Türkiye'nin endüstri ve ısınma kaynaklı emisyon envanterinin grid sistemine aktarılması ve EMEP ile EDGAR verileriyle mukayesesi

Bu çalışmanın temel amacı, Türkiye'nin hava kirliliği envanterinin oluşturulması, kolay anlaşılır haritalar üretilmesi ve böylelikle ülke atmosferine salınan kirleticilerin hangi bölgelerde yoğunlaştığının rahatlıkla değerlendirebilmesidir. Oluşturulması hedeflenen haritalar için, 2014 yılında gerçekleştirilmiş olan, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Bilimleri ve Mühendisliği Anabilim Dalı Yüksek Lisans Programı Tez çalışmasında ulaşılmış olan Türkiye'de enerji ve endüstri kaynaklı emisyonlar ve konut ısınma sistemlerinden kaynaklanan emisyonların mekansal dağılımları ile EMEP tarafından ülkemiz koordinatlarında gerçekleştirilmiş olan emisyonlar ile EDGAR tarafından yayınlanan emisyonların mekansal dağılımlarından karşılaştırılabilmelerine olanak tanınacak şekilde faydalanılmıştır. Kullanılan sayısal verilere bakılacak olursa; 2014 tarihli çalışmada, elektrik üretim kapasitesi 10 MW' tan büyük fosil yakıt kullanan termik santraller, petrol rafinasyonu, organik kimya endüstrisi, mineral endüstrisi, metalurji endüstrisi, kağıt ve karton endüstrisi, şeker endüstrisi dikkate alınmış, konut ısınma kaynaklı emisyon hesapları ise 81 il ve mevcut ilçelerin tamamında gerçekleştirilmiştir. Hesaplamaların sonucunda, enerji üretim tesisleri için emisyon değerleri CO2, CO, SOx, NOx, NMVOC, TSP, PM10 ve PM2. 5 kirleticileri için, kontrolsüz durumlarda sırasıyla 123.587. 348 ton/yıl, 11.018 ton/yıl, 2.325. 499 ton/yıl, 325. 716 ton/yıl, 2.452 ton/yıl, 5.333. 215 ton/yıl, 1.343. 733 ton/yıl, ve 201. 795 ton/yıl olarak; endüstri tesisleri için emisyon değerleri yine kontrolsüz durumlarda sırasıyla için 55.124. 263 ton/yıl, 790. 861 ton/yıl, 42.737 ton/yıl, 28.609 ton/yıl, 220. 055 ton/yıl, 5.834. 130 ton/yıl, 3.300. 394 ton/yıl, ve 8.920 ton/yıl olarak; endüstriyel tesislerin yakıt kullanımından kaynaklanan emisyonlar kontrolsüz durumlarda CO2, SOx, CO, NOx, NMVOC ve PM10 kirleticileri için sırasıyla 57.663. 913 ton/yıl, 156. 037 ton/yıl, 156. 884 ton/yıl, 69.242 ton/yıl, 15.120 ton/yıl ve 156. 844 ton/yıl oalark; son olarak da, konut ısınma sistemlerinden kaynaklanan emisyon değerleri CO2, SOx, CO, NOx, NMVOC, TSP, PM10, PM2. 5 ve NH3 kirleticileri için kontrolsüz durumlarda sırasıyla 38.195. 817 ton/yıl, 232. 559 ton/yıl, 37.471 ton/yıl, 1.059. 298 ton/yıl, 136. 015 ton/yıl, 108. 954 ton/yıl, 127. 182 ton/yıl, 124. 877 ton/yıl ve 3.803 ton/yıl olarak belirtilmiştir. 2014 tarihli bu çalışmada sayısal veriler, emisyon faktörlerine dayalı olarak formulasyon sonucu elde edilmiştir. EMEP ise verileri, merkez kurmuş olduğu ülkelerin verdiği raporlardan derlemekte ve koordinatlara dayalı olarak oluşturduğu grid sistemlerine aktarmaktadır. Bugüne kadar yoğunluklu olarak 1x1 dereceli ve 0.5x0. 5 dereceli grid sistemleri kullanılmakta iken, son dönemde artık çözünürlüğü daha da arttıran 0.1x0. 1 dereceli grid sistemi kullanılmaya başlanmıştır. Çalışmada, hem baz alınan tezin sayısal sonuçları hem de EMEP tarafından sisteme işlenmiş olan veriler üzerinden her üç grid sisteminde de haritalar üretilmiştir. Bunun için EMEP tarafından geliştirilmiş olan 0.1x0. 1 dereceli grid sistemi baz alınmış, bu sistemdeki veriler üzerinden 0.5x0. 5 dereceli ve 1x1 dereceli mekansal dağılım haritaları oluşturulmuştur. Haritaların oluşturulmasında Coğrafi Bilgi Sistemi yazılımlarından ARCGIS kullanılmıştır. Ayrıca koordinatların belirlenmesinde Google Earth Pro, verilerin yönetilmesinde de Excell programlarından yararlanılmıştır. Katmanlı yapıda bir yazılım olan ARCGIS, Desktop, Mobile, Server ve Online olmak üzere dört bölümde tasarlanmıştır. Bu çalışmada kullanılan ARCGIS Desktop, ArcInfo, ArcView ve ArcEditor içerisinde bütünleşik olarak gelen ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox, ArcGlobe ve Model Builder arayüzleri ile haritalama, coğrafi analizler, veri güncelleme, veri yönetimi ve görüntüleme işlemlerini gerçekleştirebilmesine imkan veren entegre bir coğrafi bilgi sistemi yazılımıdır. EMEP' in internet sitesinden Türkiye'ye ait olan 0.1x0. 1 dereceli Grid sistemi elde edilmiştir. Bu sistemde Türkiye sınırları dahilinde, 10x10 km2 lik, işlenebilir vaziyette, birebir koordinatları belirlenmiş hücreler bulunmaktadır. Toplam 8611 adet olan bu hücreler, ARCGIS yazılımıyla açılabilmekte ve yazılım üzerinden bu hücreler için veri girişi yapılacak alanlar atanabilmektedir. Bu çalışmada öncelikle, Google Earth Pro kullanılarak, konut ısınma sistemlerinden kaynaklanan emisyonların işleneceği hücreleri belirlemek üzere, Türkiye'nin her bir ilçesinin koordinatları tek tek belirlenerek 0.1x0. 1 dereceli grid sistemine aktarılmıştır. Daha sonra, GIS yazılımı üzerinde SOx, NOx, CO, PM10, PM2. 5 ve NMVOC alanları tanımlanarak, her bir ilçenin bu emisyonlara ait verileri tanımlanan alanlara işlenmek suretiyle, Türkiye'nin 10x10 km2 lik alanlar halinde her bir kirletici için özel olarak emisyon haritaları oluşturulmuştur. EMEP ve EDGAR tarafından yayınlanan emisyonlar ile tez verileri arasında sağlıklı bir karşılaştırma yapabilmek adına, işlenecek parametreler SOx, NOx, CO, PM10, PM2. 5 ve NMVOC olarak belirlenmiştir. EMEP internet sayfasında NOx, NMVOC, SOx, NH3, PM2.5, PM10, Pmcoars, e CO, Cd, Hg, Pb, PCDD/PCDF, benzo, benzo, benzo Indeno ve HCB parametrelerine ait, ısınma, endüstri, trafik, gemicilik, tarım vb. kaynaklı emisyonların 0.1x0. 1 dereceli grid sistemine aktarılmak üzere hazırlanmış olan listeleri yayınlanmıştır. Anılan internet sayfasından, SOx, NOx, CO, PM10, PM2. 5 ve NMVOC kirleticilerine ait, enerji ve endüstri kaynaklı emisyon verilerine ait listeler elde edilmiştir. Ancak, program tarafından yayınlanan veri grupları arasında Türkiye'nin koordinatlarına isabet eden ısınma kaynaklı emisyon verileri bulunmadığından karşılaştırma sadece enerji ve sanayi kaynaklı emisyonlar üzerinden yürütülebilmiştir. Öte yandan, EDGAR programı tarafından yayınlanan veriler ısınma kaynaklı emisyon verilerini de içerdiğinden, tez verileri ile mevcut tüm kaynaklar üzerinden karşılatırma yapabilme imkanı elde edilmiştir. 0.1x0. 1 dereceli Grid baz alınarak ArcToolbox arayüzü üzerinden, 0.5x0. 5 dereceli (50x50km2) ve akabinde 1x1 dereceli (100x100km2) yeni Grid sistemleri oluşturulmuş ve her iki sistemde de parametrelere ait veriler, dahil oldukları hücreye tekabül eden alt hücre verilerinin toplanması suretiyle işlenmiştir. Bu sayede, Türkiye'nin hava kirliliği envanterinin görselleştirilmesine de vesile olunmuştur. Hazırlanan haritalar üzerinde yapılan incelemede, EMEP ve EDGAR' dan elde edilen verilerle, 2014 tarihli tez çalışmasından alınan verilerin birebir örtüşmeseler de, özellikle EDGAR verileri ile olumlu olarak tanımlanabilecek bir uyum içerisinde oldukları değerlendirilmiştir. Ayrıca, bu çalışma, hangi kirleticinin hangi bölge ya da bölgelerde yoğunlaştığının görsel bir zemin üzerinde, kolaylıkla incelenmesine fırsat vermiş, emisyonların daha çok, İstanbul, İzmit, Kocaeli, Bursa, İzmir, Ankara, Adana, Kayseri, Gaziantep, İskenderun, Zonguldak, Karabük, Samsun, Konya, Çanakkale, Balıkesir, Kütahya, Eskişehir, Kahramanmaraş dolaylarında yoğun olduğu görülmüştür.