININ VE ELEMENT İÇERİĞİNİN İNCELENMESİBu çalışmanın amacı İstanbul Üniversitesi, Avcılar Yerleşkesinde solunabilir partikül maddenin (PM) boyut dağılımının ve metal içeriğinin belirlenmesidir. Bu amaçla 2 farklı PM örnekleme sistemi eş zamanlı kullanılmış ve Ekim 2010 ?Aralık 2011 döneminde ölçüm yapılmıştır. PM'nin boyut dağılımını belirlemek için 8 kademeli kaskatlı PM örnekleme sistemi kullanılmıştır. Her bir kademede örneklenen PM'nin boyutları şu şekildedir: 0-0,4 µm, 0,4-0,7 µm, 0,7-1,1 µm, 1,1-2,1 µm, 2,1-3,3 µm, 3,3-4,7 µm, 4,7-5,8 µm, 5,8-9 µm ve >9 µm. Gravimetrik olarak her bir kademede örneklenen PM belirlenmiş ve solunabilir PM'nin istatistiksel boyut dağılım analizi yapılmıştır. Solunabilir PM'nin metal içeriğinin belirlenmesi için Referans Metod ile ölçüm yapan Partisol-Frm model 2000 hava örnekleyici ve PM10 (10µm'den küçük PM) başlığı kullanılmıştır. Örneklenen PM suda çözünürleştirilmiş ve ICP-MS cihazı kullanılarak 15 (V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Sn, Ba, Pb) adet toksik metal içeriği belirlenmiştir.2010 ve 2011 yıllarında günlük örneklenen PM10'un ortalama konsantrasyonu 42,0±27,3 µg/m3 `dür. Meteorolojik parametrelerin PM10 konsantrasyonunun değişiminde etkili olduğu gözlenmiştir. Solunabilir PM'nin boyut dağılımı incelendiğinde 1,1 µm'nin altındaki boyutlarda PM konsantrasyonunun pik değerlere ulaştığı ve çok modlu bir boyut dağılımının olduğu belirlenmiştir. Yapılan istatistiksel analiz sonucunda ortalama kütlesel aerodinamik çap (Mass Median Aerodinamic Diametr - MMAD) ve geometrik standart sapma (Geometric Standard deviation - GSD) parametreleri sırasıyla 3,4 µm ve 4,4 µm hesaplanmıştır. PM10 içeriğindeki suda çözünen metal konsantrasyonları incelendiğinde en yüksek ortalama değerlerin Zn, Ba, Fe ve V (sırasıyla 195,7±304,7 ng/m3 , 80,9±66,9 ng/m3 , 12,6±19,9 ng/m3 ve 7,4±9,6 ng/m3) için gözlendiği görülmektedir. Endüstri, trafik ve yerleşim kaynaklı PM10 oluşumunun etkili olduğu Avcılar'da suda çözünen Zn elementinin yüksek konsantrasyon değerini aldığı ve kömür, yağ yakımı emisyonlarında bulunan V elementinin de yüksek olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
THE INVESTIGATION OF SIZE DISTRIBUTION AND ELEMENTAL CHARACTERIZATION OF INHALABLE PARTICULATE MATTER IN THE AVCILAR CAMPUS, ISTANBUL UNIVERSITYThe aim of this work is to determine size distribution of inhalable particulate matter (PM) and associated metal. Two different PM sampler was used to measure simultaneously between October 2010 and December 2011. 8- stage cascade imparter was used to determine size distribution of PM. Each size fraction of PM is following: 0-0.4 µm, 0,4-0.7 µm, 0.7-1.1 µm, 1.1-2.1 µm, 2.1-3.3 µm, 3.3-4.7 µm, 4.7-5.8 µm, 5.8-9 µm and >9 µm. PM concentration in each fraction was calculated by gravimetrically and analyzed size distribution statistically. Partisol-Frm model 2000 PM sampler which is referans method and PM10 head was used to determine metal contents of PM10. 15 (V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Sn, Ba, Pb) water soluble metal contents of PM10 were measured by ICP-MS.The average concentration of PM10 sampled in 2010-2011 was 42,0±27,3 µg/m3. We observed that the PM10 concentration was affected with meteorological parameters. PM concentration smaller than 1.1 µm reached high levels and size distribution with multimode was observed. Mass Median Aerodynamic Diameter (MMAD) and Geometric Standard deviation (GSD) were calculated as 3,4 µm and 4,4 µm, respectively. The highest average water soluble metal concentrations were observed for Zn (195,7±304,7 ng/m3), Ba (80,9±66,9 ng/m3), Fe (12,6±19,9 ng/m3) and V(7,4±9,6 ng/m3). As a conclusion, PM10 sourced from industrial, traffic and residential was effective in the study area. Zn and V sourced by combustion of coal and oil) levels were found higher.