Erzurum ili hava kirliliğinin matematik modelle incelenmesi

Hava kirliliği modern yaşamın bir sonucudur. Ülkemizde hava kirliliği, farklı kaynaklara bağlı olarak gündeme gelmektedir. Erzurum ili için hava kirliliği ısınma kaynaklı olarak ele alınmaktadır. Erzurum ilinde yakıtların yanmasından meydana gelen SO2 kirleticisinin yer seviyesi konsantrasyonları, Gauss huzme esaslı ATDL dispersiyon modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Model çalışmasına giriş verisi olarak kullanılacak emisyon kuvvetleri, yakıt tüketimini etkileyen parametrelere bağlı olarak farklı şekillerde hesaplanmıştır. Bu amaçla yakıt tüketimi için iki farklı yöntem geliştirilmiştir. Birinci yöntemde konut taban alan genişliği ve konut ısıtma tipine bağlı olarak, birim konut için sezonluk yakıt tüketimi bulunmuştur. Buna göre çalışma alanında kaloriferli ve sobalı konutların ısınma sezonunda yakıt tüketim miktarları ölçülmüştür. Kaloriferli konutlarda sadece konut taban alan genişliğine göre, sobalı konutlarda ise hem taban genişliği hem de konutta yaşayan insan sayışma göre yakıt tüketim miktarları toplanmıştır. Konut taban alan genişlikleri, 40m2, 40-59 m2, 60-79 m2, 80-99 m2, 100- 1 19 m2, 120- 139 m2 ve 140 m2'den büyük olmak üzere 7 gruba ayrılmıştır. Sonuçlar, sobalı konutlar için yakıt tüketimini konutta yaşayan insan sayışırım etkilemediğini, ancak konut taban alan genişliği gibi yapısall parametrelerin etkili olduğunu göstermiştir. Konut taban alan genişliği 100 m ve daha büyük sobalı konutlar için, yakıt tüketim miktarı değişmemektedir. Yani konut genişliği 100 m2 ve daha yukarısı için yakıt tüketiminde etkili olmamaktadır. Sobalı konutlar için ortalama yakıt tüketim miktarı 2 tonlinyit/sezon, kaloriferli konutlar için 2.5 ton linyit/sezon olarak bulunmuştur. 75 m2 den küçük taban alan genişliğine sahip sobalı konutlar, gecekondu olarak değerlendirilmiş ve yakıt tüketimi birim konut için 1.250 tonlinyit/sezon, sobalı işyerleri için 1 tonlinyit/sezon olarak bulunmuştur. İkinci yöntemde, yakıt kullanımı meteorolojik parametrelerle ilişkilendirilmiştir. Buna bağlı olarak yakıt kullanım indisleri bulunmuştur. Dikkate alman meteorolojik parametreler sıcaklık ve rüzgar hızıdır. Sıcaklıkla ilişkili YKİİ 8.69-16. 61 kg yakıt /daire. gün arasında değişmektedir. Sıcaklık-rüzgar ilişkili YKİ2 3.8-38. 8 kg yakıt/daire. gün arasında değişmektedir. Konut taban alan genişliğine göre çıkarılmış olan yakıt tüketim miktarları kullanılarak, 2001- 2002 kış sezonu için toplam 124061 ton kömür, 17997 ton odun tüketildiği hesaplanmıştır. Bu kış sezonu için atmosfere 1740786 kg SO2 salınmıştır. Kent alam, 1.45 1.45 km2 lik grid alanlara ayrılmış, gridlerdeki emisyon kuvvetlerinin 0-9. 5 ng/m2. sn arasında değiştiği hesaplanmıştır. SO2 kirleticisinin yer seviyesindeki konsantrasyon dağılımı, alan kaynaklara uygulanan ATDL kompleks dispersiyon modeli kullanılarak tahmin edilmiştir. QBASIC dilinde yazılmış program, Visual Basic de çalıştırılmıştır. Modelin giriş verisi her bir grid kare İçin emisyon kuvvetleri, ortalama rüzgar hızı ve yönü, atmosferik stabilite değeridir. Model her bir grid için günlük, aylık ve sezonluk zaman dilimlerinde tahmin yapabilmektedir. Model tahminleri, altı grid karede yerleştirilen, ölçüm istasyonu verilerine göre kıyaslanmıştır. Modelin sezonluk ortalamada için %86, aylık ortalamalarda %94 güvenilirlikle tahmin yaptığı bulunmuştur. Günlük tahminlerde en iyi sonuçlar nötr stabilite ve rüzgar hızının İm/s den yüksek olduğu günler için bulunmuştur. Modelin çalışma sınırları belirlendikten sonra, hava kirliliği kontrol senaryolarının uygulanmasında kullanılmıştır. Kontrol planlan yakıt kalitesinin düzenlenmesi çerçevesinde düşünülmüştür. Bunun için kent alanında kirliliğin yoğun olduğu bölgelere göre çeşitli yakıt kombinasyonları denenmiştir. Uzun vadede önerilen en iyi senaryo doğalgaz kullanımının şehrin geneline yayılmasıdır. Model hesaplan kullanılarak doğalgaz uygulamasında öncelik verilmesi gereken bölgeler belirlenmiştir. Kontrol senaryolarının ekonomikliği de tartışılarak, gridlere göre en uygun yakıt kombinasyonu değerlendirilmiştir.