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 – Ä°nce Partikül Maddeli Hava Sensörleri için Performans Testi Protokolleri, Metrikleri ve Hedef DeÄŸerler: Ortam, Dış Mekan, Sabit Saha, Düzenleyici Olmayan Ek ve Bilgilendirme Ä°zleme 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

Sürdürülebilirlik Nedir?:  Kurumsal Sürdürülebilirlik ve Çevresel Yönetim
Sürdürülebilirlik Nedir?: Kurumsal Sürdürülebilirlik ve Çevresel Yönetim

Sürdürülebilirlik, bir ÅŸeyin mevcut durumunu koruyabilmesi veya kendini yenileyebilme kapasitesine sahip olması anlamına gelir. Bu kavram, zamanla daha geniÅŸ bir anlam kazanarak gelecek nesillere ekolojik, ekonomik ve sosyal açıdan sürdürÃ...

Daha fazla oku
Türkiye'de Hava Kirliliği: Bölgesel Eşitsizlikler ve Algı Farklılıkları
Türkiye'de Hava Kirliliği: Bölgesel Eşitsizlikler ve Algı Farklılıkları

Hava kirliliği, küresel ölçekte halk sağlığı için en büyük çevresel tehditlerin başında gelmektedir. Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ) verilerine göre, her yıl hava kirliliği nedeniyle milyonlarca insan hayatını kaybetmekte ve bu to...

Daha fazla oku
Emisyon ve İmisyon Ölçümleri
Emisyon ve İmisyon Ölçümleri

Hava kirliliği ile ilgili tartışmalar genellikle emisyon üzerine, yani kirleticilerin ne kadarının atmosfere salındığına odaklanır. Fakat hava kirliliğinin çevreye ve insan sağlığına olan etkilerini tam anlamıyla kavrayabilmek iç...

Daha fazla oku
Temiz Hava Bölgesi Nedir?
Temiz Hava Bölgesi Nedir?

Clean Air Zone (Temiz Hava Bölgesi), hava kalitesini iyileÅŸtirmek ve kirliliÄŸi azaltmak amacıyla uygulanan kısıtlamalar ve düzenlemeler dizisini kapsayan belirli bir alandır. Bu bölgelerde belirli emisyon standartlarını karşılamayan araÃ...

Daha fazla oku
Uçucu Organik Bileşikler (UOB/VOC): Görünmez Tehlike
Uçucu Organik Bileşikler (UOB/VOC): Görünmez Tehlike

Uçucu Organik Bileşikler (UOB) yani VOC’ler modern yaşamın görünmez ama önemli bir parçasıdır. Oda sıcaklığında kolayca buharlaşabilen bu karbon içeren kimyasal bileşikler, günlük hayatımızda farkında olmadan sürekli maruz ka...

Daha fazla oku
Metan ve İklim Değişikliği: Türkiye Bağlamında Bir Değerlendirme
Metan ve İklim Değişikliği: Türkiye Bağlamında Bir Değerlendirme

İklim değişikliği, günümüzün en acil çevre sorunlarından biri olarak karşımıza çıkıyor. Bu bağlamda sera gazları arasında çoğunlukla karbondioksit üzerine odaklanılsa da, metan gazının rolü giderek daha fazla dikkat çekiyor...

Daha fazla oku
Kentsel Dönüşümde Toz Kontrolü
Kentsel Dönüşümde Toz Kontrolü

Kentsel dönüşüm, şehirlerin yaşam kalitesini artırmak, altyapıyı güçlendirmek ve çevresel sürdürülebilirliği sağlamak için önemli bir araçtır. Ancak bu süreçlerde meydana gelen toz faaliyetleri, çevre ve insan sağlığı üze...

Daha fazla oku
Trafik Sıkışıklığı ve Hava Kirliliği: Tıkanıklık Fiyatlandırması Çözüm Olabilir mi?
Trafik Sıkışıklığı ve Hava Kirliliği: Tıkanıklık Fiyatlandırması Çözüm Olabilir mi?

Günümüzde, şehirlerde yaşayan bireylerin karşılaştığı en büyük sorunlardan biri trafik sıkışıklığı ve buna bağlı olarak artan hava kirliliği olarak öne çıkmaktadır. Bu sorunlar ekonomik kayıpların yanı sıra çevresel ve...

Daha fazla oku
Siyah Karbon: Küresel Isınma ve Sağlık Üzerindeki Etkileri
Siyah Karbon: Küresel Isınma ve Sağlık Üzerindeki Etkileri

Güneş ışığını emerek atmosferi ısıtmasıyla tanınan siyah karbon, buzulların erimesinden ekstrem hava olaylarına kadar birçok olumsuz etkiye yol açıyor. Siyah Karbon Nedir? Siyah karbon, fosil yakıtların, biyoyakıtların ve biyokü...

Daha fazla oku
Toz Taşınımı Nedir?
Toz Taşınımı Nedir?

Toz taşınımı, atmosferdeki toz partiküllerinin hareket etmesi veya taşınması sürecidir. Bu partiküller genellikle rüzgar, termal hareketler, fırtınalar veya insan etkisiyle atmosferde taşınabilirler. Toz taşınımı, genellikle çöll...

Daha fazla oku