Hava Kalitesi Ölçüm Metotları

Dünya SaÄŸlık Örgütü’ne göre hava kirliliÄŸinin dünyanın en büyük çevresel saÄŸlık riski olduÄŸunu, insanların %99’unun kirli hava soluduÄŸunu ve her sekiz ölümden birine neden olduÄŸunu gösteren istatistikler sunuldu (URL 1, 2). Atmosferik kirlenme bölgesel olaylar yanında insanlığı ve küresel yaÅŸamı tehdit eden dengesizliklerin oluÅŸmasına etken olmaktadır. Enerji üretimi, kimyasallar ve sosyal yaÅŸamdaki geliÅŸmeler, yan ürünleri ve atıkları ile çevreyi büyük ölçekte olumsuz etkileme gücüne ulaÅŸmış bulunmaktadır. Hava kirliliÄŸini önlenebilmesi için en etkili yöntem atmosferdeki kirletici seviyelerini izlemektir. Kirleticileri izlemek için farklı hava kalitesi ölçüm metotları kullanılmaktadır.

Hava kalitesi izlemeye yönelik geleneksel yaklaşım, sertifikalı araçlarla donatılmış ve sıkı bir dizi düzenleyici protokole göre işletilen sabit düzenleyici istasyonlardan oluşan bir ağ oluşturmaktır (EPA, 2021). Yüksek maliyetli olan bu sistemle sınırlı sayıda ölçüm yapılabilmekte ve bu nedenle hava kalitesinin düşük olabileceği birçok noktada hava kirleticilerine maruziyet anlaşılamamaktadır. Özellikle endüstriyel tesislerinin çevresel etkilerini değerlendirme de bu yöntem çok yetersizdir.

Geleneksel yöntem, geniş alanları kapsayan bir izleme ağı için uygun değildirler. Bu nedenle çevresel etkinin değerlendirilmesinde referansa yakın ölçümler kullanılmaktadır. Yakın referans hava kalitesi izleme, yakın zamanda gelişmiş sensör teknolojisi ve yeni ölçüm paradigmalarının birleşmesinden ortaya çıkan bir kategoridir (URL 3). Kirlilik dağılmasını anlaşılmasını sağlamada büyük kolaylık sağlayan bu referanslar, daha yüksek uzamsal ve zamansal çözünürlüklü verileri daha ucuz bir şekilde sağlayarak ve geleneksel sisteme entegre edilerek büyük bir izleme ağının oluşturulmasına olanak sağlarlar. Özellikle kısa vadede kirlilik seviyesinin anlaşılmasında bu yöntem çok etkilidir.

Gösterge, ortam hava kalitesinin izlenmesine ilişkin AB Yönergesi 2008/50/EC tarafından tanımlanan bir kategoridir. Referanstan daha düşük bir veri kalitesi hedefini karşılayan bir ölçüm için geçerlidir (AB, 2008). Atmosferdeki kirletici seviyelerinin belirlenmesinde kullanılan en yaygın örnekleme yöntemlerinden biri de pasif örnekleme yöntemidir. Sağlık riski belirleme çalışmaları yanında hem dış ortamda hem de iç ortamda yaygın olarak kullanılmaktadır. Pasif örnekleyicilerin başlıca avantajları; boyutunun küçük ve kullanımının kolay olması, geleneksel yönteme göre ucuz olması, herhangi bir güç kaynağına ihtiyaç duyulmaması gibi birçok unsur bulunmaktadır.

Pasif örnekleme yöntemi difüzyon yoluyla havadaki kirliliklerin adsorbent üzerine toplanması tekniğine dayanır. Organik kirleticilerin yanında inorganik kirleticilerinde pasif örnekleme tüpleri ile havadaki derişimleri belirlenebilir. Bu yöntem özellikle endüstriyel tesis alanlarındaki hava kalitesini anlama da yaygın olarak kullanılmaktadır. Mevcut ve yeni kurulacak fabrikaların etki alanında Hava Kirlenmesine Katkı Değeri’nin hava kalitesi dağılım modellemesi kullanılarak hesaplanması, tesis etki alanında hava kalitesinin ölçülmesi ve ölçüm metotlarının belirlenmesi çevre mevzuatı gereğince zorunludur (URL 4). Geleneksel yöntemlerin boyutu ve maliyeti nedeniyle sanayini alanlarının etki alanlarında hava kirliliğinin takibi sınırlı kalmaktadır. Bu da diğer ölçüm metotlarına duyulan ihtiyacı arttırmaktadır.

Hava Kalitesi Dağılım Modellemesi sonuçlarına göre hesaplanan Hava Kalitesine Katkı Değerinin en yüksek olduğu inceleme alanında 2 ay süre için en az 4 adet pasif örnekleme noktası seçilir. Hava kirliliğinin yoğun olduğu diğer inceleme alanlarında da, en az iki inceleme alanı olmak kaydıyla her bir inceleme alanında 2 adet pasif örnekleme noktası seçilir. Hava kirliliğinin yoğun olduğu inceleme alanlarında pasif örnekleme yeri ve sayısı, işletmenin kapasitesi ve kirletici emisyon yüküne bağlı olarak belirlenir. Örnekleme süresi; tüpler ayda bir sefer değiştirilerek 2 ay boyunca örnekleme yapılır (Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, 2014).

Pasif örnekleme tüpleri ile kirleticinin havadaki derişimini hesaplamak için kirleticinin absorbent üzerindeki miktarının gaz kromotografi cihazıyla ölçülmesi gerekmektedir. Her kirletici için tutma sabiti farklıdır. Tutma sabiti, teorik olarak tüpün geometrisinden deneysel sonuçlar kullanılarak hesaplanır. Teorik tutma sabiti yalnızca tüpün şekline bağlı olduğundan dolayı diğer meteorolojik parametreler ve absorbentten bağımsızdır. Deneysel tutma sabiti, pasif örnekleme tüplerinin maruz kalması ile hesaplanır. Pasif örnekleme yanında aktif örnekleme yapılarak tutma sabiti hesaplanmaktadır. Yapılan çalışmalar deneysel tutma sabitinin teorik tutma sabitinden çok farklı olduğunu göstermiştir (URL 5). Örneğin benzen için yapılmış çalışmalarda bulunan tutma sabitleri arasındaki fark %100’lere ulaşmıştır (URL 4).

Åžu anda hava kirliliÄŸinin izlenmesinde geleneksel yöntemlerin yerine düşük maliyetli hava sensörleri giderek daha fazla dikkat çekmekte ve bunların geliÅŸimi hızla geniÅŸlemeye ve geliÅŸmeye devam etmektedir. EPA ‘Hava sensörü’ terimini, maliyeti daha düşük, 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 kirliliÄŸinin 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 kirliliÄŸini izlemesini mümkün kılan donanım ve yazılım setini tanımlamaktadır.  EPA ve AB hava sensörleri için standart test protokolü ve hedefine yönelik çalışmalar yapılmaktadır.

Airqoon Hava Sensörü ile Hava Kalitesi Ölçümü

Bugün sensör sistemlerinden elde edilebilecek ölçümlerin veri kalitesi sorgulanmaktadır. Sensör sistemleri ölçümlerinin ulusal ve uluslararası standartlara göre izlenebilirliğini sağlayan yapılandırılmış bir metrolojik yaklaşımla sensör sistemlerinin değerlendirilmesine ilişkin CEN/TS 17660–1 protokolü önemli bir adımdır. Bu protokolde, 2008/50/EC Direktifinde belirlenen gösterge ölçümlerin ve objektif tahminlerin DQO’su kullanılarak veri kalitesi hedefleri oluşturulmuştur. Test protokollerinde bu değerler hesaplanıp rapor edilecektir. Bu sensör sistemleri gösterge niteliğinde ölçümler veya objektif tahminler olarak kullanıldığında yeterli veri kalitesi elde edebilir (CEN, 2021).

Pasif örneklem tüpleriyle yapılan ölçümler basit ve ucuz olarak adlandırılsa da tüplerin ayda bir değiştirilmesi kalifiyeli eleman ve laboratuvara taşınma süreci maliyet gerektirmektedir. Aynı zamanda bu tüplerle günlük ortalama ölçümler elde edilebilir ancak kirlilik trendi anlaşılamaz. Ayrıca pasif numune alıcılar, referans enstrümantasyon kadar hassas değildir, kimyasal girişimden ve ayrıca atmosferik koşullardan etkilenir, endüstriyel tesislerin kirliliğinin üretim aşamalarında günün hangi saatinde olduğunu belirlemek zordur (Castell ve diğerleri, 2017). Bulut tabanlı hava sensörleriyle kirlilik an ve an takip edilebilmekte ve kirlilik trendleri açıkca gözlenebilmektedir. Bakımı ve kalifiye elaman ihtiyaç duyman hava sensörleri uzaktan çalıştırılabilmektedir. Hava sensörleri atmosferdeki kirleticilerinin yanı sıra meteorolojik ölçümler gerçekleştirebilmesiyle de kirliliğinin kaynağını anlaşılabilmektedir.

Hava sensörlerinin standart test protokolüne yönelik çalışmaların bitmesiyle birlikte sensörlerin kullanıma hızla artacaktır. Sensörlerin geleneksel izleme sisteme entegre edilmesi sadece izleme maliyetini düşürmekle kalmayıp sanayi tesislerinin etki alanındaki kirlilik maruziyetinin anlaşılması ve kentlerin planlaması için önemli bir gelişme olacaktır.

Kaynakça:

Castell, N., Dauge, F. R., Schneider, P., Vogt, M., Lerner, U., Fishbain, B., Broday, D., Bartonova, A. (2017). Ticari Düşük Maliyetli Sensör Platformları, Hava Kalitesi İzleme ve Maruz Kalma Tahminlerine Katkıda Bulunabilir Mi? Environment International, 99, 293–302.

CEN/TS 17660–1 2021 — Hava kalitesi – Hava Kalitesi Sensör Sistemlerinin Performans DeÄŸerlendirmesi – Bölüm 1: Ortam Havasındaki Gaz Halindeki Kirleticiler.

Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı. (2014). Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliğinin Kontrolü Yönetmeliği- EK II.

EPA/600/R-20/280 Åžubat 2021 – İnce Partikül Maddeli Hava Sensörleri için Performans Testi Protokolleri, Metrikleri ve Hedef DeÄŸerler: Ortam, Dış Mekan, Sabit Saha, Düzenleyici Olmayan Ek ve Bilgilendirme İzleme Uygulamalarında Kullanım.

URL 1: Dünya Sağlık Örgütü, 2022.

URL 2: BirleÅŸmiÅŸ Milletler, Mart 2014.

URL 3: Aeroqual, Kasım 2021.

URL 4: YeÅŸil AÅŸk, 2022.

URL 5: AEM Laboratuvarı, Mayıs 2022.

Son Yazılar

Kentsel Hava KirliliÄŸi: Kaynaklar ve Kirleticiler
Kentsel Hava KirliliÄŸi: Kaynaklar ve Kirleticiler

2019 yılında Dünya SaÄŸlık Örgütü (DSÖ), hava kirliliÄŸini “insan saÄŸlığı için karşı karşıya olduÄŸumuz en ciddi çevresel tehdit” olarak tanımladı. Bu tehdidi göz ardı etmek, kendi saÄŸlığımızı ve çevremizi dah...

Daha fazla oku
Yerel Yönetimlerin Hava Kirliliği Mücadelesindeki Rolü
Yerel Yönetimlerin Hava Kirliliği Mücadelesindeki Rolü

Hava kirliliğini herhangi bir fiziksel, kimyasal veya biyolojik etmenler tarafından atmosferin doğal özelliklerinin değişmesi olarak tanımlayan Dünya Sağlık Örgütü, hava kirliliğini sağlık açısından önemli bir risk faktörü olara...

Daha fazla oku
Yeni İklim Politikaları-Yeşil OSB
Yeni İklim Politikaları-Yeşil OSB

Temiz havanın solunabileceÄŸi bir ortamda yaÅŸamak en temel insan haklarından biridir. Dünya SaÄŸlık Örgütü’nün (DSÖ) verilerine göre dünya nüfusunun %99’u kirli hava soluyor (URL 1). Hava kirliliÄŸinden kaynaklanan saÄŸlık sorun...

Daha fazla oku
İstanbul'da Okulların Hava Kalitesi - 2022 & 2023
İstanbul'da Okulların Hava Kalitesi - 2022 & 2023

Hava kirliliğinin bireyin sağlığı üzerindeki etkileri, toplam kişisel maruziyetle (dış mekân ve iç mekân) ilgilidir. Çocuklar yetişkinlere göre vücut ağırlıklarına göre daha fazla hava solur, daha fazla yiyecek yerler ve daha faz...

Daha fazla oku
Kirletici Kaynaklara Göre Hava Kalitesi Örnekleme Noktaları
Kirletici Kaynaklara Göre Hava Kalitesi Örnekleme Noktaları

Bölgenin kirlilik kaynağına göre hava kalitesi örnekleme noktalarının seçilmesi, hava kalitesinin iyileÅŸtirilmesi için en önemli noktalardan biridir.  Türkiye Hava Kalitesi Hava kirliliÄŸi, dünyanın önde gelen çevre saÄŸlığı r...

Daha fazla oku
Sektör Sohbetleri#1 - Sinan Yatkın
Sektör Sohbetleri#1 - Sinan Yatkın

Sektör sohbetleri dizisinde, hava sensörlerin geliÅŸimi, kullanımları, fırsatları ve zorlukları ve geleceÄŸi hakkında konuÅŸmak için deÄŸerli araÅŸtırmacılarla bir araya geliyoruz. Serimizin ilk konuÄŸu Sinan Yatkın. Avrupa Komisyonu...

Daha fazla oku
Deprem Bölgesinde Asbest Tehlikesi
Deprem Bölgesinde Asbest Tehlikesi

Deprem sonrası enkaz kaldırma çalışmalarında binalarda kullanılan asbest, deprem bölgesindekiler için büyük tehlike oluÅŸturuyor. 6 Åžubat 2023’te KahramanmaraÅŸ’ta meydana gelen 7,7 ve 7,6 büyüklüğündeki iki deprem 10 ilde bÃ...

Daha fazla oku
İnegöl Belediyesi Hava Kalitesi İzleme Ağı
İnegöl Belediyesi Hava Kalitesi İzleme Ağı

İnegöl Belediyesi, hava kalitesini izlemek için Airqoon sensörlerini kullanıyor. Hava kirliliği günümüzde insan sağlığına yönelik en büyük tehditlerden biri kabul edilmektedir. Birçok kentte mevcut hava kalitesi izleme ağları maliy...

Daha fazla oku
Alüminyum
Alüminyum

Alüminyumun dünya kabuğunun %8’ini oluşturan boksit minerali halinde doğadan alınmaktadır. Alüminyum düşük yoğunluk, iletkenlik, işlenebilirlik, hafiflik, dış etkenlere dayanıklılık, düşük bakım maliyetleri gibi konularda sund...

Daha fazla oku
Kadıköy Belediyesi Çevresel İzleme ve Erken Uyarı Sistemi
Kadıköy Belediyesi Çevresel İzleme ve Erken Uyarı Sistemi

Kadıköy Belediyesi, Hava İzleme Ağı için Airqoon’a güveniyor. Kadıköy, yarattığı deÄŸerler ile dünyadaki örnek ilçelerden biridir. Belediyeler ÅŸehirlerin büyümesini yönetmek ve ÅŸehir sakinlerinin saÄŸlığını ve yaÅŸam kal...

Daha fazla oku