Yapılması planlanan güney marmara otoyolu'nun Kocaeli ilindeki taşıt kaynaklı hava kirleticilerin atmosferik dağılımı üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the impact of the planned south marmara highway on the atmospheric distribution of vehicle-sourced air pollutants in Kocaeli province
Yazar: FATMA SOSLU
Danışman: DOÇ. DR. ŞENAY ÇETİN DOĞRUPARMAK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışmada, yapılması planlanan Güney Marmara Otoyolu'ndaki araç trafiğinin Kocaeli ili hava kirliliğine etkisi değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında mevcut yollar ve yapılması planlanan Güney Marmara Otoyolu'nu kullanan/kullanacak araç sayılarına ve türlerine bağlı olarak emisyon envanteri çıkarılmıştır. Yollardan geçmesi tahmin edilen araç sayısına göre farklı 'Senaryo'lar oluşturulmuştur. Senaryolar, mevcut 130-01 numaralı Gölcük-Altınova yolunu kullanan araçların %20, %30 ve %35'inin Güney Marmara Otoyolu'nu kullanacağı varsayımları üzerine kurulmuştur. Çalışma kapsamında değerlendirilen emisyonlar; kükürt dioksit (SO2), partikül madde (PM10), karbon monoksit (CO), karbon dioksit (CO2), azot oksit (NOX) ve metan dışı uçucu organik bileşikler (NMVOC) olup bu emisyonlara ilişkin envanterleme için, "EMEP/EEA Air Pollutant Emission Inventory Guidebook 2023" isimli veri tabanında yer alan emisyon faktörleri kullanılmıştır. Hesaplamalar Tier 1 yöntemine göre yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar EPA onaylı Hava kalitesi dağılım modeli olan AERMOD'a girilerek bölgeye ilişkin kirlilik dağılım haritaları oluşturulmuştur.

Envanter çalışması sonuçlarına göre, 2021 yılı için araç yoğunluğunun en fazla olduğu yollar TEM Otoyolunda; Gebze-Dilovası, D-100 + D-130 + D-605 devlet yollarında ise; Çayırova-Gebze ve Gölcük-Karamürsel yolu olarak belirlenmiştir. D-130 yolunda ise, İzmit (68763 taşıt/gün) ve Gölcük-Karamürsel (68498 taşıt/gün) yollarındaki trafik yoğunluğu D-130'daki diğer yollara göre daha fazladır. Mevcut durumda D-130 yolunda seyreden araçların ortalama %77'si otomobil, %9'u orta yüklü ticari taşıt, %1'i dizel otobüs, %5'i kamyon ve %7'si tırdır. Güney Marmara Otoyolunun yapılması ile birlikte D-130 yolunu kullanan araç sayılarının azalmasına bağlı olarak oluşturulan senaryolara göre emisyonların 1. Senaryo ile %24'ünün 2. Senaryo ile %41'inin ve 3. Senaryo ile %52'sinin güneye kayacağı tespit edilmiştir.

AERMOD modeli ile kirleticilerin dağılımlarının modellenmesi çalışmasına göre; taşıt kaynaklı NOX, PM10, NMVOC, CO, CO2 ve SO2 emisyonlarının 1saatlik max konsantrasyonları sırasıyla senaryo 3'de mevcut duruma göre; %28, %53, %49, %50, %49 ve %35 azalırken, yıllık max. konsantrasyonları ise; %-7, %53, %49, %49, %49, %34 oranında azalmıştır. Max. kirletici konsantrasyonunun görüldüğü alıcı noktaları İzmit Şehir Merkezi (746985.59; 4516448.29) ve Dilovası (712439.79; 4518354.94) olarak belirlenmiştir. 	Modelleme çalışması ile belirlenen max kirletici konsantrasyonları ulusal (HKKDY) ve uluslararası (WHO, EU) sınır değerler ile karşılaştırıldığında; NOX'in, NO2 için verilen sınır değerlerin üzerinde olduğu, PM10'un; her ne kadar HKDYY'de ve EU'daki yıllık sınır değeri karşılasa da WHO sınır değerini aştığı belirlenmiştir. Ancak senaryo durumlarında (senaryo 1, senaryo 2 ve senaryo 3) WHO sınır değeri sağlanmaktadır.

Abstract:
In this study, the effect of vehicle traffic on the planned South Marmara Highway on air pollution in Kocaeli Province was evaluated. Within the scope of the study, an emission inventory was prepared depending on the number and types of vehicles that use/will use the existing roads and the planned South Marmara Highway. Different 'Scenarios' were created according to the number of vehicles predicted to pass through the roads. The scenarios are based on the assumptions that 20%, 30% and 35% of the vehicles using the existing Gölcük-Altınova road 130-01 will use the South Marmara Motorway. Emissions evaluated within the scope of the study; sulfur dioxide (SO2), particulate matter (PM10), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), nitrogen oxide (NOX) and non-methane volatile organic compounds (NMVOC), for inventory of these emissions, "EMEP/EEA Air Emission factors in the database named "Pollutant Emission Inventory Guidebook 2023" were used. Calculations were made according to the Tier 1 method. By inputting AERMOD, pollution the distribution maps for the area were produced.

The inventory study's findings indicated that Gebze-Dilovası on the TEM Highway, as well as Çayırova-Gebze and Gölcük-Karamürsel road on the D-100 + D-130 + D-605 state roads, had the greatest vehicle densities for 2021. The Izmit (68763 vehicles/day) and Gölcük-Karamürsel (68498 vehicles/day) roads on the D-130 had greater traffic densities than the other roads on the route. Currently, automobiles constituted 77% of the average number of vehicles on the D-130 route, followed by trucks (9%), medium-load commercial vehicles (9%), diesel buses (1%), and cars (7%). Based on the study's assumptions, it had been determined that when the southern Marmara highway is constructed, 24% of emissions will go south according to the first scenario, 41% according to the second, and 52% according to the third.

In comparison to the current situation, scenario 3's 1-hour maximum emission concentrations for NOX, PM10, NMVOC, CO, CO2, and SO2 decreased by 28%, 53%, 49%, 50%, 49%, and 35%, according to AERMOD modelling. On the other hand, annual max concentrations reduced by -7%, 53%, 49%, 49%, 49%, 34%. The receptor points where the maximum pollutant concentration was observed were determined as Izmit City Center (746985.59; 4516448.29) and Dilovası (712439.79; 4518354.94). When the maximum pollutant concentrations determined by the modeling study were compared with national (HKKDY) and international (WHO, EU) limit values; NOX was above the limit values given for NO2, PM10; although it meets the annual limit value in HKDYY and EU, it had been determined that it exceeded the WHO limit value. However, in scenario cases (scenario 1, scenario 2 and scenario 3) the WHO limit value was not exceeded.