HAVA KALİTESİ YÖNETİMİ Prof.Dr.Abdurrahman BAYRAM Prof.Dr. Tolga ELBİR Dr.Öğr.Üyesi Yetkin DUMANOĞLU CEV-3616 Hava Kirliliği ve Kontrolu
Hava Kalitesi Yönetimi Bir bölgede hava kalitesi seviyelerinin iyileştirilmesi için gerçekleştirilen planlı yönetim çalışmalarıdır. Veri toplama Kaynak envanteri Ölçüm ve izleme Modelleme İyileştirme planları Güncellemeler
Temiz hava planı THP, hava kirlenmesi sorununun yaşandığı bölgelerde kirliliğin kaynaklarını, etkilerini, kısa ve uzun vadede sorunun çözümlerini ortaya koyan, geniş kapsamlı çalışmaların sonuçlarıdır. Hava Kalitesini Değerlendirme ve Yönetimi Yönetmeliği nde bu planların nerelerde ne zaman hazırlanması gerektiği belirtilmiştir (Madde 10 ve Ek-4))
Temiz Hava Planı Temiz hava planları genel olarak üç bölümden oluşmaktadır. Bunlar; mevcut durumun belirlenmesi mevcut durum değerlendirmesi ile geleceğe yönelik planların hazırlanması hazırlanan planların uygulanması ve sürekliliğinin sağlanması
THP içeriği (HKDYY Ek-4) 1. Kirlilik aşımının yeri Bölge Şehir (harita) Ölçüm istasyonu (harita, coğrafik koordinatlar) 2. Genel Bilgiler Bölge tipi (şehir, endüstriyel veya kırsal alan) Kirlenen alan(km 2 ) ve kirliliğe maruz kalan nüfusun tahmini Kullanılabilir iklim verileri İlgili topografik veriler Bölge de koruma gerektiren hedeflerin tipi hakkında yeterli bilgi
3. Sorumlu merciler İyileştirme planlarının gelişimi ve uygulanmasından sorumlu kişilerin isim ve adresleri 4. Kirliliğin mahiyeti ve değerlendirilmesi Önceki yıllarda gözlemlenen konsantrasyonlar (iyileştirme önlemlerinin uygulanmasından önce) Projenin başından itibaren ölçülen konsantrasyonlar Değerlendirme için kullanılan teknikler 5. Kirliliğin kaynağı Kirliliğe neden olan ana emisyon kaynaklarının listesi (harita) Bu kaynaklardan yayılan emisyonların toplam miktarı (ton/yıl) Diğer bölgelerden taşınan kirlilik hakkında bilgiler
6. Durum analizi Aşımdan sorumlu bu faktörlerin detayları (taşınım, sınır ötesi taşınım, oluşum) Hava kalitesinin iyileştirilmesi için olası önlemlerin detayları 7. Bu yönetmelik yürürlüğe girmeden önce mevcut olan iyileştirme projeleri veya önlemlerin detayları Yerel, bölgesel, ulusal, uluslararası önlemler Bu önlemlerin gözlemlenen etkileri
8. Bu yönetmelik yürürlüğe girdikten sonra kirliliği azaltmak için uygulanan projeler veya önlemlerin detayları Projede belirlenen tüm önlemlerin listesi ve açıklaması Uygulama için zamanlama tablosu Bu hedeflere ulaşmak için gerekli olan tahmini sürenin ve planlanan hava kalitesinin iyileştirilmesinin tahmini 9. Uzun vadede araştırılan veya planlanan projeler veya önlemlerin detayları 10. Bu ekte istenilen bilgileri desteklemede kullanılan yayınlar, belgeler, çalışmalar ve benzerlerinin listesi
THP lerde Kullanılan Temel Araçlar Emisyon envanterleri Matematiksel dağılım modelleri
Emisyon Envanteri Planlama alanında (sanayi alanı, il, Bölge,Ülke), hava kirletici kaynakları kaynaklardan atmosfere verilen kirleticilerin türleri ve miktarı, toplam kirlilik içinde kaynakların kirletici bazında paylarını gösteren bilgilerdir.
Emisyonların belirlenmesi Yerinde ölçüm Kütle dengesi Emisyon faktörü
Yerinde ölçüm Emisyon kaynaklarında ölçüm yapmak, emisyonlar hakkında en doğru bilgiyi verir. Ancak tüm kaynaklarda ölçüm yapmak güç ve pahalı bir iş.
Kütle Dengesi Bir üretim sürecinde tüm girdiler ve çıktılar arasında üretim süreci dikkate alınarak kurulan eşitlik.
Emisyon Faktörü : Kirletici kaynakların birim faaliyetleri başına atmosfere verdikleri kirletici miktarlarını gösteren katsayılar
Emisyon Faktörü Veri Tabanları EPA (http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html) CORINAIR (http://reports.eea.eu.int/emepcorinair4/en/page002.html) SKHKK Yönetmeliği (Ek-12: Baca dışı kaynaklı emisyonun kütlesel debisinin tespiti)
Emisyon Faktörlerine Örnek Kirletici kaynağın kullandığı birim yakıt başına atmosfere verdiği kirletici miktarı 19*S kg SO 2 / m 3 Fuel oil-6 16 gr CO / GJ linyit 14.2 gr CO / kg benzin (>16 ton araçlar-otoban)
Emisyon Faktörlerine Örnek Kirletici kaynağın birim aktivitesi başına atmosfere verdiği kirletici miktarı 8.6 kg NO X / 1 ton cam (Corinair)
Emisyon Faktörlerine Örnek Bir aracın birim mesafedeki bir yolu seyahat etmesi sonucu atmosfere verdiği toplam kirletici miktarı 2.7 gr NO X / km (otomobil benzin kentiçi)
Örnek-1 Yılda 3 milyon ton linyit kömürü yakan bir termik santralın toplam SO 2 emisyonunun tahmin edilmesi SO 2 Emisyon faktörü = 15*S kg/ton linyit (EPA) Bilinmesi gerekli bilgiler : Yakıtın kükürt bileşimi = % 1.5
Örnek - 2 Günde 1 ton Fuel oil kullanan bir sanayinin SO 2 emisyonunun tahmin edilmesi SO 2 Emisyon faktörü = 490*S gr/gj (Corinair) Bilinmesi gerekli bilgiler : Yakıtın kükürt bileşimi = % 3 Yakıtın ısıl değeri = 9800 kcal/kg
Emisyon Envanteri Emisyonların bir bölgede sistematik olarak belirlenmesi ve değerlendirilmesi
Emisyon Envanterleri İçin Çalışma Alanı Ölçekleri Global ölçekli envanterler Bölgesel ölçekli envanterler Yerel ölçekli envanterler
Emisyon Envanteri Hazırlama Aşamaları Planlama Veri toplama Analiz ve hesap Raporlama
Planlama : çalışma alanı kirletici kaynak türleri kirletici türleri emisyon belirleme yöntemi emisyonların zamansal boyutu emisyonların projeksiyonları insan gücü ve bütçe
Veri toplama : Kirletici kaynak türlerine göre bilgiler noktasal alansal çizgisel
Analiz ve hesap : Emisyonları belirleme yöntemi Emisyonların hesabı
Raporlama : Detaylı ve kolay anlaşılır bir rapor
Mevcut Çalışmalar Avrupa daki Çalışmalar : OECD - MAP CEC - CORINAIR ECE - EMEP OECD - IPCC EUROTRAC / GENEMIS
İZMİR ÇALIŞMASI
Kirletici Kaynaklar Noktasal kaynaklar (sanayiler) Metropol : 153 Dış bölge : 221 Toplam : 374 Alansal kaynaklar (evsel ısınma) Nüfus : 2.5 milyon Çizgisel kaynaklar (trafik) Çok sayıda
Sanayilerin Yerleşimi
Yerleşim Alanları
Kentiçi Yollar
Sanayi ile İlgili Çalışmalar Veri Toplama Emisyon izni dosyaları Anket Emisyon Hesabı Corinair emisyon faktörleri
Kullanılan Sanayi Emisyon Faktörleri (gr/gj) Yakıt Türü SOx NOx NMVOC CO Linyit 20000*(S/H)*(1-r) 2 150 30 16 Fuel oil 490*S 180 10 15 LPG - 100 2 10 Odun - 200 80 30 Biomass - 280 30 30
Evsel Isınma ile İlgili Çalışmalar Veri toplama Nüfus verileri toplam yakıt sarfiyatları Emisyon hesabı Corinair ve EPA emisyon faktörleri
Kullanılan Evsel Isınma Emisyon Faktörleri Yakıt Türü SOx NOx NMVOC CO Linyit 15*S 100 150 185 Fuel oil 17.24*S 2.2 0.299 20 Açık yeşil renkli emisyon faktörleri EPA dan alınmıştır. Birimleri kg/ton dur. Sarı renkli emisyon faktörleri Corinair den alınmıştır. Birimleri gr/gj dir
Trafik İle İlgili Çalışmalar Veri toplama yollarda araç sayımları araç kayıtları yakıt sarfiyatları Emisyon hesabı Corinair emisyon faktörleri
Kullanılan Trafik Emisyon Faktörleri (gr/km) Örnek Tablo : 3.5 ton ağırlığından küçük araçlar için; Yakıt türü NOx NMVOC CO Benzin 3.2 1.0 12.0 Motorin 1.25 0.13 0.60
ECE Serisi (g/km) EURO Serisi (g/km) Benzinli araçlar için CO emisyon faktörleri, g/km PRE ECE ECE 15-00/01 ECE 15-02 ECE 15-03 ECE 15-04 Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 70 6 60 5 50 4 40 3 30 2 20 10 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Hızlar (km/saat) 0
(g/km) Dizel otomobiller için CO emisyon faktörleri, g/km Conventional Euro-1 Euro-2 Euro-3 Euro-4 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 Hızlar (km/saat)
Modellenen µg/m³ Modellenen µg/m³ Modellenen µg/m³ Modellenen ve ölçülen PM 10 konsantrasyonları arasındaki ilişki 250 Mithatpaşa Caddesi 250 Mustafa Kemal Caddesi 700 Cumhuriyet Bulvarı 200 600 200 150 500 150 400 100 300 100 50 0 y = 0,65x + 14,73 R² = 0,68 0 100 200 300 Ölçülen µg/m³ 50 0 y = 0,53x + 30,92 R² = 0,35 0 50 100 150 200 250 Ölçülen µg/m³ 200 100 0 y = 1,02x + 11,34 R² = 0,92 0 100 200 300 400 500 600 700 Ölçülen µg/m³ 42
01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 CO Konsantrasyonu m g/m³ Cumhuriyet Bulvarı nda modellenen ve ölçülen CO konsantrasyonlarının zamana göre değişimi 14 Cumhuriyet Bulvarı 12 CO Ölçülen 10 CO Modellenen 8 6 4 2 0 26.12.2007 27.12.2007 28.12.2007 29.12.2007 30.12.2007 Çarşamba Perşembe Cuma Cumartesi Pazar 43
Evsel Isınmadan Kaynaklanan SO 2 emisyonları
Dış Hava Kalitesi Seviyeleri
Baca yüksekliği, şehir planlama Hava kirliliği kontrol stratejileri Mevcut kirlilik, Emisyonlar, Meteorolojik parametreler şehir planlama Matematikselmeteorolojik dağılım modeli Atmosferdeki gerçek dağılım (taşınma) Kirliliğin önceden tahmini Hesaplanan konsantrasyonlar karşılaştırma Model geçerliliği Ölçüm istasyonlarında ölçülen kons. Meteorolojik olarak olası kons. ların istatistiği Geçmişe yönelik Değişik yerlerdeki durumların istatistiği karşılaştırma Geçmişteki konsantrasyonların istatistiği Ölçüm istasyonlarının stratejik planlanması