Trafik kaynaklı partikül madde boyutlarının ve siyah duman ile ilişkisinin araştırılması

Investigating of the particulate matter size and the relation of black smoke near traffic

Özet

Partikül maddelerin insan sağlığı üzerindeki etkileri, maruz kalınan süreye ve partikül maddenin fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlıdır. Şehirlerde trafiğin yoğun olduğu mikro çevrelerde solunabilir ince partiküllere yoğun bir maruziyet söz konusudur. Solunabilir partikül madde, farklı kaynaklardan atmosfere verilen ince partiküller $(PM_{2.5})$ve kaba partiküllerden $(PM_{10-2.5})$ meydana gelir. Siyah duman tayini, solunabilir partiküllerin belirlenmesinde geçmiş yıllarda kullanılan bir yöntemdir. Siyah dumanın optik yöntemlerle tayininde elde edilen renk koyuluk oranı içinde elementel karbon partiküllerinin katkısı olduğu bilinmektedir. Bu nedenle günümüzde siyah duman yanma sonucu oluşan birincil partiküllerin, inorganik ikincil partiküllerin ve kaba partiküllerin en iyi göstergesi olarak kabul edilmektedir. İnsan sağlığı ve trafik kaynaklı hava kirliliği arasındaki ilişkinin belirlenmesine yönelik yapılan epidemiyolojik çalışmalarda, Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ), partikül kirliliği ile birlikte siyah duman miktarının birlikte değerlendirilmesi gerektiğini önermektedir. Siyah duman, özellikle trafiğin yoğun olduğu çevrelerde dizel araçların sayısına bağlı olarak yüksek değerlerde bulunabilmektedir. Bu çalışmada, İstanbul’da trafiğin yoğun olduğu bir bölgede farklı boyutlarda $(PM_{10-2.5}PM_{2.5,}PM_{1})$partikül madde örneklemesi yapılmış ve partikül maddenin boyut değişikliğine bağlı olarak filtrelerin reflektometrik siyah duman metodu kullanılarak yansıma oranları belirlenmiştir. Bu kapsamda Ekim 2009-Mart 2010 tarihleri arasında İstanbul’da Yenibosna bölgesinde, D100 otoyoluna 25 metre mesafede 24 saatlik örnekleme yapılmıştır. Glassfiber filtreler üzerine toplanan PM konsantrasyonları gravimetrik olarak tespit edilerek kütle konsantrasyonları ile tozun yansıma oranları arasındaki ilişki incelenmiştir. PM konsantrasyonları incelendiğinde ortalama $(PM_{10-2.5}PM_{2.5,}PM_{1})$ konsantrasyon değerlerinin sırasıyla 98,6±64,81, 55,4±29,5 ve 32,3±25,3 olduğu görülmüştür. Günler arasında konsantrasyon farklılığının yüksek olduğu ve $(PM_{10 ve }PM_{2.5}$ konsantrasyonlarının sınır değerleri aşan episod günlerinin oluştuğu belirlenmiştir. Dizel yakıtlı taşıt egzozlarından verilen partiküllerden kaynaklanan ve elementel karbonun bir göstergesi olan siyah dumanın daha çok ince partiküllerle ilişkisi (r= 0,89) olduğu tespit edilmiştir.

Abstract

The overall harmful effects of particulate matter on human health depend on the exposure time and the chemical and physical properties of the particulate. There is a high exposure to fine particulates near the micro environments with heavy traffic in cities. The airborne particulate matter is consisted of fine particles $(PM_{2.5})$, coarse particles $(PM_{10)$ and black smoke particles sourced from different sources. In past, the black smoke method was widely used to measure the airborne particles. It is known that there is a relation between the darkness of the smoke stain and elemental carbon particles. Therefore nowadays black smoke is accepted for an indicative of primary particles sourced by combustion, secondary inorganic particles and coarse particles. The persistent strong association between adverse health outcomes of air pollution sourced traffic and the black smoke has recently prompted the World Health Organization to re-evaluation of black smoke. Black smoke can be in high concentrations especially near roads depending on the number of diesel motor vehicles. In this study, the 24 hour samples of particulate matter in different size $(PM_{10-2.5}PM_{2.5,}PM_{1})$ were collected in densely traffic area in Istanbul and the reflectance of filters was investigated by black smoke optical method. The sampling was conducted between October 2009 and March 2010 in Yenibosna. The sampling station was 25 meters away from the D100 motorway. PM concentrations and the reflectance of the dust collected on glass fiber filters were examined. It has been estimated that the average concentration of $(PM_{10-2.5}PM_{2.5,}PM_{1})$ are 98.6±64.81, 55.4±29.5 and 32.3±25.3, respectively. The daily PM concentrations were variable and the mean $(PM_{10 and }PM_{2.5}$ concentration exceeded by far the daily tolerant limits in episode days. The strong relation (r=0.89) between black smokes which is the cursor of elemental carbon sourced diesel motor vehicles and fine particles were determined.