Kütahya bölgesinde uçucu organik bileşiklerin alansal dağılımlarının ve kaynaklarının pasif örnekleme metodu ile belirlenmesi
Determination of spatial distributions and sources of 
volatile organic compunds by passive sampling 
methodology in kutahya region
Yazar: GÜLZADE KÜÇÜKAÇIL
Danışman: DOÇ. DR. EFTADE EMİNE GAGA
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Kütahya'da Uçucu Organik Bileşiklerin (UOB) alansal, mevsimsel dağılımlarını ve olası kaynaklarını belirlemek amacıyla pasif örnekleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. UOB örnekleri, kış ve yaz olmak üzere iki ayrı mevsimde iki haftalık örnekleme süresince toplanmıştır. Ayrıca aynı çalışma bölgesinde yer alan iki istasyonda günlük olarak kuvars filtre üzerine toplanan partikül madde örneklerinin oksitatif potansiyel oluşturma kapasitelerini belirleme çalışmaları da gerçekleştirilmiştir. UOB örneklerinin analizleri Termal Desorpsiyon (TD) - Gaz Kromatografi (GC) - Alev İyonlaştırma Dedektörü (FID) sistemi kullanılarak, toplanan partikül maddenin oksitatif potansiyel oluşturma kapasitelerinin belirlenmesi analizleri ise Elekro Spin Rezonans ESR sistemi ile gerçekleştirilmiştir.
İki mevsimde ölçülen UOB derişimlerinin alansal ve mevsimsel dağılımları, Coğrafi Bilgi Sistemi yardımıyla kirlilik haritaları oluşturularak görselleştirilmiştir. Genel olarak, kış mevsimindeki toplam UOB derişimleri yaz dönemindeki değerlerden daha yüksek bulunmuştur. Kirleticilerin alansal dağılımları değerlendirildiğinde, termik santral yakınlarında, Kütahya şehir merkezinde ve trafik yoğunluğu olan bölgelerde daha yüksek seviyelerde UOB derişimleri ölçülmüştür. UOB verileri ve bölgede ölçülen NO2 ve SO2 verileri kullanılarak Positif Matris Faktörizasyonu (PMF) kaynak ayrıştırma yöntemi ile bölgede bulunan temel kaynaklar; dizel yakıtlar, trafik, çözücü buharlaşması/endüstriyel faaliyetler ve termik santrallerinin ağırlıklı etkilerinin görüldüğü kömür yanması kaynakları olarak belirlenmiştir.
Sağlıkla ilgili gerçekleştirilen çalışmalar kapsamında benzen derişimlerine yaşam boyu maruz kalınması sonucu oluşabilecek tahmini karsinojenik risk değerleri her bir örnekleme noktası için tahmin edilmiştir. Her iki mevsim için de, örnekleme noktalarının % 80'inde hesaplanan risk değerlerinin, EPA tarafından kabul edilebilir risk seviyesi olarak belirtilen 1x10-6 değerini aştığı görülmüştür. Diğer taraftan, kentsel istasyonda toplanan PM2.5 örneklerinin OH radikali oluşturma potansiyelleri genel olarak kırsal istasyondaki değerlerden daha yüksek bulunmuştur (p<0.05). PM örneklerinin reaktif oksijen türleri oluşturma kapasiteleri mevsimsel olarak değerlendirilmiş ve kentsel istasyon yaz dönemi medyan değerinin, kırsal istasyon yaz dönemi medyan değerinden daha yüksek olduğu gözlenmiştir (p<0.05).
Anahtar Sözcükler: Uçucu Organik Bileşikler, Pasif Örnekleme, Karsinojenik Risk, Oksitatif potansiyel oluşturma kapasitesi, Pozitif Matriks Faktörizasyon

Abstract:
Passive sampling studies were carried out to determine spatial, seasonal distribution of Volatile Organic Compounds (VOC) and their possible sources in Kutahya province. Two-week VOC samples were collected during winter and summer period. In addition, to determinate the oxidative potential generation capacity of particulate matter samples collected daily on quartz filters, studies were done in the same study area. Analysis of VOC samples were carried out by using Thermal Desorption-Gas Chromatography – Flame Ionization Detector (FID) and analysis of PM samples to determine oxidative potential generation capacity were carried out using by Electro Spin Resonance (ESR) system.
Spatial and seasonal distributions of VOCs were visualized by creating pollutant maps by using Geographic Information System. In general, total VOC concentrations were higher in winter than the summer values. Evaluation of the spatial distribution of the pollutants showed that the levels were higher near the thermal power plant, in areas with the traffic density, and at Kütahya city center. VOC and NO2, SO2 data, which were measured in the same region, were used in Positive Matrix Factorization (PMF) to define sources in the region that showed the relative effects of diesel fuel, traffic, solvent evaporation / industrial activities and the burning of coal .
Within helath-related studies, carcinogenic risk values as a result of lifelong exposure to benzene for each sampling point were estimated. For both seasons, the calculated risk values for 80% of the sampling locations were found to exceed the EPA acceptable risk level of 1x10-6. On the other hand,OH radical formation potencials of urban PM2.5 samples were found to be significantly higher than those of rural samples (p<0.05). Seasonal variations of the ROS generation capacities of PM samples were also investigated. The median value of ROS generation capacities of summer urban PM samples was found to be higher than the median value of the rural PM samples (p<0.05)
Keywords: Volatile Organic Compounds, Passive Sampling, Carcinogenic risk, Oxidative potential generation capacity, Positive Matrix Factorization