Hava Kalitesi Ölçüm Metotları

Dünya Sağlık Örgütü’ne göre hava kirliliğinin dünyanın en büyük çevresel sağlık riski olduğunu, insanların %99’unun kirli hava soluduğunu ve her sekiz ölümden birine neden olduğunu gösteren istatistikler sunuldu (URL 1, 2). Atmosferik kirlenme bölgesel olaylar yanında insanlığı ve küresel yaşamı tehdit eden dengesizliklerin oluşmasına etken olmaktadır. Enerji üretimi, kimyasallar ve sosyal yaşamdaki gelişmeler, yan ürünleri ve atıkları ile çevreyi büyük ölçekte olumsuz etkileme gücüne ulaşmış bulunmaktadır. Hava kirliliğini 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).

Şu anda hava kirliliğinin izlenmesinde geleneksel yöntemlerin yerine düşük maliyetli hava sensörleri giderek daha fazla dikkat çekmekte ve bunların gelişimi hızla genişlemeye ve gelişmeye 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 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.  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 Değerlendirmesi – 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 Şubat 2021 – İnce Partikül Maddeli Hava Sensörleri için Performans Testi Protokolleri, Metrikleri ve Hedef Değerler: Ortam, Dış Mekan, Sabit Saha, Düzenleyici Olmayan Ek ve Bilgilendirme İzleme Uygulamalarında Kullanım.

URL 1: Dünya Sağlık Örgütü, 2022.

URL 2: Birleşmiş Milletler, Mart 2014.

URL 3: Aeroqual, Kasım 2021.

URL 4: Yeşil Aşk, 2022.

URL 5: AEM Laboratuvarı, Mayıs 2022.

Son Yazılar

Coğrafi Çevre Koşullarının Hava Kirliliği Üzerine Etkileri
Coğrafi Çevre Koşullarının Hava Kirliliği Üzerine Etkileri

Sağlıklı ve yaşam kalitesi yüksek, yaşanabilir fiziksel bir çevre için hava kalitesinin sağlanması büyük önem taşımaktadır. Ancak, günümüz kentleri, sadece beşeri faktörlerle değil, aynı zamanda coğrafi çevre koşullarla birl...

Daha fazla oku
Hava Kalitesinin Kolay Anlaşılması: Hava Kalitesi İndeksi
Hava Kalitesinin Kolay Anlaşılması: Hava Kalitesi İndeksi

Günümüzde hava kirliliği insan hayatına etki eden en tehlikeli sağlık sorunlarından biri kabul edilmektedir. Hava kalitesinin sağlanması pek çok açıdan hükümetler için önemli bir mesele haline gelmiştir. Bununla ilişkili olarak da ...

Daha fazla oku
Avrupa Sürdürülebilirlik Raporlama Standartları (ESRS) ve Hava Kirliliği: Şirketlerin Gelecekteki Sorumlulukları ve Raporlama Standartları
Avrupa Sürdürülebilirlik Raporlama Standartları (ESRS) ve Hava Kirliliği: Şirketlerin Gelecekteki Sorumlulukları ve Raporlama Standartları

31 Temmuz 2023 tarihinde Avrupa Komisyonu tarafından onaylanan düzenleme, Kurumsal Sürdürülebilirlik Raporlama Direktifi’ne (CSRD) tabi olan şirketleri, 2024 finansal döneminden itibaren raporlarını Avrupa Sürdürülebilirlik Raporlam...

Daha fazla oku
COP28: Sağlığı Öne Çıkarmaya Çalışan Yeni Bir İklim Vizyonu
COP28: Sağlığı Öne Çıkarmaya Çalışan Yeni Bir İklim Vizyonu

COP28 BAE İklim ve Sağlık Bildirgesi, sağlığı iklim müzakerelerinin odak noktasına yerleştirerek özellikle hava kirliliği, aşırı hava olayları ve bulaşıcı hastalıklara karşı küresel bir çözüm arayışını vurgulamaktadır. ...

Daha fazla oku
PM2.5 Ölçümünde Yenilikçi Çözüm: Sensörler
PM2.5 Ölçümünde Yenilikçi Çözüm: Sensörler

Günümüzde, hava kirliliği ve özellikle partikül madde (PM) seviyeleri konusunda artan endişeler, sensörlerin hava kalitesi izlemede önemli bir rol oynamasına neden olmaktadır. Bu sensörler, geleneksel ölçüm cihazlarına göre daha uygu...

Daha fazla oku
PM2.5 Kirliliği ve Etkileri
PM2.5 Kirliliği ve Etkileri

Küresel bir tehdit olan PM2.5, gözle görülemeyen küçüklükte olmalarına rağmen, vücudumuza nüfuz edip ciddi sağlık sorunlarına yol açmaktadır. Partikül madde, toz, kurum, kir, duman ve sıvı damlacıkları dahil olmak üzere havada ...

Daha fazla oku
Okullardaki İç Mekan Hava Kalitesi: Kirleticilerin Rolü ve Sağlık Etkileri
Okullardaki İç Mekan Hava Kalitesi: Kirleticilerin Rolü ve Sağlık Etkileri

Okullardaki iç mekan hava kalitesi, öğrencilerin sağlığını, performansını ve öğrenme deneyimini etkileyen kritik bir faktördür. Okullar, öğrencilere sadece bilgi kazandırmakla kalmayıp aynı zamanda kişisel gelişimlerine de katkı...

Daha fazla oku
Hava Kirliliği Çözümlerinde Uygun Maliyetli Sensör Teknolojileri
Hava Kirliliği Çözümlerinde Uygun Maliyetli Sensör Teknolojileri

Dünya nüfusu hızla arttıkça, artan enerji kullanımı, endüstrinin gelişimi ve şehirleşmeyle birlikte ortaya çıkan hava kirliliği, insan sağlığı ve çevre üzerinde ciddi tehditler oluşturmaktadır. Ancak, bu sorununu anlamak, izleme...

Daha fazla oku
1 Ekim 2023'de Başlayan Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması: Hava Kirliliği ve Çevresel Etkileşimler
1 Ekim 2023'de Başlayan Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması: Hava Kirliliği ve Çevresel Etkileşimler

1 Ekim 2023’de başlayan Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması (SKDM), sadece karbon emisyonları ile değil, aynı zamanda hava kirliliğiyle mücadelede de önemli bir adım olmuştur. İklim değişikliği ile mücadelede atılan her adı...

Daha fazla oku
Kentsel Hava Kirliliği: Kaynaklar ve Kirleticiler
Kentsel Hava Kirliliği: Kaynaklar ve Kirleticiler

2019 yılında Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ), hava kirliliğini “insan sağlığı için karşı karşıya olduğumuz en ciddi çevresel tehdit” olarak tanımladı. Bu tehdidi göz ardı etmek, kendi sağlığımızı ve çevremizi dah...

Daha fazla oku
Let's Connect