Uygun maliyetli hava kirliliği sensörlerinde standardizasyon çalışmaları

Günümüzde küresel bir sorun haline gelen hava kirliliği en büyük çevresel sağlık risklerinden biridir. Sağlık etkileri maruz kalınan havanın içindeki kirlilik yoğunluğuna ve süreye göre değişmektedir. Kirleticilerin çevre ve insan sağlığını olumsuz etkilememesi için kirlilik seviyesinin belirlenmesi gereklidir. Şu anda hava kirliliğinin izlenmesinde geleneksel yöntemlerin yerine uygun maliyetli hava sensörleri giderek daha fazla dikkat çekmekte ve bunların gelişimi hızla genişlemeye ve gelişmeye devam etmektedir.

EPA ‘Hava sensörü’ terimini, maliyeti daha uygun, taşınabilir, aynı anda birkaç kirleticiyi ölçebilen ve genellikle düzenleyici monitörlerden daha kolay çalıştırılan düzenleyici olmayan bir teknoloji sınıfı olarak ifade etmektedir. Referans ölçüm yöntemleriyle hava kirliliğinin izlenmesi, ölçüm cihazlarının bakımı ve kalibrasyonu için kalifiye operatörler gerektirir. Hava sensörleri ise insan müdahalesi olmadan çalıştırılabilen ve vasıfsız kullanıcıların ek teknik bilgiye ihtiyaç duymadan hava kirliliğini izlemesini mümkün kılan donanım ve yazılım setini tanımlamaktadır.

Hava sensörleri, Dünyada hızla yaygınlaşan ve kabul gören bir yöntem olup ülkemizde de yakalanması gereken bir trend haline gelmektedir. Yeni referans istasyonları kurmak yerine yeni teknolojileri sisteme entegre ederek hava kalitesinin daha fazla noktada ölçülmesi mümkündür. Bu sensör teknolojisinin en büyük yararı, şehirlerde ve uzak yerlerde hava kalitesini izlerken artan mekânsal kapsama alanıdır. Hızlı veya anlık hava kirliliği konsantrasyonların ölçümünü sağlayan hava sensörlerinin kullanımının yaygınlaşmasıyla veri setleri kamuya daha fazla erişilebilir hale gelecektir. Sanayinin çevresel etkisinin değerlendirilmesi, kent planlamalarına önemli bir altlık olabilecek hava kalite haritalandırılması için hava izleme yaklaşımlarında hava sensörleri önemli bir alternatif yaklaşımdır.

Hava sensörleri, hava izleme yaklaşımlarında yeniliği teşvik etse de, bu teknolojilerden gelen veri kalitesinin güvenirliği oldukça önemlidir. Şu anda Dünyada, hava sensörleri için standart test protokolü ve hedefine yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Bu alanda en önemli çalışmalardan biri 2021 yılında yayınlanan CEN/TS 17660-1 Standarttıdır. Bu standart, ilgili kuruluşlar veya paydaşlar tarafından karşılıklı tanınmayı kolaylaştırmak ve böylece üreticiler üzerindeki hem idari hem de maliyet yüklerini en aza indirmek için sensör sistemlerinin performansının değerlendirilmesi için ortak prosedürleri ve gereksinimleri tanımlar ve bu tanımların genel ilkelerini belirtir.

EPA’da 2021 Şubat ayında yayınladığı EPA/600/R-20/279 ve EPA/600/R-20/280 iki standartla, partikül madde ve ozon gaz sensörleri için performans test protokolü ve hedefine yönelik gereksinimleri tanımlamaktadır. ABD’de ve AB’deki bu çalışmalar low-cost sensör sistemlerinin tutarlı, doğru ve kesin ölçüm verileri sağlama yeteneğinin iyi anlaşılmasını ve veri kalitesine olan güveni artıracaktır.

Türkiye’de de Dış Ortam Hava Kalitesinin Yönetimi Yönetmeliği ve Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği’nde gösterge ölçüm içerisine hava sensörlerinin dahil edilmesi, yüksek yoğunluklu uzaysal-zamansal kirlilik verileri sağlayarak hava kirliliği izleme alanında potansiyel olarak devrim yaratabilir. Gösterge ölçüm olarak sadece pasif örneklem ölçüm sistemlerinin yer alması hava kirliliği trendlerini anlamada yetersiz kalmaktadır. Bu yeni teknolojinin sisteme entegre edilmesi sadece izleme maliyetini düşürmekle kalmayıp aynı zamanda halka gerçek zamanlı olarak hava kalitesi hakkında yerel olarak ilgili bilgileri sağlamasıyla da önemli bir iletişim anahtarı olacaktır.

Referanslar

World Health Organization, May 2018.

C40 Cities Climate Leadership Group, November 2021.

CEN:TS 17660-1-2021 2021 – Air quality – Performance evaluation of air quality sensor systems – Part1: Gaseous pollutants in ambient air

EPA/600/R-20/280 February 2021 – Performance Testing Protocols, Metrics, and Target Values for Fine Particulate Matter Air Sensors Use in Ambient, Outdoor, Fixed Site, Non-Regulatory Supplemental and Informational Monitoring Applications

EPA/600/R-20/279 February 2021 – Performance Testing Protocols, Metrics, and Target Values for Ozone Air Sensors

Directive 2008/50/EC of the European Parliament and of the Council on ambient air quality and cleaner air for Europe

Yatkin, S., Gerboles, M., Borowiak, A., Davila, S., Spinelle, L., Bartonova, A., … & Signorini, M. (2022). Modified Target Diagram to check compliance of low-cost sensors with the Data Quality Objectives of the European air quality directive. Atmospheric Environment273, 118967.