Kentsel alanlarda kalıcı organik kirleticiler'in atmosferik konsantrasyonlarının araştırılması

Abstract

Poliklorlu dibenzo-p-dioksin ve poliklorlu dibenzofuranlar kalıcı, yarı uçucu ve toksikolojik olarak önemli iz organik kirleticilerin en büyük grubunu oluşturular. Bu kirleticiler atık yakma prosesleri, içten yanmalı motorlu araç kullanımı, demirli-demirsiz metal üretimi, orman yangınları ve volkanik patlamalar gibi antropojenik ve doğal prosesler sırasında istenmeyen yan ürünler olarak oluşurlar. PCDD/F bileşikleri atmosferik taşınım mekanizmaları ile kaynaktan oldukça uzak mesafelere taşınabilirler. Bu sebeple, atmosferik taşınım ve depolama PCDD/F bileşiklerinin emisyon kaynaklarından çevresel ortamlara (toprak, su, sediment) dağılımında birincil yol olarak kabul edilir. Düşük kimyasal reaktiviteleri ve lipofilik özelliklerinden dolayı canıların yağ dokularında birikmelerinin yanı sıra, 2,3,7,8-TCDD esaslı PCDD/F türdeşleri toksikolojik olarak önemli bileşiklerdir. Bu çalışmada PCDD/F bileşiklerinin konsantrasyonları, mevsimsel değişimleri ve gaz/partikül dağılımları İstanbul'da i) endüstriyel/yerleşim (Davutpaşa), ii) yerleşim (Yıldız) iii) yarı kırsal (Fenertepe) özellikler gösteren üç farklı örnekleme noktasından toplanan hava örnekleri ile araştırılmıştır. Örnekler Mayıs 2011 ve Mayıs 2013 tarihleri arasında yüksek hacimli hava örnekleyici ile toplanmıştır. Partikül fazı örneklemesi için cam yünü filtre, gaz fazı örneklemesi için poliüretan köpük (PUF) kullanılmıştır. Olabilecek organik bileşiklerin uzaklaştırılması için örneklemeden önce filtreler kül fırınında 450ºC'de 5 saat bekletilmiş, PUF'lar ise sokslet ekstraktöründe aseton ile 16 saat ekstrakte edilmiştir. Örneklemeden sonra ise filtre ve PUF numunelerine sırasıyla ekstraksiyon, saflaştırma (clean up) ve fraksiyonlama işlemleri uygulanmıştır. En son adımda, elde edilen ekstrakt yüksek çözünürlüklü gaz kromatografi ve kütle spektrometresi ile analiz edilmiştir. ?17PCDD/F konsantrasyonları Davutpaşa, Yıldız ve Fenertepe örnekleme istasyonları için sırasıyla 3325 fg/m3, 1257 fg/m3 and 902 fg/m3, I-TEQ konsantrasyonları ise 172 fg I-TEQ/m3, 67 fg I-TEQ/m3 ve 48 fg I-TEQ/m3 olarak belirlenmiştir. En yüksek konsantrasyonlar endüstri ve yerleşimin bir arada bulunduğu örnekleme noktasında, en düşük konsantrasyonlar ise yarı-kırsal örnekleme noktasında belirlenmiştir. Türdeş profiline bakıldığında OCDD (%21), 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF (%15), OCDF (%14) tüm örnekleme noktalarında en çok bulunan konjenerler olarak belirlenmişir. Genel olarak homolog profili de tüm örnekleme noktalarında benzer olup PCDD ve PCDF homologları klor sayısı arttıkça artmıştır. Konsantrasyon seviyesi mevsimsel değişim göstermiştir. En yüksek ortalama konsantrasyon 6056±4256 fg/m3 değerle Kış 2012'de, en düşük ortalama konsantrasyon ise 189±114 fg/m3 değerle Yaz 2012'de belirlenmiştir. Gaz/partikül faz dağılımını değerlendirmek için örnekler gaz/partikül fazlarında ayrı ayrı toplanmıştır. Gaz ve partikül fazları için ortalama konsantrasyolar sırasıyla 133 fg/m3 ve 1605 fg/m3 olarak belirlenmiştir. Bununla beraber gaz fazı oranı yaz mevsimi için %33, kış mevsimi için ise %11 olarak belirlenmiştir. Gaz ve partikül fazlarında farklı homolog örnekleri gözlenmiştir. Örneğin, çok klorlu PCDD/F türdeşleri partikül fazında, az klorlular ise gaz fazında bulunmuştur. PCDD/F konsantrasyonu ve meteorolojik parametreler arasındaki istatistiksel analizlere göre sıcaklık, ultraviyole, solar radyasyon, solar enerji, atmosferik basınç ve karışım yüksekliği PCDD/F bileşiklerinin konsantrasyon değişimini etkileyen esas parametreler olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak yanma kaynakları örneğin, kömür ve odun gibi kalitesiz fosil yakıtların soba ve diğer yakma ünitelerinde yetersiz yanma koşullarında yakılması, yine proses atıklarının (tekstil atıkları, plastik atıklar vb.) kontrolsüz koşullarda ısınma amaçlı yakılması ve motorlu araçlardan (özellikle dizel motorlar) kaynaklanan trafik emisyonları İstanbul atmosferinde PCDD/PCDF bileşiklerinin birincil emisyon kaynakları olarak belirlenmiştir.