Assessing long term trends of air pollutantsand associated health risks imposed onresidents in Bolu (Turkey) during winter

Bolu atmosferinde gözlenen kirleticilerin uzun dönem değişimlerinin ve kış mevsiminde şehirde yaşayan halk üzerinde sebep olduğu maruziyet riskinin değerlendirmesi

Abstract

Objective: The objective of this study was to evaluate the long term and seasonal variation of $PM_10$and $SO_2$ in the the Bolu city center between 2006 and 2017 in relation to meteorological parameters and to evaluate the health risks due to metals bound to particulate matter (PM) during the winter season. Method: The Seasonal Kendall (SK) test was performed on the air quality data to find the magnitude of associated trends. In addition, seasonality of these pollutants was evaluated in conjunction with the meteorological parameters. Furthermore, daily PM samples in two different size fractions were collected between December 2014 and February 2015 and analyzed for metals by WDXRF. The generated metal concentrations were used to estimate carcinogenic and noncarcinogenic health risks imposed on the residents of the city. Results: The SK test revealed statistically significant decline in $SO_2$ and $PM_10$ with a rate of 1.953 and 2.932 µg/$m^3$/year, respectively, at 5% significance level. Both of the parameters depicted very clear seasonal cycles. Performed exposure risk assessment indicated that dermal contact with PM bound metals was the main route of exposure for children, while the adults were more prone to non-carcinogenic risks from exposure through inhalation. Conclusion: Overall, children were found to be more susceptible to non-carcinogenic risks as compared to adults. The cancer risks due to As and Pb were within the acceptable limits (< 1×$10^{-4}$).

Özet

Amaç: Bu çalışmanın amacı hava kalitesini belirleyen iki önemli kirletici olan $PM_10$ ve $SO_2$ seviyelerinin Bolu şehir merkezinde 2006 ve 2017 yılları arasındaki uzun dönem ve mevsimseldeğişimlerini meteorolojik parametreleri dikkate alarak incelemek ve kış mevsiminde toplanan PMörneklerinde belirlenen metallerden kaynaklanan sağlık riskinin belirlenmesidir. Yöntem: Bolu şehirmerkezinde izlenen $SO_2$ ve $PM_10$ seviyelerinde istatistiksel açıdan anlamlı bir azalma olup olmadığı veazalma oranı Seasonal Kendall (SK) testi kullanılarak belirlenmiştir. Bununla birlikte bu ikikirleticinin mevsimsel değişim göstermedikleri meteorolojik parametrelerle ilişkileri dikkatealınarak incelenmiştir. Aralık 2014-Şubat 2015 tarihleri arasında iki farklı dane boyutunda toplananPM örnekleri WDXRF cihazı kullanarak metal içeriklerinin belirlenmesi açısından analiz edilmiştir.Üretilen metal konsantrasyonları şehirde yaşayan halkın maruz kaldığı kanserojen olan ve olmayansağlık risklerinin hesaplanmasında kullanılmıştır. Bulgular: Veri setine uygulanan SK testi ile %5anlam seviyesinde $SO_2$ için bu dönemde azalma oranı 1.953 µg/$m^3$/yıl, $PM_10$ için ise 2.932 µg/$m^3$/yılolarak bulunmuştur. Her iki parametre de bu dönemde çok belirgin mevsimsel değişim göstermiştir.Üretilen veri seti ile yapılan maruziyet riski değerlendirmesi ile çocuklar için cilt temasının erişkinleriçin ise solunumun partikül maddeye bağlı metallerin insan vücuduna geçmesinde ana yol olduğubulunmuştur. Sonuç: Genel olarak, çocukların kanserojen olmayan risklere yetişkinlere kıyasla dahahassas oldukları belirlenmiştir. Çalışma kapsamında değerlendirilen metallerden As ve Pb içinhesaplanan kanser riskinin kabul edilebilir (< 1×$10^{-4}$) değerin altında olduğu saptanmıştır