Kayseri İli Kent Merkezinde Kükürtdioksit ve Partiküler Madde Değerlerindeki Değişimlerin İncelenmesi:

Transkript

1 20, 79, (2011) doi: /ekoloji Kayseri İli Kent Merkezinde Kükürtdioksit ve Partiküler Madde Değerlerindeki Değişimlerin İncelenmesi: Filiz DADAŞER ÇELİK*, Hatice Kübra KIRMACI Erciyes Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Kayseri- TÜRKİYE *Corresponding author: Özet Bu çalışmanın amacı yılları arasında Kayseri ili kent merkezindeki hava kirliliği değişimlerini değerlendirmektir. Bu amaçla Kayseri ili kent merkezinde ölçülmüş kükürt dioksit (SO2) ve partikül madde (PM) düzeyleri Hava Kalitesinin Korunması Yönetmeliği (HKKY), Avrupa Konseyi (EC) ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından belirlenen sınır değerler dikkate alınarak incelenmiştir. SO2 ve PM değerlerinde ortaya çıkan eğilimler hesaplanarak uzun dönemli değişimler ortaya çıkarılmıştır. SO2 ve PM değerleri ile meteorolojik faktörler arasındaki ilişkiler (korelasyonlar) incelenmiştir. Çalışma dönemi için ortalama SO2 düzeyi 98 ^.g/m3 ve ortalama PM düzeyi 75 ^.g/m3 olarak tespit edilmiştir. Hava kirliliği düzeyleri en yüksek seviyeye kış aylarında ulaşmaktadır. Buna karşın, Kayseri'de SO2 düzeyleri çalışma döneminde yaklaşık 6 ^,g/m3/yıl hızında azalma eğilimi göstermiştir (0.001 düzeyinde anlamlı). Aynı dönemde ısınma sezonu (Ekim-Mart) ortalama ve Ocak, Şubat, Eylül, Kasım ve Aralık ayları ortalama SO2 düzeylerinde de düzeyinde anlamlı azalma eğilimleri tespit edilmiştir. PM değerleri on sekiz yıllık dönemde istatistiksel olarak anlamlı bir değişim göstermemiştir. Hava sıcaklığı değerleri SO2 ve PM düzeyleri ile negatif yönde ilişkilidir. Analiz sonuçları Kayseri'de hava kirlenmesinin önlenmesi için alınan tedbirlerin (örneğin, kaliteli yakıt kullanımı ve doğalgaz kullanımının yaygınlaştırılması) olumlu etkilerinin ortaya çıktığını, ancak SO2 ve PM düzeylerinin henüz EC ve WHO tarafından önerilen değerlerin altına düşmediğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Eğilim analizleri, hava kirliliği, Kayseri, kükürt dioksit (SO2), partiküler madde (PM). Trends in Sulfurdioxide and Particulate Matter Levels In Kayseri (Turkey): Abstract The objective of this study is to evaluate air pollution in Kayseri for the period. The levels of sulfurdioxide (SO2) and particulate matter (PM) and have been evaluated for the period by considering the limit values set by Air Quality Protection Regulation (HKKY), European Council (EC) and World Health Organization (WHO). Trends in SO2 and PM values were analyzed for the study period to determine long-term variations in these parameters. The relationships (correlations) between SO2 and PM levels and meteorologic factors were investigated. For the study period average SO2 level was 98 ^,g/m3, while average PM level was 75 ^,g/m3. In winter season air pollution levels were considerably high. Trend analysis showed that SO2 levels decreased with a rate of 6 ^,g/m3/year (significant at the level). Average SO2 levels measured during the heating season and during January, February, September, November, and December were also decreased significantly. In contrast, PM levels did not show any significant trend during the study period. Air temperature values were found to be highly correlated with SO2 ve PM levels. Analyses showed that air quality control strategies (e.g., high quality coal and natural gas usage) put into operation in the past led to the observed decreases in air pollutant levels in Kayseri. However, the SO2 and PM values are still above the limit values set by the EC and WHO. Keywords: Air pollution, Kayseri, particulate matter (PM), sulfurdioxide (SO2), trend analysis. Dadaşer Çelik F, Kırmacı HK (2011) Kayseri İli Kent Merkezinde Kükürtdioksit ve Partiküler Madde Değerlerindeki Değişimlerin İncelenmesi: (79): GİRİŞ Hava kirliliği "havada katı, sıvı ve gaz şeklindeki yabancı maddelerin insan sağlığına, canlı hayatına ve ekolojik dengeye zararlı olabilecek derişim ve sürede atmosferde bulunması" şeklinde tanımlanmaktadır (Anonymous 2004). Hava kirleticileri çok çeşitli olmakla birlikte kentsel hava kirliliği ülkemizde genellikle atmosferde bulunan kükürtdioksit (SO 2) ve partikül madde (PM) derişimlerinin ölçülmesiyle saptanmaktadır. Ülkemizde hava kirliliği çalışmaları ilk olarak 1961 yılında Sağlık Bakanlığı tarafından başlatılmış ve 2007 yılına kadar yine Sağlık Bakanlığı tarafından yürütülmüştür. Bu tarihten sonra ise Çevre ve Orman Bakanlığı hava kalitesi izlenmesi Geliş: / Kabul: No: 79,

2 görevini devralmıştır yılından itibaren elde edilen SO2 ve PM verileri iller bazında Türkiye istatistik Kurumu (TUİK) tarafından yayınlanmaktadır. Bu çalışmada Kayseri ili kent merkezinde ölçülmüş SO2 ve PM düzeyleri değerlendirilmiştir. Kayseri güney, doğu ve batıda yüksek dağlarla çevrilmiş ve ortalama yüksekliliği 1057 m olan bir ovada kurulmuştur. Güneyde yer alan Erciyes Dağı (3916 m) ülkem izin en yüksek ikinci dağıdır. Kayseri'de karasal iklim özellikleri görülmektedir. Ortalama sıcaklık 10.7 C ve ortalama yağış 375 mm'dir (Ceran 2006). Hakim rüzgar yönü kuzey batı ve rüzgar şiddeti hafif veya orta düzeydedir (Ceran 2006). Kayseri ili dağlarla çevrili bir bölgede bulunmaktadır. Rüzgarlar ise hafif veya orta şiddettedir. Bu nedenlerle hava sirkülasyonu kolay gerçekleşememekte ve özellikle kış aylarında hava kirliliği problemi ortaya çıkmaktadır. Geçmişte yakıt olarak kullanılan kömür ve fuel-oil'in düşük kalitede olması ve yüksek oranda kükürt içermesi nedeniyle Kayseri'de özellikle SO2 miktarları yüksek düzeyde gerçekleşmiştir (Kartal 1985). Ayrıca, endüstri, trafik ve durgun meteorolojik şartlar nedeniyle PM konsantrasyonları da yüksek düzeyde olmaktadır. Kayseri SO2 ve PM değerleri itibari ile hava kirliliği bakımından Türkiye'deki iller sıralamasında genellikle ön sıralarda yer almaktadır (Anonymous 2010). Örneğin, yıllarına ait "ısınma sezonu" veya "kış sezonu" olarak adlandırılan Ekim-Mart döneminde SO2 ortalamalarının en yüksek bulunduğu il ve ilçe merkezleri sıralamasında Kayseri beşinci sırada yer almakta, aynı dönemde PM ortalamalarının en yüksek bulunduğu il ve ilçe merkezleri sıralamasında ise ikinci sırada bulunmaktadır. Bunun yanında, Kayseri hem şehirleşme hem de endüstrileşme düzeyinin yüksek olduğu iller arasındadır döneminde il nüfusu %23 oranında artmıştır. Yüksek şehirleşme ve endüstrileşme hızı, hava kirliliğinin gelecekte Kayseri için bir sorun olmaya devam edeceğinin bir göstergesidir. Son yıllarda Kayseri'de hava kalitesinin düzeltilmesi amacı ile bir takım tedbirler alınmıştır. Bunların başında 2003 yılından itibaren sanayide ve 2004 yılı ikinci yarısından itibaren konutlarda doğalgaz kullanım ının başlaması önemli yer tutmaktadır (Ceran 2006). Ayrıca 2005 yılından itibaren Mahalli Çevre Kurulu Kararı ile kükürt oranı, %1'den fazla, kalorisi 4500 kcal/kg'dan az kömürler, petrokok ve 6 nolu fuel-oil'in ısınma Dadaşer Çelik ve Kırmacı amacı ile yakılması yasaklanmıştır (Ceran 2006). Kayseri'deki hava kirliliğinin yüksek oranda olması ve hava kalitesini düzeltmek amacıyla alınan tedbirlerin etkilerinin anlaşılması bakımından Kayseri'deki hava kirliliğinin boyutlarının ve uzun dönemli değişim lerinin belirlenm esi önem arz etmektedir. Türkiye'de kentsel hava kirliliğinin değerlendirilm esine yönelik yapılan bazı çalışmalar literatürde mevcuttur. İstanbul ili için 1985 ve 1991 yılları arasında ısınma sezonunda (Ekim-Mart) ölçülen SO2 düzeylerindeki zamansal ve mekansal değişimler Tayanç (2000) tarafından incelenmiştir. Akkkoyunlu ve Ertürk (2002) dönemi için İstanbul ili SO 2 ve P M 10 değerlerindeki değişimleri ve bu değişimlerin doğalgaz ve yüksek kaliteli yakıt kullanımı ile ilişkisini incelemişlerdir. Anıl ve ark. (2009) ve Özdemir ve ark. (2010) yakın zamanda İstanbul ilindeki PM düzeylerini yeniden araştırmışlardır. Bursa ilinde döneminde SO2 düzeyle-rinde gözlenen değişimler Taşdemir (2002) tarafın-dan incelenmiştir. Aydın ili kent merkezinde hava kirliliği PM ve SO2 derişimleri dikkate alarak dönemi için değerlendirilmiştir (Başar ve ark. 2005). Turalıoğlu (2005) Erzurum ili için ısınma sezonu SO2 ve P M 10 değerlerindeki değişim -leri incelemiştir. İzmir ili kent merkezinde yılları arası hava kalitesi Doğan ve Kitapçıoğlu (2007) tarafından değerlendirilmiştir. Yakın zamanda Elazığ ili kent merkezindeki hava kirliliği düzeylerindeki değişimler Gürtekin (2008) tarafından değerlendirilmiştir. Kayseri'de hava kirliliğinin dönemindeki düzeyi ve bu düzeyin 2004 yılında başlayan doğalgaz kullanımı ile ilişkisi Özkan ve ark. (2008) tarafından değerlendirilmiştir. Bu çalışmada Kayseri ili kent merkezinde ölçülmüş SO2 ve PM değerleri dönemi için analiz edilerek Kayseri için hava kirliliği düzeyleri ortaya konacaktır. Bu düzeylerin çeşitli kurum larca belirlenmiş sınır değerlerle karşılaştırmaları yapılacaktır. Ayrıca Kayseri için hava kirliliği düzeylerinde uzun dönemde ( ) görülen eğilimler aylar, ısınma sezonları (Ekim- Mart), ve yıllar itibariyle analiz edilecektir ve bu değişim lerin meteorolojik faktörler ve yakıt kullanımındaki değişimle ilişkisi incelenecektir. MATERYAL VE METOT Bu çalışmada kullanılan veriler dönemi için aylık ortalama SO2 ve PM değerleri 84 No: 79, 2011

3 Kayseri ili Kent Merkezinde Kükürtdioksit ve Partiküler... olup, TUİK'nun resmi internet sitesinden (Anonymous 2010) elde edilmiştir. Analizler için döneminin seçilmesinin nedeni, 2007 yılından sonra Çevre ve Orman Bakanlığı'nm ölçümlere başlamasıyla ölçüm yönteminde ve istasyonların konumlarında değişim ler olması nedeniyle veri serilerinin homojenliğini yitirm e sidir. TUİK tarafından SO2 ve PM için aylık ortalamalar hesaplanırken, bir yerleşim yerinde ilgili dönemde ölçüm yapılan tüm istasyonlardan elde edilen günlük ortalama değerlerin toplamı değer sayısına bölünmektedir ( Bu çalışmada analiz edilen dönemine (toplam 216 ay) ait aylık verilerin %95'i (205 ay), ayın her günü yapılmış ölçüm lerin ortalaması alınarak bulunmuştur. Verilerin %3'lük kısmı için (6 ay) ortalamalar günlük ölçüm değerleri ortalamasıdır yılına ait 5 aylık (Haziran-Ekim) dönem için veri elde edilememiş; bu veriler yerine önceki 3 yılın aynı aylarına ait verilerinin ortalama değerleri kullanılm ıştır. Kayseri ili için TUİK tarafından yayınlanan değerler 3-5 istasyondan elde edilmiş değerlerin ortalamasını kapsamaktadır. Analizlerde kullanılan aylık verilerin %65'i (136 ay) 5 istasyondan, %27'si (54 ay) ise 4 istasyondan elde edilmiş değerler ortalamasıdır. Kayseri ilinin Türkiye içindeki konumu ve hava kalitesi verilerinin alındığı istasyonların yerleri Şekil 1 üzerinde gösterilmektedir. Çalışmanın ilk bölümünde yıllarına ait yıllık, ısınma sezonu (Ekim-Mart) ve aylık ortalama SO2 ve PM değerleri ortalama, standart sapma, minimum, ve maksimum gibi istatistiksel parametreler hesaplanarak değerlendirilmiştir. Elde edilen istatistiksel parametreler aylara, mevsimlere ve yıllara göre karşılaştırılmıştır. Aylık, ısınma sezonu (Ekim-Mart) ve yıllık ortalama SO2 ve PM değerleri döneminde geçerli olan Hava Kalitesinin Korunması Yönetmeliği (HKKY)'nde verilen sınır değerlerle (Anonymous 1986), Avrupa Konseyi (EC)'nin 1999/30/EC no'lu direktifinde belirlenen sınır değerlerle (Anonymous 1999), ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından belirlenm iş sınır değerlerle (Anonymous 2000) karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalarda kullanılan kriter değerler Tablo 1'de sunulmaktadır. Değerlendirmede kullanılan sınır değerler yıllık ortalama ve ısınma sezonu ortalama (HKKY'de ifade edildiği şekilde "kış sezonu ortalama") uzun vadeli sınır değerleri (UVS) ve yıllık ortalama ve ısınma sezonu ortalama hedef sınır değerleridir. UVS değerleri ölçülen değerlerin ortalaması olan ve aşılmaması gereken sınır değeri ifade etmektedir (Anonymous 1986). Hedef sınır değerler ise hava kalitesi sınır değerlerini zaman içinde daha sıkı sınırlara çekerek daha temiz hava kalitelerine ulaşmak için hedeflenen değerleri ifade etmektedir (Anonymous 1986). Tablo 1 ayrıca Çevre ve Orman Bakanlığı'nın 2008 tarihli Hava Kalitesi Değerlendirme ve Yönetimi Yönetmeliği (HKDY) ve EC 'nin 2008/50/EC no'lu direktifinde verilen yeniden belirlenmiş kriter değerleri (Anonymous 2008a, 2008b) de bilgi amaçlı olarak dipnot olarak içermektedir dönemi için SO2 ve PM düzeylerindeki değişimleri belirlemek için Mann-Kendall Eğilim Testi ve Lineer Regresyon kullanılmıştır. Her iki yöntem de eğilim analizlerinde sıklıkla kullanılmaktadır (Svensson ve ark. 2005). Eğilim analizleri aylık, ısınma sezonu, ve yıllık veriler üzerinde uygulanmıştır. Mann-Kendall eğilim testi (Mann 1945, Kendall 1975) parametrik olmayan bir testtir. Testinin ilk aşamasında eğilim istatistiği olan S, Formül 1'de gösterildiği şekilde belirlenir. Formül 1'de, x verileri, n ise veri serisinin uzunluğunu göstermektedir. Formül 1'de yer alan sgn fonksiyonu Formül 2'deki gibi tanımlanır. S' = Z s g n ( x. -X,.) 1=1 j=i+1 sgn(0) = > = < 0 S istatistiği, n>0 durumunda normal dağılım gösterir. S istatistiğinin ortalama (^) ve varyansı (?) ise Formül 3 ve 4'deki gibi hesaplanır. (1) (2) H = 0 (3) n(n c = - l)(2 «+ 5) (4) 18 Standart normal değişken değeri, Z, Formül 5 kullanılarak hesaplanabilir. Bu çalışmada Z'nin istatistiksel anlamlılığı ve 0.01 düzeylerinde incelenmiştir. No: 79,

4 Dadaşer Çelik ve Kırmacı 6 kullanılarak tespit edilmiştir (Sen 1968). Formül 6'da, N veri çiftlerinin sayısını, Xj ve xk ise sırasıyla j ve k zamanlarındaki (j k'den büyük olmak üzere) veri değerlerini göstermektedir. Şekil 1. Kayseri ilinin Türkiye içindeki konumu ve Kayseri ili kent merkezinde yer alan hava kalitesi ölçüm istasyonlarının yerleri (Kaynak: wwwmaps.google. com). Tablo 1. Hava Kalitesinin Korunması Yönetmeliği (HKKY), Avrupa Birliği (AB) ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından belirlenen SO2 ve PM için uzun vadeli ve hedef sınır değerler (Anonymous 1986, 1988, 2000). K ay n ak H K K Y A B W H O so2 P M so2 P M so2 P M D e ğ e rle r (H g'm 3) 1 (lag/m3) 2 ( ^ m 3) (H gfaı3)3 (Hg/m3) ( ^ m 3) U z u n V a d e li S ın ır D e ğ e ri (U V S ) K ış D ö n e m i O rtalam ası S ın ır D e ğ e ri (U V S -I s ın m a S e z o n u (E k im - M a r t v e ya K ış S e z o n u ) O rtalam ası) H e d e f S ın ır D e ğ e ri (Y ıllık O rtalam ası) H e d e f S ın ır D e ğ e ri (Isın m a S e z o n u (E k im - M a r t v e y a K ış S e z o n u ) O rtalam ası) Anonymous (2008b)1'e göre geçiş dönemi içinde yer alan 2010 yılı için SO2 kış dönemi ortalaması sınır değeri 225 ^g/m3 olup, bu değer kademeli azaltımla 2014 yılı itibariyle 125 ^g/m3'e düşürülecektir. 2Anonymous (2008b) 'e göre geçiş dönemi içinde yer alan 2010 yılı için PM10 UVS değeri 132 ^g/m3 olup, bu değer kademeli azaltımla 2013 yılı itibariyle 60 ^g/m3'e düşürülecektir. Aynı şekilde kış dönemi ortalaması sınır değeri 2010 yılı için 178 ^g/m3 olup, bu değer kademeli azaltımla 2014 yılında 90 ^g/m3'e düşürülecektir. 3Anonymous (1999) ve Anonymous (2008a)'e göre 2010 yılı itibariyle UVS değeri 20 ^g/m3'tür. '5-1 Z = >0 s =o s< o (5) Değişkenlerdeki eğilim lerin büyüklüğü Formül 1 j - k i = 1'den N'e kadar (6) Lineer regresyon analizinde ise bağımlı değişken (y) ve bağımsız değişken (x) olarak adlandırılan iki değişken arasındaki y = ax+b şeklindeki ilişki belirlenir. y=ax+b eşitliği bir doğrunun denklemi niteliğinde olup, eşitlikte yer alan a doğrunun eğimini (diğer bir ifadeyle eğilimi), b ise doğrunun y eksenini kestiği noktayı ifade eder. Aylık, ısınma sezonu ortalama, ve yıllık ortalama veriler üzerinde yapılan lineer regresyon analizlerinde SO2 veya PM değerleri y değişkenini, yıllar itibariyle zaman ise x değişkenini ifade etmiştir. Elde edilen eğilim değerlerinin istatistiksel anlamlılığı t-testi kullanılarak ve 0.01 düzeylerinde değerlendirilmiştir. Çalışm anın son bölümünde SO 2 ve PM değerlerinde görülen değişim lerin meteorolojik faktörler ve doğalgaz kullanım ı ile ilişkisi incelenmiştir. Çalışmada kullanılan meteorolojik parametreler aylık ortalama sıcaklık, aylık ortalama nem, aylık ortalama rüzgar hızı ve aylık toplam yağıştır. Veriler Kayseri'de yer alan ve Devlet Meteoroloji işleri Genel M üdürlüğü tarafından işletilen no'lu büyük klima istasyonundan elde edilmiştir. Meteorolojik faktörlerle ilişkiler korelasyon katsayısının hesaplanm asıyla bulunmuştur. Korelasyon katsayısı -1 ve +1 arası değerler almaktadır. M utlak olarak büyük değerler güçlü ilişkiyi, küçük değerler ise zayıf ilişkiyi ifade etmektedir. Katsayının pozitif veya negatif olması ilişkinin yönünü tayin etmektedir. Doğalgaz kullanımı ile hava kalitesi arasındaki ilişkiler ise kalitatif olarak değerlendirilmiştir. BULGULAR İstatistiksel Ö zellikler Kayseri ili kent merkezi için elde edilen yılları arasındaki aylık SO2 ve PM verileri kullanılarak, yıllık ortalama ve ısınma sezonu ortalama değerleri hesaplanmış ve sonuçlar Tablo 2 ve Şekil 2 ve 3'de gösterilmiştir. On sekiz yıl ( ) için yıllık ortalama SO2 düzeyi 98 ^g/m3 olarak gerçekleşmiştir. Yıllık SO2 değeri iug/m3 arasında değişmiş ve standart sapması 34 ^g/m3 olarak gerçekleşmiştir. M inimum değer 2007 yılında (39 ^g/m3), maksimum değer ise 86 No: 79, 2011

5 Kayseri İli Kent Merkezinde Kükürtdioksit ve Partiküler... Tablo dönemi için aylık, ısınma sezonu ortalama ve yıllık ortalama SO2 ve PM değerlerinin istatistiksel özellikleri (Ort: ortalama, SS: standart sapma, Maks: maksimum, Min: minimum) A yla r s o 2 O rt ( p ^ m 3) s o 2 SS (pg/m 3) s o 2 M in (M B fa3) s o 2 M a k s (M fifal3) P M O rt (WV'm3) P M SS (pg/m 3) P M M in W m 3) O c ak Ş u b a t M a rt N isan M a y ıs H a z ira n T e m m u z A ğ u sto s E y lü l E k im K asım A ra lık I s ın m a S e zo n u O rtalam a P M M a k s Y ıllık O rtalam a Şekil dönemi için yıllık ortalama ve ısınma sezonu ortalama SO2 değerleri Şekil dönemi için yıllık ortalama ve ısınma sezonu ortalama PM değerleri 1992 yılında (154 ^g/m3) gerçekleşmiştir dönemi için ortalama PM düzeyi 75 ug/m3 olarak tespit edilmiştir. Yıllık ortalama PM değeri ju,g/m3 arasında değişmiş ve standart sapması 12 jug/m3 olarak gerçekleşmiştir. M inim um değer 1996 yılında (51 ug/m3), maksimum değer 1993 yılında (99 jug/m3) gerçekleşmiştir. Isınma sezonu (Ekim-Mart) için ortalama SO2 düzeyi 142 /ug/m3'tür. SO2 düzeyi jug/m3 aralığında değişmiş (maksimum değer 1992 yılında, minimum değer 2007 yılında gerçekleşmiştir) ve on sekiz yıl için standart sapma 55 /u,g/m3 olarak bulunmuştur. Isınma sezonu için en yüksek PM konsantrasyonu 131 u,g/m3 ile 1999 yılında, en düşük konsantrasyon ise 87 p,g/m3 ile 1995 yılında gerçekleşmiştir. Isınma sezonu ortalama PM değeri 110 ju,g/m3'tür (standart sapma 12 p,g/m3). Y ıllık ve ısınma sezonuna ait verilerin istatististiksel analizleri, SO2'in hem yıllık hem de ısınma sezonu bazında döneminde PM'ye nispeten daha değişken olduğunu göstermiştir. Isınma sezonu için SO2'deki değişkenlik özellikle daha fazladır. Buna karşın yıllık ve ısınma sezonu ortalama PM düzeyleri döneminde daha az değişkendir. SO2 ve PM değerlerinin aylar itibariyle değişimleri dönemi için ortalama aylık değerler hesaplanarak ifade edilmiş ve bu değerler Tablo 2 ve Şekil 4 ve 5'de gösterilmiştir döneminde en yüksek ortalama aylık SO2 değeri, Ocak ayında (197 jug/m3) ve en düşük ortalama aylık SO2 değeri ise Temmuz ayında (44 ug/m3) gerçekleşmiştir. Ocak ve Şubat ayları aynı zamanda on sekiz yıllık periyotta SO2 değerlerinin en çok değişim gösterdiği aylar olmuştur (standart sapma Ocak ve Şubat aylarında 92 pg/m3). Kış aylarında SO2 düzeylerindeki artış yakıt kaynaklı hava kirliliğinin önemine işaret etmektedir dönemi için ortalama aylık PM değeri Aralık ayında en yüksek (147 ;Ug/m3), Temmuz ayında ise en düşük (29 p,g/m3) olarak gerçekleşmiştir. Kasım ve Aralık ayları aynı zamanda on sekiz yıllık dönemde PM değerlerinin en çok değişim gösterdiği aylar olmuştur (standart sapma Kasım için 38 pg/m3; Aralık için 35 u,g/m3). Sınır Değerlerle Karşılaştırm a Yıllık aritmetik ortalama sonuçları kullanılarak HKKY, EC ve WHO tarafından belirlenmiş sınır değerlerle (Tablo 1) karşılaştırmalar yapılmıştır arası yıllık ortalama SO 2 değerleri incelendiğinde HKKY UVS değerinin (150 p,g/m3) döneminde sadece 1992 yılında aşıldığı (154 ju,g/m3), ancak EC için UVS değeri olan 20 ;Ug/m3'ün ve WHO için UVS değeri olan 50 pg/m3'ün 2006 ve 2007 yılları haricindeki yılların hepsinde aşıldığı görülmektedir. Benzer şekilde HKKYnde yıllık ortalama hedef sınır değeri olarak belirlenen 60 jug/m3'ün 2006 ve 2007 yılları dışındaki No: 79,

6 Dadaşer Çelik ve Kırmacı Şekil dönemi için aylık ortalama SO2 değerleri. tüm yıllarda aşıldığı saptanmıştır dönemi aylık ortalama SO2 değerleri incelendiğinde 150 u,g/m3 olan UVS değerinin özellikle Kasım, Aralık, ve Ocak aylarında aşılmıştır. EC için UVS değeri olan 20 ug/m3 ve WHO için UVS değerleri olan 50 ug/m3'ün ısınma sezonu olarak nitelendirilen Ekim-M art aylarında son birkaç yıl haricinde her yıl aşıldığı tespit edilmiştir. Yız sezonu olarak nitelendirilebilecek Nisan-Eylül aylarında ise SO2 derişim leri nispeten daha düşüktür, ancak buna rağmen SO2 değerleri EC için UVS değeri olan 20 ug/m3 çoğunlukla üstündedir. SO2 değerinin kış aylarında yüksek olması ısınma amaçlı yakıt kullanım ına paralel olarak SO2 derişimlerinin arttığını göstermektedir. Bu durumu ısınma sezonu ortalama değerlerinde de görmek mümkündür yılları arasındaki ısınma sezonu ortalama verileri incelendiğinde SO2'nin UVS değeri olan 250 ug/m3'ün aşılmadığı ancak ısınma sezonu hedef sınır değeri olan 120 ug/m3'ün arasındaki tüm yıllarda ve yılları arasında aşıldığı görülmektedir. Özellikle 1990 yılında 244 ug/m3, 1992 yılında 245 ug/m3 gibi sınır değerin çok üstünde seyreden SO2 derişiminin 2006 ve 2007 yıllarında ciddi oranda düşüş göstermesi (96 ve 56 ug/m3) dikkat çekicidir. PM değerlerinin döneminde HKKYnde belirlenen sınır değer olan 150 ug/m3'ü aşmadığı saptanmıştır. Ancak EC tarafından belirlenmiş UVS değeri olan 40 ug/m3 her yıl aşılmıştır. Aylar itibariyle incelendiğinde PM değerleri ısınma sezonu olan Ekim-Mart aylarında EC için UVS değeri olan 40 ug/m3'ün hayli üstündedir. Kış ayları için ortalama PM değeri incelendiğinde ise, yılları arasındaki süreçte PM değerlerinin kış ayları ortalaması olan 110 ug/m3 değeri ile hedef sınır değer olan 120 Ug/m3'ü aşmadığı görülmektedir. Yıllara göre değerlendirildiğinde ise 1999 (132 ug/m3) ve 2002 (131 ug/m3) yıllarında hedef sınır değer olan 120 Ug/m3'ün aşıldığı görülmektedir. Genel olarak yıllık ortalama derişimlerin sınır değer olan 120 ug/m3'e 88 No: 79, 2011

7 Kayseri ili Kent Merkezinde Kükürtdioksit ve Partiküler... Şekil dönemi için aylık ortalama PM değerleri. Tablo 3. Kayseri ili kent merkezinde yılları arasındaki SO2 ve PM değerlerinde gözlenen eğilimler (*0.001 düzeyinde anlamlı, **0.01 düzeyinde anlamlı) A y la r S 0 2 D e ğ iş im H m M a n n - K en d all E ğ ilim T e sti ( u M ıi/ y ıl) L in e e r R e g re sy o n T e sti P M D e ğ iş im H ız ı (ub/invyıi) M a n n - L in e e r K en d a ll E ğ ilim T e sti R e g re sy o n T e sti O c ak * * Ş u b a t * * M art * N isa n M a yıs -3.0 * H a z ira n T e m m u z A ğ u sto s * E y lü l -3.5 * * E k im * * K asım -9.6 * * A ra lık * * Isın m a S e z o n u O rtalam a Y ıllık O rtalam a -9.2 * * * * -0.3 yakın olarak seyretmesi ve zaman zaman bu değerin aşılması bu konuda önlem alınmasının gerekliliğini vurgulamaktadır D önem inde SO 2 ve PM D üzeylerinde G örülen Eğilimler Kayseri il merkezinde yıllık, ısınma sezonu, ve aylık ortalama SO2 ve PM değerlerinde görülen eğilimler Mann-Kendall eğilim testi ve lineer regresyon yöntemiyle hesaplanmış ve eğilim değerleri ve bu değerlerin istatistiksel anlamlılığı Tablo 3'de gösterilmiştir. Her iki yöntemle yapılan eğilim analizlerine göre yıllık ortalama ve ısınma sezonu ortalama SO2 değerinde düzeyinde anlam lı azalma görülmüştür. Y ıllık ortalama SO 2 düzeyindeki azalma hızı yaklaşık 6 ug/m3/yıl düzeyindedir. Isınma sezonu ortalama SO2 değeri ise yaklaşık 9 )Ug/m3/yıl hızında (0.001 düzeyinde anlamlı) azalmıştır. Kış aylarındaki azalmanın daha yüksek oranda oluşu SO2 düzeylerinde yıllık bazda görülen azalmanın özellikle kış aylarında olan azalmadan kaynaklandığını göstermektedir. Aylık ortalama SO2 değerlerinde Ocak, Şubat, Eylül, Kasım ve Aralık ayları için her iki eğilim testi de düzeyinde anlam lı azalma eğilim leri No: 79,

8 göstermektedir. Bunun yanısıra lineer regresyon testi Ekim ayı için 0.01 düzeyinde, Mart ve Ağustos ayları için ise düzeyinde anlamlı azalma eğilimleri göstermektedir. SO 2 için azalma hızı yaklaşık 13 ug/mvyıl Ocak ayı için en yüksektir. Bu durum SO 2 kirliliğinin Kayseri'de çoğunlukla ısınma amaçlı yakıt kullanımından kaynaklanması ve bu kirliliğin kaynağının özellikle doğalgaz ve kaliteli kömür kullanım ı gibi tedbirlerle kontrol altına alınmasından dolayı olabilir. PM değerlerindeki eğilim ler incelendiğinde yıllık ortalama, ısınma sezonu ortalama ve aylık ortalama PM değerlerinde Mann-Kendall eğilim testi ve lineer regresyon testi ile döneminde istatistiksel olarak anlamlı (0.01 ve düzeylerinde) değişimler gözlenmemiştir. Ancak gerek yıllık ortalama gerekse kış ayları ortalama PM değerlerindeki eğilim dönemi için negatiftir. Aylar bazında ise özellikle kış aylarında PM düzeylerinde istatistiksel olarak anlamlı olmasa da azalma göze çarpmaktadır. SO2 ve PM düzeyleri ve m eteorolojik faktörler arasındaki ilişkiler Kayseri'de döneminde gerçekleşen aylık ortalama SO2 ve PM düzeyleri ile meteorolojik faktörler arasındaki ilişkiler korelasyon analizi ile incelenmiştir (Şekil 6). SO2 ve PM düzeyleri en güçlü olarak aylık ortalama sıcaklık düzeyleri ile ilişkilidir. Her iki parametre ile aylık ortalama sıcaklık arasındaki ilişki negatiftir (R değerleri SO2 ve PM için sırasıyla ve -0.76): yani sıcaklık yüksek ise SO2 ve PM düzeyleri düşük gerçekleşmektedir. Bunun yanına SO2 ve PM düzeyleri ile aylık ortalama bağıl nem arasında da orta derecede güçlü pozitif bir ilişki bulunmaktadır (R değerleri sırasıyla 0.68 ve 0.69). Aylık ortalama rüzgar hızı ve aylık toplam yağış ile SO2 ve PM arasındaki ilişkiler son derece zayıftır. SO 2 ve PM düzeyleri ve doğalgaz kullanımı arasındaki ilişkiler Kayseri'de doğalgaz kullanım ı 2003 yılında başlamış ve 2004 yılından itibaren de yerleşimlerde kullanılmaya başlanmıştır. Şekil 7'de döneminde kullanılan doğalgaz miktarı ve toplam doğalgaz kullanıcı sayısındaki değişimler verilm ektedir döneminde her iki parametrede de hızlı bir artış gözlenmiştir. Bu durum döneminde SO2 ve PM düzeylerinde azalmaya yol açan faktörlerden birinin doğalgaz kullanımındaki artış olduğu şeklinde yorumlanabilir. Ancak bunun Dadaşer Çelik ve Kırmacı değerleri ve meteorolojik parametreler arasındaki ilişkiler. Şekil dönemi için yıllık doğalgaz kullanım miktarları (sm3 cinsinden) ve toplam kullanıcı sayıları (Bağımsız birim sayısı veya BSS cinsinde)(kaynak: Kayserigaz) yanında sonuçlar değerlendirilirken diğer faktörlerin (kaliteli yakıt kullanımı, meteorolojik faktörler gibi) de etkili olabileceği dikkate alınmalıdır. TARTIŞMA VE SONUÇ Bu çalışmada dönemi için Kayseri ili için ortalama aylık SO2 ve PM değerleri değerlendirilmiştir. Kayseri ili için döneminde ortalama SO2 düzeyi 98 ug/m3 ve ortalama PM 90 No: 79, 2011

9 Kayseri ili Kent Merkezinde Kükürtdioksit ve Partiküler... düzeyi 75 ^g/m3 olarak gerçekleşmiştir. Ekim-Mart dönemini kapsayan ısınma sezonunda (özellikle Kasım, Aralık ve Ocak aylarında) SO2 ve PM değerlerinde yıl içindeki diğer dönemlere göre belirgin bir artış olduğu tespit edilmiştir dönemi için ısınma sezonu ortalaması SO2 için 142 için ^,g/m3, PM için ise 110 ^g/m3'tür. Ocak ayı SO2 değerlerinin en yüksek ve aynı zamanda en değişken olduğu aydır döneminde SO2 ve PM değerlerinin HKKY, EC, ve W HO tarafından belirlenmiş olan sınır değerleri zaman zaman aştığı tespit edilmiştir. Eğilim analizleri yıllarını kapsayan dönemde SO2 değerlerinde azalma olduğunu göstermiştir yılı için SO2 değeri 149 ^g/m3 iken; 2007 yılında 39 ug/m3 olarak tespit edilmesi dönemi arasında SO2 derişiminde ciddi oranda azalma eğilimi olduğunu göstermektedir. Yıllık ortalama SO2 düzeyindeki azalma hızı yaklaşık 6 /ug/m3/yıl olarak tespit edilmiştir. PM derişiminde da yıllık, ısınma sezonu ve aylar bazında azalma mevcuttur, ancak bulunan değerler istatistiksel olarak anlamlı değildir (0.001 ve 0.01 düzeylerinde). Özellikle kış aylarında (Aralık-Ocak-Şubat) hem SO2 hem de PM çoğunlukla sınır değerlerin üzerinde seyretmiştir. Son yıllarda özellikle SO2 düzeylerinde belirgin iyileşme olsa da, değerler hala EC ve WHO tarafından belirlenmiş sınır değerlerin üstündedir. Sıcaklık, bağıl nem, rüzgar hızı ve yağış parametreleri ile SO2 ve PM düzeyleri arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Sıcaklık ve bağıl nem ile kirletici derişimleri arasında nispeten güçlü ilişkiler gözlenirken, rüzgar hızı ve yağış ile kirletici konsantrasyonları arasındaki ilişkilerin son derece zayıf olduğu bulunmuştur. Sıcaklık ve kirletici derişimleri arasındaki ilişki soğuk havalarda yakıt kullanımındaki ve dolayısıyla kirletici salınımdaki artışla açıklanabilir. Bağıl nem ile kirletici konsantrasyonları arasındaki ilişki ise havadaki su m oleküllerinin kirleticileri tutmaları ile ilişkili olabilir. Meteorolojik parametreler ile SO2 ve PM düzeyleri arasında bu çalışmada bulunan sonuçlara benzer ilişkiler literatürde mevcut bazı diğer çalışmalarda gözlenmiştir (örneğin, Îçağa ve Sabah (2009)). Kayseri'deki hava kalitesinin özellikle kış aylarında düşük olmasının ısınma amaçlı fosil yakıt tüketiminden kaynaklandığı düşünülmektedir yılı sonrasında yakıt olarak doğalgazın kullanılmaya başlanması özellikle 2005 yılından sonra SO 2 düzeylerindeki iyileşmeyi açıklayabilir. Doğalgaz kullanımdaki artışa bağlı olduğu düşünülen iyileşme daha önce Özkan ve ark. (2008) tarafından da ifade edilmiştir. Ancak burada dikkat edilmesi gereken unsur döneminde de yani henüz doğalgaz kullanımına başlanmadan önce de SO2 düzeylerinde önemli oranda azalma sağlanmasıdır. Bu azalmanın kaliteli ve kükürt miktarı düşük yakıt tercih edilmesinden kaynaklandığı düşünülebilir. Daha önce yapılan bir çalışmada Taşdemir (2002) Bursa ilinde doğalgaz ve ithal kömür kullanımının yaygınlaşmasının SO2 düzeylerinde düşüşe neden olduğunu tespit etmiştir. Hava kalitesinin iyileştirilm esi amacıyla Kayseri'de alınan önlemlerin olumlu sonuçlar ortaya koyması bu konuda alınan önlemlerin sonuçsuz kalmadığını göstermektedir. Ancak Kayseri ili için hava kirliliği hala önemini koruyan ve ciddi tedbirler alınmasını ve alınan tedbirlerin devam ettirilmesini gerektiren bir çevre sorunudur. Doğalgaz kullanımındaki artış ve kaliteli yakıt kullanımına yönelik önlemler devam ettirilirse hava kalitesi daha iyi düzeylere ulaşacaktır. KAYNAKLAR Akkoyunlu A, Ertürk F (2002). Evaluation of air pollution trends in Istanbul. International Journal o f Environment and Pollution 18: Anıl 1, Karaca F, Alagha O (2009) İstanbul'a uzun mesafeli atmosferik taşınım etkilerinin araştırılması:"solunabilen partikül madde epizotları". 19 (73): Anonymous (1986) Hava Kalitesinin Korunması Yönetmeliği (HKKY). Çevre Bakanlığı, Ankara. Anonymous (1999) Council Directive 1999/30/EC of 22 April 1999 relating to Limit Values For Sulphur Dioxide, Nitrogen Dioxide And Oxides of Nitrogen, Particulate Matter and Lead in Ambient Air. Europen Council (EC), Brussels. Anonymous (2000) Air Quality Guidelines for Europe. World Health Organization (WHO) regional publications. European series No. 91. No: 79,

10 Dadaşer Çelik ve Kırmacı Anonymous (2004) Türkiye Çevre Atlası. Çevre ve Orman Bakanlığı, ÇED ve Planlama Genel M üdürlüğü, Çevre Envanteri Dairesi Başkanlığı, Ankara. Anonymous (2008a) Directive 2008/50/EC of the European Parliament and of the Council of 21 M ay 2008 on ambient air quality and cleaner air for Europe. Europen Council (EC), Brussels. Anonymous (2008b) Hava Kalitesi Değerlendirme ve Yönetimi Yönetmeliği (HKDY). Çevre ve Orman Bakanlığı, Ankara. Anonymous (2010) dönemi için aylık ortalama SO2 ve PM değerleri. Türkiye istatistik Kurumu, Ankara. Başar P, Okyay P, Ergin F, Cosan S, Yıldız A (2005) Aydın ili kent merkezinde hava kirliliği / ADÜ Tıp Fakültesi Dergisi 6: Ceran M (2006) Kayseri il Çevre Durum Raporu. Kayseri il Çevre ve Orman M üdürlüğü, Kayseri. Doğan F, Kitapçıoğlu G (2007) İzmir ilinde hava kirliliğinin yıllar itibariyle karşılaştırılması. Ege Tıp Dergisi 46: Gürtekin E (2008) Elazığ il merkezinde hava kirliliği. Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları Dergisi, 6: İçağa Y, Sabah E (2009). Statistical Analysis of Air Pollutants and Meteorological Parameters in Afyon, Turkey. Environmental M odeling and Assessment 14: Kartal Ş (1985) Kayseri'deki hava kirliliği ve kirletici konsantrasyonların meteorolojik parametrelerle ilişkisi. Doktora Tezi, Erciyes Üniversitesi, Fen Bilim leri Enstitüsü, Kayseri. Kendall MG (1975) Rank Correlation Methods. Griffin, London. M ann, HB (1945) Non-Parametric tests against trend. Econometrica 13: Özdemir H, Borucu G, Demir G, Yiğit S, Ak N (2010) İstanbul'daki Çocuk Oyun Parklarında Partikül Madde (PM 25 ve P M 10) Kirliliğinin İncelenmesi. 19 (77): Özkan O, Solmaz A, Azgın ŞT, Varinli F (2008) Kayseri il merkezi hava kirliliği genel değerlendirmesi. In: Aydın ME, Özcan S (ed), Ulusal Hava Kalitesi Sempozyumu, Mayıs 2008, Konya, Sen PK (1968) Estimates of the Regression Coefficient Based on Kendall's Tau. Journal of American Statistical Association 39: Svensson C, Kundzewicz ZW, Mauer T (2005) Trend detection in river flow series: 2. Flood and low-flow index series. Hydrological Sciences 50: Taşdemir Y (2002) Bursa'da kükürtdioksitten kaynaklanan hava kirliliği. 42: Tayanç M (2000). An assessment of spatial and temporal variation of sulfur dioxide levels over Istanbul, Turkey. Environmental Pollution 107: Turalıoğlu FZ (2005). An assessment on variatıon of sulphur dioxide and particulate matter in Erzurum (Turkey). Environmental M onitoring and Assessment 104: No: 79, 2011