Türkiye'nin batısındaki PM10 konsantrasyonlarının atmosferik mekanizmaları ile solunum yolu hastalıkları üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Atmospheric mechanisms of PM10 concentration levels and their impacts on respiratory diseases in western Turkey
Yazar: HİLAL ARSLAN
Danışman: DOÇ. DR. BÜLENT OKTAY AKKOYUNLU ; DOÇ. DR. HAKKI BALTACI
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İş Güvenliği Ana Bilim Dalı / İş Güvenliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Hava kirliliği, çevre ve insan sağlığı için ciddi ve ölümcül sonuçlara neden olan çevresel bir risktir. Son yıllarda, Türkiye'de yüksek seviyede atmosferik kirletici maddeler ölçülmüş olup, bu maddelerin yüksek konsantrasyonlarda meydana gelmesi genellikle yerel ölçekli koşullar veya bölgesel ölçekli taşınım ile ilişkili olmaktadır. Bu çalışmada, 2008-2015 yıllarında Ege Bölgesi'nde ölçülen PM10 değerlerlerinin sinoptik klimatolojisi incelenmiştir. Sinoptik ölçekli çalışmayla, PM10 değerlerlerini arttıran veya azaltan sirkülasyonlar belirlenebilmektedir. Bölgedeki sirkülasyon tiplerini belirlemek amacıyla, Otomatik Lamb Hava Paterni sınıflandırma yöntemi, NCEP/NCAR re-analiz verileri günlük ortalama deniz seviyesi basınç değerlerine uygulanmış ve bu analizde 10 temel sinoptik patern kullanılmıştır. Güneydoğulu hava paterninin, her mevsimde Ege Bölgesi'nde düşük hava kalitesine neden olduğu görülmüştür. 
Doğal ve antropojenik kirleticilerin uzun mesafeli taşınımı, lokal kirletici kaynakları kadar önemli olmaktadır. Kirleticiler uzun mesafeli atmosferik taşınımlar sonucunda salındıkları yerden yüzlerce kilometre uzaklıktaki mesafelere ulaşarak, taşındıkları bölgelere etki edebilmektedir. Çalışmanın ikinci aşamasında, Çanakkale'de 2007-2017 yılları arasında belirlenen 104 adet episodik günün solunum yolu hastalıkları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Solunum yolu hastalıkları için KOAH ve pnömoni tanısı konmuş hastalar, farklı yaş gruplarına ve cinsiyetlere ayrılarak incelenmiştir. Yüksek PM10 değerlerinin uzun mesafeli atmosferik taşınım kaynakları, HYSPLIT modelinin 72 saatlik geri yörünge analizi yapılarak incelenmiştir. Ardından, Ward Minimum Hiyerarşik Kümeleme Analizinin uygulanması sonucunda, Lokal (kısa mesafe taşınım) ve Avrupa, Sahra, Akdeniz ve Rusya (uzun mesafe taşınım) olmak üzere 5 farklı taşınım kaynağına göre sınıflandırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, Avrupa kaynaklı partikül maddelerin, Pnömoni tanısı konmuş hastaların sayısında belirgin bir artışa neden olduğu tespit edilmiştir. Cenova siklonu ile Hazar Denizi üzerindeki yüksek basıncın arasındaki ilişki sonucunda, kuvvetli güneybatılı rüzgarlar, partikül maddeleri özellikle ilkbahar aylarında Sahra Çölü'nden Çanakkale'ye taşımaktadır. Bunun sonucunda, KOAH hastalarının sayısında artış görülmüştür. Akdeniz kaynaklı kirleticiler ise, KOAH ve pnömoni hasta sayısında artışa neden olurken, Rusya kaynaklı kirleticiler, pnömoni hasta sayısında anormal seviyede artışa neden olmuştur.

Abstract:
Air pollution is an environmental risk that may lead to severe and fatal consequences for the environment and human health. In the recent years, high levels of atmospheric pollutants have been measured in Turkey, which are often associated with local-scale conditions or regional-scale transport. In this study, the synoptic climatology of PM10 values measured in the Aegean Region between 2008 and 2015 was examined. Synoptic PM10 research allows possible prediction of particulate matter concentrations associated with weather conditions. The Lamb Weather Type (LWT) technique was applied to NCEP/NCAR daily mean sea level pressure data to determine the circulation types for the region. In total, 10 basic circulation types were used in the analysis, regarding the synoptic-scale approach. The Southeasterly weather pattern has shown to yield low air quality in all seasons when it is active in the Aegean Region.
Long-distance transport of natural and anthropogenic pollutants is as crucial as local pollutant sources. Pollutants can reach and affect the areas hundreds of kilometers away from where they are emitted as a result of long-distance atmospheric transports. In the second stage of this study, 104 episodic days were selected in the city of Çanakkale between 2007 and 2017, and their impacts on respiratory diseases were investigated. For respiratory diseases, the patients diagnosed with COPD and pneumonia were divided into different age and gender groups. Long-distance atmospheric transport sources of high PM10 values were studied with a 72-hour backward trajectory analysis of the HYSPLIT model. Later on, as a result of the Ward's Minimum Hierarchical Clustering methodology, they were classified according to 5 different transport sources as short-range transport (local) and long-range transport (Europe, the Sahara, Mediterranean and Russia). The analysis shows that particulate matter transport from Europe resulted in a significant increase in the number of patients diagnosed with pneumonia. Strong southwesterly winds, resulting from interactions between Genoa cyclone and the high pressure on the Caspian Sea, transport particulate matter from the Sahara Desert to the city of Çanakkale, especially in the spring. As a result, it led to an increase in the number of COPD patients. High PM10 values originating from the Mediterranean caused an increase in the number of COPD and pneumonia patients while the pollutants originating from Russia caused an abnormal increase in the number of pneumonia patients.