hava kalitesi izleme metodolojileri ve örneklem kriterleri

Transkript

T.C
Sağlık Bakanlığı
Refik Saydam Hıfzıssıhha Merkezi Başkanlığı
Çevre Sağlığı Araştırma Müdürlüğü
HAVA KALİTESİ İZLEME
METODOLOJİLERİ
VE
ÖRNEKLEM KRİTERLERİ
ISBN 975-590-032-2
Hazırlayanlar
Canan YEŞİLYURT
Uzm.Kimya Mühendisi
Niyazi AKCAN
Kimya Mühendisi
II
ÖNSÖZ
Çeşitli uluslararası kuruluşlar tarafından “20. yüzyılın kanseri” olarak tanımlanan ve 21.
yüzyılda da dünyadaki sorunların belki de ilk sırasında yer alabileceği tahmin edilen
çevre ve çevre sağlığı sorunları, kalkınma ve yaşam standartlarını geliştirme gayreti
içinde olan insanlığın yarattığı ve sonucunda da yine kendisinin etkilendiği bir sorundur.
Yenilenebilir kaynaklar da dahil olmak üzere dünyamızdaki hiç bir kaynak sınırsız
değildir. Tam tersine, en bol olduğu sanılan havanın bile kirlenmesi bize,
kaynaklarımızın kıt olduğu ve bilinçli kullanılmamaları durumunda doğabilecek
sorunların geleceğimizi ne ölçüde tehdit edebileceğini gösteren anlamlı bir uyarıdır.
Endüstriyel devrim ile birlikte, dünya çapında şehirlerin büyümesi, araç kullanımının
artması, hızlı endüstrileşme ve buna karşılık planlama ve çevresel düzenlemelerdeki
eksiklikler sonucu gittikçe artan hava kirliliği pek çok ülkede sağlık ve çevre sorunlarına
yol açmıştır.
50 ülkedeki kriter hava kirleticilerin tayini sonucu elde edilen veriler, pek çok şehirde
Dünya Sağlık Teşkilatı rehber değerlerini aşan konsantrasyonlara maruz kalındığını
göstermektedir.
Bazı ülkelerde, kükürtdioksit (SO2), partiküler madde ve kurşun (Pb) gibi belli hava
kirleticileri konsantrasyonlarında azalma olmasına rağmen diğer kirletici seviyelerinde
artış gözlenmektedir.
2000’li yıllarda, gezegenimizde 6 milyardan fazla insanın yaşayacağı ve bu nüfusun
yarısından fazlasının kentsel alanlarda bulunacağı tahmin edilmektedir.
1992 yılında gerçekleştirilen Birleşmiş Milletler Kalkınma Konferansı (UNCED)’nda;
şehirlerdeki çevresel bozunmaya dikkat çekilerek, acil tedbirlerin alınması gerektiği
ifade edilmiş ve kentsel hava kirliliğinin önemine işaret edilerek; 21. yüzyıl için
sürdürülebilir bir eylem planının oluşturulması, kirletici konsantrasyonları, kaynakları, ve
etkilerine yönelik güvenilir ve kabul edilebilir verilerin üretilebilmesi konusunda çaba
gösterilmesi gereği vurgulanmıştır.
Özellikle nüfusu yoğun olan büyük şehirlerde, geniş kapsamlı hava kalitesi yönetim
planları ve etkin kontrol tedbirlerinin geliştirilmesi ihtiyacı bulunmaktadır.
Hava kalitesi izleme çalışmaları; kirlilik kaynakları ve dağılımını belirlemek, uygun
kontrol stratejilerinin geliştirilmesi ve bu stratejilerin etkinliğini kontrol etmek açısından
büyük önem taşımaktadır.
Farklı kaynaklardan elde edilen verilerin optimum düzeyde kullanımını sağlamak için,
verilerin karşılaştırılabilir ve birbirleriyle uyumlu olması gerekmektedir. Bir izleme
ağından elde edilen veriler, ancak harmonize edildiği takdirde optimum fayda
sağlayabilir.
III
Verilerin uluslararası ölçekte karşılaştırılabilirliği ve uyumun sağlanması; standart
yöntemler, standart cihazların kullanılması ve etkin bir kalite güvenilirliği ve kalite
kontrol programının uygulanması ile mümkün olabilir.
Bu kitapda yer alan bölümler, yukarıda belirtilen ihtiyaçlar göz önüne alınarak
seçilmiştir. Temel kirletici parametreler ve hava kalitesi ölçümleri için kullanılan aktif ve
pasif örneklem ve otomatik izleme metodolojileri ve örneklem kriterlerine ayrıntılı olarak
yer verilmiştir.
İlave bilgilere ihtiyaç duyulabileceği düşüncesiyle, bölümlere ait referanslar da ilgili
eklere ilave edilmiştir.
Hava kalitesi izleme çalışmaları için gerekli olan teknik alt yapının oluşturulması ve ülke
çapında çeşitli kuruluşlar tarafından gerçekleştirilen hava kalitesi ölçümlerini
gerçekleştiren teknik kadro ve teknik alt yapının oluşturulmasından sorumlu yönetim
kademelerine katkı sağlaması amacıyla hazırlanan bu kitabın, kullanıcılara faydalı
olmasını dilerim.
Bu kitabın yazımında tüm emeği geçenlere, özellikle görüş ve katkılarından
yararlandığımız ODTÜ Çevre Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Gürdal
TUNCEL‘e, kitabı hazırlayan Başkanlığımız Hava Kirliliği Kontrol ve Araştırma
Laboratuvarı sorumlusu Uzm. Kim.Müh. Canan YEŞİLYURT ve Kim. Müh. Niyazi
AKCAN‘a, kitap içinde yer alan şekillerin bilgisayar ortamında çizimlerini gerçekleştiren
Kim. Tek. Fatih ŞEKERCİ‘ye ve kitabın basımını gerçekleştiren Yayın ve Dökümantasyon
Müdürü Nevzat IŞIK ve personeline teşekkür ederim.
Daha temiz ve yaşanabilir bir çevre dileği ile…
Ocak 2001 – ANKARA
Prof. Dr. Halil KURT
Refik Saydam Hıfzıssıhha Merkezi
Başkanı
IV
İÇİNDEKİLER
Bölüm I
KENTSEL HAVA KALİTESİ İZLEME PROGRAMI
Sayfa No
3
1.
GİRİŞ
2.
İZLEME AMAÇLARININ BELİRLENMESİ
4
3.
VERİLERİN HARMONİZASYONUNDA KALİTE GÜVENİLİRLİĞİNİN ROLÜ
5
4.
ÖNCELİKLİ KENTSEL HAVA KİRLETİCİLERİ
6
4.1 Kükürt Dioksit
4.2 Asılı Partiküler Madde
4.3 Azot Oksitleri
4.4 Karbon Monoksit
4.5 Kurşun
4.6 Ozon
4.7 Diğer Dış Ortam Hava Kirleticileri
4.8 İç Ortam Hava Kirleticileri
6
6
7
7
8
8
8
9
5.
6.
7.
HAVA KALİTESİ İZLEME METODOLOJİLERİ
10
5.1 Gaz Halindeki Kirleticiler İçin Pasif Örnekleyiciler
5.2 Aktif Örnekleyiciler
5.3 Otomatik Analizörler
5.4 Uzaktan Algılayıcılar
5.5 Biyoindikatörler
10
10
11
11
12
KALİTE KONTROL / KALİTE GÜVENİLİRLİK METODOLOJİLERİ
14
6.1 Kalite Kontrol / Kalite Güvenilirlik Programlarının Amaçları
6.2 Kalite Kontrol / Kalite Güvenilirlik Programlarının Kurumsal Özellikleri
6.3 Kalite Kontrol / Kalite Güvenilirlik Programlarının İşletimsel Özellikleri
14
14
15
VERİ KULLANIMI
25
Bölüm II
DIŞ ORTAM HAVASINDA ASILI PARTİKÜLER MADDE ÖLÇÜMÜ
1
ASILI PARTİKÜLER MADDE (APM) ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
29
1.1 İzleme Amaçları
1.2 Örneklem Sistemleri
1.3 Analiz Sistemleri
29
31
35
V
2.
3.
KALİTE GÜVENİLİRLİĞİ
42
2.1 Kalite Güvenilirliği Programının İşletimsel Özellikleri
2.2 İzleme Ağı Tasarımı
2.3 Ölçüm Noktasının Seçimi
2.4 İzleme İstasyonu Tasarımı
2.5 Ekipman Seçimi
2.6 Ölçüm Noktası Alt Yapısı ve Rutin İşletme
2.7 Ekipman Kalibrasyonu ve Bakımı
42
42
43
44
44
44
45
ÖNERİLER
45
Bölüm III
HAVA KALİTESİ ÖLÇÜMLERİ İÇİN PASİF VE AKTİF ÖRNEKLEM
METODOLOJİLERİ
A. PASİF ÖRNEKLEM METODOLOJİLERİ
49
1.
PASİF ÖRNEKLEYİCİLERİN GENEL PRENSİBLERİ
49
2.
1.1 Pasif Örnekleyicilerin Geçerliliğinin Onaylanması
1.2 Seçilen Kirleticiler İçin Pasif Örnekleyiciler
1.2.1 Azot Dioksit
1.2.2 Karbon Monoksit
1.2.3 Ozon
1.2.4 Kükürt dioksit
1.2.5 Hidrokarbonlar
B. AKTİF ÖRNEKLEM METODOLOJİLERİ
AKTİF SİSTEMLERİN TEMEL PRENSİPLERİ
51
52
53
57
58
58
59
61
61
2.1 Absorbsiyon Örneklemi
2.2 İmpregne Filtre Örneklemi
61
62
3.
ÖRNEKLEM APARATLARI
62
4.
SEÇİLMİŞ PARAMETRELER İÇİN AKTİF ÖRNEKLEM METODOLOJİLERİ
66
4.2 Azot Oksitleri
4.3 Ozon
4.4 Karbon Monoksit
66
70
74
74
SEÇİLMİŞ BAZI OTOMATİK ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
75
5.1 Kükürt dioksit
5.2 Azot oksitleri
5.3 Karbon monoksit
5.4 Ozon
5.5 Hidrokarbonlar
5.6 Amonyak
5.7 Hidrojen florür
5.8 Hidrojen Sülfür
5.9 Yağış miktarı ölçü aleti
5.10 Meteoroljik parametreler
75
77
81
82
85
87
88
89
90
91
5.
VI
6.
7.
C. ÖRNEKLEYİCİ BAZLI İZLEME AĞLARINDA KALİTE KONTROL VE
KALİTE GÜVENİLİRLİĞİ
96
ÖRNEKLEYİCİ BAZLI İZLEME AĞLARINDA KALİTE GÜVENİLİRLİK / KALİTE
KONTROLÜ
96
6.2 Örneklem Noktası Seçimi
6.3 Örneklem Ekipmanının Seçimi ve Ekipmanın Değerlendirilmesi
6.4 Örneklem Noktası Altyapısı ve Rutin İşletme
6.5 Analitik İşlemler
6.6 Örneklem Sisteminin Kalibrasyonu
6.7 Analitik Laboratuvarların Harmonizasyonu
6.8 Diğer Ölçüm Teknikleri veya Örneklem Sistemleri ile Karşılaştırma
6.9 Verilerin Gözden Geçirilmesi ve Geçerlik Kontrolü
96
97
99
99
100
100
101
101
101
D. ÖNERİLER
102
ÖNERİLER
102
Bölüm IV
BİRİNCİL STANDART KALİBRASYON YÖNTEMLERİ
A. BİRİNCİL STANDART KALİBRASYON YÖNTEMLERİ
107
1.
BİRİNCİL STANDARTLARIN HAZIRLANMA TEKNİKLERİ
107
2.
ULUSAL GAZ STANDARTLARI LABORATUVARLARININ KURULMASI
117
3.
KALİTE KONTROLÜ
117
B. HAVA İZLEME AĞI İNTERKALİBRASYONLARI
119
İZLEME AĞI İNTERKALİBRASYON TEKNİKLERİ
119
C. ÖNERİLER
122
ÖNERİLER
REFERANSLAR
122
123
4.
5.
6.
Bölüm V
METİNDE GEÇEN TERİMLER İÇİN SÖZLÜK
Metinde Geçen Terimler İçin Sözlük
127
Bölüm VI
EKLER
EK 1: KULLANILAN ÖLÇÜM BİRİMLERİ
135
VII
EK 2: KÜKÜRT DİOKSİT VE PARTİKÜLER MADDELERE BİRLİKTE
MARUZİYET İÇİN VERİLEN DÜNYA SAĞLIK ÖRGÜTÜ REHBER
DEĞERLERİ
136
EK 3: DÜNYA SAĞLIK ÖRGÜTÜ (AVRUPA) REHBER DEĞERLERİ
137
EK 4:
139
SEÇİLMİŞ PARAMETRELER İÇİN OTOMATİK ÖLÇÜM CİHAZLARINDA
ARANACAK MİNİMUM TEKNİK SPESİFİKASYONLAR
139
1.1 Kükürt Dioksit (SO2)
1.2 Azot Oksitleri (NO, NO2, NOx)
1.3 Karbon Monoksit (CO)
1.4 Ozon (O3)
1.5 Asılı Partiküler Madde (< 10µm)
139
139
140
141
141
SEÇİLMİŞ PARAMETRELER İÇİN OTOMATİK ÖLÇÜM CİHAZLARINDA
ARANACAK GENEL ÖZELLİKLER
143
EK 5: LOKAL HAVA KİRLİLİĞİ İZLEME AĞI TASARIMI
(ABD ÇEVRE KORUMA AJANSI - EPA KRİTERLERİ)
146
LOKAL HAVA KİRLİLİĞİ İZLEME İSTASYONLARI AMAÇLARI VE İZLEME
ÖLÇEKLERİ
LOKAL HAVA KİRLİLİĞİ İZLEME AĞI TASARIM PROSEDÜRLERİ
146
2.1 Lokal Hava Kirliliği İzleme İstasyonlarının Kurulması İçin Temel Bilgiler
2.2 Kükürt Dioksit (SO2)Tasarım Kriterleri
2.3 Karbon Monoksit (CO) Tasarım Kriterleri
2.4 Ozon (O3) Tasarım Kriterleri
2.5 Azot Dioksit (NO2) Tasarım Kriterleri
2.6 Kurşun (Pb) Tasarım Kriterleri
2.7 PM10 Tasarım Kriterleri
148
148
149
150
152
153
155
REFERANSLAR
158
EK 6: DIŞ ORTAM HAVA KALİTESİNİN İZLENMESI İÇİN ÖRNEKLEM
BORUSU YERLEŞTİRME KRİTERLERİ (EPA)
162
162
163
165
168
170
171
7.
8.
GİRİŞ
KÜKÜRTDİOKSİT (SO2), OZON (O3), VE AZOTDİOKSİT (NO2)
KARBON MONOKSİT (CO)
KURŞUN (Pb)
PARTİKÜLER MADDE (PM10)
ÖRNEKLEM BORUSU MATERYALİ VE KİRLETİCİ NUMUNESİNİN
ÖRNEKLEM BORUSU İÇİNDE KALIŞ SÜRESİ
FOTOKİMYASAL TAYİN İZLEME İSTASYONLARI
ÖZET
9.
REFERANSLAR
177
1.
2.
1.
2.
3.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
148
173
175
VIII
Bölüm I
KENTSEL HAVA KALİTESİ
İZLEME PROGRAMI
1
2
1. GİRİŞ
Çevre ve insan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri bulunan hava kirliliğinin, kentsel
yaşam kalitesi üzerinde önemli bir faktör olduğu bilinmektedir. Hava kalitesi
yönetim planları oluşturulurken, öncelikle mevcut kirlilik durumu hakkında geçerli
ve güvenilir bilgilere sahip olmak gerekir. Bu amaçla kirletici konsantrasyonları
seviyesi, çeşitli zaman aralıkları ve mekanlarda ölçülmeli ve yapılan bu ölçümlerin
kalitesi bilinmelidir.
Kalite Güvenilirliği
Kabul edilen bir güven seviyesinde, belirli kalite standartlarını
karşılayan ölçümleri sağlayan faaliyetler sistemidir.
Güvenilir olmayan bir veri ile, hava kirliliğinin azaltılması yönünde sağlıklı
kararların alınması mümkün değildir. Veri kalitesi amaçlarını karşılamayan
ölçümlerin yapılması, gereksiz kaynak israfına neden olur.
Kalite Güvenilirlik Planının Geliştirilmesi
İzleme Amaçlarının Tanımlanması ⇒ Veri kalitesi amaçları (doğruluk, kesinlik,
tamlık, temsil etme özelliği, karşılaştırılabilirlik)
Kalite Güvenilirliği:
•
•
•
•
İzleme ağının tasarımı
Ölçüm yapılacak lokasyonun seçimi
Cihazların seçimi; örneklem sisteminin tasarımı
Eğitim programının oluşturulması
Kalite Kontrol:
• Ölçüm istasyonunun işletilmesi ve kullanılan ekipman bakımına yönelik
protokollerin hazırlanması (standart işletme prosedürleri, kayıtların tutulması)
• Ekipman kalibrasyonu için protokollerin hazırlanması
• Veri denetimi, irdelenmesi ve geçerliliği için protokollerin hazırlanması
Kalite Değerlendirmesi:
• Denetimler ve raporlar için zamanlama çizelgeleri
3
Tüm ölçüm sistemlerinin en önemli kısmını; kalite kontrolu ve kalite güvenilirliği
çalışmaları oluşturmaktadır. Bir ölçüm programına başlamadan önce, kalite
kontrolu ve kalite güvenilirliği konularını kapsayan ayrıntılı bir kalite güvenilirlik
programının oluşturulması gerekir.
Kalite güvenilirlik programı; ölçüm öncesi izleme aşamaları, veri kalitesi
amaçlarının belirlenmesi, sistem tasarımı ve ölçüm noktalarının seçilmesinden,
ekipman seçimi ve cihazları işletecek olan personelin eğitimine kadar olan tüm
konuları kapsamalıdır.
Kalite kontrol fonksiyonları; izleme ağının işletilmesi, kalibrasyonu, verilerin
işlenmesi ve eğitim çalışmalarını içeren ölçümle ilgili tüm faaliyetleri kapsar.
2. İZLEME AMAÇLARININ
BELİRLENMESİ
Bir hava kirliliği izleme sisteminin tasarımı ve uygulanmasındaki ilk adım;
amaçların tanımlanması olmalıdır. Toplumun veya ekosistemin hava kirleticilerine
maruziyetinin belirlenmesi, toplumun çevre kalitesi konusunda bilgilendirilmesi,
hava kalitesi yönetim planlarının geliştirilmesi için bir temel oluşturulması gibi
konuyla ilgili kuruluşların çalışma konularına bağlı olarak çeşitli özel amaçları
bulunmaktadır.
Daha ayrıntılı teknik amaçlar; kirletici kaynaklarının ve risklerinin belirlenmesi,
arazi kullanım planlaması, trafik planlaması / yönetimi, zamansal ve mekansal
maruziyet paternlerinin veya uzun vadeli eğilimlerinin belirlenmesi gibi konuları
içerir. Oluşturulan genel izleme amaçlarından hareket edilerek, verilerin
sağlaması gereken hassaslık ve doğruluk hedefleri belirlenir.
Veri kalitesi amaçları; bir çalışmayı veri kullanıcısının kabul ettiği düzeydeki bir
belirsizlik seviyesi ile tasarlamak için gerekli olan tüm spesifikasyonlardır. Veri
kalitesi amaçları, izleme amaçlarında formüle edilen sorulara cevap bulmak için
yapılabilecek ölçümler ile bunun için gerekli olan ihtiyaçları tanımlar. Bunlar;
doğruluk, kesinlik, tamlık, temsil etme özelliği ve karşılaştırılabilirlik gibi özellikleri
içerir.
Bazı durumlarda; hava kirliliği ölçümleri, diğer kaynaklardan elde edilen veriler ile
birleştirilerek daha yararlı hale getirilebilir. Örneğin; hava kirliliğinin insan sağlığı
üzerindeki muhtemel etkilerini değerlendirmek üzere yapılacak bir çalışmada; iç
ortam hava kalitesi ve kişisel maruziyet ölçümlerinin yanısıra nüfus dağılımı,
maruziyet ve epidemiyolojik veriler de faydalı olacaktır. Benzer bir şekilde, şehir
veya ulusal düzeyde maliyet etkin kontrol / düzenleyici yaklaşımların geliştirilmesi
için, ayrıntılı kirletici emisyon envanterleri ve meteorolojik veriler de gerekli
olabilir. Dış ortam hava kirletici konsantrasyonları, emisyonlar ve meteoroloji
birbirleriyle ilişkili parametrelerdir. Bu verilerin, çeşitli hava kirliliği modelleme
yaklaşımları ile koordineli olarak kullanılması mümkündür.
4
Belli başlı izleme amaçları:
•
•
•
•
•
•
•
Politikaların geliştirilmesi için bilimsel bir temel oluşturulması,
Yasal kriterlere uyumun belirlenmesi,
Toplum / ekosistem maruziyetinin değerlendirilmesi,
Toplumun bilgilendirilmesi,
Kirlilik kaynakları veya risklerinin belirlenmesi,
Uzun vadeli eğilimlerin değerlendirilmesi,
Uygulanacak modellerin kalibrasyonu için veri üretilmesi.
Bir izleme sistemi için, izleme amaçları açık bir şekilde tanımlanmalıdır. İzleme
ağının tasarlanması, öncelikli kirleticilerin seçimi, ölçüm yöntemlerinin optimize
edilmesi ve gerekli olan kalite kontrol / kalite güvenilirlik ve veri yönetimini
belirlemek için, izleme ve veri kalitesi amaçları açık bir şekilde belirlenmelidir.
3. VERİLERİN KARŞILAŞTIRILABİLİR
(HOMOJENİZASYON) OLMASINDA
KALİTE GÜVENİLİRLİĞİNİN ROLÜ
İzleme çalışmaları; pek çok ülkede, çok işleticili veya merkezileşmemiş izleme
ağları ile sürdürülmektedir. Bu şekildeki izleme ağlarından elde edilen verilerin
karşılaştırılabilir olmasını sağlamak üzere gerekli tedbirler alınmalıdır. Ancak bu
şekilde elde edilen verilere yönelik anlamlı değerlendirmeler yapılabilir.
İzleme ağlarından elde edilen verilerin harmonizasyonu için çok sayıda yaklaşım
bulunmaktadır. Yöntemlerden birisi, girdi eğilimli bir yöntemdir. Bu yaklaşım,
gerekli olan cihaz - ekipman ve işletim tekniklerinin ayrıntılı olarak belirlenmesini
esas alır. İşletim el kitapçıkları, izleme pratikleri, destekleyici teknikler ve veri
yönetimi ile ilgili bilgileri sağlar. Böyle bir şemada, genel olarak belirlenmiş olan
metodolojiler ile uyumlu olduğundan emin olmak için iyi bir dokümantasyonun
bulunması gerekir. Bu yaklaşım, teknik seviye ve kaynakların karşılaştırılabilir
olduğu ve birbiri ile uyum sağlayan amaçlar ile çalıştırılan izleme ağlarından elde
edilen ölçümlerin harmonize edilmesi için iyi sonuç verir. Ancak farklı izleme
teknikleri kullanan çok farklı şekilde tasarlanmış izleme ağlarında, değişik
düzeylerde deneyimli insan gücü ve kaynakların bulunduğu durumlarda pratik
değildir.
Homojen olmayan izleme ağlarından elde edilen sonuçların karşılaştırılabilirliğini
sağlamak için daha sağlıklı bir yaklaşım; çıktılara bakılarak bir değerlendirmenin
yapılmasıdır. Veri kalitesi (doğruluk ve kesinlik), veri elde etme oranı, uzun vadeli
tutarlılık, kabul edilen metroloji standartlarına uygunluk gibi parametreler
anlamında veri amaçlarının geniş çaplı olarak belirlenmesi için yoğunlaşan bir
yaklaşımdır.
5
4. ÖNCELİKLİ KENTSEL
HAVA KİRLETİCİLERİ
Kentsel alanlarda, dış ortam havasında bulunan temel hava kirleticileri; karbon
monoksit (CO), ozon (O3), azot oksitleri (N0x), kükürt dioksit (SO2), asılı partiküler
maddeler (APM) ve kurşun (Pb) dur. Ayrıca polisiklik aromatik hidrokarbonlar
(PAH) ve asit aerosolleri gibi hava toksinlerine de gittikçe artan düzeyde önem
verilmektedir. Hangi kirleticilerin hava kalitesi problemlerine sebep olduğu;
endüstrileşme ve uygulanan kontrol tedbirleri, ulaşım tipleri, meteorolojik ve
topoğrafik karakteristikleri içeren çok sayıda faktöre bağlıdır. İlave olarak; insan
maruziyeti düşünüldüğünde, iç ortam hava kirleticilerinin katkısını da dikkate
almak gerekir. İzlenecek kirleticilerin seçimi; ölçüm yerinin seçimi ve
enstrümantasyon vb. izleme ağındaki pek çok faktörü etkileyecektir. Kalite
güvenilirliği amaçlarının belirlenmesinde, kirleticilerin beklenen seviyeleri de rol
oynayacaktır.
Öncelikli hava kirleticilerinin belli başlı özellikleri aşağıda verilmektedir.
4.1 Kükürt Dioksit ( SO2 )
Bu kirletici, boğucu, renksiz, asidik bir gazdır. Atmosferik SO2' nin yaklaşık yarısı
doğal emisyonlardan kaynaklanmaktadır (UNEP,1991). İnsanlar tarafından
oluşturulan SO2; kömür ve fuel-oil'in doğal olarak yapısında bulunan kükürt
bileşiklerinin yanması ile açığa çıkmaktadır. Dünya çapındaki temel kaynakları,
endüstriyel prosesler, ısınma amaçlı kullanılan evsel yakıtlar ve termik
santrallerdir. Çok az miktarı ise dizel yakıtlı taşıt araçlarından
kaynaklanmaktadır.
SO2’nin yüksek konsantrasyonları, öksürük ve bunun sonucunda akciğer
fonksiyonlarında değişime neden olarak solunum sistemi tahribatına neden
olmaktadır. Bu gaz ayrıca taş binaların ve diğer materyallerin de korozyonuna
neden olur, bitkilere zarar verebilir ve asit yağmurlarının ve ikincil partiküllerin
temel kaynağıdır.
SO2' nin atmosferik konsantrasyonları, genellikle evsel ısıtma amacıyla kömür
kullanımının yaygın olduğu şehirlerde çok yüksektir. Son 20-30 yıldır bazı
şehirlerde daha temiz yakıtların kullanılması veya daha temiz ısıtma tekniklerinin
uygulanması ile konsantrasyonlarda bir azalma eğilimi gözlenmektedir. SO2' nin
dış ortam konsantrasyonları, genellikle şehrin merkezi bölgelerinde ve endüstriyel
alanların çevresinde yüksektir.
4.2 Asılı Partiküler Madde ( APM)
Bu terim, atmosferdeki ağırlıkları nedeniyle hızla çökebilen büyük partiküllerin
dışında, atmosferde yayılan çok küçük tanecikli katı veya sıvı partikülleri kapsar.
SO2 ile birlikte kentsel alanlarda çok sık ve geniş çapta çalışılan bir kirletici
parametredir.
6
APM çeşitli kaynaklardan oluşabilir. Bunlar, yakıtların yanması, dizel motorlar,
inşaat ve endüstriyel faaliyetler, ikincil aerosoller (amonyak, sülfür ve azot
oksitlerinin havada reaksiyonu ile oluşur) bitki polenleri ve yerden kalkan tozlar
gibi doğal kaynaklardır. Partiküller; tanecik boyutları, koyuluğu, kimyasal bileşimi,
ve sağlık etkileri potansiyeline göre geniş çapta değişim gösterirler. Büyük
partiküller, insan vücudunun doğal savunma mekanizması tarafından
uzaklaştırılır. Daha küçük partiküller (<10µm) akciğerlerin derinliklerine nüfuz
ederek tahriş ve tıkayıcı etkilere sebep olabilirler. Dizel dumanı gibi bazı küçük
partiküller karsinojenik olabilir.
Kentsel alanlardaki partikül konsantrasyonları; büyük ölçüde kaynak tiplerine ve
emisyon paternlerine bağlıdır. Sonuç olarak, konsantrasyonlar aynı şehrin içinde
ve şehirden şehre büyük ölçüde değişim gösterebilmektedir.
4.3 Azot Oksitleri (N0X)
Azot oksitleri doğal kaynaklardan ve insan aktiviteleri sonucunda hemen hemen
eşit oranda atmosfere atılırlar. Doğal kaynaklar dünya çapında eşit olarak
dağılmasına rağmen insan aktiviteleri sonucu oluşan kaynaklar, nüfusun yoğun
olduğu alanlarda yoğunlaşmıştır (UNEP,1991). Kentsel atmosferdeki en önemli
azot oksitleri, azot monoksit (NO) ve azot dioksit (NO2) dir. NO2' nin NO ya göre
daha anlamlı sağlık ve ekosistem etkileri bulunmaktadır. NO2, çeşitli ölçüm
metodolojileri kullanılarak ölçülebilir.
Kentsel alanlardaki NO2' nin ana kaynağı, motorlu taşıtlarda yakıtların yanması,
elektrik üretimi, fabrikaların ısıtılması ve endüstriyel proseslerdir. Atmosferdeki
NO2' nin çoğu azot monoksit (NO) emisyonlarının oksidasyonu ile oluşur.
Azot dioksit, solunum yollarında tahriş edici bir etkiye sahiptir. Yüksek
konsantrasyonlarda toksiktir. Fotokimyasal duman (ozona bakınız), asit
yağmurları, ikincil formdaki partiküllerin oluşumunda önemli rolü bulunmaktadır.
SO2 ve ozon ile birlikte, ekinler ve bitki örtüsü üzerinde zararlı etkileri vardır.
Kentsel alanlardaki konsantrasyonlar, trafik emisyonlarından kaynaklanıp şehir
merkezinde ve ana yollara yakın yerlerde en yüksek konsantrasyonlarda bulunur.
4.4 Karbon Monoksit (CO)
Karbon monoksit, fosil yakıt veya organik maddelerin eksik yanması sonucu
oluşur. Ana kaynağı motorlu taşıt trafiğidir. Kandaki oksijen taşıyan hemoglobin
üzerinde kuvvetli etkisi vardır. Kandaki oksijen, karbon monoksit ile yer
değiştirdiğinde oksijen açlığına neden olarak aşırı durumlarda ölümlere yol
açabilir.
7
Kentsel alanlardaki karbon monoksitin mekansal dağılımı trafiğe bağlıdır.
Konsantrasyonlar yol kıyısında en yüksek düzeyde olup yoldan uzaklaştıkça hızla
azalır.
4.5 Kurşun ( Pb)
En genel ağır metal kirleticisidir. En büyük kaynağı kurşunlu yakıt kullanan
motorlu taşıt emisyonlarıdır. Bazı lokal ölçeklerde endüstriyel aktiviteler de kurşun
oluşumuna neden olabilir. Kurşun birikim gösteren bir zehirdir. Vücutta anlamlı
ölçüde birikerek sonuçta davranışsal değişikliklere sebep olan merkezi sinir
sistemine zarar verebilir. Kurşunsuz benzin kullanılmadığı sürece, trafiğin kaynak
olduğu ülkelerde CO ve NO2 konsantrasyonları ile birlikte yüksek olması
beklenmelidir.
4.6 Ozon (O3)
Güneş ışığının varlığında, azot oksitleri ile uçucu organik bileşikler (VOC's)
arasındaki atmosferik reaksiyonlar sonucu troposferde oluşan ikincil bir kirleticidir.
Ozon, biyolojik materyaller ile reaksiyona girer, bitki örtüsüne zarar verebilir ve
göz, burun ve boğaz tahrişine sebep olabilir, solunum yollarında akut etkiler
oluşturabilir ve solunum güçlüğüne neden olabilir. Boyalar, elastomerler ve
kauçuk üzerine etkileri vardır. Asit yağmurlarının oluşumuna neden olur ve
atmosferde sera gazı olarak hareket eder.
Ozonun mekansal dağılımı diğer kentsel hava kirleticilerinden farklıdır.
Atmosferdeki oluşumu günün saatleri boyunca gelişir. Konsantrasyonlar, VOC ve
N0x emisyonlarından oluşur. NOx ve CO gibi birincil konsantrasyonların çok
yüksek olduğu yerlerdeki kentsel konsantrasyonların düşük olması beklenir.
Pratikte, toplumun ozona maruziyeti şehrin merkezinden ziyade hemen dışında
ve nüfusu yoğun ve endüstrileşmiş bölgelerin rüzgarın etkisi altında kalan
kısımlarında yüksek olacaktır.
4.7 Diğer Dış Ortam Hava Kirleticileri
Daha önce verilen hava kirleticileri, kentsel alanlarda geniş çapta izlenmektedir.
Ancak, son zamanlarda Hava Toksikleri ve Asitli Hava konuları üzerinde
yoğunlaşılmaktadır. Hava toksikleri, motorlu taşıtlar, kok üretimi, kömür yakılması
sonucu oluşan poliaromatik hidrokarbonlar (PAH's) ve petrol yanmasından birincil
olarak oluşan benzen (C6H6) gibi uçucu organik bileşiklerdir. Asitli havanın ana
bileşenleri, nitrik ve sülfürik asittir. (HNO3 ve H2SO4 , NO2 ve SO2 den
oluşmaktadır).
Bu kirleticiler için izleme metodolojileri, kentsel dağılımları ve etkileri çok iyi
belirlenmemiştir. Bu alanlarda çok daha geniş çaplı çalışmalara ihtiyaç
duyulmaktadır.
8
4.8 İç Ortam Hava Kirleticileri
Hava kalitesi, genellikle dış ortam hava kirleticileri konsantrasyonlarının ölçülmesi
ile karakterize edilmesine rağmen, ayrıca iç ortam kirleticilerinin de toplum
maruziyeti ve sonuçta sağlığı etkileyebileceği farkedilmiştir.
Öncelikli iç ortam kirleticileri dış ortam hava kirleticilerinden farklıdır. İç ortam
hava kalitesi, dış ortam konsantrasyonlarından etkilenmesine rağmen,
kirleticilerin çoğu için binalar içindeki birikim ve uzaklaşma hızı yüksektir.
Anahtar kirleticiler, bina materyalleri ve topraktan oluşan radon, asbest (ve diğer
partiküler maddeler) ve formaldehit, CO, NO2 ve solunabilir partiküllerdir. Organik
maddeler de ayrıca önemlidir. Bunlar yakıtların yanması sonucu oluşan uçucu
bileşikler, çözücüler ve biyositler, insan kalıntılarından oluşan allerjenler ve
yaşayan organizmalar, petler ve pestleri içerir.
İç ortam hava kirliliği problemi binadan binaya, bölgeden bölgeye ve yılın
zamanına göre değişim göstermektedir. Maruziyet derecesi, bina havalandırma
hızı, yemek pişirme, ısıtma, veya havalandırma teknikleri, sigara içimi, bina yapısı
ve tipinden etkilenebilir. Bu nedenle, bir hava kalitesi araştırması yaparken tüm
bu faktörlerin dikkate alınması gerekir.
9
5. HAVA KALİTESİ İZLEME
METODOLOJİLERİ
Farklı hava izleme metodolojilerinin karakteristik özellikleri aşağıda verilmiştir:
Hava izleme metodolojileri; pasif örnekleyiciler, aktif örnekleyiciler, otomatik online analizörler ve uzaktan algılayıcılar olmak üzere 4 jenerik tipte incelenebilir.
Beşinci olarak daha az yaygın olan biyoindikatörler sayılabilir.
5.1 Gaz Halindeki Kirleticiler İçin Pasif Örnekleyiciler
Bu örnekleyiciler genellikle disk veya silindirik tüp şeklindedir. Ölçülecek olan
kirletici, seçilen bir kimyasal ortamda absorbsiyon yöntemi ile toplanır. Uygun
örneklem süresi boyunca maruziyetten sonra, - tipik olarak bir kaç günden bir aya
kadar - örnekleyici laboratuvara getirilir ve kirletici miktarı kantitatif olarak
belirlenir.
Pasif örneklemin avantajı, kolaylığı ve başlangıçta bir örnekleyici için bir kaç
dolarlık bir harcama ile çalışmalara başlanabilmesidir. Sonuç olarak, çok sayıda
ünite ile kirleticinin mekan içindeki dağılımı konusunda faydalı bilgileri sağlar.
Ancak bu teknikle sadece entegre ortalama kirletici konsantrasyonları hakkında
bilgi sağlanacaktır.
Kolaylığı ve başlangıç yatırımının düşük olması nedeniyle, pek çok uygulama için
pasif örneklem tekniği uygundur. Çok sayıda öncelikli kirletici parametreler için
teknikler mevcuttur. Bu amaçla NO2, SO2, NH3, VOC's ve ozon ölçümleri için
kullanılacak pasif örnekleyicileri bulmak mümkündür veya bazıları henüz gelişme
aşamasındadır.
Pasif örnekleyiciler, özellikle temel araştırmalar, alan taraması veya indikatif
izlemeler için faydalıdır. Aktif örnekleyiciler veya otomatik analizörler ile birlikte
kullanıldığında faydalı olabilir. Pasif örnekleyiciler, coğrafik olarak geniş bir alanı
kapsayan hava kalitesi verilerini sağlarken, diğer komplike otomatik cihazlar ise
günlük değişimleri, konsantrasyon piklerini içine alan zaman ağırlıklı bilgileri
sağlar. Difüzyon tüpleri, NO2 için alan taraması ve şehir çapında izleme
noktalarının seçimi gibi amaçlarla geniş çapta kullanılmaktadır.
Bu örnekleyiciler, pasif örnekleyicilerin aksine, hava numunesinin bir pompa
aracılığı ile kimyasal veya fiziksel bir ortamdan geçirilebilmesi için elektrik
enerjisine ihtiyaç duyarlar. Örneklenen hava hacminin yüksek olması hassasiyeti
arttırır. Şöyle ki günlük ortalama ölçümler elde edilebilir. Geniş çapta kullanılan
aktif örnekleyiciler, SO2 için asidimetrik yöntem, APM için OECD filtre lekesi
yöntemi, toplam veya solunabilir partiküller için US EPA gravimetrik yüksek
hacimli (High-Volume) örnekleme yöntemidir.
10
Gaz halindeki kirleticiler için aktif örneklem teknikleri kullanılmaktadır. En iyi
bilinen iki örnek NO2 için Saltzman ve O3 için NBKI yöntemidir. Ancak bunların
çoğunun yerini otomatik analizörler almıştır. İmpregne edilmiş filtre paketleri ve
denuder sistemleri, asit gazları veya aerosollerin analizinde kullanılabilir.
Aktif örnekleyicilerin bazıları, pasif örnekleyicilerden daha karmaşık ve daha
pahalı olmalarına rağmen; işletilmesi daha kolay olup elde edilen sonuçlar
güvenilirdir.
5.3 Otomatik Analizörler
Örnekleyicilerin kullanım kolaylığı, düşük maliyeti gibi avantajları olmasına
rağmen; saatler bazında veya daha kısa süreli ölçümler için otomatik cihazların
kullanım zorunluluğu bulunmaktadır. Bu cihazlar, ölçülen gazın fiziksel ve
kimyasal özelliklerinden yararlanarak sürekli tayinlerine olanak sağlarlar.
Örneklenen hava, ya gazın optik özelliğine göre doğrudan reaksiyon hücresine
girer ya da kimyasal ışıma veya floresans ışığı üreterek kimyasal reaksiyon
oluşur. Işık detektörü, ölçülecek kirleticinin konsantrasyonu ile orantılı olarak
elektriksel bir sinyal oluşturur.
Otomatik cihazların ilk yatırım maliyeti, işletme ve destek masrafları yüksektir.
Örnekleyicilere göre daha çok teknik problemler yaşanır. Rutin işletme için
deneyimli insanların çalışmasını gerektirir. Daha ayrıntılı kalite güvenilirliği
yöntemlerine ihtiyaç duyar. Sürekli analizörler, çok fazla sayıda veri üretirler.
Çoğunlukla verilerin işlenebilmesi ve analizi için bilgisayar destekli telemetrik
sistemlere ihtiyaç duyulur.
Öncelikli kentsel hava kirleticileri için güvenilir olan sürekli analiz teknikleri
bulunmaktadır. Ancak oldukça pahalıdır (her bir kirletici için yaklaşık 20.000$).
İşletimlerindeki güçlükler nedeniyle gerekli destek altyapı ve eğitilmiş deneyimli
insan gücünün bulunmadığı yerlerde kullanımları çok uygun değildir.
5.4 Uzaktan Algılayıcılar
Otomatik analizörler, bir noktada sadece bir kirletici ölçümüne imkan tanırken
uzaktan algılayıcılar belirli bir hat boyunca (normal olarak >100m) çok bileşenli
ölçümlerin yapılmasına olanak sağlar. Mobil sistemler kullanılarak, alan içindeki
3-D (DIAL teknikleri ile) kirletici konsantrasyon haritaları oluşturulabilir.
Uzaktan algılayıcılar, kaynak yakınındaki araştırmalar ve atmosferdeki dikey
ölçümler için faydalıdır (troposferik ve stratosferik ozon dağılımı). Ancak, mevcut
ticari gelişim içinde, bu cihazlar hem çok pahalı (>200.000 $) ve de çok
karmaşıktır. Ayrıca verilerin geçerliliği, kalite güvenilirliği ve kalibrasyonu
konusunda ciddi zorluklar yaşanabilir. Bu sistemleri başarılı bir şekilde işletmek
ve güvenilir veri üretmek için çok dikkatli bir kalite kontrol programına ve
deneyimli insan gücüne ihtiyaç vardır.
11
5.5 Biyoindikatörler
Hava kalitesi de dahil olmak üzere çeşitli çevresel faktörleri belirlemek için,
özellikle etkilerin araştırılmasında biyoindikatörlerin kullanılması gittikçe artan
düzeyde ilgi alanına girmiş bulunmaktadır. "Biyoizleme" terimi (genel olarak hava
için uygulanır ve bitkileri kullanır) çok farklı düzeylerde farklı örneklem ve analiz
yaklaşımlarını kapsar.
Yöntemler:
1. Kirleticiler için alıcı ortam olarak bitki yüzeyini kullanmak (kurşun için
maydanoz, PAH için yosun). Aslında bitkinin kendisi bir örnekleyicidir, klasik
yöntemler ile laboratuvarda toplanarak analiz edilmelidir;
2. Kirleticilerin veya metabolitlerinin bitki dokusunda birikimi için bitki yeteneğini
kullanmak (toplam sülfür için ladin iğne yaprakları, florür, sülfür ve belli ağır
metaller için çimen yetiştirilmesi). Yine bitki dokusu toplanmalı ve klasik
yöntemler ile analizi yapılmalıdır.
3. Kirleticilerin bitki metabolizması ve genetik informasyon üzerindeki etkilerinin
belirlenmesi (ozon için ladin kloroplastları). Toplama ve analizi yüksek
teknikleri gerektirir.
4. Kirleticilerin bitki görsel görüntüsü üzerindeki etkilerinin belirlenmesi (ozon için
nikotin, SO2 için likenler). Değerlendirme, sahada uzmanlar tarafından
yapılabilir ve analize gerek yoktur.
5. Toplam hava kalitesinin bir göstergesi olarak özel bitki dağılımını analiz etmek
(hava kirliliğinin toplam fototoksik etkisini belirlemek için likenlerin tipi ve
dağılımı). Değerlendirme sahada uzmanlar tarafından yapılır. Analize gerek
yoktur.
Biyoindikatör yöntemleri için bazı rehberler geliştirilmesine rağmen, bu tekniklerin
standardizasyonu ve harmonizasyonunda çözülememiş olan çok sayıda problem
bulunmaktadır. Farklı bölgelerde kullanılabilecek bitki tipleri sınırlıdır. Mevcut
bilgilere göre, geniş çapta farklılık gösteren yerlerde biyoindikatörlerin kullanımını
sağlamak için anlamlı kalite kontrol prosedürlerini geliştirmek çok zordur.
Bu teknikler, belli yerlerde yararlı olabilir, özellikle ekosistem izleme
çalışmalarında, ve bölgesel seviyede faydalı bilgiler sağlayabilir. Kirletici
konsantrasyonlarının birincil öneme sahip olmadığı yerlerde etkilerin
belirlenmesinde bir rol oynayabilirler. Bazı uygulamalarda, örneğin, bitkiler
üzerindeki etkileri esas alan ozon ölçümlerinde, göreceli olarak hızlı tedbir
sağlayabilir .
Farklı tekniklerin avantaj ve dezanvantajları Tablo 1 de özetlenmiştir. Veri kalitesi
amaçları, teknoloji seçiminde son araçtır. İkincil olarak, örneğin, lokal ekonomik
zorlamalar ve deneyimli insan gücünün bulunabilirlik durumunu içerir.
Belirli izleme amacını karşılayabilecek, en ucuz ve en basit teknolojilerin seçimi
tavsiye edilmektedir. Temel izleme çalışmaları; mekansal tarama, ölçüm yeri
12
seçim işlemleri, aktif ve pasif örneklem yöntemleri ile gerçekleştirilebilir. Otomatik
cihazlar, gerek maliyet gerekse işletim olarak oldukça pahalıya malolmaktadır.
Normal olarak, ölçümlerin (5-10 yıl) uzun vadeli yapılması planlandığı takdirde
düşünülmelidir. Uzaktan algılama cihazları, belirli bir yol boyunca çok bileşenli
ölçümlerin yapılması için kullanılmaktadır. Ancak halihazırda bu cihazlar çok
pahalı ve karmaşık olup sadece özel durumlar için düşünülebilir.
Tablo 1: Hava Kirliliği İzleme Teknikleri
YÖNTEM
Pasif
örnekleyiciler
Aktif
örnekleyiciler
Otomatik
analizörler
Uzaktan
algılama
cihazları
AVANTAJLAR
DEZAVANTAJLAR
MALİYET
Çok düşük maliyetli.
Çok basit.
Tarama ve ilk başlangıç
çalışmaları için kullanışlı.
Bazı kirleticiler için
ispatlanmamıştır.
Genel olarak sadece aylık
ve haftalık ortalamaları
sağlar.
2-4 $ /
Numune
Düşük maliyetli.
İşletilmesi kolay.
Güvenilir
İşletme /performans.
Tarihsel veri seti.
Günlük ortalamaları sağlar.
Laboratuvarda analizi
gerektirir.
2-4 bin $ /
Birim
İspatlanmış,
yüksek performanslı,
saatlik veri alınması.
On-line bilgi temini.
Karmaşıktır.
Pahalıdır.
Yüksek tecrübe gerektirir.
Yüksek işletme maliyeti
bulunur.
10-20 bin $ /
Analizör
Bir hat boyunca veri
temini.
Kaynakların yakın çevresi
ve atmosferde dikey
ölçümler için kullanışlı
olması.
Çok bileşenli ölçümlerin
yapılmasına olanak
tanıması.
Çok karmaşık ve pahalıdır. >200 bin $ /
Desteklemek, işletmek,
Algılayıcı
kalibre etmek ve geçerliliğini
onaylamak zordur.
Geleneksel analizörler ile
her zaman karşılaştırılabilir
sonuçları vermez.
Biyoindikatörler Geniş alanlara
uygulanabilir.
Standart yöntemler değildir.
13
6. KALİTE KONTROL / KALİTE GÜVENİLİRLİK
METODOLOJİLERİ
6.1 Kalite Kontrol / Kalite Güvenilirlik Amaçları
Veri kalitesinin, izleme çalışmasının tüm amaçlarını karşılayacak düzeyde
olduğundan ve kesintisiz tam bir veri setinden emin olmak için uygun kalite
kontrol / kalite güvenilirliği pratiklerine ihtiyaç vardır. Bir kalite kontrol / kalite
güvenilirliği programının temel amaçları aşağıdaki gibi özetlenebilir:
1. Ölçüm sistemlerinden elde edilen veriler, araştırma kapsamında çalışılan
çeşitli alanlardaki mevcut dış ortam konsantrasyonunu temsil etmelidir.
2. Ölçümler, belirlenen izleme amaçlarını karşılayacak düzeyde yeterince doğru
ve kesin olmalıdır.
3. Veriler karşılaştırılabilir ve yeniden üretilebilir olmalıdır. Geniş izleme
ağlarından elde edilen sonuçlar, kendi içinde uyumlu ve uluslararası veya
diğer kabul edilmiş standartlar ile karşılaştırılabilir olmalıdır. Bunlar mevcut
ise;
4. Sonuçlar zaman içinde tutarlı olmalıdır. Bu konu, özellikle verilerin uzun vadeli
eğilim analizlerinin yapıldığı durumlarda önemlidir.
5. Hava kalitesi parametrelerinin çoğu için, %75-80 den daha az olmayan veri
elde etme oranı istenir.
Kalite kontrol / kalite güvenilirlik amaçları
•
•
•
•
•
•
Verinin dış ortam hava koşullarını temsil etmesi
Ölçümlerin doğru ve kesin olması
Verilerin kendi içinde karşılaştırılabilir ve yeniden üretilebilir olması
Sonuçların metroloji standartlarına uygun olması
Ölçümlerin zaman içinde tutarlı olması
Yeterli düzeyde verinin elde edilmesi
6.2 Kalite Kontrol / Kalite Güvenilirlik Programlarının Kurumsal Özellikleri
Yapılacak olan herhangi bir izleme çalışmasının en erken aşamasında, verilerin
kalite kontrol / kalite güvenilirliği konuları üzerinde durulmalıdır.
14
Kalite kontrol / kalite güvenilirliği programı prensipleri, her parametre için ayrı ayrı
her tipteki izleme metodolojisi için uygulanmalıdır. Ancak, programın detayları ve
gerekli olan insan gücü, kullanılan cihaz tipine bağlı olacaktır. Örnekleyiciler ile
çalışılırken; toplanan numunelerin analizini içeren laboratuvar bazlı faaliyetlerin
kalite güvenilirliği konusuna önem verilirken; otomatik analizörler için, ölçümün
yapıldığı noktadaki çalışmalar önem taşıyacaktır.
Her iki durumda da, çalışacak olan personelin kalite kontrolü ve güvenilirliği
konusunda eğitilmesi gerekmektedir.
Kalite kontrol / kalite güvenilirlik programları için minimum ihtiyaç olarak, mevcut
izleme ağlarının işletilmesine yönelik uygulamaların formüle edilerek dokümente
edilmesi önerilmektedir.
6.3 Kalite Kontrol / Kalite Güvenilirlik Programlarının İşletimsel Özellikleri
Kalite kontrol / kalite güvenilirlik programı, aşağıda belirtilen temel fonksiyonel
bileşenlere ayrılabilir:
Kalite Kontrol / Kalite Güvenilirlik Programı İşletimsel Bileşenleri
•
•
•
•
•
•
•
•
Ayrıntılı izleme amaçları
Türetilen veri kalitesi amaçları
İzleme ağı tasarımı ve yönetim yapısı
Temsil etme özelliği olan izleme noktalarının seçimi
Maliyet etkin cihazların kabul edilmesi
Sistemlerin işletilmesi ve bakımı
Kalibrasyon zincirinin kurulması
Verilerin irdelenmesi, geçerliliği ve kullanımı
6.3.1 İzleme Ağı Tasarımı ve Yönetimi
Bir izleme ağı tasarımı için zor ve hızla uygulanması gereken kurallar yoktur. Zira
verilecek kararlar izleme amaçlarına göre belirlenecektir. Uygulamada, gerekli
olan hava kalitesi izleme istasyonlarının sayısı ve dağılımı; izlemenin
kapsayacağı alana, ölçülecek kirleticinin mekansal dağılımına, mevcut olanaklara
ve elde edilecek verilerin ne amaçla kullanılacağına bağlı olacaktır. Hava
kirliliğinin toplum sağlığı üzerindeki etkilerinin belirlenmesi amacıyla yapılacak bir
çalışmada ise; izleme ağının tasarımında, epidemiyolojik çalışmalardan elde
edilen bilgilere de ihtiyaç olacaktır. Bu da, ölçüm yapılacak yer ve kirletici için özel
bir yaklaşımı gerektirecektir.
15
Ulusal izleme ağlarının farklı bir çok amaca hizmet etmesi nedeniyle, sıklıkla çok
parametreli ölçüm programları şeklinde düşünülmelidir. Alternatif olarak, izleme
ağları; ekosistem maruziyetinin değerlendirilmesi veya her bir kirleticinin yasal
düzenlemeler ile uyumunun belirlenmesi gibi özel amaçlar için de tasarlanabilir.
Birbirine karşıt iki izleme ağı yaklaşımı; şehir çapında veya ulusal ölçekte izleme
ağlarının oluşturulması yaklaşımıdır. İlk yaklaşım, kirleticilerin mekansal değişimi
ve maruziyet paternleri hakkında ayrıntılı bilgi sağlamak için uygun bir şekilde
tasarlanmış grid yerleştirme paterninin kullanılmasıdır. İzleme istasyonlarının
veya örneklem noktalarının, dikkatli bir şekilde seçilmiş temsili yerlere kurulması
için, daha esnek teknikleri içerir. İkinci yaklaşım ise, daha az sayıda ölçüm yerini
gerektirir ve dolayısıyla böyle bir programın yürütülmesi ucuzdur; ancak ölçülen
verilerin anlamlı olabilmesi için ölçüm yerlerinin çok dikkatli seçilmesi gerekir.
Her hangi bir hava izleme programının başarılı olabilmesi için, uygun yönetim ve
kurumsal prensiplerin oluşturulması önemlidir. Genel olarak, izleme ağları,
merkezi bazda kalite güvenilirliği, işletme ve verilerin işlenmesinin bir kuruluş
tarafından yapılmasını öngörecek şekilde organize edilebilir veya merkezi
olmayan tarzda, sorumlulukların farklı kuruluşlara dağıtılması şeklinde olabilir.
Her iki yöntemin de avantajları ve dezavantajları vardır. Merkezi olmayan izleme
ağları; çok daha fazla çaba harcanarak, daha fazla lojistik zorluklar ile ve kalite
kontrol / kalite güvenilirliği veya metodoloji uygulamalarında uyumsuzluk gibi
riskler ile çalıştırılır.
6.3.2 Ölçüm Yeri Seçimi
Şehirlerdeki izleme faaliyetleri, grid üzerindeki noktalardan ziyade genellikle
seçilen bir yerde yapılır. Ölçüm yerleri, kentsel, endüstriyel, yerleşim, toplum
maruziyeti, ticari alanlar gibi özel yerleşim türlerini temsil etmelidir. Uygun ölçüm
yeri seçiminde, aşağıda belirtilen noktalar gözönüne alınmalıdır.
6.3.2.1 Ayrıntılı İzleme Amaçları
Bunlar, çalışma için uygun hedef alan tiplerini belirleyecektir. Örneğin, trafik
konulu bir izlemede, ölçüm noktaları yol kıyısında seçilirken, epidemiyolojik
çalışmalarda, background, banliyo, veya şehir merkezindeki toplum maruziyetini
belirlemeye yönelik lokasyonlar üzerinde durulacaktır.
6.3.2.2 Kaynaklar ve Emisyonlar
Ölçüm yeri seçiminde, en önemli adım, emisyon verilerinin toplanmasıdır. Komple
bir emisyon envanteri yapılması mümkün değilse, nüfus dağılımı ve motorlu taşıt
kullanımı gibi istatistiklerin gözönüne alınması faydalı olacaktır.
16
6.3.2.3 Meteoroloji ve Topoğrafya
Mevcut meteorolojik koşullar ve topoğrafik özellikler; hava kirleticilerinin
dağılımını veya ikincil kirleticilerin atmosferdeki oluşumlarını önemli ölçüde
etkileyecektir.
Emisyon
verileri
ile
birlikte
kullanıldığında,
kirletici
konsantrasyonlarının başlangıç tayinleri ve “sıcak nokta” ların belirlenmesi için
uygun dağılım modellerinin kullanılmasına imkan sağlayacaktır.
6.3.2.4 Mevcut Hava Kalitesi
İzleme çalışmaları, hedef olarak seçilmiş şehirlerde gerçekleştirilir. Eğer yok ise,
kirlilik problemlerine yönelik lokal veya alan çapında bilgi sağlamak için özel
tarama çalışmaları tasarlanabilir. Bu çalışmalar, pasif örnekleyiciler ve / veya
mobil izleme laboratuvarları aracılığı ile gerçekleştirilir.
6.3.2.5 Model Simülasyonları
Eğer mümkünse, kirletici dağılımı veya birikim paternlerini tahmin etmek için,
model simülasyonlarının sonuçları kullanılabilir ve böylece ölçüm yeri seçimine
katkı sağlanmış olur.
6.3.2.6 Diğer Girdiler
Bunlar; nüfus, sağlık, demografik, ve arazi kullanımına yönelik bilgilerdir. Bu tür
bilgiler, muhtemel etkileri belirlemek ve özellikle toplumun birincil kirleticilere
maruziyeti sonucu oluşan sağlık etkilerine yönelik önemli ölçüde katkı
sağlayacaktır.
Şehirlerdeki ölçüm yeri seçiminde; kentsel havada gaz halindeki birincil
kirleticilerin dağılımı gözönünde bulundurulmalıdır. Ancak, ozon gibi bazı
kirleticiler için bilgi eksiklikleri bulunmaktadır. Ölçüm çalışmalarının, tüm hava
kalitesi parametreleri için şehir içindeki bir yerleşim bölgesinde yapılarak optimize
edilmesi mümkün değildir.
Anlamlı ve temsili ölçümler yapılması için ölçüm noktalarının mikro ölçekte de
düşünülmesi önemlidir. Background konsantrasyonlar değerlendirilecekse; izleme
noktalarının lokal kirlilik kaynaklarından yeterince uzakta olması gerekir.
Örneklem borusu aerodinamikleri ve ölçüm istasyonunun korunması önemlidir.
İzleme noktalarının seçiminde, pratik uygulamalar da dikkate alınmalıdır.
Örneğin; istasyona gidiş gelişlerin kolayca yapılabilmesi için istasyon uygun bir
konumda olmalı, ancak istasyona çevreden gelebilecek tahribat riski de
gözönünde bulundurulmalıdır. İstasyon alt yapısı, kirleticilerin ölçülebilmesi için
gerekli elektrik enerjisi, verilerin telemetrik olarak iletilebilmesi için telefon hattı
gibi ihtiyaçlar ile birlikte düşünülmelidir.
17
Ölçüm Yeri Seçimi
Düşünülmesi gereken konular:
•
•
•
•
•
•
•
İzleme amaçları
Alandaki emisyonlar ve kaynaklar
Meteoroloji ve topoğrafya
Mevcut hava kalitesi verileri
Model simülasyonları
Demografik / sağlık / ve arazi kullanım verileri ve ölçüm yeri koşulları vb.
Ölçüm istasyonunun dışarıdan gelebilecek potansiyel tahribat risklerine karşı
korunması
• Ölçüm istasyonunun bulunduğu yerin korunması
• Alt yapı (elektrik, telefon vb.)
6.3.3. Ekipman Seçimi
İzleme çalışmaları için, izleme amaçlarını karşılayan en basit yöntem seçilmelidir.
Uygun olmayan, çok kompleks veya hata yapmaya eğilimli ekipman seçimi,
izleme ağı performansının azalmasına ve dolayısıyla sınırlı veri alınmasına
neden olacaktır. Otomatik cihazlar, kısa süreli konsantrasyon pikleri veya akut
sağlık, eko sistem etkilerinin araştırıldığı durumlar için gereklidir. Ancak, aktif ve
pasif örnekleyiciler, uzun vadeli seviyeler veya eğilimlerin izlenmesinin yeterli
olduğu durumlarda kullanılmalıdır.
Otomatik cihazlar veya uzaktan algılayıcılar, çok dikkatli seçim yapılmasını
gerektirir. Ekipman spesifikasyonlarının değerlendirilmesi, bu amaç için tek
başına yeterli olmayacaktır. Bazı enstrümental parametreler, üreticiler tarafından
verilmektedir. Bunlar, linearite, cevap verme süresi, doğruluk, kesinlik, gürültü,
sapma ve deteksiyon aralığı gibi spesifikasyonları içerir. Bu faktörler önemli
olmakla beraber, tüm ihtiyaçlara cevap vermez. Diğer enstrümental
karakteristikler, daha az tanımlanmış olmasına rağmen pratik anlamda çok daha
önemli olabilir. Bunlar, güvenilirlik ve işletme kolaylığı, mevcut ekipman ile uyum,
kalibrasyon / bakım ihtiyaçlarını içerir.
Ekipman seçiminde, analizör tiplerinin geniş kapsamlı olarak test edilmesi faydalı
olacaktır. Şayet demonstrasyon üniteleri mümkün ise, ekipman seçimi
yapılmadan önce, ekipmanın hem laboratuvar hem de gerçek saha operasyon
koşullarında değerlendirilmesi yerinde olacaktır. Bu tür testlerin yapılması
mümkün değilse; EPA veya TÜV gibi organizasyonlar tarafından oluşturulan
ekipman tasarımları için verilen minimum performans standartlarını karşılayan
cihazların seçilmesi faydalı olacaktır.
18
Genel bir kural olarak; izleme çalışmalarında, güvenilir ve yaygın olarak
kullanılan ölçüm yöntemleri ve cihazları kullanılmalıdır.
6.3.4. Örneklem Noktası Alt Yapısı ve Rutin İşletme
Kalite kontrol / kalite güvenilirliği çalışmalarında, uygun izleme noktaları ve uygun
cihazların seçilmesinden sonra, önemli bir husus, örneklem sisteminin
tasarımıdır. Bir izleme sisteminin çok önemli olan ancak sıklıkla gözden kaçan
önemli bir bileşeni, yapılan ölçümlerin doğruluğu ve temsil etme özelliğini etkin bir
şekilde belirleyen örneklem konfigürasyonudur.
Aktif örneklem veya otomatik analizörler için tüm örneklem sistemlerine
uyarlanabilen bazı ihtiyaçlar aşağıda verilmektedir:
1. Ölçülecek olan tüm kirletici konsantrasyonları, örneklem sistemi içindeki
geçişler boyunca değişmemelidir. Reaktif gazların örneklenmesi durumunda,
tepkimeye girmeyen asal materyallerin (inert) kullanılması gerekir.
2. Gazların sistem içindeki kalış süresi minimum düzeye indirilmelidir. Bunun için
sistem tasarımı, örneklem hattı materyali ile hava akışı arasındaki etkileşimi
minimum düzeyde olacak şekilde yapılmalıdır.
3. Sistemin cevap verme süresindeki gecikmeleri azaltmak için, toplam sistem
akış hızının, analizörün ihtiyaç duyduğu toplam akış hızının üstünde olması
sağlanmalıdır.
4. Örneklem veya ölçüm sistemi içindeki basınç düşmesi minimize edilmelidir;
zira bu durum gaz analizörlerinde bulunan foton veya iyon / elektron sayıcı
detektörlerinden elde edilen sonuçları etkiler.
5. Partiküller veya yoğunlaşmış su gibi analiz ile veya analizörlerin işletilmesi ile
girişim yapabilecek maddeler, örnek akışından uzaklaştırılmalıdır.
6. Örneklem veya ölçüm sistemi güvenilir ve bakımı kolay olmalıdır. Örneklem
manifoldları, önemli ölçüde reaktif gaz kayıplarına sebep olabilmeleri nedeniyle
temiz olarak muhafaza edilmeli ve düzenli aralıklarla temizlenmelidir.
İzleme istasyonlarındaki sıcaklık kontrolü de dikkate alınacak önemli konulardan
birisidir. Gaz analizörlerinin çoğu belirli sıcaklık aralığında doğru sonuçlar verir.
Aşırı sıcaklık veya soğukta, cihaz fonksiyonlarında bozulma olur. Klima ve/veya
ısıtıcılar kullanılarak, ekipmanın bulunduğu ortamın termal kontrolü gerekir.
Her kalite kontrol / kalite güvenilirlik şemasında gerekli olan bir husus, yazılı
döküm haline getirilmiş olan ve sıklıkla yapılan saha ziyaretleridir. Gerekli olan
ziyaret sıklığı ölçüm ağından ölçüm ağına değişim gösterir. Telemetrik sistemler,
çok sayıda otomatik cihazları içeren geniş dağılımlı bir izleme ağından elde
edilen verilerin değerlendirilmesi için etkin ve maliyet olarak uygun bir yöntemdir.
19
Ancak, bu durum tek başına verilerin geçerli olmasını sağlamaz; ölçüm
istasyonlarının düzenli olarak ziyaret edilmesi ihtiyacını ortadan kaldırmaz.
Veri bütünlüğünü sağlamak ve veri miktarını optimum düzeye çıkarabilmek için
yapılması gereken işlemler aşağıda verilmiştir:
1. İstasyona yapılan son ziyaretten itibaren yazıcı kağıtları üzerinde toplanan
verilerin incelenmesi;
2. Ekipmanın Standart İşletme
çalıştırıldığından emin olunması;
Prosedürlerine
(SOP)
uygun
olarak
3. Cihaz kalibrasyonlarının ve tanısal (diagnostik) testlerin uygun bir şekilde
yapılması;
4. Cihazların çalışmayan dönemlerinin olabildiğince kısaltılması;
5. Partikül filtresi değişimi, manifold temizliği gibi gerekli rutin işlemlerin
uygulanması;
6. Otomatik kalibrasyon sistemleri için dahili (internal) kontrollerin yapılması;
7. Gerektiğinde, yeni ekipman yerleştirilmesi veya değiştirilmesi;
8. Başlangıçta seçilen örneklem yeri kriterlerinin halen geçerli olduğundan emin
olunması.
Bu fonksiyonların etkin ve sistematik bir şekilde uygulanabilmesi için, tüm izleme
istasyonlarının, belirli zaman aralıkları içinde düzenli olarak ziyaretlerine yönelik
zamanlama çizelgeleri oluşturulmalıdır. Bu zaman aralıkları, tipik olarak haftalık
ve aylıktır. Her istasyon ziyaretinden sonra geniş kapsamlı bir kalibrasyon kayıt
ve cihaz kontrol listesi oluşturulmalıdır.
Örneklem Yeri Ziyaret Fonksiyonları
•
•
•
•
•
•
•
Son ziyaretten beri yazıcı kağıtları üzerinde elde edilen verilerin incelenmesi
Ekipmanın uygun bir şekilde çalışmasının sağlanması
Kalibrasyon ve tanısal (diagnostik) testlerin uygulanması
Gelecekte beklenen muhtemel problemler
Filtrelerin değiştirilmesi ve manifoldların temizlenmesi
Ekipman yerleştirilmesi / değiştirilmesi
Örneklem noktası dışındaki koşulların kontrolü
20
6.3.5. Ekipman Kalibrasyon ve Bakımı
Hava kalitesi analizörleri için bakım prosedürlerinin önemi gözardı edilemez. Sarf
malzemelerinin değiştirilmesi, tanısal (diagnostik) kontroller ve ekipman bakım ve
tamiri, cihaz üreticisi tarafından verilen önerilere göre yapılmalıdır. Uygun alt yapı
ve kaynakların bulunmadığı yerlerde otomatik analizörlerin kullanımı
önerilmemektedir.
Kompleks
hava
izleme
teknolojilerinin
kullanımı
düşünüldüğünde, başlangıç yatırımının yanı sıra sistemin işletilmesi için rutin
kaynak garantisine ihtiyaç olacağını bilmek gerekir.
Tablo 2: Birincil Gaz Kalibrasyon Yöntemleri ve Uygunluk
( + Uygun yöntem, - Kabul edilemez)
Yöntem /
Kirletici
CO SO2
NO
NO2
O3
Ticari
Silindirler
+
-
-
-
-
Permeasyon
Tüpleri
-
+
-
+
-
+
+
+
+
-
Statik
Seyreltme
Dinamik
Seyreltme
Gaz Fazı
Titrasyon
UV Fotometre
+
+
+
+
-
-
-
+
-
+
-
-
-
-
+
Yöntem uygunluğu üzerindeki
düşünceler
Konsantrasyonlar olduğu gibi
kabul edilemez. Bağımsız bir
yöntemle kontrol edilmelidir.
Mutlak (ağırlık) yöntemdir;
ticari tüpler standartlara uygun
olabilir.
Mutlak yöntemdir. (Hacim)
Silindir ve kütle akış kontrol
ünitesi performansına bağlıdır.
Mutlak değildir ancak
karşılaştırmalı teknikler
(O3 / NO)
Mutlak yöntemdir (UV
absorbsiyon).
Doğru ve yeniden üretilebilir hava kalitesi verilerinin elde edilebilmesi için
otomatik izleme cihazının uygun bir şekilde kalibre edilmesi gerekir. Bilinen gaz
halindeki hava kirleticileri için, “span nokta” sının oluşturulması amacıyla transfer
gaz silindirleri veya permeasyon tüpünün kullanılması gerekir. “Zero nokta”sının
belirlenmesi (sıfır gaz silindirleri veya uygun hava temizleyicileri kullanılarak
yapılan ölçüm) ile sistem cevabını alarak “iki noktalı” kalibrasyon yapma imkanını
tanır. Ekipmanın servis / tamir işlemlerinden sonra veya linearite probleminin
olması gibi bazı durumlarda, farklı span konsantrasyonlarını içeren “çok noktalı”
kalibrasyon gerekli olabilir.
21
Saha kalibrasyonları için, üretici firmaya ait olan silindir veya permeasyon
tüplerine her zaman güvenilemez. Sertifikalı gaz karışımları veya kabul gören
metroloji standartları [US Ulusal Bilim Ve Teknoloji Enstitüsü (NIST), UK Ulusal
Fizik Laboratuvarı (NPL), veya benzeri] kullanılmalıdır. Kalibrasyon kaynaklarının
sahada kullanımından önce laboratuvarda kontrol edilmesi önerilmektedir. Bu
amaçla, çok sayıda birincil kalibrasyon teknikleri kullanılabilir. Bunlar Tablo 2 de
özetlenmiştir. Sistematik hata riskini minimum düzeye indirebilmek amacıyla, her
bir kalibrasyon için genelde bu yöntemlerden ikisi veya daha fazlası
kullanılmalıdır.
Ozon birincil standartları, ultraviyole fotometre yöntemi esasına göre bilinen
kararlılıkta ozon jeneratörü ve amaca yönelik olarak tasarlanmış bir fotometre
kullanan en iyi yöntemdir. Kontrol amacıyla, standardizasyon için kullanılan
fotometrenin aynı ozon jeneratörünü kullanan diğer analizörler ile
karşılaştırılması gerekir.
NO ve SO2 analizörleri için, yüksek konsantrasyonlu silindirlerin dinamik
dilüsyonu geçerli bir kalibrasyon yöntemidir. Bu yöntemin avantajı, sahadaki
cihaz kalibrasyonlarında, yüksek konsantrasyonlu silindirlerin rutin olarak
kullanılan düşük konsantrasyonlu tiplerinden çok daha kararlı olmasıdır. Silindir
gazı ve seyreltme gazı için akışların güvenilir olduğundan emin olmak üzere, her
iki kanal için de kütle akış kontrol üniteleri kullanılmalıdır (genellikle zero havası).
NO, NO2, CO, ve SO2 standartlarının hazırlanması için, bilinen hacimdeki bir kap
içindeki düşük miktardaki kirletici türünün statik seyreltme yöntemi kullanılabilir.
NO ve ozon birincil kalibrasyonlarını karşılaştırmak için, Gaz Fazı Titrasyon
(GFT) yöntemi kullanılabilir. Bu yöntem ile, NO ve ozon arasındaki reaksiyon
sonucunda NO2 ve O2 oluşur. GFT yöntemi, ayrıca Kimyasal Işıma Yöntemi
(Chemiluminescence) ile çalışan N0x analizörlerindeki NO2 nin NO ya dönüşüm
etkinliğinin kontrol edilmesi için de kullanılabilir.
Her bir analizör için sahada gerekli olan kalibrasyon tipi ve sıklığı, ölçüm ağı için
yapılan kalite güvenilirlik planında tanımlanmalıdır. Tipik bir kalibrasyon şeması;
permeasyon tüp fırınlarını veya gaz silindirlerini kullanarak her 24 saatte bir
otomatik kalibrasyonu ve sahayı ziyaret sırasında yapılan manual kalibrasyonu
içerir. Özel dahili (internal) prosedürlere ilave olarak; bir kontrol ekibi tarafından
düzenli olarak (genellikle 6-12 ay) tüm izleme ağı için interkalibrasyon
uygulamaları yapılmalıdır.
Bu gibi performans kontrolleri, ölçüm sistemlerinin kantitatif olarak
değerlendirilmesini sağlar. Genellikle, bilinen bir değer veya bileşimdeki referans
bir materyalin ölçümü veya analizini içerir. Performans kontrolleri ile ölçüm
sisteminin kontrol dışında olduğu dönemleri belirlemek mümkün olmasına
rağmen, bu durumu düzeltici aksiyonlar her zaman belli olmayabilir. Bu gibi
durumlarda, teknik sistem kontrolü gerekli olabilir. Bu, ölçüm sisteminin sahada
kalitatif olarak değerlendirilmesidir. Ekipman, sistemler, kayıtların tutulması,
22
verilerin geçerliliğinin onaylanması, operasyonlar, bakım, kalibrasyon
prosedürleri, dokümantasyon, rapor etme ve kalite kontrol prosedürlerini içerir.
Bir izleme ağı kalibrasyonu için bu derece geniş kapsamlı bir yaklaşım her zaman
uygun veya mümkün olmayabilir. Özellikle, birincil gaz standartlarının
hazırlanması ve metroloji için donatılmamış laboratuvarlarda bu uygulama
mümkün değildir. Ancak, verilerin bütünlüğünden emin olmak için ileri teknoloji
kullanan izleme sistemlerinde kalibrasyon sistemleri kurulur. Genel olarak, uygun
bir şekilde donatılmış laboratuvarlar veya şirketlerden elde edilen gaz
standartları, ulusal laboratuvarlara uygun (NIST, NPL gibi) standart referans
materyal kullanılarak dahili (internal) kontroller ve harici (external) performans ve
teknik sistem kontrolleri ile birlikte ölçümün uygunluk ve harmonizasyonunu
sağlayacaktır.
6.3.6 Verilerin İncelenmesi ve Geçerliliğinin Onaylanması
Tüm izleme ağı altyapısı ve işletme rehberleri başarılı bir şekilde yerine getirilse
dahi, verilerin bütünlüğünü maksimize etmek için daha ileri kalite kontrol / kalite
güvenilirliği tedbirleri uygulanmalıdır. Her hangi bir hava izleme ağı çok iyi
düzeyde işletilse veya yürütülse dahi ekipmanın bozulması, insan hatası, elektrik
problemleri, etkileşimler (interferanslar) gibi çeşitli konular, yanlış verilerin
alınmasına sebep olabilir. Sonuç değerlendirmesi yapılmadan önce bunlar
gözden geçirilmeli, geçerli hale getirilerek veri tabanı oluşturulmalı ve
kullanılmalıdır.
Ticari olarak temini mümkün olan veri telemetrisi aracılığı ile, aralık dışına çıkan
verileri veya şüpheli verileri ya da kalibrasyon faktörlerini belirleyebilmek
mümkündür. Ancak aralık dışındaki verilerin otomatik olarak ortamdan
uzaklaştırılması, veri kalitesinin yüksek olması için bir garanti değildir. Bu
nedenle, verilerin geçerliliğinin onaylanması için, verilerin deneyimli bir eleman
tarafından incelenmesi, daha esnek ve garantili bir yaklaşım olarak
görülmektedir.
Verilerin Geçerliliğinin Onaylanması
•
•
•
•
Tüm verilerin incelenmesi
Bunun hızla yapılması
Listeleme ve grafiklerin kullanımı
Deneyimin kullanılması
Analizör performansını düzeltmek için en önemli noktalardan birisi; sıfır ve span
değerlerinin sürekli olarak kaydedilmesidir. Verilerin zaman içinde aşırı sapma
göstermesi durumunda, toplanan verilere soru işareti ile bakılmalıdır. Tüm negatif
değerler, cihazın baseline sapma aralığı içinde olsa dahi ortamdan
uzaklaştırılmalıdır. Bir cihazın alt ve üst tayin limitleri, kaydedilebilecek en düşük
23
ve en yüksek değerleri belirler. Okumalar bu aralığın dışında ise bu sonuçlar veri
tabanından uzaklaştırılmalıdır.
Ani değişim gösteren verilere de özel dikkat gösterilmelidir. Belli atmosferik
koşullar veya kirletici kaynaklarının yakınında bulunulması, dış ortam hava
kirletici seviyelerinde ani değişimlere neden olabilir.
Veri kalitesinin tayininde ve şüpheli verilerin uzaklaştırılması için sınırlı sayıda
kriterler kullanılabilir:
1. Özel bir istasyona özgü karakteristikler, veri kalitesi için önemli bir gösterge
olabilir. İstasyon çevresi, koruma derecesi, lokal kaynaklar veya kirliliği tutan
ortamlar tüm ölçümleri etkileyebilir. Örneğin; kırsal bölgelerde sabah erken
saatlerde yüksek NO seviyeleri beklenmeyen bir durumdur, ancak trafik
emisyonlarından etkilenen yoğun bir kentsel alanda kolayca açıklanabilir bir
durumdur.
2. Kirletici konsantrasyonları ile atmosferik dağılım veya diğer meteorolojik
koşullar, verilerin bütünlüğünün pozitif bir göstergesi olacaktır. Verilerin şüpheli
olması durumunda; mevsim, rüzgar hızı ve yönü, yağış, ve güneş radyasyonu
gibi meteorolojik faktörler de dikkate alınmalıdır. Örneğin; ozon epizotlarının
güneşli antisiklonik koşullarda olması beklenir. Ozon konsantrasyonlarının
yağmurlu günlerde yüksek olması şüphe ile karşılanmalıdır.
Verilerin İncelenmesi
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Cihazın tarihi ve karakteristikleri
Kalibrasyon faktörleri ve sapmalar
Negatif veya aralık dışındaki veriler
Ani değişimler, pikler
İzleme noktasının karakteristikleri
Meteorolojinin etkisi
Gün / yılın zamanı
Diğer kirletici seviyeleri
Diğer izleme noktalarındaki gözlemler
3. Emisyon paternlerindeki günlük değişimler için ayrıca günün zamanı da
önemlidir. Meteorolojik koşulların, O3 ve NOX konsantrasyonları üzerinde
kuvvetli bir etkisi bulunmaktadır. Örneğin, belli koşullar altında oluşmalarına
rağmen, geceleri yüksek konsantrasyonlarda ozon seviyelerinin yaşanması
şüpheli olacaktır.
24
4. Verilerin geçerliliğinin belirlenmesinde, farklı kirleticiler arasındaki ilişkiler de bir
ipucu sağlayacaktır. NOX seviyeleri yükseldiğinde, O3 seviyesinin yüksek
olması beklenmemelidir.
7. VERİ KULLANIMI
Geçerliliği onaylanmış bir veri seti, kendi başına sınırlı düzeyde fayda sağlar.
Politikaların oluşturulması, hava kirliliği yönetimi, etkilerin araştırılması veya
bilimsel araştırmalar için verilerin dikkatle karşılaştırılması, analiz edilmesi
gerekir. Minimum seviyedeki bir veri yönetimi; yıllık (tercihen aylık) veri özetlerinin
oluşturulmasıdır. Bunun için basit istatistiksel ve grafiksel analiz yöntemleri
kullanılır. Duman alarm sistemleri gibi bazı izleme amaçları için, günlük ve hatta
saatlik bazda daha düzenli veri setinin oluşturulması gerekebilir.
Bu bilgiler, bilimsel hipotezlerin oluşturulması ve test edilmesi, hava kalitesi ve
insan ve çevresi üzerindeki etkilerini ortaya çıkartacak modeller için bir temel
oluşturması yanısıra karar vericiler için de bir temel oluşturmalıdır.
İzleme ve emisyon verileri; genel olarak bir şehir veya ulusal düzeyde hava kirliliği
yönetimi için etkilerin azaltılmasına yönelik stratejilerin geliştirilmesinde kullanılır.
Kirlilik verilerinin epidemiyoloji ve diğer coğrafik koordineli kaynaklar (sosyal,
ekonomik ve demografik) ile birlikte kullanımı düşünülüyorsa, coğrafik
informasyon sistemlerinin kullanımı da dikkate alınmalıdır.
Veri iletişimi çeşitli transmisyon yöntemlerini içerebilir:
1. Yazılı raporlar
2. Bilgisayar ortamı; disk, disket veya CD-ROM
3. Elektronik ortamlar veya veri tabanı linkleri
Transfer edilen veriler; yıllık ham veri setlerini, işlenmiş özetleri, ve ortalama
istatistikleri veya analitik sonuçları, grafikleri ve haritaları içerebilir. Veri formatları
izleme ağı içinde harmonize edilmelidir. Veri transfer formatları, izleme ağının
imkanları ve ihtiyaçlarına uygun bir şekilde tasarlanmalıdır.
25
26
Bölüm II
DIŞ ORTAM HAVASINDA
ASILI PARTİKÜLER MADDE
ÖLÇÜMÜ
27
28
1. ASILI PARTİKÜLER MADDE (APM)
ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
İzleme amaçlarının belirlenmesi (Bölüm 1.1), ölçüm ve analiz yöntemlerinin
seçimi (Bölüm 1.2 ve 1.3) gibi konular, hava kirliliği ölçümlerinde anahtar
unsurlar olarak düşünülmektedir.
1.1 İzleme Amaçları
Örneklem ve analiz yöntemlerinin seçimi ve izleme stratejisi (örneklem
istasyonlarının yeri ve sayısı, örneklem sıklığı vb.) belirlenmeden önce izleme
amaçlarının ne olduğu göz önüne alınmalıdır. Bu “Niçin izleme ?” sorusunun
cevabı olacaktır. İzleme amaçları; insan sağlığı ve çevre üzerindeki potansiyel
etkilerin tespiti, yasal düzenlemeler ile uyumun belirlenmesi, kirlilik
kaynaklarının ortaya çıkarılması, epidemiyolojik çalışmalarda kullanmak üzere
maruziyet verilerinin sağlanması, yasal düzenlemelerin uygulanması sonucu
gelişen eğilimler veya sosyal ve ekonomik davranışlardaki değişiklikler v.b ve en önemlisi - hava kalitesi yönetimi için gerçekçi bir programın geliştirilmesinde
ihtiyaç duyulan temel verilerin bir kısmının sağlanması gibi konuları
içermektedir. Amaç belirlendikten sonra, izlenecek partikül boyutu, tercih edilen
örneklem yöntemi ve fiziksel veya kimyasal karakterizasyon tipinin belirlenmesi
gerekecektir.
1.1.1 İnsan Sağlığı Üzerine Etkiler
APM' in insan vücuduna diğer yollarla da girişi söz konusu olsa da; (çocuklar
tarafından sindirim yolu ile alınan toz ve besin kontaminasyonu vb.) insan
sağlığı üzerindeki en önemli etkisi, solunum yolu ile oluşan etkidir. Solunabilir
boyuttaki partiküler maddeler, üç değişik yolla etki edebilirler: Solunum yolları
üzerine, doğrudan mekanik (tahriş etkisi), sistemik zehir etkisi ve toksik
bileşikleri taşıyıcı ortam olarak dolaylı etkisi. Solunabilir partiküllere maruziyet
sonucunda; akciğer fonksiyonlarında, akciğer savunma kapasitesinde
değişiklikler ve solunum düzensizlikleri, mevcut solunum ve kalp
rahatsızlıklarının şiddetlenmesi, solunum yollarında şekil değişiklikleri,
kanserojen etkisi ve ölüm gibi sonuçları doğurabilir. Genellikle, kirleticilerin
yüksek konsantrasyonlarına kısa süreli maruziyet sonucu oluşan akut etkiler ve
düşük seviyeli konsantrasyonlarına uzun süreli maruziyetten doğan kronik
etkiler olmak üzere iki tip etki söz konusudur. Dolayısıyla ölçümlerde; pik
seviyeler, kısa vadeli ortalamalar ve uzun vadeli (yıllık) ortalamalar birlikte
düşünülmelidir.
Gözlenen sağlık etkilerinin tipi, partiküllerin biriktiği yere bağlı olarak değişim
gösterir. Partiküllerin kimyasal bileşimi de ayrıca önemlidir. Partiküllerin gerek
fiziksel ve gerekse kimyasal özellikleri, sağlık üzerine etkilerinin
değerlendirilmesi açısından önemlidir. Genel olarak; sağlık etkileri, torakik
fraksiyon (PM10) içindeki partiküler maddelerin solunması ile birleştirilir. Daha
büyük partiküllerin de sağlık üzerindeki etkileri düşünülebilir. Örneğin; burun
29
boşluğuna giren polenler, kurşun ve diğer toksik maddeleri ihtiva eden
partiküller gibi.
1.1.2 Çevre Üzerine Etkiler
APM' in partikül morfolojisine ilişkin çevre etkileri; sağlık üzerine olan etkileri
kadar ayrıntılı olarak araştırılmamıştır. Ancak binaların kirlenmesi, malzemenin
değerini yitirmesi (kültürel anıtlar vb.), birikim (asitlenmenin) sonucunda arazi
üzerindeki etkiler, yaprak gözeneklerinin tıkanması ve görüş mesafesinin
azalması gibi örnekler verilebilir. Pek çok durumda, bütün partikül sınıfları bu
etkilere sebep olabilir. Özel partikül boyut fraksiyonları (<2,5 µm), sadece
kirliliğin görüş mesafesi üzerindeki etkilerinin araştırılması gibi bazı özel
durumlar için önemlidir.
1.1.3 Örneklem Boyut Aralığının seçimi
İzleme amaçları; en uygun örneklem tipini belirleyecektir. Genel olarak; çevre
etkilerinin araştırılması, kirlilik kaynağının belirlenmesi ve toplam partikül
bileşenlerinin (kurşun gibi) sebep olduğu sağlık etkilerinin değerlendirilmesi için,
toplam asılı partiküller (TAP) toplanmalıdır. Sağlık üzerine etkiler ve Dünya
Sağlık Örgütü (DSÖ) rehber değerleri ile karşılaştırma çalışmaları için; PM10
partikül boyut ayrımlı örneklem en uygunudur. Diğer boyut seçici örneklem
tipleri, örneğin; elektrostatik filtreli termik santrallarin bulunduğu alanlardaki
PM2,5 kaynaklarının belirlenmesi veya endüstriden kaynaklanan kirliliğin uzun
vadeli taşınımı ile ilgili çalışmalar için seçilebilir.
Bir bölgedeki, iklim ve coğrafik koşullar da, partikül örnekleminin seçimini
etkileyebilir. Kurak bölgelerde, örneğin kaba partiküller (rüzgarla taşınan tozlar)
kurak olmayan bölgelere göre APM'i daha fazla temsil edecektir. Rutin izleme
işlemleri için önerilerde bulunulurken, özellikle koşullarında büyük farklılıkların
olduğu ülkelerde, bu durum göz önüne alınmalıdır.
Genellikle, kimyasal analizlerin yapılabilmesi için büyük hacimli numuneler
içinde TAP toplanmaktadır. Bununla birlikte, bazı kimyasal analizlerde, boyut
ayırımlı örneklem yapılması gerekebilir. Metaller kaynağına göre, bütün partikül
boyutlarını ihtiva edebilir. Örneğin; küçük partiküllerin eser elementlerce zengin
olmaları nedeniyle bu elementler için PM 2.5 örneklemi en uygun yöntem olabilir.
1.1.4 Yöntem Seçimi
Problemin ortaya çıkarılmasına yönelik araştırmalar için yapılacak ölçümler;
standart ve yönergelere uygunluğun belirlendiği rutin izlemelerden çok farklı
stratejileri gerektirecektir. Araştırma amaçlı uygulamalarda, pek çok faktörü
içine alan daha karmaşık ve pahalı ekipmana ihtiyaç duyulur.
30
1.2 Örneklem Sistemleri
APM tayini, iki aşamalı bir proses olarak düşünülebilir. Partikül yüklü çevre
havası, uygun bir örneklem girişi ile, doğrudan toplama ortamına (filtre ortamı)
çekilir. Bu işlemi, toplanmış partiküler maddelerin analizi takip eder. “Örneklem
sistemi” kavramı, genel olarak bir örnek giriş konfigürasyonu ve akış hızını
ayarlama mekanizmasından oluşur. Örneklem sistemi ve daha sonra yapılan
analiz sistemleri birleştirilerek özel monitörler de karakterize edilmektedir.
Genel olarak örneklem için kullanılan cihazlar; yüksek hacimli, orta hacimli ve
düşük hacimli örnekleyicilerdir. Bunlar arasındaki en önemli ilişki, partiküllerin
boyut seçici örneklem ile değil birim zamanda örneklenen hava hacmi ile ilgili
olmasıdır. Örneklem girişi; partiküllerin, hava kalitesi yönergelerine
uygunluğunun belirlenmesine yönelik bir örnekleme yapmak üzere
tasarlanmıştır. Genelde, rüzgar hızının ve kaba partikül konsantrasyonlarının
yüksek olduğu durumlarda; yüksek, orta ve düşük hacimli örnekleyiciler
kullanıldığında, ölçülen TAP (veya APM) konsantrasyonlarında anlamlı
farklılıklar olabilir.
Ayrıca partikül boyut seçici örneklem yapmak üzere örneklem giriş sistemleri
geliştirilmiştir.
1. Çevre havasındaki partikül boyut dağılımı hakkında daha ayrıntılı bilgi
sağlamak,
2. Örneklem sonuçlarının kalitesini, rüzgardan bağımsız olarak iyileştirmek,
3. Sağlıkla ilişkili partikül boyut fraksiyon tanımı ile uygunluğu sağlamak için,
(Özellikle, 10 µm.nin altındaki partiküler maddeler, torakik fraksiyon veya
PM10 'un gravimetrik ölçümlerinde)
1.2.1 Filtre Seçimi
Partiküler madde örneklemi için kullanılan bütün sistemlerde, partiküler
maddeler bir filtre üzerinde toplanır. Filtre malzemesinin tipi, daha sonra
yapılacak olan fiziksel veya kimyasal analize bağlı olarak değişim gösterir.
Geniş kapsamlı analizler için, filtre materyali seçiminde daha dikkatli
olunmalıdır. Örneklem işleminden sonra yapılacak eser element analizlerine
ilişkin olarak; filtre seçimine yönelik bilgiler aşağıda özetlenmiştir.
Filtre materyali, partiküllerin materyal üzerinde kalmasını sağlayacak ancak
hava geçişine de izin verecek şekilde olmalıdır. Filtre, toplanan materyalin
toplam kütlesi ve örneklerin kimyasal yapısının da birlikte tayinine imkan
vermelidir.
Genel olarak, iki tip filtre vardır:
1. Elyaf (fiber) filtreler
2. Membran filtreler
31
Elyaf filtreler; cam elyaf filtreler, quartz elyaf filtreler ve selüloz (kağıt) filtreleri
ihtiva eder. Partiküller, rastgele yerleştirilmiş olan elyaf etrafından ve içinden
veya hasır gibi örülü ve birbirine sıkıştırılmış bir yapı içinden geçerken tutulur.
Çoğu zaman filtre ile birlikte filtre tutucuları kullanılır. Bu filtreler rölatif olarak
düşük basınçta, havanın bir taraftan diğer tarafa geçmesi prensibi ile çalışır ve
yüksek hacimli örneklem için çok uygundur.
Neustadter ve arkadaşları (1975), hava izleme çalışmalarında, seluloz filtre
malzemesinin; örneğin, Whatman-41 filtre kağıdı ağırlığının, maruziyetten önce
ve sonra nem dengesine dikkat edilirse, partiküler madde örnekleminde
kullanılabileceğini göstermiştir. Kağıt filtrelerin, örneklem başlangıcında partikül
tutma kapasitelerinin düşük olduğu, ancak partiküler maddeler yüklendikçe
toplama kapasitelerinin arttığı bilinmektedir. Bu filtrelerin yükleme kapasiteleri
yüksek ve blank değerleri düşüktür. Kağıt filtreler, gravimetrik ölçümler için
uygun değildir. Düşük hacimli örneklem için asla kullanılmamalıdır.
Cam elyaf (glass-fibre) filtreler yüksek kapasitelidir, ancak kükürt dioksidin
sülfata dönüşmesiyle kütle üzerinde oluşan pozitif etkisi ve amonyum nitrat ve
amonyum klorürün buharlaşmasından dolayı da negatif etkisi vardır. Kütle
değişiminin doğal olarak daha sonraki kimyasal analizlere de etkisi vardır. Cam
elyaf filtrelerin blank değerleri çok yüksektir ve bu sebeple örneğin, Zn ve Ba
gibi eser element analizleri için uygun değildir. Kuartz elyaf ve kağıt filtreler,
farkedilebilir düzeyde sülfat dönüşümü göstermezler. Quartz elyaf filtreler; kağıt
veya cam elyaf filtrelere göre daha hassas kütle ölçümlerine imkan sağlar,
ancak kırılgan olmaları nedeniyle kullanırken çok dikkatli çalışmayı gerektirir.
Kuartz filtrelerin blank değerlerinin, cam elyaf filtrelere göre daha iyi olması
nedeniyle, daha ziyade eser element analizleri için kullanılmaktadır. Cam elyaf
filtreler ise gravimetrik tayinler için tercih edilmekte, ancak eser element
analizleri için kullanılmamaktadır.
Membran filtreler, eser element analizleri için daha uygun bir örneklem sağlar
(örneğin, INAA, ED-XRF veya mikroskopik analiz gibi). Partikül örneklemi için
kullanılan filtreler çoğunlukla, polikarbonat (örneğin, Nuclepore) ve
polytetrafluoroethylene (PTFE, yaygın olarak teflon olarak bilinir) içerir. Filtreler
polyesterden de üretilebilir (örneğin; Millipore ve Sartorius). Partikül toplama
verimi, özellikle Nuclepore filtreler için gözenek boyutlarına bağlıdır. Örneğin;
John ve Reischl (1978); yoğunlaşma çekirdeği sayıcısı ile mikron boyutun
altındaki partikülleri sayarak, gözenek çapı 0.8 µm. olan Nuclepore filtrelerin
toplama veriminin sadece %72 olduğunu bulmuşlardır. Tersine 1-3 µm
gözenekli Ghia florokarbon filtreler ve 1 µm Fluoropore filtrelerin, aynı deney
şartlarında >%99,9 verime sahip oldukları belirlenmiştir.
Teflondan yapılan filtreler, çok sayıda üretici tarafından pazarlanmaktadır.
(örneğin; Gelman'dan Teflo ve Zefour gibi). Genel olarak teflon filtrelerin
problemi, ince olmaları nedeniyle çalışma zorluğu ve pahalı olmasıdır.
32
Gravimetrik olarak kütle tayini yapılacak ise; rutin örneklem için cam elyaf
filtrelerin kullanılması önerilmektedir. Kimyasal analizlerin gerekli olduğu
durumlarda, diğer tip filtrelerin kullanılması (teflon, Nuclepore, kuartz gibi)
önerilmektedir. Cam elyaf filtreler atomik emisyon spektroskopisi (AES) için
kullanılabilir. Diğer kimyasal analizler için, filtre kağıdı içeriği safsızlıkların
kontrol edilmesi gerekmektedir.
1.2.2 Boyut Seçici Örnek Girişi Olmayan Örneklem Sistemleri
1.2.2.1 Yüksek Hacimli Örnekleyici Yöntemi
Çevre havasındaki partiküler maddelerin toplanması için bilinen en iyi yöntem,
yüksek hacimli örneklem yöntemidir. Yüksek hacimli örnekleyici, çok karmaşık
olmayan tekniği ve dayanıklılığından dolayı hala kullanılmaktadır.
Yüksek hacimli örnekleyici yönteminde, hava düşük dirençli filtrelerden (cam
elyaf) geçirilir. Geçen hava miktarı 1,5 m3/dk (örneğin; filtresiz konumda 2000
m3/gün) dür. Örneklem girişi ve toplama filtresi boyutları kullanılan örnekleyici
tipine göre değişir. Filtreler, kullanımdan önce ve sonra kararlı sıcaklık (20-25
°C) ve nisbi nem (%40-45) koşullarında bekletilerek analitik terazi ile
tartılmalıdır. Blank ve partikül yüklü filtreler, tartımdan önce, yukarıda belirtilen
şartlarda en az 24 saat bekletilmelidir. Filtre kağıdı üzerinde biriken TAP kütle
konsantrasyonu, filtre üzerindeki ağırlık fazlalığı ve toplam hava akışından
hesaplanabilir. Bu yöntem 24 saatlik entegre ve 100 µm.e kadar olan TAP
ölçümleri için uygulanabilir.
1.2.2.2 Orta / Düşük Hacimli Örnekleyici Yöntemleri
Orta hacimli örnekleyici yönteminde, hava geçişi 100 l/dk (150 m3/gün) dır.
Örneklem girişi ve filtre çapı yaklaşık 5 cm. dir. Örneklem etkinliği, rüzgar hızına
kuvvetle bağlıdır. Örneklem etkinliği, 25-50 µm. arasındaki partikül tutma
aralığında rüzgar hızı ile monoton olarak azalır.
Düşük hacimli örnekleyicide, günlük hava geçişi sadece birkaç (≅2) m3/gündür.
Örneklenen düşük hacimden dolayı, gravimetrik deteksiyon limiti oldukça
yüksektir (onlarca µg/m3). Düşük hacimli örnekleyici yöntemi, mikro-terazi ve
kontrollü sıcaklık ve nem koşullarının bulunmaması durumunda, gravimetrik
uygulamalar için kullanılamaz; sadece partikül yüklü filtrelerin analizi amacına
yönelik olarak kullanılabilir. Düşük hacimli örnekleyici yöntemi, metal ve ikincil
aerosol analizleri için, bazı durumlarda, koyuluk ölçümleri için kullanılabilir.
1.2.2.3 Geniş Aralıklı Aerosol Sınıflandırıcı Yöntemi
Avrupa Topluluğu (EC), TAPM in belirlenmesi için, özel çalışmalarda, geniş
aralıklı aerosol sınıflandırıcıların kullanılabileceğini belirtmiştir.
33
Geniş aralıklı aerosol sınıflandırıcıları esas olarak, yüksek hacimli bir
örnekleyicidir. Orijinal tasarımı, Burton ve Lundgren tarafından 1987' de
yapılmıştır. Merkezi örneklem girişi çapı 60 cm. (Yüksek hacimli örnekleyicinin
iki katı) dir ve 160 cm. çapında bir rüzgar siperi ile korunmaktadır. Örneklem
akış hızı, 2500 m3/saat (60.000 m3/gün, yüksek hacimli örnekleyicinin 25 katı)
ve giren havanın hızı 2.3 m/s dir.
Geniş aralıklı aerosol sınıflandırıcı sistemi; 60 µm.nin üzerindeki partiküllerin,
hızlı rüzgarlarda bile örneklenmesine izin veren tek sistemdir. Ölçüm aralıkları;
10, 20, 40 ve 60 µm. olan 4 tek aşamalı impaktör ve toplam partikül aşamasıdır.
Havanın tamamı, izokinetik şartlarda (akış hızı ≅2.400 m3/gün) merkezi
örneklem girişinden alınır.
Teorik üstünlüklerine rağmen, geniş aralıklı aerosol sınıflandırıcının, özel
uygulamalar için tasarlanmış bir cihaz olduğu unutulmamalıdır. Çevre havası
şartlarında işçiliğin zor olması, boyutlarının büyük olması (geniş aralıklı aerosol
sınıflandırıcı bir treylere kurulur, elektrik harcaması 3 fazlı ve gürültü seviyesi
oldukça yüksektir) gibi nedenlerle genel kullanımlar için uygun
görülmemektedir.
1.2.3 Partikül Boyut Ayırımlı Örneklem Sistemleri
Torakik partikül fraksiyonunu belirlemek için; yüksek hacimli ve orta hacimli
örnekleyicilere uygun bir PM10 girişi monte edilebilir. Düşük hacimli
örnekleyici+PM10 örnekleyicisinin birlikte kullanımı anlamsızdır; çünkü düşük
hacimli örnekleyici, çapı 10 µm. den küçük olan partikülleri örnekler. İmpaktör ve
siklonun birlikte kullanıldığı ticari ekipmanlar mevcuttur. Bunların özel örneklem
girişleri birbirine uydurulmuştur. APM örneklenirken PM10, çaplarına göre bir
veya daha fazla fraksiyona ayrılır. Örneklem girişinin simetrik şekli nedeniyle,
rüzgar hızı bağımlılığı bertaraf edilir. Her bir boyut fraksiyonu, belirlenen
örneklem süresinde ayrı bir filtrenin üzerinde toplanır.
Yöntem, 1-5 µg/m3 ün üzerindeki konsantrasyonlardaki, PM10 un 24 saatlik
entegre ortalamalarının ölçülmesi için uygundur.
İmpaktör tipi cihazlar, siklon tip cihazlara göre, kritik yüzeyler üzerinde daha az
kirliliğe sebep olur. Böylece örneklem karekteristikleri, uzun örneklem periyotları
sonunda hafifce kötüleşir.
1.2.4 Partikül Fraksiyon Tanımları ile Uyum
Değişik örneklem yöntemlerinin, boyut ayırımlı örneklem performansları Tablo 3
de özetlenmiştir.
34
Tablo 3: Partikül boyut fraksiyonları için uygun örnekleyiciler
ISO partikül
boyut
kategorileri
Asılı partiküler
madde (SPM)
göstergesi
Toplam
partiküller
TAPM
TAP
Solunabilir
fraksiyon
(Üst solunum
yollarında)
!!!!!
!
!!!!-!!!!!
Torakik fraksiyon
(Boğaza kadar
inen)
Solunabilir
fraksiyon
(Alt solunum
yollarına kadar)
PM10
Örnekleyici
Geniş aralıklı aerosol sınıflandırıcı
Yüksek Hacimli
Örnekleyici
Geniş aralıklı aerosol sınıflandırıcı (<60
µm)
1. Geniş aralıklı aerosol sınıflandırıcısı
(<10 µm)
2. Yüksek hacimli örnekleyici + PM10
girişi
3. Orta hacimli örnekleyici + PM10 girişi
4. TEOM + PM10 girişi
5. BAM + PM10 girişi
PM4, PM2.5
(ince partiküller)
Orta hacimli örnekleyici + PM2.5 girişi
Işık Kırınımı (Nefhelometre)
Düşük hacimli örnekleyici
Küçük karbonlu
tozlar
Düşük hacimli örnekleyici / Siyah
duman
1.3 Analiz Sistemleri
Partikül yüklü filtrelerin analizi; fiziksel ve kimyasal yöntemler kullanılarak
gerçekleştirilir. Temel olarak 3 farklı tip analiz yapılır:
1. Örneklemin toplam kütlesinin tayini,
2. Toplanan partiküler maddenin boyut dağılımının karekterizasyonu,
3. Partikül fraksiyonlarının kimyasal analizleri.
35
1.3.1 Kütle Tayini
1.3.1.1 Gravimetri
1.3.1.1.1 Analitik Terazi Kullanılarak Gravimetri
Bu kesikli bir işlemdir ve doğrudan gravimetrik anlamda hava kalitesi kriterleri
verilir.
Toplanan partiküler maddeye bağlı olarak, filtre net ağırlığının belirlenmesi için,
filtreler örneklemden önce ve sonra analitik terazide tartılır. Blank ve partiküler
madde yüklü filtreler; tartımdan önce, sıcaklık ve nemi kararlı hale gelinceye
kadar desikatör ortamında bekletilir. Çevre havasındaki kütle konsantrasyonu;
filtre üzerinde toplanan ilave kütlenin, standart sıcaklık ve basınç düzeltmeleri
yapılan hacme bölünmesi ile hesaplanır.
Manuel gravimetrik sistemde yoğun bir işçilik vardır. Eğer günlük örneklem
yapılması planlanıyor ise, otomatik sistemlerin kullanılması göz önüne alınmaya
değerdir.
1.3.1.1.2 TEOM (Tapered Element Oscillating Microbalance) Teknikleri
Kullanılarak Gravimetri
Partikül yüklü hava, salınımlı hollow tapered tüp üzerine kaplanmış bir filtre
kartuşu içinden çekilir. Filtre üzerinde toplanan kütle artarken, tüpün doğal
osilasyon (yüzlerce Hz) frekansı azalır. Kütle konsantrasyonu, partiküler
maddenin kimyasal bileşimine bağımlı olmaksızın kütle ve frekans arasındaki
direk ilişkiden ölçülür. TEOM çekici bir alternatiftir. Sürekli, anlık ve otomatik
ölçüm yapma imkanını sağlar. Sakıncaları ise şunlardır: Başlangıç yatırım
miktarı yüksektir, toplama filtrelerini sıkça değiştirmek gerekir (yüksek
konsantrasyonlarda haftalık) ve sıcaklık kontrollu bir kabine ihtiyaç vardır. Bu tür
cihazlar, saatlik ve günlük ölçümler için düşünülebilirse de, bunların rutin
izlemede kullanılmaları için genel bir öneride bulunmadan önce, daha çok saha
deneyimine ihtiyaç vardır.
1.3.1.2 Radyometri / ß Işını Absorbsiyonu
APM nin ölçülmesinde en yaygın olarak kullanılan yöntemdir. Beta ışını
absorbsiyonu ölçüm cihazı, beta ışınlarının absorbsiyonunun maddenin
kütlesiyle orantılı olarak artması prensibini esas alarak çalışır. Bu prensibi esas
alan monitörler, Beta-partikül Attenuation Monitors (BAM) olarak adlandırılır.
Partiküller bir filtre kağıdı üzerinde toplanır ve üzerine ß ışınları gönderilir.
Absorblanan beta ışını, toplanan partiküllerle orantılı olarak artar. Madde düşük
enerji seviyelerinde ışınlanır ve ışınların bir kısmı absorblanır, bir kısmı yansır.
Filtre kağıdı üzerinde toplanan partikül maddelerin beta ışınları tarafından
ışınlanmasıyla, toplanan madde miktarı tayin edilir. Birim kütle başına ßabsorbsiyonu, mevcut numunedeki atomik oranına ve elementlerin kütle
36
numarasına bağlıdır. Bu oran, bütün elementler (H ve Pb hariç) için daima
sabittir (0.44-0.53 arası). Zira, ß tekniği, toplanan partiküllerin kimyasal yapısına
çok az bağımlıdır. Dış ortam ß sonuçlarının, periyodik olarak kalibre edilmeleri
gerekir ve bu amaç için TEOM'un kullanışlı olabileceği düşünülebilir.
Şekil 1: ß ışını absorbsiyon yöntemi akış şeması
ß yöntemi; sürekli, on-line veri temini, otomatik ve pratik olması nedeniyle
yaygın olarak kullanılmaktadır.
Geçen beta ışınının yoğunluğu ile partiküler madde miktarı arasında, aşağıdaki
eşitlikle, bağıntı kurulur.
I=Io (-um/Xm)
I: Filtre ve partiküller üzerinden geçen beta ışını yoğunluğu
Io: Sadece filtre üzerinden geçen beta ışını yoğunluğu
um: Kütle absorbsiyon sabiti (cm2/gr)
Xm: Partiküler maddenin kütlesi
Bu eşitlikten APM nin kütlesi:
Xm=1/um ln(Io/I) olarak hesaplanır.
APM nin konsantrasyonu da;
C = S/V€Xm × 103 = (S/V)€(1/um)€ln(Io/I) × 103 olarak hesaplanır.
Burada;
37
C: APM nin konsantrasyonu (mg/m3)
S: Toplama yüzeyi (cm2)
V: Geçen hava hacmi (m3)
1.3.1.3 Reflektometri / Siyah Duman
Partikül yüklü filtrelerin gözlenen koyuluğu, çevre havası aerosolünün toplam
grafitik karbon içeriğinin ölçümü olarak yorumlanır. Koyuluk, bir blankten (R0) ve
partikül yüklü filtreden (R) geçirilen beyaz ışığın reflektansının karşılaştırılması
ile belirlenir. Yansıyan ışın, filtre yüzeyindeki partikül üzerinden iki defa geçer ki;
Ln (R/R0) = 2 Ln (I/I0) dir. Burada I0 beyaz ışığın şiddeti ve I partikül
tabakasından geçen ışının şiddetidir. Pratikte, partiküller, filtre ortamı içine, filtre
tipi ve yüzey hızına bağlı olarak nüfuz ederler. Bu yansımayı arttırır ve geçişi
azaltır. Bundan dolayı, OECD kalibrasyonu sadece Whatman #1 filtre kağıdı
ve/veya cam elyaf filtreleri için verilmiştir (klasik OECD metodunda önerildiği
gibi). Sadece bu şartlar altında, OECD kalibrasyon eğrisini, standart siyah
duman eşdeğer µg/m3 olarak koyuluğa çevirmek, uygulamayı anlamlı hale
getirir.
Siyah duman yöntemi, sadece evsel ısınma amacıyla kömür yakılan
durumlarda, kömürün tam yanmaması sonucu oluşan karbon partikülleri için
anlamlıdır.
Siyah duman yöntemi, düşük maliyeti ve karmaşık olmayan işletim koşulları
nedeniyle halen kullanılmaktadır. Bu nedenle, siyah duman ölçümleri ile çok
geniş bir epidemiyolojik veri seti oluşturulmuştur. Siyah duman ölçümünün,
uygun bir gravimetrik yöntem ile değiştirilmesi düşünüldüğünde, veri setinin
devamlılığından emin olmak için seçilen yeni kütle ölçüm yöntemi ile en az bir
yıl paralel olarak çalışmaya devam edilmelidir.
1.3.1.4 Nefhelometri / Işık kırınımı
Genel olarak çevre havası aerosollerinin 0.1 ile 3 µm (~ PM2.5) aralığındaki
ölçümü için, toplam ışık kırınımı yöntemi kullanılır. Bu yöntem, absorbe olmayan
beyaz partiküllerin, özellikle ikincil aerosoller (sülfat+nitrat+ amonyum) için
üstün bir yöntemdir.
Kırılan ışığın, gravimetrik kütle konsantrasyonlarına dönüştürülmesinde, siyah
duman yönteminde olduğu gibi aynı mahzurlar vardır. Nisbi nemin %70 veya
daha fazla olması halinde, partikül boyutları büyüyecek ve sonuçların hatalı
çıkmasına sebep olacaktır. Bundan dolayı, nisbi nemin yüksek olması
durumunda, tahmin edilenden önemli derecede büyük değerler gözlenmiştir.
Çoğu cihazda bu problem, dahili bir ısıtıcı kullanılarak çözülmüştür. Bu yöntem,
kütle ölçümü için uygun olmamasına rağmen görüş mesafesinin
değerlendirilmesine yönelik çalışmalarda önemli uygulamaları bulunmaktadır.
38
1.3.1.5 Piezoelektrik terazi yöntemi
Partiküllerin yapışmasıyla bir quartzın frekansındaki düşüşten, kütle
konsantrasyonu olarak elde edilir. Bu metodun avantajı çok hassas
olmasıdır.
Piezoelektrik terazi sistemi, tek parça emme mekanizması, APM nin toplama
ve tayin aygıtı, yıkama mekanizması, yüksek voltaj devresi, işlem kontrol
birimi v.b.den oluşur.
Şekil 2: Piezoelektrik terazi yöntemi şeması
1.3.2 Partiküler Maddelerin Kimyasal ve Fiziksel Karakterizasyonu
Bir filtre üzerinde toplanan partiküler maddelerin fiziksel ve kimyasal analizi,
metaller (kurşun gibi) veya özel kirleticiler (BaP gibi) gibi özel parametreleri
belirlemek için yapılır. Bu bileşimsel karakterizasyon, farklı TAP kaynaklarının
dağılımının araştırılması kadar, potansiyel çevre ve sağlık etkilerinin
değerlendirilmesi için de önemlidir. Uçucu olmayan hava kirliliği bileşenlerinin
değişik örneklerinin geriye dönük olarak araştırılması için, filtreler bir örnek
bankasında muhafaza edilerek de kullanılabilir. Genellikle çok elemanlı
teknikler, mesela X ışını fluoresans (XRF), Nötron aktivasyon analizleri (NAA),
indüklenmiş partikül X ışını emisyonu (PIXE) ve indüklü çiftli plazma atomik
emisyon spektrometri (ICP-AES), partiküllerin daha karmaşık kimyasal
karekterizasyonunun elde edilmesi için kullanılabilir.
Filtrelerden elde edilen analiz sonuçlarının yorumlanmasında, azami dikkat
gösterilmelidir. Filtre üzerindeki iyonların spektrumu, havadaki iyonları temsil
etmeyebilir ve örneklem sırasındaki kimyasal reaksiyonlardan etkilenmiş olabilir.
Bu etkileşimler; sülfat etkileşimini bertaraf etmek, asit partiküllerinin
nötralizasyonu ve amonyum tuzlarının buharlaşmasını engellemek için, denuder
kullanımı ile sınırlandırılabilir.
Toplanan partiküllerin bileşimini belirlemek için, geniş çapta fiziksel ve kimyasal
teknikler kullanılabilir. Kimyasal teknikler temel olarak, geniş hacim
örneklerindeki metaller ve iyon grupları gibi fonksiyonel varlıkların tayini için
kullanılır. Fiziksel teknikler ise, tek partiküllerin incelenmesi ve elementel
moleküler / kristal bileşimini belirlemek için kullanılır. Yaygın olarak kullanılan
teknikler aşağıdaki bölümlerde açıklanmıştır.
39
1.3.2.1 Partikül Morfolojisi
1. Bir kural olarak, kaba partiküllerin (toprak tozu, lastik tozu, polen, pudra ve
insanlar tarafından oluşturulan mineral lifleri gibi lifli aerosoller) analizi için
basit bir mikroskop kullanılır.
2. 1 µm’den küçük partiküllerin (sigara dumanı, asbest gibi) daha detaylı
morfolojik analizleri ve elementel analizler için elektron misroskobu kullanılır.
1.3.2.2 Elementel Analizler İçin Analitik Teknikler
Geçen otuz yıl boyunca, atmosferdeki eser elementlerin tayinine yönelik ilgi
artmıştır. Bu ilgi, çevre-sağlık ilişkileri, epidemiyolojik çalışmalar, görüş
mesafesinin azalması, yasal düzenlemelere uygunluk ve atmosferik taşınım
çalışmaları gibi konuları içerir. Partiküler madde içeriği eser elementlerin
tayininde, esas olarak yedi teknik kullanılması mümkündür.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
X-ray Fluorescence (XRF)
Nötron Aktivasyon Analizi (NAA)
Particle Induced X-ray Emission
Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES)
Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS)
Ion Chromatography (IC)
Temel özellikler aşağıda özetlenmiştir. İlk üç teknik çok elementli, numunenin
parçalanmasını gerektirmeyen, nükleer ve/veya atomik esaslı ve dünyanın her
yerinde yıllardan beri büyük ölçüde kullanılan tekniklerdir. Mesela XRF, yüksek
enerjili X ışınları ve karakteristik UV fluoresansının analiziyle örneklerin
uyarılması ile yapılır. Bir kural olarak; XRF, silisyumdan kurşuna kadar eser
elementlerin (Pb, Zn, Ca, Si gibi) tayinini mümkün kılar.
4-6 yöntemleri numunenin parçalanmasını gerektirir. ICP-AES, ve ICP-MS de
ayrıca çok elementlidir. AAS'de genellikle tek element tayinleri mümkündür.
AES de analiz, numune sıcak alevde atomlarına ayrıldığında, açığa çıkan
karakteristik görünür ışık floresansı kullanılarak yapılır. Eser elementlerin çoğu
tayin edilebilir. Bu teknik özel yıkama yolu ile uzaklaştırma işlemini
gerektirmektedir. AAS AES’ ye analogdur, ancak analiz karekteristik görünür
ışığın absorbsiyonu ile yapılır. Genel olarak AAS'in alev ve grafit fırın olmak
üzere iki alternatifi vardır. Bu yöntem, esas olarak tek metal tayini için uygun
olmasına rağmen, aynı anda bir element analizi yapılırken 4-5 element için
birlikte kullanılır.
İyon kromatografi yöntemi, anyonların [ S-bileşikleri, (NO3)-, (Cl), (Br)-, (F)-, (I)-,
(HPO4)-2, (BrO3)-, karboksil (COOH)- gibi ] ve katyonların [ (NH4)+, (Na)+, (K)+,
(Ca)+2, (Mg)+2 gibi ] ppb’den daha düşük konsantrasyonlarının tayini için geniş
ölçüde kullanılabilir. Bu yöntem genellikle, halojenler, kükürt bileşikleri, (NH4)+
ve (NO3)- tayinleri için kullanılırken, partiküler madde içeriği ağır metal analizi
40
için düşünülmez. AES veya AAS' de olduğu gibi, IC tekniğinde de numunenin
parçalanması için özel bir işleme ihtiyaç vardır.
Genelde, toplanan hava kaynaklı partiküler maddelerin kütlesinin az olması
nedeniyle, numunenin parçalanmasını gerektirmeyen nükleer esaslı teknikler
(XRF, NAA, ve PIXE), filtrelerin çözünme ihtiyacı olmaması ve pek çok element
için hassasiyetinden dolayı elementlerin çoğu için çok uygundur. Ancak, ICPAES, ICP-MS ve AAS yöntemleri, yağmur ve kar suyu analizleri için tercih
edilirler. ICP-AES, ICP-MS ve NAA, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde
yaygın olarak kullanılmaktadır. Benzer şekilde, AAS teknikleri de geniş çapta
kullanılmakta olup hava kaynaklı partiküler maddelerin analizi için hızlı bir
yöntemdir. Tersine olarak, gelişmekte olan ülkelerin çoğunda, ICP-AES ve ICPMS daha az yaygındır.
1.3.2.3 Organik Bileşikler İçin Analitik Teknikler
Hava kalitesi çalışmalarında, organik bileşiklere de ilgi artmasına rağmen, bu
bileşiklerin araştırılmaları hala rutin olmaktan uzaktır.
Yüksek molekül ağırlıkları ve düşük çözünürlüklerinin bir sonucu olarak, hem
alifatik hidrokarbonlar (Ahs) (uzun zincirli), hem de polisiklik aromatik
hidrokarbonlar (PAHs) (halka yapılı), atmosferik partiküllerle birleştirilmektedir.
Partiküler maddeler, yüksek hacimli örnekleyiciler kullanılarak cam elyaf filtreler
üzerinde toplanabilir.
Analizlere yönelik özet bilgiler aşağıda verilmektedir:
1. Metilen klorür kullanılarak bir soxhelet cihazında, cam elyaf filtrelerden
ekstraksiyon.
2. Ekstraktın, bir döner evaporatörde kurutularak konsantre edilmesi ve hekzan
içinde toplanması (1 ml).
3. Ekstraktın, bir silika veya alumina kolonda saflaştırılması. İki fraksiyon elde
edilmesi.
I - Fraksiyon A (polar olmayan) alifatik hidrokarbonları ihtiva eder. Önce
hekzanla yıkanarak uzaklaştırılır.
II - Fraksiyon B (polar) PAHs’ları ihtiva eder. Hekzan ve metilen klorürle
yıkanarak uzaklaştırılır.
4. Her iki fraksiyon da gaz kromatografisinde kapiler kolonla analiz edilir ve
kütle spektrometresi kullanılarak bileşiklerin cinsleri tayin edilir.
41
2. KALİTE GÜVENİLİRLİĞİ
Kalite güvenilirliği, ölçümlerin istenen güvenlik seviyesinde belirlenen
standartları karşılayacak şekilde yapıldığını kanıtlayan bir faaliyetler sistemidir.
Kalite güvenilirliği programı, sadece standart kalite kontrol prosedürlerini
içermez. Ölçümün belli doğruluk ve kesinlikte yapılmasını sağlayan
prosedürleri, izleme amaçlarının tanımı, izleme ağı tasarımı, yönetim yapısı,
cihaz seçimi, eleman eğitimi, denetim gibi konuları da kapsar. Uygun bir kalite
güvenilirliği, izleme ağı içinde ve farklı izleme ağları arasında karşılaştırılabilir,
birbiriyle uyumlu harmonize edilmiş verilerin sağlanması demektir. Kalite
güvenilirliği programı, farklı cihazlardan elde edilen sonuçların kabul edilebilir
aralıkta olmasını, laboratuvarlar arası farklılıkların minimum düzeyde olmasını
sağlar.
2.1 Kalite Güvenilirliği Programının İşletimsel Özellikleri
Bir kalite güvenilirliği planının hazırlanmasında ilk adım, Bölüm 1.1 de tartışılan
tüm izleme amaçlarının oluşturulması ve bunlardan gerekli veri kalitesi
amaçlarının türetilmesi olmalıdır. Veri kalitesi amaçları, bir çalışmayı tasarlarken
kabul edilebilir belirsizlik seviyesini de içeren gerçek spesifikasyonlardır.
Veri kalitesi amaçlarının tanımı, kalite güvenilirlik programının işletimsel
özellikleri aşağıda verilmektedir:
♦
♦
♦
♦
♦
♦
İzleme ağı tasarımı
Ölçüm yerinin seçimi
Ekipman seçimi
Ölçüm yeri alt yapısı ve rutin işletme
Ekipmanın kalibrasyon ve bakımı
Verilerin incelenmesi ve değerlendirme
İzleme ağı tasarımı, izleme noktalarının sayısı ve dağılımı ile örneklem zaman
dağılımının belirlenmesi ile gündeme gelir. İzleme ağı tasarımı, ölçüm
amaçlarına ve kirleticilerin dağılımına bağlıdır.
Genel kriterler:
!"Etkilenen nüfus (sağlık yönünden)
!"Etkilenen çevre
!"APM probleminin coğrafik ölçeği
!"Kaynaklar ve emisyonlar
!"Meteoroloji / topoğrafi (dağılma koşulları)
42
Asılı partiküler maddelerin rutin olarak izlenmesi için belirli önerilerde
bulunulabilir:
•
Rutin izleme çalışmaları için; ölçüm yerleri endüstriyel, yerleşim, ticari, şehir
merkezi gibi mevcut kentsel çevre sınıflandırmalarına göre şehir içinde
temsili olarak belirlenmelidir.
• Şehir dışındaki kirletici kaynaklarının katkısını belirlemek için, seçimde hakim
rüzgar yönü de dikkate alınmalıdır.
• Kaba partikül fraksiyonlarının örneklemi için, kurşun ergiticiler, çimento gibi
lokal kaynaklardan oluşan hava kalitesi etkilerini belirlemek üzere hedef
oryante sitlerin belirlenmesi uygun olabilir.
Zamana bağlı örneklem için aşağıdaki öneriler getirilebilir:
• 24 saatlik ortalama konsantrasyonlar ölçülmelidir.
• Mevsimsel değişimleri belirlemek ve yıllık temsili ortalama değerlerini elde
etmek üzere izleme faaliyetlerinin yıl boyunca yapılması önerilmektedir.
• Yıllık ortalama değerlerle karşılaştırma yapmayı sağlamak üzere her gün
örneklem yapılması gerekmez (Ek 2). Minimum gereksinim, en az 6 günde
bir veya değişim fazla ise daha sık yapılması önerilir.
Epizot koşullarında gerekli olmasına rağmen, saatlik bazda rutin izleme
yapılmasına gerek yoktur.
2.3 Ölçüm Noktasının Seçimi
Lokasyon tipi belirlendikten sonra, gerçek ölçüm noktalarının seçimi için pek çok
faktör dikkate alınmalıdır. Örneğin, kabul edilebilirlik, ekipmanın emniyeti, alt
yapının hazırlanması (elektrik, telefon vb.)
İlave olarak, izleme noktası istasyon çevresindeki alanı temsil etmelidir.
Minimum olarak, aşağıda verilen temel kurallar karşılanmalıdır:
• Örneklem borusu çevresinde, örneklem cihazı çevresindeki hava akışını
etkileyen engellerden uzak sınırsız bir akış olmalıdır (binalardan,
balkonlardan, ağaçlardan bir kaç metre uzaklık gibi).
• Genel olarak, örneklem girişi, yer seviyesinden 1.5 - 4 metre yükseklikte
olmalıdır. Yoğun trafik koşullarında potansiyel insan maruziyetinin
belirlenmesi için 1.5 metre yükseklikte olması tercih edilir. Ancak, pratik
sebeplerle (cihaza verilebilecek zarar riskine karşı korunma gibi) genellikle
yer seviyesinden 2.5 metre yükseklik kabul edilebilir. Maksimum yükseklik 4
metre olarak önerilir. Ancak bazı durumlarda 8 metreye kadar yükseklik
gerekli olabilir.
43
• Örnek girişi, hava kirliliği dumanlarından etkileşimi önlemek için kaynakların
çok yakın çevresine yerleştirilmemelidir.
• Hortum çıkışı, filtrelenmiş olan havanın örnekleyici girişinden yeniden
sirkülasyonunu önlemek için en az 3 metre uzakta olmalıdır.
Örneklem noktası seçim prosedürleri, dokümente edilmelidir. Ayrıntılı harita ile
beraber alan çevresine ait fotoğraflar bulunmalıdır. Seçim kriterlerinin
geçerliliğini kontrol etmek için ölçüm noktaları düzenli aralıklarla yeniden
gözden geçirilmelidir.
2.4 İzleme İstasyonu Tasarımı
Yüksek hacimli örnekleyici gibi manual partikül örnekleyicileri açık havada
yerleştirilir. BAM ve TEOM (ve siyah duman örnekleyicileri) ise özel
koruyucuların içine yerleştirilir ve dış ortam havası bir örneklem hortumu
aracılığı ile içeri çekilir.
Örnek hattında su yoğunlaşması ve görünür partikül birikimi olmamalıdır.
Karşılaştırılabilir hava kirliliği verilerini üretmek üzere, izleme istasyonları
kurulur. Hava giriş sistemi, dikey yüzeylerden (duvar gibi) en az 1 metre
uzaklıkta ve yatay yüzeyden (yer seviyesi) >2 metre olmalıdır. Örneklem borusu
yüksek sıcaklık, güneş ışınları, yağmur, yüksek rüzgar hızı gibi dış hava
koşullarından korunmalıdır.
2.5 Ekipman Seçimi
Ekipman seçimi için temel prensipler, Bölüm I de özetlenmiştir. Genel olarak,
belirlenen izleme amaçlarını karşılayan en düşük maliyetli cihaz seçilmelidir.
Partikül izlenmesi için kullanılan cihaz tipleri Bölüm II de verilmiştir.
Genel bir kural olarak, kabul görmüş ve güvenilir ölçüm yöntemleri ve cihazları
kullanılmalıdır. (Örneğin, ISO, US EPA, TÜV ve eşdeğeri kuruluşlar gibi.) Yeni
metodolojilerin geçerlilikleri, mevcut yöntemlere karşı kontrol edilmelidir.
2.6 Ölçüm Noktası Alt yapısı ve Rutin İşletme
Rutin işletme sırasında gözlenecek genel prensipler Bölüm I de özetlenmiştir.
Örneklem konfigürasyonu; ölçülen partiküler madde konsantrasyonu ve
dağılımının örneklem noktasındaki partikül konsantrasyonu ve dağılımını doğru
olarak temsil edebilecek şekilde tasarlanmalıdır.
Veri bütünlüğünü sağlamak ve toplanan veri miktarını arttırmak için çeşitli
operasyonlar gerekir. (2.7 ye bakınız) Genel olarak, istasyonlar belirlenmiş
zaman aralıkları içinde rutin olarak ziyaret edilmelidir. Her istasyon ziyaretinden
44
sonra geniş kapsamlı
oluşturulmalıdır.
kalibrasyon
kayıtları
ve
cihaz
kontrol
listesi
İşletmeye yönelik olarak gerçekleştirilen çalışmalar, kağıt üzerine dökülmelidir.
Kalite kontrol prosedürleri, kullanılan örneklem yöntemi (cihaz ve filtre kağıdı tipi
gibi), akış kontrol prosedürleri, analiz yöntemi, kalibrasyon prosedürleri (sıfır ve
span), hatalara karşı uygulanan işlemler, bakım prosedürleri, örneklem ve
ölçüm değerinin okunması, rapor oluşturma prosedürleri, seçilen referans
yöntem ile yapılan paralel ölçüm raporlarını içermelidir.
2.7 Ekipman Kalibrasyonu ve Bakımı
Uygun bakım prosedürlerinin önemi göz ardı edilemez. Bir cihaz, ancak sahada
uzun süreli ve başarılı bir şekilde çalıştırılması durumunda geçerlidir. Sarf
malzemelerinin değiştirilmesi, rutin kontroller vb. gibi cihaz üretici firması
tarafından önerilen tüm kontroller için bir bakım tablosu oluşturulmalıdır.
Doğru ve yeniden üretilebilir hava kalitesi verilerinin elde edilebilmesi için,
ekipmanın uygun bir şekilde kalibre edilmesi gerekir. Partikül örneklem
cihazının, bilinen miktarda partikül karışımının örneklem girişinden geçirilmesi
suretiyle kalibre edilmesi mümkün değildir. Bu nedenle, kalite kontrol / kalite
güvenilirliği prosedürleri; akış hızının ölçülmesi ve karşılaştırılabilirlik
çalışmalarına odaklanmaktadır.
• İdeal olarak, akış hızı kontrol denetimleri, koşullar uygun ise, yılda 2 - 4 kez
yapılmalıdır.
• Problemleri ortaya çıkarmak üzere, periyodik olarak farklı cihazların birarada
çalıştırılması önerilir. Referans eşdeğeri prosedürler kullanılarak saha
karşılaştırmaları yapılmalıdır. TEOM analizörleri, akış hızı testinden bağımsız
olarak ve bilinen kütleli filtreler kullanarak cihazın doğrulanması ile
karşılaştırılabilir.
3. ÖNERİLER
3.1 Genel
1. Nüfusu yoğun olan şehirlerde partiküler madde izlenmesi teşvik edilmelidir.
2. Partiküler madde izlenmesi için gerekli minimum ihtiyaç, Dünya Sağlık
Örgütü günlük ve yıllık rehber değerleri ile karşılaştırılmasıdır.
3. Partiküler madde konsantrasyonlarının, sağlık etkilerinin belirlenmesine
yönelik çalışmalar için ölçülmesi düşünülüyor ise, ayrıca kükürt dioksit
ölçümleri ile birlikte yapılmalıdır.
45
3.2 Boyut Fraksiyonu
4. Kurşun, çevresel etki ve kaynak belirleme çalışmaları gibi belli kimyasal
bileşenlerin sağlık etkilerini belirlemek için, TAP izlenmelidir.
5. Genel olarak, boğaz fraksiyonu (PM10), sağlık etkilerinin belirlenmesi için
izlenmelidir.
3.3 Şehirler İçindeki Örneklem
6. Lokal kaynakların hava kalitesi üzerindeki etkilerini belirlemek üzere; kaba
partikül fraksiyonlarının örneklemi için, kurşun ergiticiler, çimento fabrikaları
gibi hedef oryante ölçüm noktalarının seçilmesi uygun olacaktır.
3.4 Örneklem Süresi
7. 24 saatlik ortalama konsantrasyonlar ölçülmelidir.
8. Mevsimsel değişimleri belirlemek için ve temsili yıllık ortalamaların elde
edilebilmesi için yıl boyunca izleme yapılması önerilir.
9. Yıllık ortalama rehberler ile karşılaştırma yapmak üzere her gün örneklem
yapılması gerekmez. Minimum gereksinim, en azından 6 günde bir veya
standart sapmaların büyük olması durumunda daha sık örneklem yapılması
gerekebilir.
10.Bir yıl boyunca maksimum günlük değer ve günlük ortalamaların % 98’i
gerekiyor ve kriterler ile karşılaştırılıyorsa, hergün örneklem yapılması
gerekir. Lokal toplum üzerinde epidemiyolojik çalışmalar yapılıyorsa veya
hava kirliliği epizodu sırasında gerekli olacak rutin izleme gereksinimi
nedeniyle günlük örneklem gerekir.
11.Rutin izleme çalışmaları için saatlik bazda veri elde edilmesine gerek yoktur.
46
!
BÖLÜM: III
HAVA KALİTESİ ÖLÇÜMLERİ İÇİN
PASİF VE AKTİF
ÖRNEKLEM METODOLOJİLERİ
47
48
A. PASİF ÖRNEKLEM
METODOLOJİLERİ
Çeşitli gazlar için kullanılan pasif örnekleyiciler; gaz veya buhar halindeki
kirletici numunelerini, atmosferde statik bir tabaka içinden difüzyon veya bir
membran içinden permeasyon gibi fiziksel bir işlemle, atmosferden hız kontrollu
olarak alabilen cihaz olarak tanımlanır. Ancak burada, havanın örnekleyici
içinden aktif bir hareketle geçmesi gerekmez. Modern pasif örneklem
yöntemleri; kurşun peroksit mumu yöntemi, Liesegang yöntemi veya Fukui
yöntemi gibi difüzyon yolu olmaksızın doğrudan havaya maruz bırakılan
absoblama yüzeylerini içeren daha önce kullanılan pasif örneklem
yöntemlerinden ayrılmalıdır. Bu ölçüm sonuçları, meteorolojik koşullara kuvvetle
bağlıdır. Modern anlamda difüzyon tipi pasif örnekleyiciler, Palmes ve
Gunnnison tarafından; permeasyon / difüzyon tipi örnekleyiciler ise Reiszner ve
West tarafından geliştirilmiştir.
1. PASİF ÖRNEKLEYİCİLERİN
GENEL PRENSİPLERİ
Pasif örnekleyiciler genel olarak, bir ucu açık tüp tipli (Palmes tüpü olarak
adlandırılır) veya açık ucu membran filtre veya bir rüzgar siperi ile korunmuş
daha kısa plaka tipi bir yapıdadır (Şekil 3). Diğer taraftaki kapalı uçta ise çeşitli
gazların izlenebilmesi için uygun bir absorblayıcı bulunur.
Şekil 3: Tüp ve plaka tipi örnekleyiciler
Difüzyon tipi örnekleyicilerin temel prensibi; gaz moleküllerinin, yüksek
konsantrasyon bölgesinden (örnekleyicinin açık ucu), düşük konsantrasyon
bölgesine (örnekleyicinin sonundaki absorblayıcı) difüze olmasıdır. Gaz
moleküllerinin hareketi, Fick kanunları ile düzenlenmiştir. (1), (2). Akış,
konsantrasyon değişimi ile orantılıdır.
J= - D12
dc
dz
(1)
49
Burada,
J = z yönünde birim alanda (1) den (2) ye geçen gaz akışı (µg/m2s)
c = gaz(2) deki gaz(1) konsantrasyonu ( µg/m3 )
z = difüzyon yolunun uzunluğu (m)
D12 = gaz(2) deki gaz(1) in moleküler difüzyon katsayısı (m2/s )
Silindirin absorblayıcı yüzeyi alanı a (m2) ve uzunluk l (m) olduğunda, tüp
boyunca t saniyede transfer olan gaz miktarı Q(µg), şu eşitlikle verilmiştir.
D12 (C1 − C0 )at
l
Q=
(2)
Burada C0 ve C1 tüpün her iki ucundaki gaz konsantrasyonudur.
Bir difüzyon tüpünde, gaz (1) konsantrasyonu, tüpün (C0 = sıfır gibi) bir
ucundaki etkili bir absorblayıcı tarafından sıfırda tutulur. Maruziyet boyunca
tüpün açık ucundaki gazın (1) ortalama konsantrasyonu C1 dir. Buradan:
C=
Ql
D12 at
(3)
İzlenecek gaz için difüzyon katsayısı belirlenmeli veya literatürden temin
edilmelidir. Tüpün alanı ve uzunluğu ölçülerek bulunur.
Özellikle plaka tipi örnekleyicilere (3) nolu eşitlik doğrudan uygulanamaz, çünkü
etkin difüzyon hızı, rüzgar siperi ile etkilenmektedir (C0>0). Bunun yerine, her bir
örnekleyici tasarımı için, kontrollü test ortamları kullanılarak veya doğru bir aktif
örneklem yöntemiyle karşılaştırılarak ayrı bir ampirik faktör bulunmalıdır. Analit
konsantrasyonu aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır.
C=
Ql
De at
(4)
Burada De = Ampirik difüzyon katsayısıdır (m2/s ).
Pasif örnekleyicilerin, örneklem hızı aşağıda verilen formül kullanılarak
hesaplanabilir ve saniyede örneklenen hava ml. olarak ifade edilir.
SR =
D12 a
l
(5)
Bu pasif örnekleyicilerin örneklem hızlarının, aktif örnekleyicilerle doğrudan
karşılaştırılmasını mümkün kılar.
50
1.1 Pasif Örnekleyicilerin Geçerliliğinin Onaylanması
Pasif örnekleyiciler, otomatik monitörler ve aktif örnekleyicilerde olduğu gibi,
örnek hattından ziyade, doğrudan atmosferde izleme yapar. Yöntemin en büyük
avantajı budur. Bir bina veya koruma siperine ihtiyaç duymaz. Örnekleyici;
sokaktaki elektrik direği veya yol levhasının uygun bir yerine kolayca
tutturulabilir. Bununla birlikte, dışarıya yerleştirildiği için, çevreden gelecek tüm
etkilere maruz kalacaktır. Dolayısıyla bu etkilerin, ölçümün doğruluğu üzerindeki
etkisi kontrol edilmelidir.
Bu bölümde, bütün pasif örnekleyicileri etkileyebilecek muhtemel çevre etkileri
üzerinde durulacaktır.
1.1.1 Sıcaklık, Basınç, Nem ve Güneş Işığının Etkileri
İdeal teorik şartlar altında, sıcaklık ve basıncın difüzyon katsayısı üzerindeki
etkileri Palmes ve arkadaşları tarafından tartışılmıştır (1976). Eğer gaz
konsantrasyonu, standart sıcaklık ve basınçta µg/m3 olarak ifade edilmişse,
basınçtaki farklara bağlı bir etki olmayacak, ancak sadece sıcaklıktan dolayı
küçük bir etki söz konusu olacaktır. 25 °C da, örneğin, 5°C, karışma oranı
üzerinde sadece %0.8 lik bir farka sebep olacaktır. Pratikte, sıcaklıktaki
değişimler genel olarak küçüktür ve ılıman iklimlerde ihmal edilebilir. Yüksek
örneklem hızlı örnekleyicilerde, örneğin, plaka tipi gibi örnekleyiciler için,
sıcaklık etkisinin üzerinde durulması gerektiğine dair göstergeler vardır.
Bazı durumlarda, rölatif olarak absorbsiyon prosesi düşük olduğunda, pasif
örnekleyicinin örneklem hızı, sadece örnekleyici içinden havanın geçişi ile
örneklenen gazın difüzyonu ile değil, aynı zamanda, toplama ortamındaki gazın
absorbsiyonu ile de tayin edilir. Fick Difüzyon Kanunu'ndan hesaplanan değerle
karşılaştırıldığında; örneklem hızında azalmaya, sıcaklık ve nem etkisinde artışa
yol açar. Zira bu faktörler absorbsiyon prosesi üzerinde, difüzyondan çok daha
hassastır.
Yarı saydam malzemeden yapılmış örnekleyicilerin cevabında, güneş ışığı
yoğunluğundan etkilendiğine dair bazı göstergeler vardır. Bu durum
muhtemelen, absorbsiyon ürünlerinin fotokimyasal bozunmasından ileri
gelmektedir. Bu muhtemel etkilerin daha detaylı olarak araştırılmasına ihtiyaç
duyulmaktadır.
1.1.2 Rüzgar Hızının Etkisi
Düşük rüzgar hızlarında, örnekleyici yüzeyindeki hava, izlenen gazı tüketebilir.
Bu da, gaz moleküllerinin moleküler difüzyon ile örnekleyici yüzeyine taşındığı
laminar sınır tabakası derinliğinde artışa sebep olur. Rüzgar hızının artmasıyla
tabaka daha incelir. Bu durum, “starvation effect” olarak adlandırılır. “Starvation
effect”ten dolayı, örneklenen gazın difüzyon yolunun uzunluğu, örnekleyici
uzunluğunun artması ile eşdeğerdir ve böylece sonuçlar, ölçülen
51
konsantrasyonların altında bulunur. 0 m/s. ye yakın hızlarda, örnekleyici
tarafından toplanan analit kütlesindeki azalma, %30 kadar yüksek olabilir.
Starvation etkisi, örnekleyicinin dış ortamda serbest sirkülasyonlu bir alana
yerleştirilmesiyle ihmal edilebilir. Yüksek örneklem hızına sahip plaka tipi
örnekleyiciler, starvation etkisi için daha şüphelidir (Şekil 4).
Yüksek rüzgar hızlarında, örnekleyici içindeki türbülans, moleküler difüzyonla
oluşan etkin uzunluğun kısalmasına ve sonuçta konsantrasyonların daha
yüksek olarak tahmin edilmesine yol açabilir. Prensip olarak, sadece ucu açık
olan örnekleyiciler bu etkiye daha açıktırlar ve bu etki tüplerin uygun bir şekilde
tasarlanması ile azaltılabilir. Örneğin; rüzgarın etkisini en aza indirebilmek için,
uzunluğun çapa oranı daha fazla olan tüpler kullanılabilir. Bu, örneklem girişinin
yavaş olmasına sebep olur. Eğer yüksek toplama hızı gerekiyorsa, açık uçta
çok küçük gözenekli membran siper ile rüzgardan korunmuş kısa geniş plaka
tipi tüpler kullanılabilir. Örneklenen gazın etkilenmemesi için inert materyalden
yapılmış bir membran seçimine dikkat gösterilmelidir.
Şekil 4: Düşük rüzgar hızlarında (starvation etkisi) yüksek örneklem akışlı pasif
örnekleyiciler üzerine rüzgar hızının etkisi
Rüzgar yönüne bağlı herhangi bir etkiden kaçınmak için, örnekleyiciler, açık ucu
aşağıya gelecek şekilde dikey monte edilmelidir (iki yüzeyli tasarımlar hariç).
1.2 Seçilen Kirleticiler İçin Pasif Örnekleyiciler
Farklı gaz kirleticileri için, uygun örnekleyiciler bulunmaktadır. Bunlar Tablo 4 de
özetlenmiş ve takibeden bölümlerde tartışılmıştır. Pasif örnekleyiciler,
diğerlerinin yanısıra, NH3, HNO3, Cl2, formaldehit, ve asetik asit için de
geliştirilmiştir.
52
1.2.1 Azot Dioksit
Azot dioksit için geniş çapta kullanılan pasif örnekleyici, Palmes tüpü olarak
adlandırılan ve absorblayıcı olarak trietanolamin (TEA) in kullanıldığı difüzyon
tipi örnekleyicidir. Bu tüpler, kentsel ve kırsal alan ölçüm çalışmalarında yaygın
olarak kullanılmaktadır. Paslanmaz çelik gözenekli diskler, tüpün
birleştirilmeden önce TEA ve aseton çözeltilerine daldırılarak veya birleştirilmiş
tüpün içine bu çözeltiden az miktarda enjekte edilmek suretiyle, absorblayıcı
çözelti ile impregne edilir. Bu işlemler yapılırken, atmosferde NO2‘ den
gelebilecek kontaminasyona çok dikkat gösterilmeli, işlemler temiz bir ortamda
yapılmalıdır. Tüpün açık ucu kapatılmalı ve maruziyetten önce dikkatli bir
şekilde muhafaza edilmelidir.
Tüpler maruziyetten sonra, ortofosforik asit, N-(1-naftil)-etilendiamin
dihidroklorür (NEDA) çözeltisi içine sülfanilamid çözeltisi ilave edilerek azo
boyasına dönüştürülür ve 540 nm.de spektrofotometrede analiz edilir.
Spektrofotometre, standart nitrit çözeltilerine karşı kalibre edilir ve toplam NO2,
nitrit (NO2-) olarak tayin edilir.
NO2 difüzyon tüpleri alt deteksiyon limitinin yaklaşık 200 ppb h olduğu
belirlenmiştir. Bu da kentsel alan ölçümleri için yeterlidir. Dış ortam rüzgar
şartlarından ve çevre sıcaklığından etkilenmez. Atkins ve diğer araştırmacılar
tarafından yapılan çalışmalarda, difüzyon tüpleri ve kimyasal ışıma
(chemiluminescence) prensipli monitörlerin birbirleriyle uyumlu olduğu
bulunmuştur. Ancak son çalışmalar; difüzyon tüp örnekleyicilerle, kimyasal
ışıma prensipli monitörler arasında, uzun dönemlerde ve ölçüm noktalarında
sistematik farklılıklar görülmüş ve difüzyon tüplerinin NO2 konsantrasyonlarını
daha yüksek olarak tahmin edebileceği bulunmuştur. Bu durum, tüp üzerindeki
rüzgar türbülansı ile ilişkilendirilmiştir. Ancak uyuşmazlık sebebi henüz kesin
olarak açıklanamamıştır.
53
Tablo 4: Farklı Kirleticiler için pasif örneklem metodolojileri 1
Kirletici
Reagent
Reaksiyon
ürünü
Trietanolamin(TEA)
Nitrit
NaI+Na2CO3
CrO3 (oksidasyon),
TEA
Tenax
Nitrit
Nitrit
İyon kromatografi(IC) veya
spektrofotometri
"
"
Spektrofotometri
1,2-di-(4 pyridyl)ethylene (DPE)
Aldehit
Metana dönüştürdükten sonra GC-FID
termal bozunma
Spektrofotometri
NO2
NO
CO
Çivit kırmızısı
O3
2,3
İyot kompleksi
Sülfit
TEA (+ glikol)
Sülfit
Spektrofotometri (pararosanilin)
KOH (+gliserol)
Sülfat
(H2O2eklenir)
Spektrofotometri (baryum iyonları +
DMSA)
Na2CO3 (+gliserin)
Sülfat
İyon Kromatografi
Kimyasal
reaksiyon yok
Palmes (1976)
Mulik (1989)
Ferm (1991)
Yanigisawa ve Nishimura(1986)
Lee (1992)
Reaksiyon ışığa hassas
Monn ve Hangartner (1990)
Koutrakis (1990), Mulik (1991)
İyon kromatografi (IC) veya
spektrofotometri
Spektrofotometri
Spektrofotometri (pararosanilin)
Tenax GC (sorbent)
IC çok pahalıdır,
ancak ayrıca sülfatı da
ölçer
Oksidasyon maddesi
zehirli ve kararsız
Referans
Grosjean ve Hishan (1992)
Nitrat
TEA + Na2CO3
Açıklama
Reflektans
NaNO2 +Na2CO3 +
gliserin
KI ( pH 9’a tampon )
TCM-West-Gaeke
SO2
NMVOC
Analiz
Numune kararsızlığı, atık
problemleri
Alexander (1991)
Reiszner ve West (1973)
Hangartner
(1989)
IC tercih edilir
Hargreaves ve Atkins (1988)
Ferm (1991)
İyon değişiminden sonra Thorin
yöntemi
Termal bozunma GC-ECD, GC-PID
Porapak
Termal bozunma GC-FID
Aktif karbon
Solvent bozunması GC-FID, ECD
Lewis (1985)
Cao ve Hewitt (1993)
4
54
1
Kurşun peroksit gibi daha önce uygulanan pasif teknikleri içermemektedir.
NMVOC için ampirik geçerliliğe ihtiyaç vardır.
3
NMVOC ve CO yöntemleri için laboratuvar kalibrasyonuna ihtiyaç vardır.
4
Sadece özel bir çeşit aktif karbon (carbosieve) termal olarak desorpsiyon
olabilir. Bundan dolayı solvent desorpsiyonu daha yaygındır.
2
ECD: Electron Capture Detection; FID: Flame Ionization Detector: GC: Gas
Chromatography; PID: Photo Ionization Detector
Difüzyon tüpleri, konsantrasyonu çok düşük olan kırsal alan ölçümleri için
dikkatli bir şekilde kullanılabilir. Bazı çalışmalar, stoklanmış tüplerin blank
değerlerinin yükseldiğini göstermiştir. Bundan dolayı, hassas ölçümler için,
stoklama süresi olabildiğince kısa tutulmalı ve bu amaçla buzdolabı
kullanılmalıdır. İlave olarak, çok düşük konsantrasyona maruziyetten sonra
numune analizinin hassasiyetini artırmak için, iyon kromatograf kullanılmalıdır.
NO2 için Palmes tipi difüzyon tüpleri ticari olarak temin edilebilir ve birim başına
fiyatı yaklaşık 2 $ ve laboratuvarda yapılacak analize bağlı olarak, işçilik, kalite
kontrol / kalite güvenilirliği ve diğer harcamalar yaklaşık 20 $ dır.
55
Tablo 5: Çevre havasında NO2 tayini için kullanılan pasif örneklem yöntemlerinin karşılaştırılması
Yöntem
Palmes
tüpü
yöntemi
0.9
Yanagisawa ve
Nishimura
yöntemi
128
Modifiye edilmiş
Amaya-Sugiura
200
Lewis ve Mulik
yöntemi
Ferm yöntemi
38
Cadoff ve
Hodgeson
yöntemi
112
154
26
66
34
10
25
15
9
Yaklaşık 8
5
6
6
5
Test edilen aralıktaki
rüzgar hızı (m/sn)
0-2.5
0.15-4
0-10
-
0-3
o
sıcaklık (C )
nem (%)
Doğru bir yöntemle
saha karşılaştırması
(0) - (+40)
-
(-20) -(+40)
-
(-20) - (+50)
Yüksek hızda koruyucu
siper korur, düşük hızda
düzeltme ihtiyacı
(-20) - (+30)
-
40,60,80
0-100
20,60
29-99
30-95
Evet
sadece sınırlı
Evet
Hayır
Evet
Evet
Başka bir laboratuvar
tarafından geçerlilik
onayı
Çok
sayıda
çalışma
sadece sınırlı
Laboratuvarlar arası
karşılaştırma
Hayır
Evet
Hayır
2
5
2
-
150
5
Evet
Hayır
Evet
Evet
Evet
Evet
Palmes
ve
ark.(1976)
Yanagisawa ve
Nishimura (1982)
Krocmal ve Gorski
(1991 a,b)
Cadoff ve
Hodgeson (1983)
Lewis ve
ark.(1985), Mulik ve
ark.(1989)
Ferm(1991)
Örneklem hızı (ml/dk)
Alt deteksiyon limiti
(ppb h)
Kesinlik (%CV)
Örnekleyici fiyatı $
Tekrar kullanılabilirlik
Referans
56
NO2 tayini için, Palmes tüpü yöntemine ilave olarak, en az beş plaka tipi pasif
örneklem yöntemi daha geliştirilmiştir.
1.
2.
3.
4.
5.
Yanagisawa ve Nishimura Yöntemi,
Modifiye Edilmiş Amaya-Sugiura Yöntemi,
Cadoff ve Hodgeson Yöntemi,
Lewis ve Mulik Yöntemi,
Ferm Yöntemi (*).
Bu yöntemlerde kullanılan pasif örnekleyiciler, Şekil 5 de gösterilmiştir. Yüksek
örneklem hızlı plaka tipi örnekleyicilerin dedeksiyon limiti difüzyon tüplerinden
daha düşüktür. Genellikle, Palmes tüplerinin en kısa maruziyet süresi bir hafta
iken plaka tip örnekleyiciler 24 saat veya daha kısa süreli olabilir. Bu da ölçülen
NO2 konsantrasyonlarının, doğrudan Dünya Sağlık Örgütü'nün 24 saatlik rehber
değerleri ile karşılaştırma imkanını sağlar. Kişisel monitörler için bu bir
avantajdır. Ancak, çevre havasında rutin olarak günlük konsantrasyonları
ölçmek için kullanılan pasif örnekleyiciler, işçilik ve diğer alt yapı masrafları
sebebiyle pratik değildir.
(*) Bu yöntemlerin detayları burada verilmeyecektir.
Şekil 5: Çevre havasında NO2 tayini için kullanılan plaka tipi pasif örnekleyiciler
1.2.2 Karbon Monoksit
Son zamanlarda karbon monoksit için, hassas bir pasif örneklem sistemi
geliştirilmiştir. Örnekleyicide, Y-tipi zeolit absorblayıcı ve CO' nun optimum
şartlarda toplanabilmesi için dar bir difüzyon pasajı kullanılmaktadır. Difüzyon
57
pasajı, 6 mm. çaplı katı zeolit absorblayıcı ile tutulan cam tüp içeren 0.32 mm
çaplı tapalı silika kapiler kolondan ibarettir.
Örneklemden sonra, toplanan CO ısıtılarak absorblayıcıdan uzaklaştırılır ve bir
gaz kromatografta alev iyonizasyon dedektörü ile metana dönüştürüldükten
sonra analiz edilir.
30-1600 ppmh aralıklarındaki CO konsantrasyonunun; nisbi nem, sıcaklık ve
rüzgar hızı gibi çevre faktörlerinden etkilenmeden, sağlıklı bir şekilde
ölçülebileceği tespit edilmiştir.
1.2.3 Ozon
Ozon için pasif bir örnekleyici, Monn ve Hangartner tarafından 1990'da
geliştirilmiştir. Absorblayıcı olarak ozona maruziyetle aldehite dönüşen, 1,2-di(4-pyridly)-ethylene kullanılmıştır. Oluşan aldehit, 442 nm. de 3-methyl-2benzothiazolinone hydrazone hydroklorür ile spektrofotometrede tayin edilir.
Ozon tarafından oluşturulan aldehit, stokiometrik değildir, dolayısıyla
örnekleyicilerin bağımsız ozon izleme tekniklerine karşı kalibre edilmesi gerekir.
Ozona maruziyet ile rengi solan, çivit kırmızısı esaslı yeni tip örnekleyiciler,
1992' de rapor edilmiştir. Bu teknikte, renk değişimi reflektansının anında
ölçülmesi ile tayini şeklinde, doğrudan yerinde ölçüm yapılması mümkündür.
Ozon örnekleyicisinde, çivit kağıdı kullanılan tekniğin detayları, 1992' de Werner
tarafından tartışılmıştır.
Nitritin (NO2-), nitrata (NO3-) yükseltgenmesi ve daha sonra nitratın iyon
kromatografide analizi esasına dayalı ozon pasif örnekleyicisi, 1990' da Mulik
tarafından rapor edilmiştir. Bu cihaz ile yapılan ozon ölçümleri, ABD' de kırsal
alandaki sürekli monitörlerle yapılan ölçümlerle karşılaştırılmıştır. Bu testlerin
sonuçları umut verici bulunmuştur.
Diğer bir yöntem, potasyum iyodürün oksidasyonu ile açığa çıkan iyot (ki bu bir
komplekstir) ve bunun spektrofotometrede tayin edilmesi şeklindedir. Bu
yöntemle elde edilen sonuçların, nem ve sıcaklık değişimlerinden etkilenmediği
gösterilmiştir.
1.2.4 Kükürt Dioksit
SO2 tayini için, Palmes tipi difüzyon tüpleri içinde iki absorblayıcının kullanılması
yararlı olmuştur. Hargreaves ve Atkins potasyum hidroksit ve gliserol impregne
edilmiş gözenekli diskler kullanmışlardır. Tüplerin maruziyetten sonra, di-methyl
sulphanazo III (DMSA) kullanılarak mavi baryum DMSA kompleksinin oluşması
ve 653 nm. de spektrofotometrede tayin edilmesi esasına dayanır. Kalibrasyon
için, potasyum hidroksit içindeki standart sülfat çözeltisi kullanılmıştır. Raporlar,
bu analitik tekniğin, pH ve diğer iyonların mevcudiyetinde çok hassas olduğunu
göstermiştir. Bundan dolayı diğer bir alternatif olarak iyon kromatografın göz
58
önüne alınması tavsiye edilmektedir. SO2 difüzyon tüplerinin geçerlilik onayı,
tam anlamıyla tatmin edici bulunmamıştır. Diğer ölçümlerle karşılaştırıldığında,
açıklanamayan bazı uyumsuzluklar vardır. Campbell, SO2 örnekleyicilerinin
koruyucu membranla ve membransız olarak, saha ve laboratuvar testlerini
gerçekleştirmiştir.
Açık tüplerden elde edilen sonuçlar, UV fluoresans cihazına oranla, rüzgar
etkisinin de bir sonucu olarak beklenenin üstünde çıkmıştır. Membran korumalı
tüplerin sonuçları, rölatif olarak UV fluoresans cihazına göre beklenenin altında
çıkmıştır. Campbell, membran korumalı SO2 tüplerinin, kullanımdan önce
sahada sürekli bir monitörle karşılaştırılarak kalibre edilmesi gerektiği sonucuna
varmıştır.
Hangartner; Hargreaves ve Atkins ile aynı tasarımlı SO2 difüzyon tüplerini
kullanmıştır. Ancak absorlayıcı olarak triethanolamine (TEA) / gylicol karışımını,
stabilizatör olarak sülfit ve analiz yöntemi olarak pararosanilin yöntemini
kullanmıştır. Ancak, SO2 difüzyon tüplerinin diğer ölçümlerle uyumu iyi
bulunmamıştır. Buna muhtemel sebepler, geri difüzyon, nem, sülfitin
yükseltgenmesidir.
Hargreaves ve Atkins yöntemi ile ilgili yeni bir çalışma, absorbenti tutan kapak
etrafındaki sızıntının, en büyük kontaminasyon kaynağı olduğunu göstermiştir.
Difüzyon
tüplerinin
cidarlarını
herhangi
bir
potasyum
hidroksit
kontaminasyonundan korumak için dikkat gösterilmelidir. Tüp cidarlarının
maruziyet esnasında sülfat partikülleri ile kontamine olması nedeniyle,
absorbent impregne edilmiş filtreler tüpün geri kalan kısmından ayrı olarak
analiz edilir.
Diğer bir yöntem ise, Ferm tarafından 1991'de geliştirilmiş olup plaka tipi
örnekleyiciler Bölüm 1.2.1 de tanımlanmıştır. Kısaca, SO2 karbonat impregne
edilmiş filtre üzerinde tutulur ve iyon kromatografta sülfat olarak analiz edilir.
1.2.5 Hidrokarbonlar
İş ortamındaki hidrokarbon maruziyetine yönelik çalışmalar için, pasif
örnekleyiciler geliştirilmiştir. Dolayısıyla literatürün çoğu, bu tip uygulamalar ile
ilgilidir (örneğin, yaklaşık 1 ppm. konsantrasyonlarda 8-24 saatlik örneklem
süreleri gibi).
Organik hidrokarbon örnekleyicilerinde, adsorbent olarak çeşitli hidrokarbon
tutucu ortamları kullanılır. Tenax, aktif karbon, Porapak en yaygın olarak
kullanılanlardır. Ancak en uygunu, izlenecek hidrokarbon çeşidine, örneklem
süresi ve tahmin edilen konsantrasyon seviyelerine bağlı olarak seçilmelidir. Bu
absorblayıcılar, hidrokarbon çeşidinin tutulması için kimyasal reaksiyon ve
inorganik örnekleyicilerdeki gibi transformasyondan ziyade, fiziko-kimyasal
tutucuları kullanır. Bundan dolayı, absorblayıcının etkinliği %100 farzedilemez
ve numune konsantrasyonunun, tüpün sonundaki absorblayıcıda sıfır olmasına
59
gerek yoktur. Basit Fick Kanunu uygulaması mümkün değildir ve hidrokarbon
çeşitlerinin her birisinin geçerliliği onaylanmalı ve kullanılan her tutma
ortamından emin olunmalıdır. Her bir kombinasyon için giriş hızı ölçülmelidir. Bu
genellikle, izlenecek olan hidrokarbon çeşidinin bilinen konsantrasyonlarına
maruz bırakılan tüplerle, laboratuvar şartlarında, bir test hücresinde yapılır.
Organik örneklem difüzyon tüplerinde, etkinlikten emin olmak için, rölatif olarak
geniş bir absorber hacmi kullanılır. Pek çok tasarımda, absorblayıcı tüpün
büyük bir bölümü, sadece kısa bir difüzyon hava aralığı ile doldurulur.
Tüp içeriği, tutulmuş hidrokarbon çeşitlerinin termal desorpsiyonu ile, bir gaz
kromatografında analiz edilir. Sistemi otomatikleştirmek için, çok sayıda
otomatik sistem geliştirilmiştir; bunlar pasif örnekleyicileri doğrudan gaz
kromatografa yükleyerek analiz edebilirler. Ancak, istenen sınırlı düzeydeki
üretici toleranslarından dolayı, bu tüplerin başlangıç harcamaları, inorganik
Palmes tipi difüzyon tüplerinden daha yüksektir.
Organik difüzyon izleme sistemi; tüp içerisine hidrokarbon çeşidinin bilinen
kütlesinin yüklenmesi ve analiz edilmesi ile kalibre edilir.
Bu yöntem,
kromatografın gaz standartları ile kalibrasyonuna tercih edilir. Zira, desorpsiyon
ve analiz birlikte kalibre edilmektedir. Çok sayıda hidrokarbon çeşidini içermesi,
doğru kalibrasyon yapılması ve deneyimli insan gücü ihtiyacının olduğu özellikle
not edilmelidir. Ancak numuneler uzaktan alınıp merkezde analiz edildiğinden,
diğer difüzyon tüp tekniklerinde olduğu gibi, analizlerin deneyimli az sayıda
laboratuvar tarafından yapılması söz konusudur.
Pasif örnekleyicilerin geçerliliği, çok sayıdaki hidrokarbon çeşidi ve 24 saatlik
örneklem periyotları için onaylanmıştır. Daha uzun zaman periyotları için,
geçerliliği onaylanmış daha az sayıda veri vardır.
Çevre havasında, uçucu organik kimyasalların tayini için uygun bir yöntem,
Lewis tarafından 1985' te geliştirilmiştir. Kullanılan örnekleyici, sorbent olarak
Tenax'ın kullanıldığı NO2 ölçümü için Mulik tarafından kullanılan örnekleyiciye
benzerdir. Uçucu organik bileşikler, termal desorbsiyondan sonra, geniş aralıkta
gaz kromatograf ile tayin edilir.
60
B. AKTİF ÖRNEKLEM
METODOLOJİLERİ
2. AKTİF SİSTEMLERİN TEMEL PRENSİPLERİ
Hava kalitesinin izlenmesi için kullanılan aktif örneklem sistemlerinde; havanın
fiziksel veya kimyasal toplama ortamına çekilebilmesi için elektrik enerjisine
ihtiyaç duyulur. Toplama işlemi; absorbsiyon, adsorbsiyon, impaction (partikül
boyutuna göre seçimli toplama), filtrasyon, difüzyon, kimyasal reaksiyon veya
bunların birarada bulunması şeklinde olabilir. Kirletici parametrelerine yönelik
konsantrasyonların belirlenebilmesi için, toplanan örnekler analiz edilir.
Örneklenen hava hacmi değişebilir. Günlük veya saatlik ortalama
konsantrasyonların belirlenebilmesi için yeterli hacmin bulunması gerekir.
Aktif örnekleyiciler, rölatif olarak basit ve ucuz olup SO2, NOX, O3 ölçümleri için
yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntemler, bir absorblama çözeltisi içinde
veya kimyasal olarak impregne edilmiş filtreler üzerinde absorbsiyon ve
kimyasal reaksiyonları içerir. Diğer aktif örneklem yöntemleri, hem çok pahalı,
hem de daha çok tekniğe ihtiyaç duyduğundan, rutin izlemelerde geniş kullanım
alanı bulunmamaktadır.
Aktif sistemler için örneklem ekipmanı birim fiyatı, yaklaşık 1000 $ dır. Ayrıca
analizlerin yapılabilmesi için yaklaşık fiyatı 10.000 $ olan analitik
spektrofotometreye ihtiyaç vardır. İlave olarak, yeterli düzeyde donatılmış bir
laboratuvar alt yapısı ve deneyimli teknik personelin bulunması gerekir.
2.1 Absorbsiyon Örneklemi
Gaz örneklemi için çok sayıda absorblayıcı geliştirilmiştir. Burada daha yaygın
ve basit tipteki absorblayıcılar, bubblers ve impingerlardan bahsedilecektir.
Diğer seçenekler, denuder, scrubber ve sprey absorblayıcılarıdır. Bir gazın, bir
sıvı içinde absorblanması aşağıda belirtilen parametrelere bağlıdır:
a) Örneklem hacmi
b) Gaz akış hızı
c) Gaz kabarcık büyüklüğü
d) Gaz ve sıvı arasındaki temas süresi
e) Gaz ve sıvı fazları arasındaki difüzyon ve transfer oranları
f) Gazın sıvı içerisindeki çözünürlük derecesi
g) Kimyasal reaksiyon hızı
h) Kimyasal reaktiflerin konsantrasyonu,
i) Sıcaklık
Absorbsiyon / reaksiyon veriminin %95-98 den yüksek olmasını temin etmek
için bu faktörlerin ayarlanması gerekir. Gaz kabarcıkları sadece (–10) - (+30) °C
aralığında kullanılabilir.
61
2.2 İmpregne Filtre Örneklemi
Absorbsiyon ve kimyasal reaksiyon çözeltileri yerine, basit bir alternatif olarak,
kimyasal olarak impregne edilmiş filtreler kullanılır. Bu filtreler, ölçülecek
parametreye uygun kimyasal madde çözeltilerine daldırılır ve örneklem
işleminden önce kurutulur. Hava numunesi filtre içinden geçirilir ve filtre
üzerindeki kimyasal madde ile kirletici arasında reaksiyon oluşur. Reaksiyon
sonucu oluşan ürün analiz edilerek, örnekleyiciden geçen hava içindeki
kirleticinin miktarı tayin edilir.
3. ÖRNEKLEM APARATLARI
Absorbsiyon veya impregne filtre örneklemi için gerekli malzemeler:
a) Örneklem girişi ve hortumu
b) Absorbsiyon ortamı veya impregne filtre
c) Gazometre veya akış kontrol ünitesi
d) Pompa
Örneklem bütünlüğünün sağlanabilmesi, çoklu örnek toplanabilmesi, akış
kontrolu ve ölçümün iyileştirilmesi için aşağıdaki malzemeler de sisteme ilave
edilebilir.
e) Basınç ölçer
f) Ön filtre
g) Akış kontrol unitesi
h) Valfler
i) Zaman rölesi
Örneklem ünitesi, elektriği olan, sıcaklık kontrollu ve güvenliği sağlanmış bir
bina içine veya etrafı çitle çevrilmiş korunmalı bir ortamda bir kabin içine
yerleştirilebilir. Elektrik genel olarak şebekeden temin edilir.
Şekil 6: Absorblama çözeltisi içinde SO2 örneklemi için kullanılan ekipman
62
Şekil 7: NO2 veya NO tayini için taşınabilir örneklem ünitesi
Örneklem hacmini doğru olarak belirlemek veya buharlaşma kayıplarını en aza
indirebilmek için, kararlı bir sıcaklığa ihtiyaç duyulabilir. Sıcaklık kontrolünü
sağlamak için, bazı durumlarda klima kullanılması gerekebilir.
Bütün örneklem ekipmanı, muhtemel hasarlar veya tahribat gibi dış etkenlerden
korunmalıdır.
3.1 Her Bir Bileşen İçin Gerekli İhtiyaçlar
3.1.1 Örneklem Girişi
Örneklem girişi, yağış girişini engellemek üzere ağız kısmı aşağıya dönük
pozisyonda olan bir huniyi içermelidir. Huni ve monitör arasındaki tüm örneklem
hatları ve huni, ölçülen kirletici parametreye karşı kimyasal olarak inert bir
materyalden yapılmış olmalıdır. Örneklem manifoldu ve hortumları, örneklem
hattındaki yoğunlaşma ve kirlenmenin gözle görülebilmesi için şeffaf bir
materyalden yapılmış olmalıdır.
3.1.2 Toplama Ortamı
3.1.2.1 Absorblayıcılar
Absorbsiyon ve kimyasal reaksiyon için kullanılan bubbler veya impinger,
absorbsiyon çözeltisine ve oluşan kimyasal maddelere karşı, kimyasal olarak
63
inert olmalıdır. Normal olarak cam absorblayıcılar kullanılır. Yeni cam
malzemeler, kullanılmadan önce distile su ile yıkanmış, absorblama çözeltisi ile
çalkalanıp dinlendirilerek koşullandırılmış olmalıdır. Örneğin: Seyreltik hidrojen
peroksit veya hidroklorik asit, cam malzemeye tamamen doldurulduktan sonra,
ağzı kapatılarak 24 saat bekletilir. 50 ml. lik çözelti bir behere aktarılır ve
indikatör ilave edilir. Çözeltinin rengi, benzer bir behere konulan taze peroksit
veya asit numunesine karşı kontrol edilir. Eğer renkler farklı ise, aynı oluncaya
kadar işleme devam edilmelidir.
3.1.2.2 İmpregne Filtreler
İmpregne edilmiş filtreler, temiz bir ortamda hazırlanmalı ve filtre taşıyıcısı,
çözücü impregne edildikten sonra, depolama ve kullanım öncesi kurutulmalıdır.
3.1.3 Gazometre
Örneklenen hava hacminin belirlenmesi için en pratik yol, ± 0.02 hassasiyetli
kuru gazometrelerin kullanılmasıdır. Yaş gazometre ve değişik tiplerde gaz akış
ölçerleri kullanılabilir, ancak kurulması, kalibrasyonu ve kontrolu için daha çok
malzemeye ihtiyaç olacaktır.
3.1.4 Pompa
Şebekeden veya bataryadan beslenen, bakımı yapılabilen, kararlı akış
sağlayabilen bir pompa kullanılmalıdır. Akış hızının, ± %10' dan daha kötü
olmaması için akış kontrol ünitesi ilave edilebilir. Diyafram pompaları bu amaçla
geniş çapta kullanılmaktadır.
Pompanın gazometreden önce yerleştirilmesi durumunda, hava kaçağı
olmamasına dikkat edilmeli veya düzenli olarak sızıntı testleri yapılmalıdır.
Pompanın gazometreden sonra yerleştirilmesi durumunda, toplama ortamından
geçen hava veya gazometrede sızıntı olup olmadığı kontrol edilmelidir. Eğer
değişiklik varsa, sızıntıyı önlemek için pompa veya sistemin diğer parçaları
değiştirilmelidir.
3.1.5 Basınç ölçer / Termometre
Örneklem ekipmanı, basınç düşmesini oluşturan gaz akışına bir direnç
sağlayacaktır. Geçen hava hacminin standart şartlara göre düzeltilebilmesi için
basıncın ölçülmesi gerekir. Aynı durum sıcaklık için de geçerlidir.
Ölçülen hava hacminin basınç ve sıcaklık düzeltmeleri için Gaz Kanunu eşitliği
kullanılır.
64
P V
T
0
0
V0 =
0
=
PV
T
1
1
1
P1 T0
V1
P0 T1
Burada, P1, V1, T1 ölçülen basınç, hacim, sıcaklığı ve P0, V0, T0 ise standart
şartlardaki [örnek : 1 atmosfer, 760 mm Hg veya 1013 hPa ve 15 °C(288 °K)]
basınç, hacim ve sıcaklığı gösterir. Sıcaklık için alternatif standartlar, mesela;
0°C ve 25°C olabilir. Her halukarda kabul edilen standart şartlar sonuçlarla
birlikte rapor edilmelidir.
Örneklemin, pek çok durumda, standart veya standarda yakın koşullarda
gerçekleştirilmesi sebebiyle, basınç / sıcaklık düzeltmesine ihtiyaç olmayabilir.
3.1.6 Ön Filtre
Absorblama çözeltisini kontamine edebilecek partiküler maddeleri uzaklaştırmak
veya partiküllerin, partiküler madde analizi için toplanması durumunda,
örneklem hattında absorblayıcının önüne bir filtre yerleştirilebilir.
Filtreler ve filtre tutucuları, kimyasal olarak inert materyalden yapılmış olmalıdır.
Eğer filtre tutucuları, kimyasal olarak inert değilse, absorbere ulaşmadan önce
hava akışındaki kimyasal reaksiyonu önlemek için uygun bir madde ile
kaplanmış olmalıdır. Örneğin; SO2 ölçümü yapılıyorsa, alüminyum tutucuların
vernikle kaplanması gerekir.
Kimyasal reaksiyon oluşabilmesi ve ölçülen kirleticinin uzaklaştırılması riski
sebebiyle, cam elyaf filtrelerin ön filtre olarak kullanılmaları önerilmez. Genel
olarak kağıt filtrelerin kullanılması uygundur. Filtrelerin nemlenmesine izin
verilmemeli ve nemli olduğu zaman kullanılmamalıdır. Zira absorbsiyon,
absorbsiyon çözeltisinden ziyade, filtre üzerinde olabilir.
3.1.7 Akış Kontrol Ünitesi
Hava akışı, istenen değere ± %10 dan daha fazla olmayacak şekilde
ayarlanmalıdır. Akış kontrol üniteleri çeşitli şekillerde olabilir, örneğin;
a) Kritik orifizler
b) Non-Kritik orifizler
c) Ayarlanabilir akış ölçerler
Bunlar temiz olarak muhafaza edilmeli ve delikleri her zaman açık olmalıdır.
Kullanılmadan önce ve kullanımdan sonra sık sık kalibre edilmelidir.
65
3.1.8 Valf
Çok sayıda örneğin toplanması veya çoklu absorblayıcı ünitelerinde kullanılan
zaman röleli veya rölesiz valfler, cihaz kapatılmasına gerek duyulmaksızın anlık
olarak veya ardarda çalıştırılabilir.
3.1.9 Zaman Rölesi
Zaman rölesi, valfler aracılığı ile örneklemi kendisi başlatabilir veya bitirebilir.
Örneklemin bir absorblayıcıdan diğerine geçmesini sağlar. Örneğin; birgün
boyunca 3 saatlik veya hafta boyunca 24 saatlik örneklerin toplanması gibi.
4. SEÇİLMİŞ PARAMETRELER İÇİN AKTİF ÖRNEKLEM METODOLOJİLERİ
Dünyanın birçok yerinde problem olan asit birikiminin birincil sebebi, kükürt
dioksitin antropojenik emisyonudur. Bu sebeple, bu bileşik uzun zamandan beri
birçok ülkede ölçülmektedir. Birkaç değişik aktif ölçüm sistemi yaygın olarak
kullanılmaktadır. Burada, beş sistem (üçü absorblayıcı, biri impregne edilmiş
filtreli) sunulmaktadır.
a) Asidimetrik yöntem
b) İyon kromatografik yöntem
c) Pararosanilin yöntemi
d) Thorin yöntemi
e) İmpregne edilmiş filtre yöntemi
4.1.1 Asidimetrik Yöntem
4.1.1.1 Prensip
Kükürt dioksit, seyreltik hidrojen peroksit çözeltisinde absorblanır ve sülfirik
aside yükseltgenir. Oluşan ürünün asitliliği, standart alkali kullanılarak, genellikle
sodyum tetraboratla titre edilerek hesaplanır. Bu yöntem ayrıca hidrojen
peroksit, net asidite veya kuvvetli asidite yöntemi olarak da bilinir.
4.1.1.2 Üstünlükleri
Yöntem çok kolay olup yaygın olarak kullanılmaktadır. Rölatif olarak emin olup
kullanılan kimyasal maddeler pahalı değildir.
4.1.1.3 Sakıncaları
Bu yöntem, kükürt dioksit için spesifik değildir. Burada ölçülen, toplam asitliliktir
(veya partikül ve aerosolleri tutmak için ön filtre kullanıldığı zaman, toplam gaz
66
asitliliğidir). Ortamda amonyak veya diğer alkali bileşikler bulunması halinde,
bunlar da asitleri nötralize ederek, sonuçların düşük olmasına sebep olur.
4.1.2 İyon Kromatografik Yöntem
4.1.2.1 Prensip
Kükürt dioksit, asidimetrik yöntemde olduğu gibi, seyreltik hidrojen peroksit
çözeltisi içinde tutulur. Toplanmış sülfat iyonlarının analizi, iyon kromotografisi
ile yapılır. Çözelti içindeki iyonların tayini için, İyon kromotograf, iyon değişim
kromotografisi ve iletkenlik prensibi kullanılır. Cihaz analitik çözeltilere karşı
kalibre edilir.
Toplama tekniği basittir ve sülfat iyonlarının analizi spesifiktir.
Örnekler analiz için merkez laboratuvara getirilmelidir. Ayrıca İyon kromotograf
da karmaşık ve pahalı bir analitik cihazdır.
4.1.3 Pararosanilin Yöntemi
4.1.3.1 Prensip
Kükürt dioksit, dikloro-sülfit-merkürat kompleksi oluşturmak üzere sodyum
tetrakloromerkürat ile reaksiyona girer. Kompleks, asitlendirilmiş pararosanilin
hidroklorür ve formaldehit ilave edildiğinde, mor renge dönüşür. Renkli
çözeltinin absorbansı, dalga boyu yaklaşık 550 nm. olan bir UV
spektrofotometrede veya kolorimetrede ölçülür. Örneklenmiş hava içindeki
ortalama kükürt dioksit miktarı, kalibrasyon gaz karışımları kullanılarak
hazırlanan kalibrasyon eğrisi yardımı ile hesaplanır.
Bu yöntem Tetrakloromerkürat (TCM) veya West-Gaeke Kolorimetrik yöntemi
olarak da bilinmektedir.
Bu yöntem rölatif olarak basit örneklem elemanlarına ihtiyaç gösterir. En önemli
nokta SO2 için spesifik olması ve numune alındıktan sonra kararlı halde
saklanabilmesidir. Bu sebeple referans yöntem olarak geniş bir kullanım alanı
bulunmaktadır.
Numunenin analizi için iyi donanımlı bir labotaratuvara ve tecrübeli teknik
personele ihtiyaç vardır. Analiz sırasında zehirli civa bileşikleri oluştuğundan
67
dikkatle çalışılmalıdır. Kimyasalların zehirli olması ve karmaşık analitik işlemler
gerektirdiğinden rutin olarak kullanılması tavsiye edilmez.
4.1.4 Thorin Yöntemi
4.1.4.1 Prensip
Asidimetrik yöntemde olduğu gibi, asitlendirilmiş seyreltik hidrojen peroksit
çözeltisi sülfata dönüştürülmektedir. Baryum sülfat çökeltisini oluşturmak üzere,
organik bir çözücü içindeki baryum perklorat ilave edilir. Thorin ilavesiyle, çözelti
içinde oluşan aşırı baryum (II) iyonları, 520 nm.de spektrofotometre ile tayin
edilir.
Bu yöntem, hava içindeki SO2 ve yağıştaki sülfat tayini için yaygın olarak
kullanılmaktadır. Bu yöntem, spektrofotometreye ihtiyaç duyulmaksızın peroksit
içinde oluşan sülfatın, organik çözücü içindeki baryum perklorat ile titrasyonu ve
titrasyon sonucunda oluşan sarı rengin pembeye dönüşme noktasının tayini
şeklinde uygulanabilir. Ancak reaksiyon sonunun gözlenmesinin ve tayininin
zorluğu sebebiyle bu yöntem tavsiye edilmemektedir.
Analitik işlemler için uygun laboratuvar şartlarına, özellikle spektrofotometreye
ihtiyaç vardır.
4.1.5 İmpregne Edilmiş Filtre Yöntemi
4.1.5.1 Prensip
Kükürt dioksit, potasyum hidroksit impregne edilmiş filtre üzerinde sülfit olarak
absorblanır. Örneklem sırasında sülfit, kısmen sülfata okside olur. Filtreler suyla
eksrakte edilir ve hidrojen peroksit ilave edilerek, kalan sülfit sülfata
yükseltgenir. Thorin yöntemiyle analizden önce, eksrakte edilmiş çözelti, katyon
değiştirici reçineden geçirilerek, potasyum uzaklaştırılır ve çözelti nötrleştirilir.
Alternatif olarak, ekstraksiyon çözeltisindeki sülfatın tayini için, iyon
kromotografisi de kullanılabilir.
Bu yöntem, kabarcıklanma ve absorbsiyon çözeltilerinin istenilmediği hallerde
uygulanabilir. Bazı hallerde impinger kuruyabilir veya çözelti kaybedilebilir.
Filtreler analiz edilmek üzere laboratuvara postayla da gönderilebilir.
Thorin yöntemi ile aynı.
68
Tablo 6: SO2 Aktif Örneklem Yöntemlerinin Değerlendirilmesi (1)
Örneklem
Yöntemi
Peroksit
Bubbler
a) asidimetrik
b) iyon
kromotografi
c) Thorin
Numune
toplama, Numunenin
sıcaklık
stoklama,
kararlılığı
taşıma
kolaylığı
Toplama
etkinliği ve
numune
kararlılığı
Örneklem
İşletim
Örneklem ekipmanı ve
Analiz Kimyasalların süresince
manueli
ISO veya diğer
analiz için düşük
kolaylığı
güvenliği
etkileşim
temin
standart belgeler
maliyet ve
problemleri edilebilirliği
kimyasalların temin
edilebilirliği
0
0
-(2)
-(2)
+
+
0
-
+
+
0
0
+
+
-
WHO 1976
0
-(2)
+
0
0
0
+
+
ISO 4221
Pararosanilin
(TCM, WestGaeke)
0
+
+
0
0
-
+
+
ISO 6767
İmpregne
edilmiş filtre
(Thorin
analizi)
+
+
+
0
0
+
+
+
yok
1
2
+: iyi, 0 : orta, - : zayıf
35°C nin üzerindeki sıcaklıklarda peroksit çözeltisi, örneklem sırasında bozulabilir.
58
4.2 Azot Oksitleri
Rutin azot dioksit ölçümlerinde; numunelerin bir alkali çözelti içinde veya kimyasal
madde impregne edilmiş cam boncuklar veya sinterlenmiş cam diskler üzerinde
toplandığı yöntemleri içeren aktif sistemler kullanılmaktadır. Konsantrasyonlar, N(1-naftil)-etilen diamin dihidroklorür (NEDA) ile kolorimetrik reaksiyon sonucunda
tayin edilir. Rutin izleme çalışmalarında aşağıda verilen üç yöntem yaygın olarak
kullanılmaktadır.
1.
2.
3.
Saltzman (ISO) Yöntemi
TGS-ANSA Yöntemi
Solid Film Sorbent Yöntemi
Değişik yöntemlerin üstünlük ve sakıncaları daha ayrıntılı olarak aşağıda
verilmektedir.
4.2.1 Griess-Saltzman Yöntemi
4.2.1.1 Prensip
Azot dioksit, sülfanilik asit ve NEDA ile koyu renkli azo boyası oluşturmak üzere
reaksiyon verir. Reaktif çözeltinin konsantrasyonu, kolorimetrik veya
spektrofotometrik olarak ölçülür.
Bu yöntem, numunelerin toplanması için rölatif olarak daha basit ve ucuz
aparatları gerektirir. Yöntem, 1-2 saat gibi kısa örneklem periyotları için, hemen
analiz yapmak koşulu ile yeteri kadar güvenilirdir. Rölatif olarak düşük akış
hızlarında, düşük NO2 konsantrasyonlarını tayin etmek için, (0°C de <10 µg/m3
veya <5 ppb) yeterince hassastır.
Bu yöntem, 24 saat gibi uzun örneklem süreleri (24 saat içinde kısa süreli örnek
serilerinin alınması hariç) için uygun değildir. İlave olarak şu şüpheler vardır:
•
•
•
Örneklenen NO2 ile nitrit iyonlarını kullanan kalibrasyon yöntemi arasındaki
ilişki,
Absorbsiyon çözeltisinin toplama etkinliği,
NO2 ‘nin çözeltide absorbsiyonundan sonra oluşan yan reaksiyonlar.
Toplama ortamı olarak trietanolamin çözeltisi ve kolorimetrik analiz için; 24 saate
kadar örneklem periyotlarında Saltzman reaktifini kullanan modifiye edilmiş
İspanyol Salzman yöntemi geliştirilmiştir.
4.2.2 TGS-ANSA Yöntemi
4.2.2.1 Prensip
Hava numunesi; hava girişi ve trietanolamin, guaiacol (o-methoxiyphenol) ve
sodyum metabisülfit içeren absorblama çözeltisinden geçirilir. Örneklem
sırasında oluşan sülfanilamid ve 8-anilin-1-naftalensülfonik asitin amonyum
tuzunun reaksiyonu sonucu oluşan nitrit iyonlarının konsantrasyonları,
spektrofotometrik olarak 550 nm. de tayin edilir.
Saltzman yöntemi ile karşılaştırıldığında, reaktifin korozif olmadığı, örneklemden
hemen sonra analiz yapılması gerekmediği, renk oluşumunun zamana bağlı
olarak kritik olmadığı görülür.
NO2 konsantrasyonları hesaplanırken, Saltzman yönteminde olduğu gibi
toplama etkinliği de dikkate alınmalıdır.
4.2.3 Solid film Sorbent Yöntemi
4.2.3.1 Prensip
Azot dioksit, potasyum iyodür ve sodyum arsenit ile kaplanmış cam boncuklar
üzerinde nitrit olarak toplanır. Toplanan örnekler, ekstrakte edilerek çözelti haline
dönüştürülür. Konsantrasyonlar, N-(1-naftil)-etilendiamin ve sülfanilik asit
kullanılarak, kırmızı azo boyasına dönüşen reaksiyon sonunda fotometrik olarak
tayin edilir.
Ferm ve Sjödin, arsenit kullanımını önlemek üzere, NaI ve Na2CO3 kulanarak,
(pasif örnekleyicilerde olduğu gibi Tablo 2:) bu tekniği düzeltmeyi önermişlerdir.
Bu formülle elde edilen sonuçlar, arsenitle bulunan sonuçlara benzer
bulunmuştur.
En önemli üstünlüğü, çözelti kaybının olmamasıdır. İlave bir üstünlük, tüplerin
hazırlanmasının kolay olması, çok büyük hacimlerde gazın etkin bir şekilde
tutulabilmesi, analiz edilecek maddenin kolayca ve tamamen desorbe
edilebilmesi, az miktarda reaktif kullanılmasıdır (özellikle toksik reaktifler için
önemlidir). Örnekleyici, çok kısa örneklem periyotları (20-30 dk. gibi) ve uzun
süreler için (24 saat) hazırlanabilir ve yeniden kullanılabilir. Tüpler tek parçadan
oluşmuştur, ışık ve hasara karşı dayanıklıdır ve dolayısıyla kolayca taşınabilir ve
postayla gönderilebilir. Örnekleyicilerin yeni ölçümler için tekrar kullanılması,
stoklamanın ve taşımanın kolay olması, bu yöntemi izleme ağları için uygun
kılmaktadır. Yöntem, sahada azot dioksit ölçümleri için yapılan karşılaştırma
çalışmaları ile diğer yöntemlerle karşılaştırılmıştır.
Yöntemin prensibi, çeşitli gazlar için kullanılan örnekleyicilere uygulanabilir. Bu
yöntem, SO2, NO2, HF, HCl, H2S ve fenol tayini için geliştirilmiştir.
Yöntem, el işçiliği, toksik arsenitlerin kullanımı ve bertaraf edilmesini gerektirir.
Tablo 7: NO2 Aktif Örneklem Yöntemlerinin Değerlendirilmesi (1)
Örneklem
Yöntemi
Numune
alma,
stoklama,
taşıma
kolaylığı
Toplama
Numunenin etkinliği ve
numunenin
sıcaklık
kararlılığı
kararlılığı
Örneklem
ekipmanı ve
analizler için
düşük maliyet,
kimyasalların
temin
edilebilirliği
Örneklem
Analiz Kimyasalların süresince İşletim manuelinin ISO veya diğer
standart
kolaylığı
güvenliği
etkileşim temin edilebilirliği
belgeler
problemleri
(2)
Griess-Salzman
0
-
0
+
+
0
+
+
ISO 6768
TGS-ANSA
0
+
-
+
+
0
+
+
yok
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
yok
yok
Solid Film Sorbent
a)arsenit/iyodür
b)karbonat/iyodür
1
+: iyi, 0 : orta, -:zayıf
ISO 6768 sadece 2 saate kadar olan örneklem süreleri için uygulanabilir. İspanyol-Saltzman yöntemi, 1-24 saatlik
örneklem süreleri için kullanılabilir.
2
73
4.3 Ozon
Ozon için kullanılan en yaygın aktif örneklem yöntemi, “Neutral Buffered
Potassium Iodide” (NBKI) yöntemidir.
4.3.1 Prensip
Ozon, potasyum iyodür ile iyot
spektrofotometrik olarak tayin edilir.
açığa
çıkararak
reaksiyona
girer
ve
4.3.2 Üstünlükleri
Yöntem, rölatif olarak basit ve ucuzdur.
4.3.3 Sakıncaları
İyot kompleksi zaman içinde bozulduğu için, hızla analiz edilmelidir. Havada
mevcut olan NO2, SO2, Cl2, peroksitler ve diğer oksitleyici ve indirgeyici
kimyasallar reaksiyonu etkilemektedir. NO2 ve SO2 en önemli etkileyicilerdir.
SO2, hava girişi sırasında krom trioksit impregne edilmiş cam elyaf filtreler
kullanılarak uzaklaştırılabilir.
4.4 Karbon Monoksit
Karbon monoksit için henüz aktif bir yöntem bulunmamaktadır. Ancak, difüzyon
hücresi kullanan (pompasız) küçük CO dedektörlerinden yararlanılabilir ve CO
okuması doğrudan yapılabilir veya ortalama değerler entegre edilerek
stoklanabilir. CO’e yönelik saha incelemesi için, bir pompa aracılığı ile bir gaz
torbası içine, istenilen ortalama alma süreleri için numune toplamak mümkündür.
Çünkü bu şartlarda CO inerttir. Gaz torbası, merkez laboratuvara götürülür ve
burada uygulanan kalite kontrol prosedürleri ile, bir CO ölçüm cihazı ile analiz
edilir.
74
5. SEÇİLMİŞ BAZI OTOMATİK ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ
5.1.1 UV Floresans Yöntemi
5.1.1.1 Prensip
Bu yöntemin esası, SO2 moleküllerince UV ışınının (Zn-hollow katod lambası
kullanılır) absorblanması ve bir dalga boyunda uyarılmasıdır. Sonra daha düşük
bir enerji seviyesinde, farklı dalga boyunda UV vererek bozunur. Buradaki
fluoresans ışığın şiddeti SO2 konsantrasyonu ile orantılıdır. Reaksiyon
mekanizması:
(1)
(2)
(3)
(4)
SO2 + hν1 → SO2*
SO2* → SO2 + hν2
SO2* → SO + (O)
SO2* +M → SO2 +M
Burada,
1. Ultraviyole radyasyonu tarafından oluşturulan hν1 enerji miktarını
absorblayan SO2 moleküllerinin uyarılmış durumunu,
2. Uyarılmış olan moleküllerin eski normal hallerine dönerken boşalttıkları hν2
enerji miktarını,
3. Uyarılmış moleküller tarafından verilen ışık ile parçalanmayı,
4. Diğer moleküller ile çarpışan uyarılmış moleküller ile enerji kaybını
göstermektedir.
Şekil 8: Fluoresans SO2 analizörü
75
Fluoresans SO2 analizörü, hidrokarbon tutucu, fluoresans hücresi, UV ışık
kaynağı, fotoelektrik dedektör, elektronik aksam v.b. den oluşur.
Hidrokarbon tutucu, çevre havası içindeki hidrokarbonu uzaklaştırır.
Hidrokarbonu uzaklaştırılmış örneklem havasındaki SO2, bundan sonra yayılan
UV ışığı ile uyarılarak SO2* radikali formuna dönüşür.
SO2 molekülleri, hidrokarbon tutucudan geçme süresince, herhangi bir
değişikliğe uğramaz.
•
•
•
Fluoresans hücresi, SO2 nin fluoresansını etkili bir şekilde yayacak dizayna
sahiptir.
Uyarıcı UV ışık kaynağı, elektrik enerjisini boşaltarak UV üretir.
Fotoelektrik dedektör, fluoresans hücresine bir optik filtre vasıtası ile bitişik
olarak yerleştirilir. Optik filtre fluoresansı seçimli olarak, gerekli seviyedeki
elektrik sinyallerine çevirir.
5.1.2 Alev İyonizasyon Yöntemi
Yanma hücresine giren numune havasında sülfürün mevcudiyetinde, 50-120
ml/dak. da yakılan H2 ile, yakın ultraviyole ışınlarında alev görünür ve SO2
konsantrasyonunu tayin etmek için; yakın ultraviyole radyasyon dozu ölçülür.
Ultraviyole radyasyon dozu S atomları sayısı ile orantılıdır (düşük
konsantrasyonlar doğru olarak ölçülebilse bile). H2 jeneratörü veya H2 tüpü
gerekli olduğu için geniş çapta kullanılmaz. Ancak, yöntem ayrıca H2S e hassas
olsa da H2S ve SO2 bir ölçüm cihazı ile ölçülebilir.
5.1.3 Elektriksel İletkenlik Yöntemi
Bu yöntem kükürt dioksit içeren dış ortam havasının; sülfirik asitle (H2SO4)
asitlendirilmiş hidrojen peroksitli (H2O2) absorblama çözeltisinden geçirilmesiyle,
çözeltinin iletkenliğinin değişiminin sürekli olarak tespiti esasına dayanır. Bu
yöntemle iki tip ölçüm yapmak mümkündür:
a) Akümülatif Ölçüm: Ortam havasında bulunan SO2 konsantrasyonu; belli
miktardaki dış ortam havasının, sabit bir zaman periyodunda, bilinen
miktarda absorbent içinden geçirilmesi sonucunda absorbent iletkenliğinin
yükselmesinin belirlenmesi ve kaydedilmesi şeklinde belirlenir. Burada çözelti
miktarı ve geçen zaman sabittir.
b) Anlık Ölçüm: Dış ortam havasında bulunan SO2 konsantrasyonu; havanın
sabit akış hızında absorblama çözeltisinden geçirilerek SO2 nin absorbsiyonu
ve değişen iletkenliğin sürekli olarak kaydedilmesi şeklinde belirlenir.
Dış ortam havasında klor (Cl2), amonyak (NH3) ve karbon dioksit (CO2) gibi
absorblama çözeltisinde çözünerek iletkenliği etkileyebilecek gazların
76
bulunması durumunda etkileşimin en aza indirilebilmesi için gerekli önlemler
alınmalıdır.
Şekil 9: Elektriksel iletkenlik yöntemi SO2 analizörü
5.1.4. Kulonmetre Yöntemi
Bu yöntem, çevre havası içindeki SO2 konsantrasyonunu, absorblama
çözeltisindeki brom konsantrasyonunun azalmasını, sürekli olarak izleyerek,
ölçer. Çevre havası içindeki SO2 ve potasyum bromürün elektroliz edilmesiyle
elde edilen bromun reaksiyonu vardır.
5.2 Azot Oksitleri (NOX)
Azot oksitlerin çoğu, çevre havasına, otomobil ve yakma tesislerinden yayılır.
Bu kirleticiler, birincil kirleticiler olarak atmosfere dağılarak, insan sağlığını
etkilerler. Bunlar ayrıca, fotokimyasal smoga sebep olan ikincil kirleticilerin
oluşumuna da sebep olurlar.
Çevre havasındaki azot oksitler, azot monoksit ve azot dioksitten oluşur.
Çevresel kalite stabdartları her iki azot oksit de birlikte göz önüne alınarak
konulmuştur.
5.2.1 Kimyasal Işıma (Chemiluminescence) Yöntemi
5.2.1.1 Prensip
Havada azot monoksit, ozonla reaksiyona girdiği zaman, uyarılma aşamasında,
azot dioksitin normal formu ve uyarılmış formu oluşur. Uyarılmış azot dioksit,
77
yer seviyesine döndüğü zaman, ışın (kemilüminesans) yayar. Azot monoksit
konsantrasyonu, bu ışımanın yoğunluğu ölçülerek tayin edilebilir. Eğer hava
örneği, bir dönüştürücüden geçirilerek, azot dioksit azot monoksite
dönüştürülürse; azot oksitlerinin (azot dioksit ve azot monoksit) konsantrasyonu,
bu ışımanın yoğunluğu ölçülerek tayin edilebilir. Örneklem havasındaki azot
dioksit konsantrasyonu, iki ölçüm arasındaki farktan hesaplanarak bulunur.
Azot monoksit ve ozon arasındaki reaksiyon sonucu elde edilen emisyon
spektrumu, 600 ile 3000 nm. dalga boyu aralığında elde edilir. En büyük dalga
boyu 1200 nm. civarındadır. Diğer kimyasal ışımaların etkileri, fotoelektrik
sensör içinde bir filtre kullanılmasıyla bertaraf edilebilir. Foto elektrik sensörler
de foto multiplier tüp kullanırlar; ancak foto elektrik yüzeyin karekteristiklerinden
dolayı, tayin için elde edilebilecek dalga boyu aralığı daha dardır.(600 - 900 nm
ye kadar). Bundan dolayı, bazı izleme sistemleri, silikon foto diyotlar gibi daha
geniş dalga boyunda ve daha hassas foto elektrik malzemeler kullanmaya
başlanmıştır. Çünkü azot monoksit ve azot dioksit, ayrı ayrı ölçülmelidir. Farklı
ölçüm yöntemlerinde akış hattını kontrol eden bir valf, optik yol valfi ve iki akış
hattı ile iki optik hat bulunur. Bu yöntemlerin herbirinde, geçişi seçen valf ile
veya optik hattı ayarlayan kıyıcıda kararlılık problemi vardır.
Standart gaz olarak azot monoksit kullanılarak kalibrasyon yapılır. Bundan
dolayı azot dioksitin azot monoksite dönüşüm verimi %100 ün altında ise,
ölçülen azot dioksit konsantrasyonu da aynı oranda düşer.
İki tip dönüştürücü mevcuttur:
•
•
Termal reaksiyon dönüştürücüsü: Azot dioksiti 600-800 °C de parçalar.
Kimyasal reaksiyon dönüştürücüsü: Grafit, molibden, tungsten, metal
impregne edilmiş karbon veya karbona benzer diğer indirgeyiciler
kullanılarak azot dioksiti 100-400 °C de indirger.
Sıcaklık 400 °C veya üzerine çıktığı zaman amonyak yükseltgenir ve interferans
etkiye sebep olan azot monoksit üretilir. Bu sebeple 300 °C veya daha düşük
sıcaklıkta karbonlu maddeler kullanan kimyasal reaksiyon dönüştürücüsü
kullanılır. Kimyasal reaksiyon dönüştürücüleri, azot dioksitin indirgenmesi
işleminde, kendisi yükseltgenir. Bundan dolayı prensip olarak her 12 ayda bir
değiştirilmelidir. Ancak, azot dioksit konsantrasyonunun yüksek olduğu yerlerde
kullanılması durumunda, dönüştürücünün değişme sıklığı da artar. Kesin
değişim sıklığı, uygun bir dönüştürücünün dönüştürme veriminin kontrol
edilmesiyle belirlenmelidir. Azot oksitlerinden başka diğer azotlu bileşiklerin de
(PAN gibi), dönüştürücüde azot monoksite dönüştürüldüğü ve interferans etkiye
sebep olduğu unutulmamalıdır.
Nem, azot monoksit ve ozon arasındaki reaksiyon sonucu oluşan kimyasal
ışımayı söndürerek, negatif bir interferansa sahip olur. Bu interferansın
derecesi, reaksiyon hücresi içindeki basınç ve akış hızına bağlı olarak değişir.
Eğer kalibrasyon gazı ve ölçülen havanın ihtiva ettiği su miktarı arasında büyük
78
bir fark varsa, ölçüm etkilenir. Bu sebeple, izleme sistemine yarı geçirgen bir
membran filtre, nem kontrol edici veya örneklem havası içindeki nem miktarını
sürekli sabit tutucu gibi bir düzenek yerleştirilir. Sıcaklık 25 °C ve nisbi nem %80
olduğu zaman, azot monoksit okumasındaki düşüş, en fazla %4 kadardır.
Nemde olduğu gibi kimyasal ışımanın sönmesine neden olan karbon dioksitin
etkisi normal şartlar altında ihmal edilebilir. Ancak karbon dioksit
konsantrasyonu yüzde birkaç düzeyinde ise ihmal edilemez.
Reaksiyon mekanizması:
NO + O3 → NO2 + O2
NO + O3 → NO2* +O2
NO2* → NO2 + hν
Şekil 10: Kimyasal ışıma (Chemiluminescence) yöntemi
NO nun O3 ile kimyasal ışıma dedeksiyonu; O3, NO2, CO veya SOX gibi genel
hava kirleticilerinden etkileşime konu değildir. Termal NO2 konverterinde NO’ya
oksitlenebilen her bileşik potansiyel bir interferans olabilir. Örneğin; NH3
potansiyel bir interferansdır. Ancak 300oC nin altında işletilen konverterler için
problem değildir. PAN ve organik nitritler gibi kararsız azot bileşikleri, NO
oluşturmak üzere termal olarak parçalanır.
Ticari cihazların çoğu, partiküler filtre, termal konverter, O3 jeneratörü, reaksiyon
hücresi ve vakum pompası içerir.
5.2.2 Saltzman Yöntemi (Absorbsiyonmetri)
Havadaki azot dioksit, absorblama çözeltisindeki Saltzman reaktifi (N-1
naphthyldiamine dihydrochloride, sülfanilik asit ve asetik asit) ile reaksiyona
79
girerek azo boya maddesi oluşturur. Azot dioksitin konsantrasyonu, bu boya
maddesinin absorbansının, 545 nm. civarında, ölçülmesiyle tayin edilir. Azot
monoksit, Saltzman reaktifi ile reaksiyon vermediğinden, sülfürik asit ve
potasyum permanganat yükseltgenme çözeltilerinden geçirilerek yükseltgenir ve
konsantrasyonu benzer şekilde tayin edilir.
Saltzman sabiti, nitroz asit (NO2-; azot dioksitin absorblama çözeltisi tarafından
absorblanması ve sonra onunla reaksiyona girmesi ile oluşur) iyon miktarı ile
azot dioksitin başlangıç miktarı arasındaki, (NO2-/NO2) dönüşüm oranına
bağlıdır. Japonya’da Saltzman sabiti 0.84 ve azot monoksitin azot dioksite
yükseltgenme oranı %70 olarak bulunmuştur. Saltzman sabiti ve yükseltgenme
oranlarının her ikisi de, gerçekte ölçülen değerlerle, istatistiki değerlerdir. Bu
değerler konsantrasyonlara ve diğer ölçüm şartlarına bağlı olarak değişir. Bu
sebeple, diğer ölçüm sistemlerinden elde edilen verilerle bir karşılaştırma
yapıldığı zaman, bu duruma dikkat edilmelidir.
Absorblama çözeltisi içinde azot dioksitin tutulma verimini artırmak için,
çözeltiden geçen havanın daha iyi kabarcıklanarak, gaz ve sıvı arasındaki
temas yüzeylerinin arttırılması için bir impinger kullanılır. Sonuçta eğer çözelti,
gereği gibi kabarcıklanıyor ve yeteri kadar hava dolaşımı varsa, problem yoktur.
Ancak büyük kabarcıklar oluşuyorsa ve yeteri kadar kabarcık üretilemiyorsa,
tutma oranı düşer. Eğer fotometrik hücreye hava giriyorsa, okumalar tesadüfi
olacaktır. Çözelti gereği gibi kabarcıklansa bile, boyar madde, impinger veya
giriş borusunun iç yüzeyine yapışacaktır. Eğer bu olursa, azot dioksit
adsorblanır ve sonuçta konsantrasyon düşük çıkar. Bu sebeple, hava geçiş
düzeneği, impinger düzenli olarak temizlenmelidir.
Şekil 11: Otomatik Saltzman yöntemi analizörü
80
Eğer giriş kanallarında çözeltinin yükseltgenmesi veya yükseltgenme
çözeltisinin (bu çözelti azot dioksit içindeki azot monoksiti yükseltger) çıkışında
her hangi bir çökelme olursa; azot monoksit ve azot dioksit, impinger girişinde
bunlar tarafından çözülecektir. Bu ölçüm hatasına sebep olur. Bu sebeple,
borular temizlenmeli ve kurutulmalıdır. Gaz akış yolu komplike bir yapıda
olduğundan; her hangi bir gaz kaçağına karşı düzenli olarak kontrol edilmelidir.
5.3 Karbon Monoksit
5.3.1 Non-Dispersive Infrared Absorbsiyon Yöntemi
Farklı molekül türlerini içeren gazlara infrared ışın gönderildiğinde, bu gazların
herbiri konsantrasyonlarına göre spesifik dalga boyundaki infrared ışınları
absorblar. Bu prensibe göre 4.7 µm. dalga boyundaki infrared ışınların karbon
monoksit tarafından absorbsiyonu ile bu maddenin konsantrasyonu belirlenir. Işın
kaynağından yayılan ışınlar döner bir elemandan geçirildikten sonra, referans ve
ölçüm hücresi içine yayılır. Referans hücre, infrared ışını absorblamayan azot
gazı veya diğer benzeri bir gazla doldurulur. Bu hücre içine gönderilen infrared
ışınlar absorblanmaz. Bir diğer husus, ölçüm sırasında infrared ışınlar dedektöre
ulaşmadan önce gaz konsantrasyonuna göre ölçüm hücresinde infrared
absorbsiyon oluşur. Dedektör, karbon monoksit ile doldurulur ve seçici olarak ilgili
dalga boyu bandındaki infrared ışınları absorblar. Referans hücreden ve ölçüm
hücresinden geçen infrared ışınlar arasındaki enerji farkı; nümune gazının
konsantrasyonunu elde etmek için bir membran veya akış sensörü ile basınç farkı
olarak tayin edilir. Karbon dioksit ve neme bağlı interferans etkisini ortadan
kaldırmak için; karbon monoksit tarafından absorblanan infrared ışın dalga boyu
bandını filtrelemek üzere bir interferans filtre hücresi ve katı (solid) filtre hücresi
kullanılır.
Şekil 12: İnfrared gaz analizörü
81
5.3.2 Gaz filtresi korelasyon yöntemi
Aynı ölçüm amacıyla, “gaz korelasyon” yöntemi kullanılabilir. Bu yöntem gaz
doldurma dedektörü yerine yarı iletken dedektörleri kullanır. Işın kaynağından
çıkan ışın, gaz korelasyon filtresi ve örneklem hücresinden geçirildikten sonra
dedektöre ulaşır. Örneklem gaz hücresi için, hücre içinde pekçok kez ışın
yansıtan çoklu yansıtma hücresi kullanılır. Gaz korelasyon filtresi, dahili iki
hücreye bağlıdır. Hücreler sırayla CO ve diğer gazlarla (N2 gibi) doldurulur. Gaz
korelasyon filtresi dönerken, iki farklı ışın dönüşümlü olarak örneklem gaz
hücresine girer. Işınlardan biri, bu filtrenin CO dolu hücresinden geçer. Bu
sebeple burada CO tarafından absorblanan dalga boyu bandındaki infrared
ışınları içermez. Diğeri ise N2 veya diğer bir benzeri inert gaz dolu hücreden
geçer. CO konsantrasyonu bu iki ışın arasındaki farktan hesaplanır.
Şekil 13: Gaz filtresi korelasyon yöntemi analizörü
5.3.3 Sabit Potansiyelde Elektroliz Yöntemi
Otomatik analizör Palladi-3, sabit potansiyelde elektroliz esasına dayanır. Birincil
transducer olarak elektrokimyasal hücre kullanılır. Bu hücrede karbon monoksitin
oksidasyonu formunda bir kimyasal reaksiyon oluşur.
5.4 Ozon
5.4.1 Ultraviyole Fotometrik Yöntem
5.4.1.1 Prensip
Bu yöntem, çevre havası içindeki ozon konsantrasyonunu, ozon içinden 254
nm. Dalga boyunda geçirilen UV ışınlarının absorblanan miktarlarının
değişiminin ölçümü tekniğini kullanarak, sürekli ölçmede kullanır.
UV fotometrik yöntem, yaygın hava kirletici parametrelerin hiçbirinden
etkilenmez. Örneklem havası, tüm ozon ve kararlı düşük yoğunluklu ışınlar
82
uzaklaştırıldıktan sonra, absorbsiyon hücresi boyunca geçirilir. Valf örneklem
havasının hücreye dolması için açılır. Bu ölçüm çevrimi boyunca ışın yoğunluğu
kararlıdır.
Beer-Lambert Kanunu, bu ölçümler ve ozon konsantrasyonu arasındaki ilişkiyi
gösterir.
O3 ( ppm) =
106
Io 760 T
. log .
.
KL
I P 273
(8)
Burada:
K: absorbsiyon sabiti = 134 cm-1 atm-1
I: Geçen ışın miktarı
Io: Nümune ölçümünden önceki ışın miktarı
L: Hücre uzunluğu (cm.)
T: Hücre çıkış sıcaklığı
P: Hücre çıkış basıncı (760 mm civaya düzeltilmiş)
UV fotometrik ozon analizörü, filtre, ozon tutucu, üç yollu valf, UV absorblama
hücresi, UV kaynak lambası, dedektör, akış ölçer, emici pompa gibi
bölümlerden oluşur.
Şekil 14: Ultraviyole fotometrik yöntemi analizörü
83
5.4.2 Kimyasal Işıma (Chemiluminescence) Yöntemi
5.4.2.1 Prensip
Atmosferik O3 konsantrasyonu, O3 ile etilenin reaksiyonu sonucunda oluşan
ışığın şiddetinin fotometrik olarak sürekli ölçülmesi esasına dayanır. Bu
ölçümden elde edilen akım büyütülerek rekorder gibi uygun bir veri kayıt
sistemine kaydedilir. Cihazlar, dinamik O3 standartları kullanılarak kalibre edilir.
Ticari cihazlar, partiküler filtre, cam reaksiyon hücresi, fotomultiplier tüp ve
vakum pompası içerir.
5.4.3 Absorbsiyonmetri
Bu yöntem, çevre havası içinde bulunan toplam yükseltgeyici
konsantrasyonunu, absorblama çözeltisi (nötral potasyum iyodür çözeltisi)
kullanarak, ölçer.
Çevre havası ve absorblama çözeltisi sabit akış hızında birbiriyle temas eder,
açığa çıkan iyodun absorbansı ölçülebilir ve toplam yükseltgeyici
konsantrasyonu tayin edilebilir.
Bu analizör, filtre, tutucu, akış ölçer, gaz absorbsiyon ünitesi, çevre havası emiş
pompası, absorbsiyon filtresi, absorbsiyon çözeltisi temin pompası, absorbsiyon
çözelti tankı, absorbans ölçüm ünitesi, sinyal güçlendirici, kaydedici gibi
birimlerden oluşur.
Şekil 15: Absorbsiyonmetri yöntemi analizörü
5.4.4 Kulonmetri
Bu yöntem, örneklem havası içindeki toplam yükseltgen madde
konsantrasyonunu sürekli ölçer. Ölçümde kulonmetre, nötral potasyum iyodür
çözeltisini absorblama çözeltisi olarak kullanır.
84
Örneklem havası ve absorbans çözeltisi, sabit akış hızında karıştıkları zaman;
absorblama çözeltisi içindeki iyot toplam yükseltgen konsantrasyonu ile
orantılıdır.
Bu absorblama çözeltisi içindeki serbest kalan iyot elektrolitik olarak indirgenir
ve örneklem havası içindeki toplam yükseltgen madde konsantrasyonu,
kazanılan kulondan elde edilebilir.
5.5 Hidrokarbonlar
Atmosferik hava içindeki hidrokarbonlar çok sayıda hidrokarbonun komplike bir
karışımıdır. Bu maddeler arasında metan yaklaşık olarak 1.7 ppm
seviyesindedir. Metan sera etkisine neden olan gazlardan birisi olarak önemlidir.
Ancak fotokimyasal reaksiyonlara girmez. Bu nedenle metan dışındaki
hidrokarbonların ölçülmesi gerekir.
Hidrokarbonlar, direkt olarak metan ve diğer hidrokarbonları ölçmek için
otomatik GC kullanılarak ölçülebilir veya metan dışında HC yakılması için
ayırma yöntemi ile ölçülür. Her yöntemde, H2 alev dedektörü kullanılır. H2 tüpü
veya H2 jeneratörü gerekir.
5.5.1 THC için Otomatik Ölçüm Yöntemi
5.5.1.1 Alev iyonizasyonu dedektörü yöntemi
Alev iyonizasyonu dedektörleri (FID), gaz kromatografik bir yöntemle organik
maddelerin tayininde geniş çapta kullanılmaktadır. Bu tip dedektörlerde, hava
nümunesi ve yakıt (hidrojen), kontrollu akış hızlarında, yanma memesine
gönderilir. Burada, hidrojen alevi içerisinde, hidrokarbon iyonize olarak,
hidrokarbon konsantrasyonu elde edilir ve oluşan mevcut iyonlar ölçülür.
Prensip olarak, FID yöntemi, hidrokarbonlar içindeki karbon atomlarının sayısı
ile orantılı olarak cevap oluşturur. Bu sebeple konsantrasyonlar, ppm. metan
ekivalenti olarak gösterilir ve “ppmC” olarak adlandırılan birim kullanılır.
FID’in hassasiyeti, örneklem ve hidrojenin akış oranlarına bağlı olduğu için, akış
hızları dikkatle kontrol edilmelidir.
FID yönteminin, hidrokarbonlar için önemli olan oksijen interferansı (kalibrasyon
standart gazı ve nümune havası oksijen konsantrasyonlarında farklılık varsa,
hata oluşur) ve rölatif hassasiyet (hidrokarbonlardaki karbon atomları sayısı ile
tamamen orantılı değildir) ile ilgili problemleri vardır. Bu problemler, organik
maddenin tipi ve yanma şartlarına bağlı olarak, ölçüm sonuçlarını ciddi şekilde
etkiler.THC ölçüm sonuçları, hidrokarbonların bileşimine ve izleme sistemine
bağlı olarak değişir.
85
5.5.2 Metan Dışı Hidrokarbonlar İçin Otomatik Yöntem
5.5.2.1 Seçici yakma yöntemi
Örneklem havası içerisindeki NMHC konsantrasyonunu ölçmek için ayrı ayrı
metan (yanması zordur) ve NMHC larının yanma karekteristiklerini kullanır.
Ölçümler için iki kanal kullanılır. Biri THC ölçüm kanalı ki; örneklem havası
FID’e doğrudan gönderilir. Diğeri metan ölçüm kanalı; NMHC lar bir katalizörle
seçici olarak oksitlenir ve zor yanan metan ayrıştırılırken FID’e gönderilir. İki
ölçüm arasındaki farktan NMHC konsantrasyonu hesaplanarak elde edilir.
Temel olarak, kanal ayrımı ve veri işleme işlemleri, azot oksitlerinin kimyasal
ışıma yöntemi kullanılarak ölçülmesi yöntemi ile aynıdır.
Şekil 16: Seçici yakma yöntemi analizörü
5.5.2.2 Gaz kromatograf kullanılarak doğrudan ölçüm yöntemi
Şekil 17: Gaz kromatografik analizör
86
Örneklem havası içindeki NMHC konsantrasyonu ölçmek için, gaz
kromatografik kolonlar kullanılır. Taşıyıcı gaz olarak azot kullanılır. Örneklem
havası birinci kolona gönderilir ve oksijen, metan ve NMHC gruplarına
ayrıştırılır. Oksijen ve metan grubu ikinci kolona gönderildiği zaman, birinci
kolonu terk eden NMHC geri püskürtülür ve asıl girişten tamamen atılır. Sonra
bir FID ile ölçülür. Bu sebeple bu yöntem, doğrudan ölçüm yöntemi (direct
method) olarak adlandırılmıştır. Oksijen ve metan ikinci kolonda ayrıştırılır ve
sonra FID ile ölçülür. Prensip olarak bundan dolayı her hangi bir oksijen
interferansı olmaz. Bu ölçüm yöntemi için, ölçümler 6 ile 10 dakikalık aralıklarla
gerçekleştirilir.
5.6 Amonyak
Bu yöntem çevre havasındaki amonyak konsantrasyonlarının yükseltgeyici
katalitik bir reaksiyon ve kimyasal ışıma yöntemi esasına dayanarak sürekli
olarak ölçülmesidir. Çevre havası içindeki amonyak, bir katalizörle azot
oksitlerine dönüştürülür. Sonra amonyak konsantrasyonu kimyasal ışıma
yöntemi ile azot oksitleri konsantrasyonundaki artış ile tayin edilir.
Toplam azot modunda (TN), örneklem havası doğrudan NH3/NO
dönüştürücüsünden (yükseltgeyici metal katalizör) sağlanır. Mevcut azot
oksitleri konsantrasyonu, dönüştürülmüş NH3 konsantrasyonunun da da ilave
edilmesiyle artar. Diğer yandan azot oksitleri modunda (NOX), örneklem havası,
amonyak tutucudan geçerilerek, amonyak uzaklaştırılır. Bu konumda, amonyak
tutucudan dolayı, azot oksitleri konsantrasyonu artmaz. Bütün bunlardan sonra,
TN ve NOX konsantrasyonları kimyasal ışıma yöntemi ile ölçülebilir.
Şekil 18: Amonyak analizörü
TN mod : TN=NH3 + NOX
NOX mod: NOX= NO + NO2
Amonyak konsantrasyonu, TN modundaki toplam konsantrasyondan, NOX
modundaki azot oksitleri konsantrasyonunun çıkarılmasıyla elde edilir.
NH3/NOX dönüştürücü : 2 NH3 + (X+1.5) O2 → 2 NOX + 3 H2O
87
NO2/NO dönüştürücü : 2 NO2 → 2 NO + O2
Reaksiyon hücresi : NO + O3 → NO2 + O2 + hν
Burada:
A : Örneklem/Span valf
B : Amonyak ayırıcı
C : TN / NOx valf
D : NH3 / NOx dönüştürücü
E : Pompa 1
F : NO2 /NO dönüştürücü
G : Reaksiyon hücresi
H : Ozon üreteci
I : Fotomultiplier
J : Yükseltici
K : Seyreltme ünitesi
L : Sıfır gazı ünitesi
M : NH3 standart gaz
N : NO standart gaz
P : Pompa 2
Q : Ozon ayırıcı
5.7 Hidrojen florür
5.7.1 İyon elektrot yöntemi
Bu yöntem sabit miktardaki örneklem havasında, gaz halindeki inorganik flor
bileşiklerini, sabit miktardaki tampon çözelti içinde toplanarak çözünmesi
esasına esasına dayanır.
Örneklem havası içindeki, gaz halindeki inorganik flor bileşikleri
konsantrasyonu, iyon elektrodu yöntemi ile, tampon çözelti içindeki flor iyonu
konsantrasyonunun, periyodik olarak ölçülmesi ile elde edilir.
Örneklem havası içindeki gaz halindeki inorganik flor bileşiklerinin toplanması 2
sınıfa ayrılır.
1. Kuru toplama tipi
2. Yaş toplama tipi
5.7.2 Absorbsiyonmetri
Bu yöntem, sabit miktardaki örneklem havasını, sabit miktardaki absorblama
çözeltisi içine toplar ve çözünerek, inorganik gaz bileşiklerini toplamak için
uygulanan bir yöntemdir.
88
Çözelti içindeki flor iyonu konsantrasyonu, absorbsiyonmetre ile ölçülür ve
örneklem havası içindeki inorganik flor bileşikleri konsantrasyonu, sabit döngü
başına elde edilir.
Bundan başka, bazen, renkli absorbsiyon çözeltisi, absorbsiyon çözeltisi ve
renkli çözelti olarak ayrılır.
Not: Bu yöntemde, ozon, kükürt dioksit, klor, hidrojen klorür, azot oksitleri veya
benzeri gazlar pozitif hataya; amonyak ve benzeri gazlar negatif hataya sebep
olurlar.
5.8 Hidrojen Sülfür
Hidrojen sülfür sanayide, kağıt sanayii, meyve konsantresi, petrol rafinerisi ve
petrokimya sanayii dahil, geniş bir alanda kullanılmaktadır. Hidrojen sülfür
zehirlidir ve çok kötü kokar.
5.8.1 Ön arıtma üniteli UV fluoresans yöntemi
Bu yöntem, otomatik kükürt dioksit analizörüne, bir ön arıtma ünitesi eklenerek,
örneklem havasındaki hidrojen sülfür konsantrasyonunu ölçmek için, UV
fluoresans yöntemini (veya alev fotometrik dedeksiyon yöntemi) kullanır.
Şekil 19: UV fluoresans yöntemi analizörü
Örneklem havası, kükürt dioksitin uzaklaştırılması için bir ayırıcıya gönderilir.
Geriye kalan hidrojen sülfür, bir katalitik dönüştürücü ile kükürt dioksite
yükseltgenir ve konsantrasyon UV veya eşdeğer bir yöntemle ölçülür.
Bu yöntem, kükürt dioksitin uzaklaştırılmasından sonra,
toplam kükürt
bileşiklerinin (Total S) sadece hidrojen sülfürden ibaret olduğunu varsayar.
Bunun anlamı, kükürt dioksitin dışındaki kükürt bileşiklerinin daha doğru şekilde
ölçüldüğüdür.
89
5.8.2 Kulonmetri yöntemi
Nümune havası belli bir akış hızında, belli miktarda brom konsantrasyonu
içeren bir elektrolit içine gönderilir. Bromun, hidrojen sülfürle reaksiyona girerek,
tüketileceği varsayılır. Hidrojen sülfür konsantrasyonu ile orantılı olarak,
elektroliz ile harcanan bromun yeniden yerine konulması için bir miktar elektriğe
ihtiyaç vardır. Örneklem havası içindeki hidrojen sülfür konsantrasyonu,
harcanan elektrik miktarından tayin edilir.
Şekil 20: Kulonmetri yöntemi analizörü
5.8.3 Test kağıdı fotoelektrik yöntemi
Örneklem havası, belli akış hızında kurşun asetat ile ıslatılmış, şerit şekindeki
test kağıdından geçirilir. hidrojen sülfürle reaksiyon sonucu oluşan kurşun
sülfürden kaynaklanan kahverengi renk tonu, havadaki hidrojen sülfür
konsantrasyonunu elde etmek için fotoelektrik olarak ölçülür.
5.9 Yağış miktarı ölçü aleti
Yağış miktarı, yeryüzüne yatay bir plaka üzerine yerleştirilmiş bir kap içine,
belirli bir zaman içinde düşen yağış olarak tanımlanır ve su miktarının derinliği
olarak ifade edilir.
Yağış, çapı 200 mm. olan bir huniye düşer ve bir kapta toplanır. Toplanan yağış
miktarı, kabın ağırlık merkezinin sağdan sola hareketi ile artar. Ağırlık merkezi
noktası, dayanak noktasını aştığı zaman, kap aşağıya düşer ve yağış diğer
kaba alınmaya başlar. Bu işlem tekrarlanır. Kap düştüğü zaman, mıknatıs kabın
aşağı kısmında sabitlenir ve birlikte yukarıya geçerlerken bir anahtarı hareket
ettirerek sinyal üretir.
Kapta toplanan yağış miktarı sabittir ve kap düştüğü zaman verdiği sinyaller
sayılarak, belirli bir zaman içindeki yağış miktarı hesaplanabilir.
90
Kar eritilir ve sıvı olarak miktarı ölçülür. Karın yüksek sıcaklıkta eritilmesi
durumunda, hava akımından dolayı buharlaşma oluşur ve az miktardaki karın
tesbit etmesi zorlaşarak hataya sebep olur. Bunun için, dış silindirler çift katlı
yapılarak, suyla doldurulur ve bu su ısıtılır. Silindirin geniş hacmi sebebiyle karı
5°C derecelik düşük bir sıcaklıkta eritebilecek su miktarı yaklaşık 8.5 litredir. Bu
düşük sıcaklıkta kar eritme işlemi ile, hava akışındaki artışa bağlı olarak iyi bir
kar yakalama oranı elde edilecektir.
Şekil 21: Yağış ölçü aleti yapısı
Şekil 22: Kap detayı
!
Şekil 23: Isıtma sistemi
5.10 Meteoroljik parametreler
5.10.1 Rüzgar gülü ve anemometre
Dikey bir mil üzerinde serbest olarak hareket eden temas noktasından ibarettir.
İçi boş yarı silindir şeklinde dört eleman bu mile tutturulmuştur. Rüzgar estiğinde
bu elemanlar, rüzgar şiddetiyle orantılı olarak döner. Rüzgar hızı m/s, km/h
veya knots (deniz mili) olarak kaydedilir. Kuyruğun açısı da rüzgarın yönünü
belirler. Bu hareketler elektrik sinyallerine dönüşerek, rüzgar hızı ve yönü tayin
edilir.
91
Şekil 24: Rüzgar gülü ve anemometre
5.10.2 Termometre
Termometreler sıcaklığın ölçülmesi için kullanılır. Atmosferik ısı dengesindeki
yerel farklılık, atmosferdeki sıcaklık dağılımını oluşturur. Hava akımları, bulutlar
ve yağışa sebep olan yoğunluk dağılımları oluşur. Termometre yöntemiyle
ölçülen atmosfer sıcaklığı, hava sıcaklığı olarak adlandırılır. İzleme temel
olarak, yer seviyesinden 1.25 ile 2.0 m. yükseklikte gerçekleştirilir. Hava
sıcaklığının tam doğru olarak gözlenmesi için, yerleştirilecek yerin, güneş
ışınlarından, yansımalarından ve yer ve çevre binalarının radyasyonundan
etkilenmeyecek bir yer olması arzulanır. İlave olarak, termometre civarında iyi
bir havalandırma olmalıdır. Bunu sağlamak için, termometrenin sensör bölümü,
bir fanla veya doğal olarak havalandırılmalıdır.
Otomatik gözlemler için genellikle, platin rezistanslı termometreler kullanılır.
Platin rezistanslı termometrelerin çalışma prensibi temel olarak, platin
rezistansın direncinin sıcaklıkla değişmesidir.
Elektriksel direncin ölçülmesi ile, sıcaklığın ölçümü mümkün olur.
Elektriksel direncin ölçülmesi, kabaca aşağıdaki iki tipe ayrılır:
1. Whetstone köprüsü yöntemi, elektriksel direncin ölçülmesi için tipik bir
yöntemdir. Dirençleri bilinen üç direnç ve bir platin direnç bir köprü devresi
şeklinde kullanılır ve direnç değeri, devrelere voltaj uygulayarak ve akımı
ölçerek elde edilir.
2. Dört telli ölçüm yöntemi; burada, sıcaklığın algılandığı kısımdan sabit akım
geçer ve direnç değeri, algılama kısmının içinden geçen voltaj ölçülerek
tayin edilir.
92
Her iki yöntemde de, ölçümden sonra lineer çıktıları elde etmek için,
lineerleştirme devresi veya düzeltici programla düzeltme yapılır.
Yukarıda açıklanan termometreye ilave olarak, havalandırmalı psikrometre (civa
termometresi), kaydedicili iki metal karışımlı termometre (iki metal karışımının
sıcaklıkla genişleme ve büzülmesi esasına göre çalışır) ve diğerleri, görsel
gözlem için kullanılır.
5.10.3 Higrometre
Atmosferdeki su buharı; buharlaşma ve yoğuşma ile birlikte gizli ısıyı oluşturur.
Bu sebeple, su buharı, atmosferde gelişen olaylar ve bu olayların değişiminde
önemli bir unsurdur. Atmosferdeki su buharının kısmi basıncı, buhar basıncı
olarak adlandırılır. Su veya buz ile havadaki su buharının bir sıcaklıktaki
termodinamik dengedeki basıncı, o sıcaklıktaki doymuş basınç olarak
adlandırılır. Diğer bir deyişle, su buharının buhar basıncı, su veya buz ile temas
halindeki su buharı basıncı, o sıcaklıktaki doymuş basınçtan daha düşükse; su
molekülleri, buharlaşma veya süblimleşme ile havaya doğru hareket eder.
Buhar basıncı doymuş basınca ulaştığında, su molekülleri değişimi ile dinamik
bir dengeye ulaşır. Bir sıcaklıktaki buhar basıncının (e) doymuş basınca (E)
yüzde olarak oranı (e/E x 100), nisbi nem olarak adlandırılır Otomatik gözlem
için üç tip sınıflandırma yapılabilir.
1. Saç higrometre, saçın nemi absorblaması özelliğine göre çalışır. Çevredeki
su buharı miktarına bağlı olarak, saçın uzaması, kısalması söz konusudur.
Nemin %20 - %100 arasında olması durumunda, bir saçın uzama
derecesine karşı, nem logaritmik olarak daima artar.
2. İkincisi, lityum klorür çiğlenme noktası ölçeridir. Lityum klorür nem çekicidir.
Bunun sulu çözeltisi ve çözelti ile temasta olan havanın su buharı basıncı
arasında, suyunkine benzer bir şekilde kendi içinde denge mevcuttur.
Denge durumunda, çözelti ve buhar basıncı arasındaki ilişki, çözelti
konsantrasyonuna bağlı olarak kurulur. Bu özellik lityum klorür
psikrometresinde kullanılır. Havanın çiğlenme noktası sıcaklığı ile, havanın
sıcaklığı gözlenerek, çiğlenme noktası sıcaklığı ve termometre aracılığı ile
nisbi nem tayin edilir.
3. Sonuncusu, elektrikli higrometredir. Bunlar yüksek polimer higroskopik
sensör kullanarak, yüksek polimer membran kapasitans değişikliklerini,
elektrik sinyallerine çevirir. Yukarıdaki iki tiple karşılaştırıldığında, elektrikli
higrometrelerin, nem ölçümünü direkt olarak yapabileceği görülür. Yapısı
gereği daha hızlı cevap verirler, bakım istemez, fiyatı uygundur.
5.10.4 Ultraviyole dozimetre
Ozon tabakası, güneşten gelen zararlı ultraviyole ışınlarını absorblayarak, insan
ve diğer canlıların sağlığını korumak için, önemli bir rol oynar.
93
Ultraviyole ışınları dalga boylarına göre üç guruba ayrılır.
a. UV-A (315-400 nm.),
b. UV-B (280-315 nm.) ve
c. UV-C (280 nm ve daha düşük).
UV-A aralığındaki ultraviyole ışınlarının sadece küçük bir kısmı ozon tabakası
tarafından absorblanır ve bu sebeple ozon tabakasındaki değişikliklerden
etkilenmez. UV-C aralığındaki ultraviyole ışınları ise ozon tabakası tarafından
kuvvetle absorblanır; bu sebeple, bunlar tamamen absorblanarak, yeryüzüne
ulaşamaz. UV-B aralığındaki ultraviyole ışınları ise ozon miktarına bağlı olarak,
önemli derecede inişli çıkışlı absorbe edilir ve böylece yeryüzüne ulaşan güneş
ışınlarının yaklaşık %0.3’ü absorblanmış olur. Ancak bu dalga boyu aralığındaki
UV ışınları yeryüzündeki hayatı kuvvetle etkiler.
UV-A aralığındaki ultraviyole ışınlarının UV dozimetresine giren güneş
radyasyon miktarı kuartz kubbeden geçtikten sonra, kubbe içine monte edilmiş
teflon bir difüzyon plakası tarafından difüze edilir. Daha sonra sadece UV
ışınlarının geçtiği UV filtresi tarafından dağıtılır ve UV ışınları ışık alıcıya ulaşır.
Işık alıcısının ışık enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek için silikon diyot
kullanılır.
UV-B aralığındaki ultraviyole ışınlarının kuartz kubbeden geçen miktarı az
olduğundan, geçen güneş ışınları, teflon difüzyon plakası tarafından difüze
edilir. Daha sonra sadece UV-B aralığındaki UV ışınları interferans filtresi
içinden geçirilir, fluoresans yüzey tarafından absorblanır ve uzun dalga boylu
fluoresansa dönüştürülür. Bu fluoresans içine karışabilecek uzun ve kısa dalga
boyu aralığı dışındaki ışınlar kesici filtre tarafından uzaklaştırılır ve sadece saf
UV-B dalga boyu aralığındaki ışınlar, ışık alıcısı içine girer.
Şekil 25: Ultraviyole dozimetre
94
5.10.5 Pirhelyometre
Güneş radyasyonu, insan hayatı kadar, bitki ve hayvanların gelişimi üzerinde de
doğrudan etkilidir ve çevre açısından bakıldığında, açık hava sirkülasyonu için
önemli bir faktördür. Güneş radyasyonu, 0.29 ile 3.0 mikrometre dalga boyuna
sahip güneş radyasyonu olarak tanımlanır. bu, 0.25 mikrometreden küçük dalga
boyu aralığındaki, yeryüzüne ulaşan, ultraviyole ışınlarından kaynaklanan
toplam güneş radyasyonu enerjisinin %97 sini karşılar. Güneş radyasyonu,
global güneş radyasyonu ve doğrusal yayılan güneş radyasyonu v.b. kapsar.
Ancak, güneş radyasyonu genel anlamda, direkt ışınlar, saçılan ışınlar ve
uzaydan yansıyan ışınların toplamı olarak anlaşılır.
Güneş radyasyonu merkezden dışa doğru dairesel olarak yerleştirilmiş siyahbeyaz plakalarla ölçülür. Beyaz plaka, yüksek nem direncine ve iyi yansıtmaya
sahip baryum sülfat ile kaplanmıştır. Siyah plakalar ise, iyi nem absorblayan
Parsons optikal siyah bir malzeme ile kaplanmıştır. Algılama birimi, 39 çift bakır
alaşımlı (%55 Cu, %45 Ni) termokupldan oluşur.
Beyaz plakalar, sıcaklık referans noktası olarak çalışır. Uzaydan gelen güneş
enerjisi siyah plakalar tarafından absorblanır ve ısı enerjisine dönüştürülür.
Burada ısı elektro motor kuvveti, sıcaklık referans noktası ile arasındaki sıcaklık
farklılığından hesaplanır.
Eppley tipi hafif alıcı plaka ve termokuplun montaj şeması, cam küreye
yerleştirilmiş şekilde gösterilmektedir.
Şekil 26: Yeni pirhelyometre
Şekil 27: Eppley pirhelyometresi
95
C. ÖRNEKLEYİCİ BAZLI İZLEME AĞLARINDA
KALİTE KONTROL VE KALİTE GÜVENİLİRLİĞİ (QC / QA)
6. ÖRNEKLEYİCİ BAZLI İZLEME AĞLARINDA QC / QA
Aktif ve pasif örnekleyicilerin kullanımı kolay olmakla birlikte, elde edilen
verilerin kalitesinden emin olmak için kalite kontrol / kalite güvenilirliği
prosedürlerinin uygulanmasına dikkat gösterilmelidir.
Kalite güvenilirliği, belli güven seviyesinde tanımlanmış kalite standartlarını
karşılayan ölçümlerin yapılabilmesi için gerekli olan faaliyetler sistemidir. Kalite
güvenilirliği programı, sadece standart kalite kontrol prosedürlerini içermeyip
aynı zamanda, ölçümlerin belli doğruluk ve kesinlikte olduğunu gösteren
prosedürleri, izleme amaçlarının tanımı, izleme ağı tasarımı, yönetim yapısı,
cihaz seçimi, eleman eğitimi, denetim gibi konuları da kapsar. Uygun bir kalite
güvenilirliği, izleme ağı içinde ve farklı izleme ağları arasında karşılaştırılabilir,
birbiriyle uyumlu, harmonize edilmiş verilerin oluşturulması demektir. Kalite
güvenilirliği programı, farklı cihazlardan elde edilen sonuçların kabul edilebilir
aralıkta ve laboratuvarlar arası değişimlerin minimum düzeyde olmasını sağlar.
Kalite kontrol / kalite güvenilirliği programının temel amaçları aşağıdaki gibi
özetlenebilir:
a) İzleme ağından elde edilen veriler, izlenen alanlardaki dış ortam
konsantrasyonlarını temsil etmelidir.
b) Ölçümler, izleme amaçlarını karşılamak üzere yeterince doğru ve kesin
olmalıdır.
c) Veriler karşılaştırılabilir ve yeniden üretilebilir olmalıdır.
d) Sonuçlar, zaman içinde tutarlı olmalıdır.
e) Epizot yaşanan dönemlerde, yıl içinde veya değerlendirilecek diğer
periyotlarda, en az %75-80 oranında veri toplanmalıdır.
Bir hava kalitesi güvenilirliği planının hazırlanmasında ilk adım, tüm izleme
amaçlarının oluşturulması ve bundan hareketle gerekli veri kalitesi amaçlarının
türetilmesi olmalıdır.
Genel olarak, tüm izleme teknikleriyle, ölçüm noktalarının konumu dikkatli bir
şekilde seçilmelidir. İzleme amaçlarının sağlıklı bir şekilde gerçekleştirilebilmesi
için; örnekleyicilerin yerleştirilmesi ve örneklem stratejisinin dikkatli bir şekilde
belirlenmesi gerekir. Bunlar aktif ve pasif örnekleyiciler için değişim gösterebilir.
İzleme istasyonlarının sayısı ve dağılımı; mevcut mali kaynaklara, kapsanacak
alana, ölçülecek kirleticilerin zamansal ve mekansal değişimine, emin ve kabul
edilebilir örneklem yerlerinin mevcudiyetine ve aktif örnekleyiciler kullanılacaksa
elektrik enerjisine bağlıdır. Ucuzluğu nedeniyle, aktif ve pasif örnekleyici
sayısının otomatik analizörlerden daha fazla olması düşünülebilir.
96
İzleme ağı tasarımı esnek olmalı ve izleme amaçlarını karşılayıp karşılamadığı
periyodik olarak gözden geçirilmelidir. Kirleticiler, tek veya çok bileşenli
istasyonlarda izlenebilir. Yıllık ortalama olarak uzun vadeli eğilimler ve pik
konsantrasyonların izlenmesi gerektiğinde; yıl boyunca günlük ölçümler yapılır.
Sabit izleme ağı bulunan yerlerde, ölçümler yıllarca belirlenerek örneklem ve
analiz protokolleri oluşturulur. Kirlilik epizotları sırasındaki kısa süreli pik
konsantrasyonların izlenmesi gerektiğinde; daha esnek izleme ağları ve gezici
örneklem lokasyonları kullanılabilir.
İlk adım olarak, ölçümler çok fazla sayıda ancak daha az temsili lokasyonlarda
yapılabilir. Örneğin, şehir merkezinde ticari alan, yerleşim alanı, şehir
merkezinde yoğun bir yol kıyısı ve birincil olarak endüstriyel emisyonlardan
etkilenen yerleşim alanı gibi 4 temsili lokasyon seçilebilir. Farklı şehirlerde
benzeri lokasyonlardaki ölçümler, karşılaştırılabilir olacaktır.
Kırsal, şehirden uzaktaki örneklem lokasyonları gibi diğer sit tipleri, bazı izleme
çalışmalarına uygulanabilir. Kentsel hava kalitesi belirlenirken, hava kirliliği
üzerindeki antropojenik katkının tahmin edilebilmesi için, bir örneklem
noktasının da hakim rüzgar yönünde seçilmesi dikkate alınmalıdır. Aktif ve pasif
örnekleyicilerin her ikisi de bu tip bir araştırma için uygundur.
Bir diğer araştırma tipinde; kirleticilerin seçilen bir alan içindeki dağılımının
belirlenmesi amaçlanır. Pasif örnekleyicilerin ucuzluğu ve kullanımdaki kolaylığı
nedeniyle, çok sayıda ölçüm noktasında izleme yapma imkanını sağlar. Bu
durumda, belirlenen çalışma alanı içindeki örneklem yerleri mekansal olarak
temsili bir şekilde seçilmelidir.
6.2 Örneklem Noktasının Seçimi
Pasif örnekleyicilerin montajı çok kolaydır. Her hangibir koruyucu sipere veya
elektrik enerjisine ihtiyaç yoktur.
Şekil 28 pasif örnekleyiciler için bazı yerleştirme örneklerini vermektedir.
Örnekleyiciler, direk olarak yüzeye yerleştirilmemelidir. Zira kirletici türlerinin
yüzey tarafından absorbsiyonu sonucu ölçülen miktarında azalma olabilir. NO2
ve SO2 için bu problemi önlemek üzere yaklaşık 5 cm. lik bir boşluk bloku yeterli
olacaktır. Ozon ve ozon gibi reaktif türler için, metre düzeyinde daha geniş
mesafeler gerekecektir. Örnekleyicilerin bir binaya yerleştirilmesi durumunda,
örnekleyiciler açık bir alanda olmalıdır. Bitki örtüsü de kirleticiler için absorber
görevi yapabilir. Bu nedenle örnekleyiciler, ağaçların üzerine veya ağaçlara
yakın olarak monte edilmemelidir.
Pasif örnekleyiciler ile yapılan araştırmalar, daha sonra otomatik analizörlerin
yerleştirilmesi için optimum yerleşim noktalarının belirlenmesinde kullanılabilir.
97
Aktif örnekleyiciler ise, elektrik enerjisine ihtiyaç gösterip sabit örneklem
noktalarına yerleştirilebilir. Genellikle binalara veya duvara monte edilirler.
Ayrıca mobil üniteler de geçici olarak sabit pozisyonda çalıştırılabilir. Aktif
sistemlerin hareketli olarak kullanılması genelde pratik değildir.
İzleme çalışmaları, izlenecek olan alan çevresini temsil eden lokasyonlarda
yapılmalıdır. Tek veya çok sayıda spesifik kaynaklardan etkilenmemelidir.
Örneğin, tek bir yakma bacası gibi.
Aktif ve pasif örnekleyiciler için yer seçiminde aşağıdaki konular dikkate
alınmalıdır: Uzun vadeli kullanılabilirlik, yerleşim yerinin güvenliği, emisyon
kaynaklarının konumu ve dağılımı, topoğrafya, meteoroloji, mevcut hava kalitesi
hakkında bilgiler, insan aktivitelerine yönelik diğer veriler ve hava kirliliği etki
çalışmaları.
İdeal olarak, insan maruziyetinin inceleneceği çalışmalarda örneklem girişleri
veya örnekleyiciler, yer seviyesinden yaklaşık 1-1.5 metre yukarıda toplum
maruziyetinin beklendiği alanlara yerleştirilmelidir. Cihazların emniyeti açısından
pratikte, yer seviyesinden 2-5 metre yükseklikte, bir yüzeye sabitlenir veya bir
bina çatısına yerleştirilirler. Örneklem girişinin temsiliyetini sağlamak için,
yüzeyden veya bina çatısından 1-1.5 metre uzaklıkta olmalıdır.
Şekil 28: Pasif örnekleyici tipleri için montaj örnekleri
98
İzleme istasyonlarına ait tüm bilgiler kaydedilmelidir; adres, grid referansı, yer
seviyesinden yüksekliği, deniz seviyesinden yüksekliği, yakın çevre koşulları,
insan veya diğer aktiviteler, potansiyel kaynaklar, genel lokasyon, kentsel, kent
dışı, ticari, endüstriyel, kırsal vb. Uzun vadeli araştırmalar için, örneklem
lokasyonları düzenli olarak kontrol edilmelidir. Yeni binalar, cadde
düzenlemeleri, bitki örtüsü ölçüm sitinin uygunluğunu etkilememelidir. Kirlilik
aktiviteleri veya kaynakları istasyonlara yapılan düzenli ziyaretler sırasında not
edilmelidir.
6.3 Örneklem Ekipmanının Seçimi ve Ekipmanın Değerlendirilmesi
Pasif örnekleyicilerin montajı çok kolaydır ve ticari olarak kolaylıkla üretici
firmalardan temin edilebilir. Çok sayıda laboratuvar ve üretici firma NO2 tüpleri
ve bunlara yönelik analitik servis vermektedir.
NO2 dışındaki kirleticiler için pasif örnekleyicilerin çoğu, halihazırda gelişme
sürecindedir.
Bazı ülkelerde, özellikle tropikal alanlarda, böcek, sinek vb. ölçümleri
etkileyebilir. Bu nedenle böcekten koruyucu siperlere ihtiyaç olabilir. Kuşlardan
korunma da ayrıca gerekli olabilir. Bu tür koruyucu siperler kullanılırken,
ölçümlerin etkilenmemesine dikkat gösterilmelidir. Örneğin; membran önüne
monte edilmiş olan paslanmaz çelik levhaların kullanılması gibi.
Aktif sistem kullanılarak kirleticilerin izlenmesi için kullanılan ekipman, rölatif
olarak basit ve ucuzdur. Örneklem ekipmanı hazır bir ünite olarak ticari
kaynaklardan temin edilebildiği gibi gerekli parçaları bir araya getirilerek de
kurulabilir.
Aktif örnekleyiciler için satın alınacak en pahalı ve komplike ünite, uygun bir
kolorimetre veya spektrofotometre olacaktır. Pasif örnekleyicilerden elde edilen
numunelerin analizi için de bir spektrofotometre veya gaz kromatografisi gerekli
olacaktır.
6.4 Örneklem Noktası Alt Yapısı ve Rutin İşletme
Difüzyon örneklemi için minimum düzeyde bir alt yapıya ihtiyaç vardır. Ancak
bazı araştırmalarda çok sayıda örnekleyiciye ihtiyaç duyulduğunda daha
ayrıntılı organizasyonel alt yapıya ihtiyaç olabilir. Örnekleyiciler tek tek
belirlenmeli ve her bir örneklem yeri dikkatlice kaydedilmelidir. İlave olarak, her
bir ölçüm yeri, lokasyonu, grid referansı ve tüm tarifler analiz için muhafaza
edilmelidir.
Bazı hallerde, tek bir ölçümün önemli olduğu durumlarda çift tüpün kullanılması
önerilmektedir. Ölçümlerin tekrarı aynı zamanda kalite kontrol karşılaştırmaları
için de faydalı olacaktır.
99
Aktif sistemler için en önemli konular:
1. Aktif örnekleyicilerin tüm parçaları ölçülecek kirleticiye inert olan bir
materyalden yapılmalıdır. Örneğin, örneklem girişi ile örnekleyici arasındaki
bağlantı elemanı, cam, polipropilen, veya PTFE gibi, kimyasal olarak inert
olmalıdır. (Partiküler maddenin ölçülmesi durumunda PTFE uygun
olmayacaktır. Zira zaman içinde hortum cidarlarından adsorbsiyon / toplanma
nedeniyle partikül toplama etkinliğinde azalma olacaktır.)
2. Örneklem hortumu olabildiğince kısa tutulmalı ve partiküler maddelerin
birikimine neden olacak kıvrılma ve bükülmeler olmamalıdır.
3. Daha sonra yapılacak analizi etkilemesi nedeniyle, örnekleyici veya toplama
ortamını kontamine edebilecek partiküler madde, gazlar veya sıvılar numune
akışından uzaklaştırılmalıdır.
4. Örneklem sistemi optimum koşullarda muhafaza edilmelidir. Gerekli
olduğunda temizlenmeli, değiştirilecek olan parçalar kalıcı problemlerin
oluşmasını önlemek için zamanında değiştirilmelidir.
5. Aktif örnekleyicilerde yaşanan en önemli problem, örneklem sistemi
kaçaklarıdır. Bu nedenle, hava akışı düzenli olarak kontrol edilmelidir.
6.5 Analitik İşlemler
Tüm numunelerin analizi dikkatli bir şekilde ve deneyimli teknik elemanlar
tarafından yapılmalıdır. Pasif örnekleyicilerin kullanılması durumunda, kimyasal
analiz
iyi donatılmış bir analitik laboratuvarda yapılmalıdır. Analitik
çalışmalarda, analitik kalitede kimyasal maddeler kullanılmalıdır. Yöntemler ve
uygulanan işlemler düzenli olarak gözden geçirilmeli ve bağımsız olarak
denetlenmelidir.
6.6 Örneklem Sistemlerinin Kalibrasyonu
Pasif örnekleyicilerde difüzyon hızı, örnekleyicinin geometrisi ile kontrol
edilmektedir. Difüzyon tüpü örnekleyici boyutlarının doğru olarak ölçülmesi ve
farklı örnekleyici setleri arasındaki tutarlılığın kontrol edilmesi çok önemlidir.
Boyutların belirlenmesinde yapılacak küçük bir hata daha sonra hesaplanan
konsantrasyonlarda anlamlı hatalara yol açabilir.
Aktif sistemler için, hacim veya akış ölçüm cihazlarının ve örneklem / analitik
işlemlerin kalibre edilmesi gerekir.
Numune hacmini belirlemek için kullanılan gazometreler veya akış oranını
kontrol etmek için kullanılan akış ölçerler kullanımdan önce ve daha sonra
düzenli olarak birincil standartlara karşı kalibre edilmelidir. Akış kalibrasyonu
100
için kullanılan birincil standartlar, civalı piston volumetresi, sabun filmi
volumetrik kalibratörü, spirometre vb. içerirler.
Örneklem hacminin, verilen aralıklar içinde sabit olup olmadığı, istasyonu her
ziyarette kontrol edilmelidir. Örneğin; 2.0 m3 / saat.
Örneklem / analitik işlemler, ölçülen zaman periyodu içinde bilinen kirletici
konsantrasyonunun örneklem sistemine verilmesi ile kalibre edilebilir. Bilinen
kirletici konsantrasyonu; permeasyon cihazları, silindir şeklinde span gazı veya
statik veya dinamik seyreltme ile oluşturulabilir.
6.7 Analitik Laboratuvarların Harmonizasyonu
Analiz yapan çok sayıdaki laboratuvarların karşılaştırılması için analitik
işlemlerin ve sonuçların tutarlığı açısından düzenli aralıklarla laboratuvarlararası
karşılaştırmaların yapılması önemlidir. Bu karşılaştırmalar, her laboratuvara
analizlerini yapmak üzere standart çözeltilerin gönderilmesi ile yapılabilir.
Numuneler merkezi bir laboratuvar tarafından hazırlanır. Bu işlem ile, analitik
laboratuvarlarda kullanılan kalibrasyon standartlarının doğruluğu kontrol edilmiş
olacaktır.
6.8 Diğer Ölçüm Teknikleri veya Örneklem Sistemleri ile Karşılaştırma
Tüm kirleticiler için pasif örnekleyicilerin geçerliliğinin; araştırma sırasındaki
koşullar altında diğer yöntemlere karşı onaylanması gerekir. Geçerlilik kontrolü,
üretici firması tarafından benzer koşullar altında yapılmadıysa, cihazın
kullanıcısı tarafından yapılmalıdır. Bir izleme çalışması sırasında farklı örneklem
sistemleri kullanılıyor ise, farklı sistemler birarada çalıştırılarak karşılaştırmalar
yapılmalı ve her sistemin kendi ölçüm serisini oluşturmak üzere, normal
örneklem ve analitik işlemleri uygulanmalıdır. Bu işlem, elde edilen sonuçlarda
sistematik farklılıkların olup olmadığını belirleyecektir.
6.9 Verilerin Gözden Geçirilmesi ve Geçerlilik Kontrolü
Yukarıda belirtilen tüm kalite kontrol / kalite güvenilirliği prosedürlerinin
uygulanması durumunda, pasif ve aktif örnekleyicilerden elde edilen sonuçlar
geçerli olmalıdır. Ancak, bu durum da yine kontrol edilmelidir. Genel olarak, son
veri kontrolü, tüm verilerin deneyimli eleman tarafından denetlenmesi ve gözden
geçirilmesini içerir. Bu da; tarama / değerlendirme prosesi, veri setinin kendi
içinde tutarlı, ölçümlerin ölçüm yapılan yer için makul, örneklem periyodundaki
meteorolojik koşulların bilinmesi gibi prosesleri gerektirir. Zaman serileri grafikte
işaretlenmeli ve istatistiksel özetler / sıklık dağılımları hesaplanmalıdır. Bu da;
benzer periyotlarda aynı lokasyonda veya aynı periyotta farklı lokasyonlarda
toplanan veriler ile tutarlılığı açısından kontrol edilmelidir.
101
D. ÖNERİLER
7. ÖNERİLER
7.1 Pasif Örnekleyiciler
1) Çeşitli hava kirleticileri için pasif örnekleyiciler geliştirilmiş olmasına rağmen
(O3, SO2, HC’s) rutin kullanım için sadece NO2 önerilmektedir.
2) Özellikle, ozon ölçümleri için pasif örnekleyiciler çok kullanışlıdır ve rutin
izlemenin gerçekleştirileceği yerler için geliştirilmelidir.
3) NO2 pasif örnekleyicileri, diğer yöntemler tarafından tamamlanamayan izleme
fırsatını verir. Bu nedenle:
• Pasif örnekleyicilerin daha yaygın olarak kullanımı sağlanmalıdır.
• Pasif örnekleyiciler, düzenleyici amaçlar için daha komplike örnekleyicilere
yönelik yer seçimine yardımcı olmak üzere kullanılmalıdır.
• Pasif örnekleyiciler, kişisel maruziyet ve iç ortam hava kirliliğini izlemek
üzere kullanılabilir.
• Dünya çapında kentsel NO2 konsantrasyonları bilinmelidir.
• Standart prosedürler ve kalite güvenilirlik örnekleri hazırlanmalıdır.
4) NO2 dışında diğer gazlar için de pasif örnekleyicilerin geliştirilmesine ihtiyaç
vardır.
5) Geniş aralıktaki çevresel koşullarda kullanımlarını sağlamak üzere; O3, CO,
SO2 ve HC örnekleyicileri geliştirilmelidir.
7.2.1 Kükürt Dioksit
Kükürt dioksite spesifik ölçümler önerilmektedir. Rutin günlük örneklem için;
seyreltilmiş hidrojen peroksit çözeltisi veya impregne edilmiş filtre kağıtları
kullanılarak Thorin kolorimetrik yöntemi ile analiz yapılmalıdır. Diğer SO2
spesifik ölçüm teknikleri geliştirilmiş olup yararlı bilgileri sağlayacaktır.
7.2.2 Azot Dioksit
Rutin günlük NO2 ölçümleri için Griess-Saltzman yöntemini kullanan sistemler
önerilmektedir. Diğer teknikler, ince film veya cam filtre örneklem ortamını esas
102
alan tekniklerdir. Ancak, diğer teknolojiler ile karşılaştırmalar hakkında sınırlı
veri bulunması ve farklı çevre koşullarında dünya çapındaki deneyim eksikliği
nedeniyle henüz önerilmemektedir.
7.2.3 Ozon
Rutin ve spesifik ozon ölçümleri için NBKI aktif örneklem yönteminin
kullanılması önerilmemektedir. Bu teknik, kısa süreli oksidant araştırmaları için
uygun bir şekilde kullanılabilir.
103
104
!
Bölüm IV
BİRİNCİL STANDART
KALİBRASYON YÖNTEMLERİ
105
106
A. BİRİNCİL STANDART KALİBRASYON YÖNTEMLERİ
1. BİRİNCİL STANDARTLARIN HAZIRLANMA TEKNİKLERİ
Bu bölümde, dış ortam hava kalitesi analizörlerinin kalibrasyonu için kullanılan
birincil standart gaz karışımlarının hazırlanması ve kontrolu için kullanılan
metodolojiler yer almaktadır.
Bu bölümde yer alan teknikler, birincil standartların laboratuvar ortamında
hazırlanması ile ilgilidir. Bu çalışmaların sahada yapılacak kalibrasyon işlemlerine
uygulanması 2. kısımda yer almaktadır.
Tablo 8: Birincil Gaz Standartlarının Hazırlanması için Kullanılan Yöntemler
KİRLETİCİLER
Azot monoksit
Azot dioksit
Kükürt dioksit
Karbon monoksit
Ozon
YÖNTEM
Statik Seyreltme
Dinamik Seyreltme
Gaz Fazı Titrasyon
Statik Seyreltme
Dinamik Seyreltme
Permeasyon tüpleri
Gaz Fazı Titrasyon
Statik Seyreltme
Dinamik Seyreltme
Permeasyon Tüpleri
Statik Seyreltme
Dinamik Seyreltme
Gravimetrik olarak
Hazırlanmış Silindir
UV Fotometre
Gaz Fazı Titrasyon
107
Bir hava kalitesi izleme ağındaki en önemli konulardan birisi, standart gaz
karışımlarının hazırlanmasıdır. Burada tanımlanan teknikler, otomatik
analizörlerin kullanımı için geliştirilmiştir. Ancak, bir kısmı difüzyon tüpleri veya
aktif örnekleyiciler gibi basit izleme tekniklerinin doğruluğunun kontrolü için de
kullanılabilir. Birincil gaz standartlarının hazırlanması için kullanılabilecek farklı
teknikler tanımlanmıştır. Birincil gaz standardı; konsantrasyonu ve bileşimi bilinen
bir gaz karışımıdır.
Bu yöntemler, tüm dünyada çok sayıda laboratuvar tarafından rutin olarak
kullanılmaktadır. Gerekli olan ekipman ticari olarak temin edilebilir.
1.1 Sıfır Gazının Hazırlanması
Sıfır gazı, sıfır noktasının kontrolü ve standart gazların seyreltilmesi için kullanılan
bir gazdır. Sıfır gazı, ticari olarak sıkıştırılmış formda veya dış ortam havasının
belli filtrasyon maddeleriyle temizlenmesiyle üretilebilir.
Sıfır gazının ölçülecek kirleticiden arındırılmış olması gerekir. Sıfır gaz silindirleri,
genellikle sentetik hava (O2 ve N2) içermeleri nedeniyle, ölçümleri etkileyebilecek
ilave girişim gazlarından arındırılmıştır. Bu aynı zamanda bazı problemlere de yol
açabilir, örneğin alev fotometrik analizörler CO2 etkisine sahiptir ve bu nedenle
sentetik hava, sıfır gazı olarak veya bu analizörlerin kalibrasyon standartlarının
hazırlanmasında kullanılamaz.
Bu nedenle, sıfır gazı olarak, temizlenmiş dış ortam havasının (ölçülecek
kirleticiden arındırılmış) kullanılması önerilmektedir. Sıfır ve seyreltme havası
olarak kuru hava da kullanılabilir. Şöyle ki; tüm kalibrasyonlar sabit ve bilinen nem
koşullarında yapılır. İlave olarak, önce kimyasal veya katalitik ayırıcılar
kullanılarak, hava numunesinden nemin uzaklaştırılması gerekir. Havanın
kurutulması için silikajel veya diğer ticari kurutma maddeleri kullanılabilir. Hava
akışı içindeki partiküler maddeler; uzaklaştırma işleminden önce ve sonra cam
elyaf, polipropilen veya selüloz filtreler kullanılarak uzaklaştırılmalıdır.
Aşağıda verilen temizleme materyallerinin kullanılması önerilmektedir:
SO2
NO
NO2
CO
O3
Aktif karbon (iyotlu) , moleküler sieve (elek)
(NO'nun NO2' ye oksidasyonu ve NO2 nin uzaklaştırılması), Alümina üzerinde potasyum
permanganat ('Purafil') ve aktif karbon; silikajel üzerinde krom trioksit, örneğin;
moleküler sieve (elek)
Aktif karbon, moleküler sieve (elek), ( silikajel olabilir)
Silikajel ve bakır oksit / bakır ('Hopcalite'), ısıtılmış platin katalist, moleküler sieve (elek)
Aktif karbon
Silikajel ve moleküler sieve (elek) ısıtılarak geri kazanılabilir.
108
1.2 Permeasyon Tüpleri
Permeasyon tüpleri, geçirgen bir malzeme ile kapatılmış küçük kaplardır. Gerekli
olan kirletici, tüp içerisine saf likit olarak konulur. Tüp içerisinde buhar fazı ile
denge kurulur. Buhar, teflon olan malzeme içerisinden sabit akışta difüze olur.
Tüp sabit sıcaklıkta tutulur. Sıcaklık kontrollü su banyosunu içeren bu yöntem;
ISO 6349 (1979) da tanımlanmaktadır. Ticari olarak temin edilen fırınlar da su
banyosu yerine kullanılabilir. Bunlar, ayrıca temizlenmiş olan hava akışı ile,
permeant gazın ortam konsantrasyonuna yakın olarak seyreltilmesini de sağlar.
Bu şekildeki ticari bir sistem Şekil 29 da gösterilmektedir. Permeasyon tüpü
sıcaklığı 0.1oC içinde kontrol edilmeli ve seyreltme gazı kuru olmalıdır.
Permeasyon tüpleri, genellikle üretici firması tarafından sertifikalı permeasyon
hızı ile birlikte verilmektedir. Ancak, gerçek permeasyon hızı, tüpün laboratuvar
ortamında düzenli olarak tartılması ile belirlenir. Permeasyon tüp sistemi ile
çalışılırken ve tartım sırasında çok dikkatli olunması gerekir. Özellikle, tartım
işlemi sırasında tüpün kuru olarak muhafaza edilmesi çok önemlidir. Tüplerin seri
olarak tartılarak permeasyon hızının kararlılığından emin olduktan sonra,
permeasyon tüpleri, kalibrasyon gazı standartlarının üretilmesi için kullanılabilir.
Span gazı konsantrasyonu, aşağıdaki eşitlik ile hesaplanabilir:
Konsantrasyon (ppb) =
W =
R =
T =
F =
a =
P =
WRT
FaP
(1)
Tüpün ölçülen ağırlık kaybı ( ng / dak)
Gaz Sabiti ( 8.2054 x 10-2 I atm / K mol )
Ortam Sıcaklığı (K)
Ölçülen akış hızı ( I / dak)
Gazın molekül ağırlığı ( g / mol )
Basınç (atm)
Bu yöntem ile sabit span gazı kaynağı oluşturulur. Özellikle, izleme
istasyonlarındaki otomatik sıfır / span kontrolleri gibi sürekli olmayan işlemler için
kullanışlıdır. Permeasyon tüpleri, ancak belli kirleticiler için bulunabilmektedir. En
yaygın olarak kullanılan permeasyon tüpleri NO2 ve SO2 içindir.
Permeasyon tüpünün kullanıldığı bazı taşınabilir kalibratörler mevcuttur. Bunların
çoğu NO2 ve SO2 için çok noktalı kalibrasyon yapma imkanını tanımaktadır. Aynı
zamanda cihazların sahada kontrolleri için de uygundur. Alternatif olarak,
sıkıştırılmış gaz silindirleri de kullanılabilir.
1.3 Statik Seyreltme
Prensip olarak, statik seyreltme sistemi, bilinen span gazı konsantrasyonunu elde
etmek için; seyreltme gazı ile karıştırılmış ve hacmi ölçülmüş saf kirleticiyi içeren
sabit hacimli bir kaptan ibarettir (ISO 6144, 1981). Bu çok esnek bir tekniktir. Pek
çok kirletici ve seyreltme gazı için kullanılabilir. NO için, oksidasyonu önlemek
109
üzere seyreltme gazı olarak azot ile kullanılmalıdır. Oysa otomatik UV floresans
analizörleri için SO2 karışımları hava içinde olmalıdır. İlave olarak, kalibrasyon
konsantrasyonu, ilave edilecek kirletici hacmini seçmek suretiyle işletici
tarafından da oluşturulabilir.
Şekil 29: Permeasyon Fırını Diyagramı
Seyreltme kabı, kalibrasyon gazı ile temas eden tüm yüzeyler için inert
materyallerden yapılmalıdır. Tipik bir örneği Şekil 30 da verilmiştir. Bu kabın,
basınç ve sıcaklık göstergesi bulunmalıdır. Minimum hacim 50-100 litre olmalıdır.
Emin bir operasyon için yaklaşık toplam 2 bar'lık basınç gerekir. Kabın 2 bar'ın
altındaki basınçlarda çalıştırılması durumunda, yeterli kalibrasyon gazının
üretilebilmesi için toplam hacmin daha fazla olması gerekir. Küçük hacimli kaplar
için, gazın mekanik olarak karışmasına ihtiyaç yoktur. Saf kirletici, atmosferik
basınçta kap içindeki seyreltme gazı içine bir enjektör aracılığı ile ilave edilir. NO
ve SO2 için, 100 µl. lik bir enjektör gerekir. Ancak bu yöntemin CO için
kullanılması durumunda 5 ml. lik bir enjektör gerekli olacaktır. Kentsel alanlardaki
CO konsantrasyonları genellikle ppm aralığındadır. Bu durumda, kaba daha fazla
seyreltme gazı ilave edilir ve son doldurma basıncı kaydedilir. Enjektör ile gazın
ilave edilmesi sırasında, kap içerisinde homojen bir karışımın sağlanabilmesi için
yeterli türbülans oluşacaktır. Kalibrasyon gazı konsantrasyonu aşağıda verilen
eşitlik yardımı ile hesaplanır:
9
Konsantrasyon (ppb) =
10 V P
V P
p
v
Vp
Vv
Pa
Pt
=
=
=
=
a
(2)
t
İlave edilen saf kirletici hacmi ( litre)
Statik seyreltme kabı hacmi ( litre)
Atmosferik basınç (atm)
Doldurulan kabın son basıncı (atm)
110
Yukarıda tarif edilen ekipman, ilave edilen gaz hacmine bağlı olarak 200-1000
ppb. aralığında standart gaz konsantrasyonunu sağlayacaktır.
Şekil 30: Statik Seyreltme Aparatları Diyagramı
1.4 Dinamik Seyreltme
Dinamik seyreltme işlemi, O3 dışında CO, NO, NO2 ve SO2 için kontrollü
konsantrasyonları üretmek amacı ile kullanılabilir.
Ortam konsantrasyonuna yakın kalibrasyon gazı üretmek için; yüksek
konsantrasyon karışımının, hava veya azot ile seyreltilmesi gerekir (ISO 6145/1,
1986). Şekil 31 kullanılan aparatların diyagramını göstermektedir. Akışlar sürekli
olarak termal kütle akış kontrol üniteleri ile kontrol edilir. Toplam akış, analizörün
ihtiyaç duyduğu akış miktarından daha fazla olmalıdır. Akışlar, basit sabun filmli
bir akış ölçer (flowmetre) ile ölçülebilir. Bileşenleri seyreltme ünitesine bağlamak
için kullanılan hortumlar PTFE olmalı ve hortum cidarındaki reaksiyonları
minimum düzeye indirebilmek için bağlantılar olabildiğince kısa tutulmalıdır.
Gerek silindir gerekse seyreltme gazı (genellikle sıfır hava) akışlarından emin
olmak için her iki kanalda da kütle akış kontrol ünitesi kullanılmalıdır. Bu yöntemin
avantajı, yüksek konsantrasyonlu silindirlerin, sahada cihaz kalibrasyonu için
kullanılan düşük konsantrasyonlu silindirlerden daha kararlı olmasıdır. Bu teknik,
birisi veya her iki akışın da değiştirilmesi suretiyle çok noktalı kalibrasyon
yapılmasına imkan tanır. Bu işlem, analizör cevabının linearite kontrolünü sağlar.
Kentsel dış ortam havasındaki CO konsantrasyonlarının oldukça yüksek olması
nedeniyle, CO için, direk olarak yüksek konsantrasyonlu silindirlerin akışı
kullanılabilir. Zira dış ortamdaki CO konsantrasyonları yüksektir.
111
Şekil 31: Dinamik Seyreltme Aparatları Diyagramı
Dinamik seyreltme için kullanılan yüksek konsantrasyonlu silindirlerde, tipik olarak
100 ppm. lik gravimetrik konsantrasyon oluşturulabilir. Doğruluk, yaklaşık %1 dir.
Böylece, bilinen doğruluktaki konsantrasyon ve bu tip bir silindir birincil standart
olarak kullanılabilir. Yüksek konsantrasyonlu silindirler, güvenilir ticari
kaynaklardan temin edilebilir.
Dinamik seyreltme ile üretilen span gazı konsantrasyonu aşağıdaki eşitlik yardımı
ile hesaplanabilir:
Konsantrasyon (ppb) = 103 Cstd
Cstd =
F std =
F dil =
F
(3)
std
F dil + F std
Standart silindir konsantrasyonu (ppm)
Standart gaz akış hızı ( l / dak )
Seyreltme gazı akış hızı ( l / dak )
Bu yöntem, örneğin 2-3 gün gibi bir zaman periyodu içinde kalibrasyon gazı
üretimi için idealdir. Bu yöntem integre kirletici maruziyetini gerektiren pasif veya
aktif örnekleyicilerin test edilmesi için de uygun olabilir.
1.5 Gaz Fazı Titrasyonu
Gaz fazı titrasyon (GFT) yönteminde, NO ve ozon arasındaki stokiometrik
reaksiyon sonucu NO 2 oluşur.
NO + O3 → NO2 + O2
(4)
112
Bu teknik, N0X (NO + NO2) veya O3 kalibrasyonu için, belirlenecek türün diğer
reaktantın aşırısına karşı titre edilmesi ile kullanılabilir. Dış ortam
konsantrasyonlarına yakın konsantrasyonlarda; reaksiyonun derhal oluşması
düşünülemez. Reaksiyonun en az %99' unun tamamlanabilmesi için, yeterli
hacimdeki bir karıştırma kabının sisteme ilave edilmesi gerekir. NO kalibrasyonu
yapılırken, reaksiyona girmeyen ozonu kontrol etmek için karıştırma kabına ozon
analizörü
bağlanabilir.
GFT
yöntemi,
kimyasal
ışıma
yöntemi
(Chemiluminescence) ile çalışan N0X analizörlerinde NO2 → NO ya dönüşüm
etkinliğini belirlemek üzere de kullanılabilir. Bu yöntem ile, konsantrasyonu
titrasyon ile belirlenen standart bir gaz karışımı oluşturulur.
Şekil 4 aparatların şematik görünümünü vermektedir. NO konsantrasyonu, kütle
akış kontrol ünitesi aracılığı ile akışı ayarlanan hava ile seyreltilmiş yüksek
konsantrasyonlu silindirler içerisindeki dinamik seyreltmeye benzer şekilde üretilir.
Ozon, temizlenmiş olan havanın kuartz bir cam tüp boyunca ilerlemesi ile kararlı
ultraviyole ışık kaynağına maruz bırakılmak suretiyle üretilir. O3 konsantrasyonu,
lamba karşısındaki kapatma ünitesinin hareketi ile değişir.
Şekil 32: Gaz Fazı Titrasyon Aparatları Diyagramı
1.6 UV Fotometre
Bu yöntem ile O3 konsantrasyonunun ölçülmesi için, ultraviyole fotometresi
kullanılır. Fotometre, aşağıdaki Beer- Lambert eşitliğini kullanır:
I = Io exp ( -a L c )
I =
Io =
Ozon içindeki ışık yoğunluğu
Temizlenen hava içindeki ışık yoğunluğu
113
a =
L =
c =
254 nm. de absorbsiyon katsayısı ( 308 atm-1 cm-1 )
Yol uzunluğu
Hacim ile konsantrasyon oranı
O3 analizörünü kalibre etmek için, uygun konsantrasyonu oluşturmak üzere O3
jeneratörü ayarlanır. Kalibrasyon gazını ölçmek üzere analizör ve fotometre
paralel olarak çalıştırılır. İki cihazdan elde edilen çıkış sinyalleri karşılaştırılır.
Farklı O3 konsantrasyonları için bir kaç kere tekrarlanır. Bu yöntem, gaz fazı
titrasyonu ile karşılaştırılarak kontrol edilebilir. Standardizasyon için kullanılan
fotometre, aynı ozon jeneratörü kullanılarak diğer analizörler ile
karşılaştırılmalıdır. UV fotometre yöntemi, ekipmanın taşınabilir olması sebebiyle
özellikle saha çalışmalarında kullanışlıdır. Ekipmanın diyagramı Şekil 33 de
gösterilmektedir.
Şekil 33: Ozon Kalibrasyon Sistemi Diyagramı
1.7 Transfer Standartları olarak Kullanılan Sıkıştırılmış Gaz Silindirleri
Ortam konsantrasyonuna yakın konsantrasyonlardaki gazı içeren sıkıştırılmış gaz
karışımı, ticari olarak temin edilebilir. Bu silindirler dikkatle kullanılırsa kararlıdır ve
saha kalibrasyonları için kalibrasyon gazı kaynağı olarak kullanılabilir. Silindirdeki
karışım konsantrasyonu yukarıda tarif edilen tekniklerden birisi ile hazırlanan
birincil gaz standardı ile karşılaştırılarak laboratuvarda kontrol edilmelidir.
Beklemeye bağlı olarak oluşabilecek değişiklikler en önemli hata kaynağıdır.
Sıkıştırılmış gaz silindirleri kullanımının en önemli dezavantajı ulaşımda yaşanan
zorluklardır.
114
1.8 Kimyasal Analiz
Hazırlanan gaz konsantrasyonlarını belirlemek için bilinen kimyasal analiz
teknikleri kullanılabilir.
Ancak, analitik tekniklerin mutlak olduğu düşünülmüyorsa sadece yukarıda
verilen fiziksel yöntemlerin güvenilirliğini kontrol etmek için kullanılabilirler.
1.9 Yöntem Seçimi
Çeşitli yöntemlerin pratik ve ekonomik özelliklerinden bazıları tablo 9 da
verilmiştir. Burada belirtilen hazırlama yöntemleri, sürekli otomatik analizörleri
işleten laboratuvarlar için kullanışlıdır. Hazırlama yöntemlerinin seçimini etkileyen
faktörler; ölçülen kirleticiler, çalışan elemanların deneyimi ve bu amaçla
kullanılabilir mali kaynaklardır.
Statik seyreltme, özellikle NO ve SO2 için kullanışlıdır. Oysa permeasyon tüpleri
NO2 ve SO2 için uygun bir yöntemdir. Gravimetrik olarak hazırlanmış silindirler
CO için elverişlidir. Permeasyon tüpleri operasyon sırasında deneyim ve dikkati
gerektirir. Statik seyreltme ile aynı ekipman birden fazla kirletici için kullanılabilir.
Konsantrasyon aralıkları ihtiyaca göre kolayca ayarlanabilir. Ancak, bu ekipmanı
işleten elemanlar için özel bir eğitim gerekir ve yöntem daha fazla sarf
malzemesine ihtiyaç duyar (kirletici ve seyreltme gazı için ayrı ayrı silindirler,
enjektör gibi). NO ve O3 konsantrasyonlarının birlikte yapılması durumunda, gaz
titrasyon fazı her iki kirletici için de standartların direk olarak karşılaştırılmasına
olanak sağlayacaktır. Bu yöntem, deneyim ağırlıklı olup özellikle çevresel
faktörlere karşı hassastır ve güvenilir sonuçların alınabilmesi için rutin olarak
optimum koşullarda çalışılması gerekir.
115
Tablo 9: Birincil Standart Gaz Yöntemlerinin Pratik ve Ekonomik Özellikleri
Yöntemler
Elde edilebilir
en düşük
konsantrasyon
(ppb)
Hacim
Kesinlik
(%)
Minimum
Ekipman
maliyeti
(US$)
Konsantrasyonu
değiştirmek için
geçen süre
Açıklama
Permeasyon
Tüpleri
10
orta
2-5
1,000
dakikalar
a
Statik
Seyreltme
200
50-100
lt.
3-5
2,000
2-4 saat
b
Dinamik
Seyreltme
10
yüksek
3-5
3,000
<5 dak
Gaz Fazı
Titrasyon
10
orta
3-5
3,000
dakikalar
c
UV
Fotometre
10
-
yaklaşık
5
20,000
dakikalar
d
Silindirler
50
1-4 m
5
500
-
e
Kimyasal
20
-
>5
1,000
saatler
f
3
a: Konsantrasyonu değiştirmek için geçen süre cihaz tasarımına bağlıdır;
bazen ayarlanamaz.
b: Daha yüksek belirsizlikle daha düşük konsantrasyonlar üretilebilir.
c: Kesinliğin yüksek olması için büyük dikkat gerekir.
d: Sadece ozon için.
e: Silindirin kararlığı, kullanım süresi içinde kontrol edilmelidir.
f: İyi donatılmış laboratuvar ve pahalı ekipman gerektirir.
116
2. ULUSAL GAZ STANDARTLARI LABORATUVARLARININ KURULMASI
Birincil ve ikincil standart gazları, iyi derecede donatılmış birincil standart
laboratuvarlarında hazırlanmalıdır. Zira gerekli olan metodolojiler spesifik olup
oldukça pahalıdır. Böyle laboratuvarlar ulusal veya bölgesel seviyede çok iyi
düzeyde kurulmuştur. Özellikle sınırlı ölçekte izleme yapılıyorsa, bütün ülkeler için
birincil gaz standartları hazırlamak üzere ayrı ayrı alt yapı kurulmasına gerek
yoktur. Ancak tüm ülkeler kendi bölgelerindeki bu tür alt yapısı olan yerleri
bilmelidir. Böylece, ulusal gaz standartları laboratuvarları hava kalitesi izleme
ölçümlerinin kalite kontrolünde çok anlamlı bir rol oynarlar. Ancak bu
laboratuvarlar, uygun bir şekilde donatılmış ve bu amaca yönelik olarak
yapılandırılmış olmalıdır.
3. KALİTE KONTROLU
Gaz kalibrasyon laboratuvarında üretilen sonuçların standart olması önemlidir. Bu
aşamada yapılacak hatalar, hava kalitesi izleme verilerine yansıyacaktır.
Kalibrasyonlardaki sistemik hatalar, her bir kirletici için birden fazla birincil
standart teknik kullanılarak minimize edilebilir.
Kalibrasyon gazı üreten laboratuvarlar için tavsiye edilen en yaygın kalite kontrol
metodolojisi, kalite kontrol kartlarının kullanılmasıdır (Miller and Miller, 1986). İki
yıllık bir periyot için kullanılan kalite kontrol kartı örneği şekil 34 de
gösterilmektedir.
Şekil 34: NO Referans Silindiri için Kalite Kontrol Kartı
Kalite kontrol kartı, birincil gaz standardı ile kalibre edilmiş gaz analizörü
kullanılarak silindirdeki gaz konsantrasyonunu ölçmek için (laboratuvar kalite
117
kontrol silindiri olarak tasarlanmıştır) oluşturulmuştur. Kalite kontrol silindiri
konsantrasyonları, bir zaman serisi içinde her tayin işleminden sonra işaretlenir.
Kalite kontrol silindiri konsantrasyonu, oldukça kararlıdır. Dolayısıyla, kalibrasyon
gazı hazırlama prosedüründe yapılan hatalar bu karttan hemen farkedilecektir.
Bir kalibrasyon yönteminden daha fazla sayıda yöntem kullanılıyorsa, kart,
yöntemin kesinliği hakkında bilgi verecektir. Gösterilen örnekte, yatay çizgiler ± 2
standart sapma ve yaklaşık ± %5 belirsizliği temsil eder.
Hazırlanan gaz standartlarının doğruluğunu belirlemek için; akış, basınç ve
sıcaklık gibi fiziksel ölçümlerin birincil standarda karşı kalibre edilmesi gerekir.
Doğruluktan emin olmak için kalibrasyonların rutin olarak tekrarlanması gerekir.
118
B. HAVA İZLEME AĞI İNTERKALİBRASYONLARI
İnterkalibrasyon; bir gaz kaynağı, analitik çözelti, saha veya laboratuvarlara
gönderilen test sistemlerini kullanarak, farklı izleme sistemleri performansının
karşılaştırıldığı bir sınav olarak tanımlanabilir.
İzleme ağlarının iki tip interkalibrasyonu mümkündür. Birincisi, kalibrasyon
laboratuvarları ve transfer standartları direk olarak karşılaştırılabilir. İkinci olarak,
izleme verilerini üretmek üzere kullanılan tüm izleme sistemleri ve alt yapı için
direk interkalibrasyon yapılabilir.
4. İZLEME AĞI İNTERKALİBRASYON TEKNİKLERİ
4.1 Birincil Standart Laboratuvarlarının İnterkalibrasyonu
Birincil standartları hazırlayan laboratuvarların interkalibrasyonu, tek tek izleme
ağlarında kullanılan referans gazların harmonizasyonunu sağlar. Bu amaçla
verilen tipik bir şema aşağıda gösterilmektedir:
1. Merkez laboratuvarı bu egzersizleri koordine eder. Bu laboratuvar,
interkalibrasyonu uygulamak için kullanılacak transfer standardının
hazırlanmasından sorumludur.
2. Transfer standardı, katılan her laboratuvara gönderilir. Her laboratuvar
bağımsız olarak transfer standardı konsantrasyonunu belirler.
3. Koordinasyonu sağlayan laboratuvar, her katılımcıdan alınan sonuçları bir
araya toplar. Laboratuvarlararası uyumu belirlemek için; her bir laboratuvarın
transfer standardı konsantrasyonu doğruluğu ile ilgili veriler analiz edilir.
4. Sonuçlarının diğer laboratuvarlardan uyumsuz olduğu tespit
laboratuvarlar, bu farklılıkların sebebini araştırarak çözüme ulaştırır.
edilen
4.2 İzleme Analizörleri ve Operasyonel Prosedürlerin İnterkalibrasyonu
Bu teknik ile, ayrı ayrı izleme ağı içindeki toplam operasyonel prosedürler
karşılaştırılır. Bu işlem, izleme ağından elde edilen verilerin; izleme işleminin
yapıldığı yeri temsil ettiğini göstermek üzere gereklidir.
Özellikle çok işleticili izleme ağlarında, karşılıklı temsiliyet durumunun
belirlenmesi çok önemlidir. Her işletici seti, farklı kalibrasyon yöntemlerini ve
standartlarını kullanabilir.
Gerçek ölçüm noktasında yapılacak testlerin, normal işletme koşullarında
yapılması çok önemlidir. Önerilen bir prosedür aşağıda verilmiştir:
119
1. İzleme ağı interkalibrasyonunu uygulamak için yetkili bir kuruluş belirlenir. Bu
kuruluş egzersizlerin yapılabilması için gerekli olan gaz standartları ve diğer
aparatları temin edecektir. Ayrıca saha çalışması için gerekli denetim
elemanlarını sağlayacaktır.
2. Her bir izleme yeri ve gaz standart konsantrasyonunu belirlemek için kullanılan
saha ekipmanı tek tek ziyaret edilmelidir. Normal ölçüm zinciri içinde yer alan
her işlem; örneklem aşamasından kimyasal analiz ve verilerin işlenmesine
kadar tek tek incelenmelidir.
3. Her bir istasyonda ayrı ayrı yapılan bu çalışmalar, çalışma aralığı dışındaki
durumların hızla tespit edilmesine olanak sağlayacaktır. İstasyon bazında
yapılan inceleme sonuçları, tüm izleme ağı performansı için iyi bir gösterge
olacaktır.
4. Standart konsantrasyonun "gerçek değeri", interkalibrasyonu yapan kişi
tarafından bağımsız olarak belirlenmelidir. Bu işlem, standardın birincil
kalibrasyon laboratuvarında analiz edilmesi ile yapılabilir. "Gerçek değer", tüm
izleme ağı değerlerinin ortalaması ile karşılaştırılabilir.
Bu işlem aşağıdaki sonuçları oluşturacaktır.
a) Ciddi problemlerin bulunduğu ölçüm istasyonları kolayca belirlenecektir. Bu
problemlerin çözülebilmesi için, ayrıntılı araştırmalar yapılarak gerekli tedbirler
alınabilir. Deneyimler, problemlerin çoğunun, ölçüm zincirindeki her noktada,
örneklem hatlarının kirliliğinden birincil kalibrasyon laboratuvarı hatalarına
kadar çeşitli boyutlarda olabileceğini göstermektedir.
b) Ortalama değerdeki standart sapmanın düşük olması, veri setinin uygun bir
izleme ağından elde edildiğinin göstergesidir. Ortalama değer ile "gerçek
değer" arasındaki iyi bir uyum, üretilen veri setinin doğru olduğunu gösterir.
c) Tersine olarak, ortalamadaki standart sapmanın yüksek olması, ölçümlerin
uygun olmadığını gösterir ve ortalama ve "gerçek değer" arasındaki büyük fark
genel olarak doğru olmayan ölçümlerin göstergesidir.
Şekil 35 İngiltere ulusal ozon izleme ağındaki interkalibrasyon serisi sonuçlarını
göstermektedir. Şekil 35 ayrı ayrı analizörler ve karşılaştırılan standart arasında
gittikçe yükselen bir karşılaştırılabilirliği göstermektedir. Örneğin; Nisan 1988
deki ilk interkalibrasyonda 17 analizörün 10 u referans standarttan %5 sapma
göstermektedir. Ekim 1990 da yalnız 2 analizör %5 den daha fazla bir sapma
göstermiştir.
120
Şekil 35: Ozon İnterkalibrasyon Sonuçları
121
C. ÖNERİLER
5. ÖNERİLER
1. İnterkalibrasyon çalışmaları için kullanılan referans gazlar ve test çözeltileri
uygun bir şekilde donatılmış birincil standart laboratuvarlarında hazırlanmalıdır.
2. Ulusal veya bölgesel düzeyde, birincil standart kalibrasyon laboratuvarları
kurulmalıdır. Bu laboratuvarlar, izleme ağlarının düzenli aralıklarla
interkalibrasyonu ve normal kalibrasyon işlemleri için transfer gaz kalibrasyon
standartlarını sağlamalıdır.
3. Dünya çapındaki hava kalitesi ölçümlerinin harmonizasyonuna katkıda
bulunmak üzere, birincil gaz standart laboratuvarları için sık sık
interkalibrasyon egzersizlerinin organize edilmesi arzu edilmektedir.
4. Referans gaz standartları, analitik laboratuvarlar ve izleme sitleri
interkalibrasyonları; ulusal veya bölgesel düzeyde uygulanmalıdır. Farklı
izleme ağları için farklı metodolojiler uygulanacaktır. Aşağıda verilen
interkalibrasyon prosedürleri önerilmektedir:
MEVCUT
İZLEME AĞI
ÖNERİLEN PROSEDÜRLER
Pasif
Örnekleyiciler
Farklı yöntemlerin kullanılması durumunda, pasif ve diğer
yöntemler arasında karşılaştırma yapılması önerilmektedir.
Diğer
analitik
laboratuvarlar
ile
interkalibrasyon
çalışmalarının yapılması önerilmektedir. Standart gazlar ile
normal saha interkalibrasyonu mümkün değildir.
Aktif
Örnekleyiciler
Otomatik
Analizörler
Standart çözeltiler kullanılarak diğer analitik laboratuvarlar ile
interkalibrasyon önerilmektedir. Ağ içinde ve ağlar arasında
referans gazlar ile interkalibrasyon yapılabilir. Otomatik
analizörlere karşı saha karşılaştırmalarının yapılması faydalı
olacaktır. Operasyonel işlemler için saha denetimlerinin
yapılması önerilmektedir.
Diğer laboratuvarlar tarafından kullanılan referans
standartlar arasında interkalibrasyon önerilmektedir. Ağ
içinde ve ağlar arasında referans gaz kaynakları veya
sistemleri
kullanılarak
interkalibrasyon
yapılmalıdır.
Operasyonel
prosedürler
için
saha
denetimleri
önerilmektedir.
122
6. REFERANSLAR
1
.
GEMS/AIR Methodology Reviews "Quality Assurance in Urban Air Quality
Monitoring".
Volume 1
WHO/EOS/94.1, UNEP/GEMS/94.A.2
UNEP/WHO 1994
2
.
GEMS/AIR Methodology "Primary Standart Calibration Methods and
Network Intercalibrations for Air Quality Monitoring". Volume 2
UNEP/WHO 1994
3
.
GEMS/AIR Methodology "Measurement of Suspended Particulate Matter in
Ambient Air". Volume 3
UNEP/WHO 1994
4
.
GEMS/AIR Methodology Review Handbook Series “Passive and Active
Sampling Methodologies for Measurement of Air Quality”. Volume 4
UNEP/WHO 1994
123
124
Bölüm V
METİNDE GEÇEN TERİMLER İÇİN
SÖZLÜK
125
126
Metinde Geçen Terimler İçin Sözlük
Aerodinamik çap
Hakim sıcaklık, basınç ve nisbi nem koşullarında, soru işaretli
partikül için; durgun havada yerçekimi kuvvetiyle aynı terminal
hızındaki bir kürenin birim yoğunluğunun çapı ( 1g / cm3 )
Aerosol
İki fazlı gaz ve partikül sistemi ( katı ve/veya sıvı)
Asılı partiküler
madde
Hava ile çevrili katı ve/veya sıvı partiküller.
Birincil gaz
standardı
Birincil gaz standartları kalibrasyon laboratuvarında
hazırlanan, konsantrasyonu ve bileşimi bilinen bir gaz
karışımıdır.
Birincil standart
İçindeki miktarın ne olduğu kesin olarak bilinen standart bir
gaz veya çözelti.
Birikim
örnekleyicileri
Partiküler maddeleri, difüzyon gibi herhangi bir fiziksel proses
ile engellenmeksizin direk birikim ile toplayan örnekleyici.
Difüzyon çapı
Aynı hakim sıcaklık, basınç ve nisbi nem koşullarında, partikül
olarak aynı difüzyon katsayılı küre çapı.
Difüzyon
örnekleyicileri
Duman
Pasif örnekleyicilere bakınız.
Dumanlı sis
Duman ile yoğunlaşmış sis.
Geniş aralıklı
aerosol
sınıflandırıcısı
Hemen hemen tüm asılı partiküler maddelerin toplanmasına
olanak sağlayacak şekilde tasarlanmış spesifik bir örnekleyici.
Giriş partikül
boyutu
Örneklem girişinden geçebilen aerodinamik çapı tanımlar.
Üst tutma limiti: Bu çapın üstündeki partiküller örneklem
girişinden geçemez.
%50 tutma limiti: Bu aerodinamik çaplı partiküllerin ortalama
%50 si örneklem girişinden geçebilir.
Gravimetrik
Ağırlıkla ilgili ölçümler.
Hava
kabarcıklarının
oluşturulduğu
ortam
Toplama sıvısı veya reagent ile doldurulmuş bir kabı içeren ve
aktif örneklemde kullanılan absorbsiyon aparatı.
Eksik yanma ürünü karbonlu partikülleri içeren özel aerosol
formu.
127
Hava kaynaklı
partiküler madde
`Asılı partiküler maddeler'e bakınız.
Hava kaynaklı toz
Toz partiküllerini içeren özel aerosol formu.
İkincil aerosol
Gaz halindeki
aerosoller.
İnce mod
2-5 µm. aerodinamik çaptan daha küçük çaplı partiküller.
Genellikle antropojenik kaynaklıdır.
İnternal (iç)
Denetim / Ölçüm
yeri denetimi
Performans denetimine benzer, ancak izleme çalışmalarından
sorumlu olan kuruluş tarafından uygulanır ve sistemin sadece
seçilen kısmını ilgilendirebilir.
İzleme ağı inter
kalibrasyonu
Kontrol edilen laboratuvar veya sahada; genel bir gaz
kaynağı, analitik çözelti veya test sistemi kullanılarak; izleme
ağındaki tüm ölçüm noktaları / laboratuvarları performans
denetimi.
İzleme amaçları
İzleme sonuçlarını kullanarak, çözülecek olan problemin
tanımlanması.`Niçin monitör' sorusunun cevabı.
Kaba mod
2-5 µm aerodinamik çaptan daha büyük olan partiküller.
Genellikle doğal kaynaklı.
Kalibrasyon
Cihazın doğru okuma yaptığından emin olmak üzere;
karakteristikleri bilinen bir madde ile test edilebilmesi için
uygulanan işlemler.
Kalibrasyon
(gaz analizörü)
Bilinen bileşimdeki gaz karışımı ile ölçüm yapıldığında,
cihazın doğru okuma yaptığından emin olmak üzere
uygulanan işlemler.
Kalite denetimi
Kalite aktiviteleri ve sonuçlarının, planlanan düzenlemelerle
uyumlu olup olmadığı ve bu düzenlemelerin etkin bir şekilde
uygulanıp uygulanmadığını belirlemek üzere uygulanan
sistematik ve bağımsız kontrol.
Kalite güvenilirliği
Belirlenen güven seviyesi ile belli kalite standardında
ölçümlerin yapılmasını sağlayan faaliyetler sistemidir. Hava
kirliliği izleme çalışmaları için; izleme ağının tasarımı, cihaz
seçimi, eğitim vb. konuları içerir.
Kalite güvenilirliği
planı
Bir izleme programı için tüm kalite güvenilirliği ve kalite kontrol
aktivitelerini içeren ayrıntılı plan.
kirleticilerin
dönüşümü
sonucu
oluşan
128
Kalite kontrolü
Ölçümlerin belli doğruluk ve kesinlikte olmasını sağlamak
üzere kullanılan işletimsel teknik ve aktiviteler. Hava kirliliği
izleme çalışmaları için; ölçüm istasyonunu işletme, ekipman
kalibrasyonu ve bakım protokolleri, istasyon ziyaretleri, veri
denetimi, verilerin gözden geçirilmesi ve geçerliliğinin
onaylanması gibi konuları içerir.
Karbonlu aerosol
Eksik yanma sonucu oluşan partikül içerikli aerosol (yaygın
olarak kullanılan isimleri is veya duman)
Karışım yapan
bileşen
Cihazın okuduğu değeri etkileyen, ölçülen parametrenin
dışındaki hava numunesi bileşeni.
Kritik orifis
Orifis'e bakınız.
Laboratuvarlar
arası kalibrasyon
Birincil gaz standart laboratuvarlarının inter kalibrasyonu. Aynı
transfer gaz standardının, dönüşümlü olarak programa katılan
laboratuvarlara gönderilerek konsantrasyonunun birbirinden
bağımsız olarak belirlenmesi ve laboratuvarlararası uyumun
tayini.
Laminer sınır
tabakası
Pasif örnekleyici yüzeyinde örneklenen gazı azaltan dış ortam
havası tabakası.
Non-Kritik orifis
Orifis'e bakınız.
Orifis
Gaz akışının, örnekleyici veya analiz cihazına geçtiği açıklık
veya sınırlayıcı. Gaz akışı sabit ise, kritik orifis olarak
adlandırılır. Basınç düşmesinden bağımsız olarak; gaz
akışının basınca bağlı olması durumunda non-kritik orifis
olarak adlandırılır.
Otomatik izleme
Numunelerin bir veya daha fazla sayıda cihaz ile, gerçek
zaman içinde otomatik olarak toplanması ve analizi.
Palmes tüpleri
Tüpü geliştiren kişinin ismini almış olan, tüp tipindeki pasif
örnekleyici.
Partikül boyut
fraksiyonu
Hava kaynaklı toplam partikül kütlesi yüzdesi olarak ifade
edilen sağlığa ilişkin örneklem için, partikül boyut
fraksiyonunun ISO tanımı veya solunum sistemi içinde belirli
bölgelere nüfuz edebilen, solunabilen partiküllerin kütle
fraksiyonu tanımıdır.
Partikül
konsantrasyonu
Birim hava hacmindeki toplam partikül sayısı veya toplam
kütle.
129
Pasif örnekleyici
(gazlar için)
Hava çekişi olmaksızın gaz veya buhar halindeki kirletici
numunelerini toplamak için kullanılan örnekleyici. Hava akışı
fiziksel proses ile kontrol edilir. (Membran içinden
permeasyon veya statik bir tabaka içinden difüzyon gibi).
Performans
denetimi
Ölçüm sisteminin (veri değerlendirme sistemi de dahil olmak
üzere) bilinen bir referans materyal değeri veya bileşiminin
ölçülmesi veya analizi yapılarak bağımsız bir denetleyici
tarafından kantitatif olarak değerlendirilmesi.
Permeasyon
örnekleyicileri
Gazın bir membran içinden permeasyonla geçişini sağlayan
pasif örnekleyici.
Plaka tipi
örnekleyici
Yassı şekilde tasarlanmış pasif bir örnekleyicidir. Bir ucu açık
olup uzunluğunun çapa oranı küçüktür ve genellikle bir
membran ile korunur.
PM10
10 µm. aerodinamik çapta %50 tutma kapasitesi ile bir
örnekleyici tarafından toplanan partikül kütle fraksiyonu.
Referans gaz
Kalibrasyon işlemlerinde kullanılan birincil veya ikincil
standartlar gibi, bir gazı tanımlamak için kullanılan genel bir
terim.
Sıfır hava
Sıfır gazı olarak kullanmak üzere saf bileşenlerden
hazırlanmış sentetik hava ( %21 O2 ve %79 N2)
Sınır tabakası
Bir hava tabakasını diğerinden bir sınır ile ayıran hava
tabakası.
Sis, pus
Asılı su damlacıklarını içeren özel bir aeosol formu.
Sis
Su damlacıkları içeren özel aerosol formu.
Siyah duman
Belli bir hava akışı ile filtre kağıdı içinden geçirilen havanın
filtre reflektansındaki azalmaya bağlı olarak oluşan standart
siyah duman karışımı konsantrasyonu (µg/m3)
Solunabilir
fraksiyon
Burun ve ağız yolu ile solunan toplam hava kaynaklı partikül
kütle fraksiyonu. Solunum yollarının silialı olmayan
kısımlarına kadar nüfuz edebilen solunabilir partiküllerin kütle
fraksiyonu.
Starvation effect
Düşük rüzgar hızlarında, pasif örnekleyici yüzeyindeki hava
tabakasında izlenen gazın azalması.
130
Teknik sistemler
denetimi
Ölçüm sisteminin bağımsız bir denetçi tarafından yerinde
kalitatif olarak değerlendirmesi; tüm alt yapının, ekipmanların,
sistemlerin,
kayıtların,
işletme,
bakım,
kalibrasyon
prosedürlerinin, kalite güvenilirlik planında tanımlanan kalite
kontrol prosedürlerinin değerlendirilmesi ve dökümantasyonu.
Toplama etkinliği
Analiz için kullanılan gerçek hava numunesi oranı (örneklem
ve numune ön işlemlerinden geçtikten sonra kalan orjinal
analit )
Toplam asılı
partiküler madde
Geniş aralıkta aerosol sınıflandırıcısı (WRAC) kullanılarak
elde edilen hava kaynaklı partiküllerin toplam kütlesi.
Toplam asılı kütle
Verilen hava hacmi içindeki tüm asılı partiküllerin toplam
kütlesi.
Toplam hava
kaynaklı partiküller
Verilen hava hacmi içindeki hava ile çevrili tüm partiküller.
Torakik fraksiyon
Larenks altına kadar nüfuz edebilen solunabilir partiküllerin
kütle fraksiyonu.
Toz
Genellikle doğal kaynaklar veya mekanik proseslerden oluşan
çok kaba partiküller için kullanılan yaygın bir terimdir.
Özellikle, rüzgar ile savrulan tozlar, volkanik küller, çimento
fabrikaları emisyonları, kireç taşı ocakları ve benzeri.
Transfer (gaz)
standardı
Kalibrasyon işlemlerinde kullanmak üzere ölçüm noktasına
transfer edilebilecek, birincil standarda karşı doğrulanmış
standart gaz.
Tüp tipi
örnekleyiciler
Bir ucu açık ve uzunluğunun çapına oranı büyük olan pasif
örnekleyici.
Uzaktan algılama
Gerçek zaman içinde, bir ışık kaynağı ile dedektör arasındaki
yol üzerinde kalan atmosferin analizi.
Üst partikül boyutu
`giriş partikül boyutu'na bakınız.
Veri kalitesi
amaçları
İzleme amaçlarında formüle edilen soruları yeterli düzeyde
çözmek için ölçümlerde yerine getirilmesi gereken ihtiyaçlar.
Bunlar, veri setinin doğruluğu, kesinliği, tamlığı, temsiliyet ve
karşılaştırılabilirlik konularını kapsamalıdır.
Yüksek akışlı
örnekleyici
Hava kaynaklı toplam partiküllerin (TAP) ölçülmesi için
kullanılan bir örnekleyici tasarımı. Çok kaba partiküllerin
toplanması için yeterli değildir.
131
132
!
Bölüm VI
EKLER
133
134
EK 1: KULLANILAN ÖLÇÜM BİRİMLERİ
Bilimsel kullanımda, hava kirleticilerinin çoğu µg/m3 gibi ağırlık-hacim oranları
veya milyonda kısım (ppm), milyarda kısım (ppb) gibi hacim-hacim oranları
birimleri olarak ifade edilir.
Ağırlık-hacim ölçümleri, sıcaklık ve basınca bağlıdır. Ölçümler, genellikle 1
atmosfere ve sıcaklığa standardize edilir. Farklı ulusal kuruluşlar standart
sıcaklık için farklı sıcaklıkları kullanmaktadır. Genellikle, 0oC, 15oC, 20oC veya
25oC kullanılmaktadır. Farklı sıcaklıklarda standardize edilmiş ağırlık-hacim
birimlerinde verilen ölçümler direkt olarak karşılaştırılamaz. Ağırlık-hacim oranı
birimlerinden hacim-hacim birimlerine eşdeğer olarak dönüşüm, sıcaklık ve
basınç bilgisini gerektirir.
Bazı çevirme faktörleri özeti aşağıda verilmektedir.
ÇEVİRME FAKTÖRLERİ
0oC, 1 atm.
25oC, 1 atm.
2856 µg/m3
2.856 µg/m3
2600 µg/m3
2.600 µg/m3
1.250 mg/m3
1 250 µg/m3
1.145 mg/m3
1 145 µg/m3
1 340 µg/m3
1.340 µg/m3
1 230 µg/m3
1.230 µg/m3
2 050 µg/m3
2.050 µg/m3
1 880 µg/m3
1.880 µg/m3
2 140 µg/m3
2.140 µg/m3
2 000 µg/m3
2.000 µg/m3
Kükürt dioksit (SO2)
1 ppm
1 ppb
Karbon monoksit (CO)
1 ppm
1 ppb
Azot monoksit (NO)
1 ppm
1 ppb
Azot dioksit (NO2)
1 ppm
1 ppb
Ozone (O3)
1 ppm
1 ppb
135
EK 2: KÜKÜRT DİOKSİT VE PARTİKÜLER MADDELERE BİRLİKTE
MARUZİYET İÇİN VERİLEN DÜNYA SAĞLIK ÖRGÜTÜ REHBER
DEĞERLERİ a
Gravimetrik Yöntem
Ortalama
Alma
Süresi
Kükürt
Dioksit
Reflektans
Siyah Duman b
Toplam Asılı
Partiküller
Torakik
Partiküller
(TAP) c
(TP) d
µg m –3
µg m -3
µg m -3
µg m -3
Kısa
Vadeli
24 saat
125
125
120 e
70 e
Uzun
Vadeli
1 yıl
50
50
-
-
a
Tablonun sağında ve solunda verilen partiküler madde değerleri arasında
karşılaştırma yapılamaz. Zira sağlık göstergeleri ve ölçüm yöntemleri
birbirinden farklıdır. Sayısal olarak, TAP / TP değerleri siyah duman
değerlerinden daha büyüktür. Aralarında bir ilişki yoktur. Kaynakların
yapısına göre, birinin diğerine oranı zaman içinde ve yerden yere büyük
ölçüde değişir.
b
µg m -3 birimleri, reflektans ile tayin edilir. Partikül bileşenleri olarak evsel
ısıtma amacıyla kömürün kullanıldığı yerlerde siyah duman değerlerinin
kullanılması önerilmektedir. Dizel dumanının önemli katkı oluşturduğu
yerlerde uygulamaya gerek yoktur.
c
TAP: Boyut ayrımı yapılmaksızın yüksek hacimli örnekleyici ile yapılan
ölçümlerdir.
d
TP: Ölçüm yapılan yere spesifik TAP / TP oranlarını kullanarak TAP
değerlerinden tahmin edilen değerlerdir. ISO-TP karakteristikleri ile bir
örnekleyici için eşdeğer değerler (10 µm. de %50 tutma kapasitesine sahip).
e
Tek bir çalışma esas alınarak (kükürtdioksit maruziyetini de içeren) bu
aşamada deneysel olarak kabul edilen değerler.
136
EK 3:
DÜNYA SAĞLIK ÖRGÜTÜ (AVRUPA) REHBER DEĞERLERİ
Tablo 10: Sağlık üzerine etkiler esas alınarak kirleticiler için verilen rehber değerler
(Kanser ve koku / huzursuzluk hariç tutulmuştur).
Kirletici
Parametre
Azot Dioksit
Karbon Monoksit
Ozon
Kükürt Dioksit
a
Zaman Ağırlıklı
Ortalama
Ortalama Alma
Süresi
400 µg/m3
1 saat
150 µg/m3
24 saat
100 mg/m3 a
15 dakika
60 mg/m3 a
30 dakika
30 mg/m3 a
1 saat
10 mg/m3 a
8 saat
150-200 µg/m3
1 saat
100-120 µg/m3
8 saat
500 µg/m3
10 dakika
350 µg/m3
1 saat
125 µg/m3
24 saat
50 µg/m3
1 yıl
Bu konsantrasyonlara maruziyet, gösterilen sürelerden daha uzun süreli
olmamalı ve 8 saat içinde tekrarlanmamalıdır.
137
Tablo 11: Kirleticilerin bitki örtüsü üzerindeki etkilerini esas alarak verilen rehber
değerler
Kirletici
parametre
Rehber
Değer
Ortalama Alma
Süresi
95 µg/m3
4 saat
30 µg/m3
1 yıl
30 µg/m3 (yıllık aritmetik
ortalama) ve 60 µg/m3 den
(mevsim ortalaması) daha
yüksek SO2 ve O3
mevcudiyetinde.
3 g/m2
1 yıl
Hassas ekosistemler, bu
seviyenin üzerinde zarar
görür.
Ozon
200 µg/m3
65 µg/m3
60 µg/m3
1 saat
24 saat
Mevsim
ortalaması
Kükürt
Dioksit
30 µg/m3
100 µg/m3
1 yıl
24 saat
Azot Dioksit
Toplam
Azot
Birikimi
Açıklama
Aşırı iklim ve topoğrafik
koşullarda yetersiz koruma.
Referans: WHO (1987) Air Quality Guidelines for Europe. WHO Regional
Publications, European Series No.23 World Health Organization, ROE,
Copenhagen. ISBN 92- 890-1114-9
138
EK 4:
1. SEÇİLMİŞ PARAMETRELER İÇİN OTOMATİK ÖLÇÜM CİHAZLARINDA
ARANACAK MİNİMUM TEKNİK SPESİFİKASYONLAR
1.1 Kükürt dioksit (SO2)
Uygulama:
Dış ortam havasında SO2 ölçümü
Ölçüm Yöntemi:
UV- Fluoresans
Ölçüm Aralığı:
Standart aralıklar:
0-0.05 / 0.1 / 0.2 / 0.5 / 1.0 ppm.
Ölçüm aralıkları otomatik ve manual olarak seçilebilir.
Ölçüm Birimi:
ppm ve µg/m3
Ölçülebilen en düşük <1.0 ppb.
konsantrasyon:
Linearite:
± %1.0 Toplam skala
Sıfır kayması:
< 1.0 ppb Toplam skala / 7 gün
Span kayması:
<%1.0 / 7 gün
Gösterge:
Çok satırlı alfa nümerik gösterge. (Ölçüm aralığı,
alarm, işletim koşulları göstergeleri vs.)
Alarm:
Sıfır kalibrasyon hatası, span kalibrasyon hatası,
katalizördeki sıcaklık hatası, ışık kesafeti hatası, vb.
Çıkış:
0-1 V, 4 - 20mA, RS-232C
Çalıştırma sıcaklığı:
0-40oC
Enerji:
220 ± %10 VAC, 50 Hz
1.2 Azot Oksitleri (NO, NO2, NOx)
Uygulama:
Dış ortam havasında NO2, NO ve NOx
Ölçüm Yöntemi:
Kimyasal Işıma ( Chemiluminescence)
139
Ölçüm aralığı:
Standart aralıklar:
0-0.1 / 0.2 / 0.5 / 1.0 ppm;
Otomatik ve manual olarak ölçüm aralıkları seçilebilir.
Ölçüm Birimi:
ppm ve µg/m3
Ölçülebilen en düşük
konsantrasyon:
<1 ppb.
Linearite:
Sıfır kayması:
< 1.0 ppb / gün
Span kayması:
< %1.0 Toplam skala / gün
Gösterge:
alarm, işletim koşulları göstergeleri vb.)
Alarm:
Zero kalibrasyon hatası, span kalibrasyon hatası,
konverterdeki sıcaklık hatası vb.
Çıkış:
0-1 V, 4-20mA, RS-232C
0-40oC
Enerji:
220 ± %10 VAC, 50 Hz
1.3 Karbon monoksit (CO)
Uygulama:
Dış ortam havasında CO
Ölçüm Yöntemi:
Gaz Filtresi Korelasyon
0-5 / 10 /20 /50 ppm; ölçüm aralıkları otomatik ve
manual olarak seçilebilir.
Ölçüm Birimi:
ppm ve mg/m3
Linearite:
Sıfır Kayması:
<0.1 ppm/ gün
Span Kayması:
< %1.0 Toplam skala / gün
Alarmlar:
Sıfır kalibrasyon hatası, span kalibrasyon hatası,
katalizördeki sıcaklık hatası vb.
140
Çıkış:
0-1 V, 4-20mA, RS-232C
0-40oC
Enerji:
220 ± %10 VAC, 50 Hz
Gösterge:
1.4 Ozon (O3)
Uygulama:
Dış ortam havasında Ozon (O3)
Ölçüm Yöntemi;
UV- Fotometrik
Ölçüm Aralıkları:
0-0.1 / 0.2 / 0.5 / 1 ppm
Ölçüm aralıkları otomatik ve manuel olarak seçilebilir.
Ölçülebilen en düşük
konsantrasyon:
<1 ppb.
Ölçüm Birimi:
ppm ve µg/m3
Sıfır kayması:
< 1 ppb / 7 gün
Span kayması:
<%1 Toplam skala / 7 gün
Linearite:
± %1den daha iyi
Giriş/Çıkış:
0-1 V/4-20mA, RS-232C
0-40oC
Enerji:
220 ± %10 VAC, 50 Hz
Gösterge:
1.5 Asılı Partiküler Madde (< 10µm)
Uygulama:
Dış ortam havasında Asılı partiküler Madde (<10µm)
Ölçüm Yöntemi;
β- Işını Absorbsiyon
0-1 mg/m3, 0-10 mg/m3
141
Ölçüm Birimi:
mg/m3 veya µg/m3
Filtre Tipi:
Glass-fiber tape
Kalibrasyon:
PM10 Mass foil kalibrasyon kiti
Çıkış:
0-1 V, 4-20mA, RS-232C
0-40oC
Enerji:
220 ± %10 VAC, 50 Hz
Gösterge:
Dedektör:
Silikon yarı iletken
Cevap verme süresi <10 ns.
β- Işın kaynağı
14
C, 100µCi (3.7MBq)
Cihaz iç ortamda 19 “ lik bir rack üzerine monte
edilecek tipte olacaktır.
142
2. SEÇİLMİŞ PARAMETRELER İÇİN OTOMATİK ÖLÇÜM CİHAZLARINDA
ARANACAK GENEL ÖZELLİKLER
• Cihazlar kullanılacakları yerlere teslim edildiklerinde imalat ve malzeme
hatalarından yoksun, kırık, çatlak ve deforme olmayacaktır.
• Firma, cihazları sevkiyat sırasında hasar görmelerini önleyecek şekilde
ambalajlayacaktır. Sevkiyat sırasında oluşacak bütün hasarlardan ve
bunların giderilmesinden firması sorumlu olacaktır.
• Cihazlar denenip kabul edilmiş en son çalışma yöntemlerine göre dizayn ve
imal edilmiş olacaktır.
• Cihazın işletme verimi maksimum düzeyde ve çalışma süresi 24 saat olacak
şekilde dizayn edilmiş olacaktır.
• Cihazlar iç ortamda 19”lik bir rack üzerinde monte edilebilecek tipte olacaktır.
• Teklif ekinde cihazın tüm özellikleri belirtilecek, ayrıca teklif edilen cihazın
son 5 yıl içinde çalıştırıldığı kuruluşların isimleri belirtilecektir.
• Gerekebilecek bütün ihtiyari cihaz ve teçhizat teklif fiyatına dahil edilmeyecek
ancak fiyatlar teklifte ayrı ayrı belirtilecektir.
• Cihaz yedek parça ve sarf malzemelerinin birim fiyatları menşei firma katalog
numaraları ile birlikte ayrı ayrı gösterilecektir.
• Cihaz ve teçhizat, firması tarafından monte edilerek kalibrasyonları, tüm
ayarları yapılarak işler durumda ilgili elemanlara teslim edilecektir.
• Cihaz ve teçhizat, kurulması tamamlandıktan ve işletmeye alındıktan sonra
bir ay süre ile test edilecektir.
• Firma, cihazı kullanacak laboratuvar personeline, cihazın teknik özellikleri,
çalışma prensibi, bakım - onarım ve kalibrasyon konularını içeren bir kurs
vermeyi taahhüt edecektir. Söz konusu kurs programında, cihazların menşei
firmasından deneyimli bir teknik eleman da eğitimde hazır bulundurulacaktır.
• Cihazların montaj, kontrol ve muayenelerinde gerekli tüm araç-gereç,
personel ve giderleri, ihaleyi kazanan firma tarafından sağlanacaktır.
• Kontrol ve muayene esnasında dizayn ve imalat hataları sebebiyle meydana
gelebilecek kaza ve hasarlardan satıcı firma sorumlu olacaktır. Eksik veya
hatalı sevk edildiği tespit edilen cihaz, teçhizat, yedek parça ve sarf
malzemeleri, firması tarafından en geç otuz (30) gün içinde gerçek
malzemesiyle ek bir ücret talep etmeksizin değiştirilecektir.
143
• Her hangi bir uyumsuzluk durumunda, firma uyumsuzluğu muayene
komisyonunun belirleyeceği süre içinde düzeltmek zorunda olacak ve
düzeltilmesi imkansız ise cihaz reddedilecektir.
• Cihazın muayene ve kabul işlemlerinin tamamlandığı tarihten itibaren imalat
ve montaj hatalarına karşı en az iki (2) yıl ücretsiz garanti verilecektir. Bu
süre içinde meydana gelebilecek arıza ve fabrikasyon hataları, kendilerine
tebliğ edilmesini müteakip üç (3) gün içinde firması tarafından tamir edilecek,
tamir edilemeyen cihaz yenisi ile bedelsiz olarak değiştirilecektir. Herhangi bir
arıza sebebiyle geçen süre garanti süresinden sayılmayacak ve süresi içinde
giderilmeyen arızalardan doğacak zararlar firması tarafından karşılanacaktır.
• Firmalar, garanti süresinden sonraki en az on (10) yıl boyunca, ücreti
karşılığında yedek parça, aksesuar ve sarf malzemelerini temin etmeyi,
cihaz, bakım ve onarımını ücreti karşılığında yapmayı taahhüt edeceklerdir.
Bu taahhüt, temsilci firma değiştiğinde yeni temsilci firması için de geçerli
olacaktır. İstenilen iki (2) yıllık garanti ve en az on (10) yıllık yedek parça,
aksesuar ve sarf malzemesi temin garantisi hem temsilci ve hem de üretici
firması tarafından taahhüt edilecektir. Bunun için ayrı ayrı garanti taahhüt
belgeleri, teklifle birlikte verilecektir.
• Firma, cihazın arıza durumunda en geç üç (3) gün içinde müdahale
edeceğini garanti edecektir. Garanti süresi içinde Türkiye şartlarında temin
edilebilecek teçhizat, yedek parça ve elemanla giderilebilecek sorunlar en
fazla beş (5) iş günü içinde çözümlenecektir.
• Cihazdan elde edilen ölçüm sonuçlarının istenildiği zamanlarda alınmasını
sağlayan bir data logger ve rekorderi bulunacaktır. Bu sistem en az 10 günlük
ölçümleri hafızasında saklayabilmeli ve istenildiğinde, istenilen zaman
aralıkları için liste ve histogram halinde verebilmelidir.
• Cihaz mikroprosesörlü olacaktır. Cihazın sağlıklı ölçüm yapabilmesi için
gerekli şartların varlığını sürekli olarak kontrol edecek ve anormal durumlarda
alarm verecek ve cihazın kalibrasyonunu kontrol edecektir. Cihaz bir ölçüm
ağına bağlandığında, merkez ile iletişime yardımcı olacaktır.
• Cihazın optik ölçüm bölümleri hem hassasiyetin sağlanması hem de nem
yoğunlaşmasını önlemek amacıyla sıcaklık kontrollü hücreler içinde olacaktır.
• Cihaz içine gaz ve toz sızmasını önlemek üzere gerekli tedbirler alınmış
olmalıdır.
• Sıcaklık ve basınç değişimleri otomatik olarak kompanse edilebilmelidir.
144
• Cihazların zero ve span ayarlarını yapmak üzere dahili / harici zero / span
gaz sistemi bulunacaktır. Zero düzeltmeleri otomatik olarak yapılabilmelidir.
Span kalibrasyonu, sertifikalı dahili / harici gaz ile yapılacaktır.
• Kalibrasyon gazı safiyeti ve ölçüm aralığına bağlı olarak seçilecek gaz
konsantrasyonları ayrı ayrı belirtilecektir. Kalibrasyon gazı sertifikalı olup
safiyet derecesine özellikle dikkat gösterilecektir.
• Kalibrasyon gazlarının belli dayanma süreleri bulunduğundan, 3 yıl süre ile
bu gazlar, firma kendisinin haberdar edilmesinden sonraki en geç altmış (60)
takvim günü içinde temin ve teslim edilecektir.
• Ölçüm cihazı ile birlikte bir adet yedek vakum pompası verilecektir.
• Ölçüm cihazına yönelik olarak ülkemiz koşulları için;
a) 30 gün süre ile gerekli olabilecek sarf malzemelerinin (gazlar, filtreler,
printer, rekorder kağıdı, pompa membran, flapper, sigorta vb.) miktarlarını
ve ayrı ayrı kalemler halinde fiyatlarını belirtir bir liste verilecektir.
b) 365 gün süre için gerekli olabilecek yedek parçaların miktarlarını ve ayrı
ayrı kalemler halinde fiyatlarını belirtir bir liste verilecektir.
c) Sarf malzemeleri ve yedek parçaları; a) ve b) maddelerinde belirtildiği
şekilde hazırlanan listelere göre hesaplanarak üç (3) yıl için gerekli
miktarları, ücretsiz olarak verilecektir. Teklifte sunulan sarf malzemeleri ve
yedek parçaların; 3 yıllık ihtiyacı karşılamadığı tespit edildiğinde veya bu
süre içinde teklifte yer almayan bir malzemeye ihtiyaç duyulduğunda veya
verilen malzemenin yeterli olmaması durumunda firmanın haberdar
edilmesinden sonra 30 takvim günü içinde ücretsiz olarak temin
edilecektir.
•
Tekliflerle birlikte, teklif edilen cihazın teknik şartnamede sözü edilen tüm
özellikler ve niteliklerini belgeleyen orjinal (ingilizce) ve tercümesi (türkçe)
derlenmiş işletme – operasyon ve servis dokümanlarından 3’er takım
verilecektir. Söz konusu dokümanlar aşağıda belirtilen hususları da
kapsamalıdır:
a) Cihazın çalışma prensibini, nasıl kullanılacağını, cihazla birlikte kullanılan
aksesuarlar hakkında bilgi veren, orjinal elektronik, elektromekanik devre
şemalarını ayrıntılı olarak açıklayan dökümanlar,
b) Cihazın bakım-onarım yöntemlerini, periyodik bakım ve kalibrasyonlarını
içeren bakım-onarım servis dökümanları,
c) Cihazın fabrika çıkışı performans testlerini içeren dokümanları.
145
EK 5:
LOKAL HAVA KİRLİLİĞİ İZLEME AĞI TASARIMI (ABD ÇEVRE KORUMA
AJANSI-EPA KRİTERLERİ)
1. LOKAL HAVA KİRLİLİĞİ İZLEME İSTASYONLARI AMAÇLARI VE İZLEME
ÖLÇEKLERİ
Lokal Hava Kirliliği İzleme İstasyonları, aşağıda belirtilen 4 temel izleme amacını
karşılamalıdır:
1. Ölçüm ağının bulunduğu alandaki beklenen en yüksek konsantrasyonu
belirlemek.
2. Nüfusun yoğun olduğu alanlardaki temsili konsantrasyonları belirlemek.
3. Belli bir kaynak veya kaynak kategorilerinin dış ortam hava kalitesi üzerindeki
etkilerini belirlemek ve
4. Kirleticilerin doğal (background) konsantrasyon seviyelerini belirlemek.
Hava kirliliği izleme amaçlarına ulaşabilmek için kullanılan temsiliyet ölçekleri:
Mikro ölçek
Bir kaç metreden 100 metreye kadar
boyutlarındaki konsantrasyonları tanımlar.
Orta Ölçek
100 metreden 0.5 km. ye kadar değişen boyutlardaki
konsantrasyonları tanımlar.
Yakın Civar
Ölçeği
0.5-4.0 km. Boyutlarında
Kentsel Ölçek
4-50 km. boyutlarında şehrin tamamına yönelik koşulları
tanımlar. Bu ölçekte bir tanımlama için birden fazla ölçüm
noktası gerekir.
yaygın
şehir
değişen
alan
ortamındaki
Bölgesel Ölçek 10 larca km. den 100 lerce km. ye kadar olan homojen bir
coğrafya içinde, daha ziyade kırsal kesimi tanımlar.
Ulusal ve
Küresel
Ölçekler
Tüm ulusal ve küresel boyutları karakterize eden temsili
Tablo 12 dört temel izleme amacı ve temsiliyet ölçekleri arasındaki ilişkiyi
göstermektedir.
146
Tablo 12: İzleme Amaçları ve Temsiliyet Ölçekleri Arasındaki İlişki
İZLEME AMACI
YERLEŞTİRME ÖLÇEĞİ
En yüksek konsantrasyon
Mikro, orta, yakın civar (bazen kentsel)
Nüfus
Yakın civar, kentsel
Kaynak etkisi
Mikro, orta, yakın civar
Genel / background
Yakın civar, bölgesel
147
2. LOKAL HAVA KİRLİLİĞİ İZLEME AĞI TASARIM PROSEDÜRLERİ
Bir izleme ağını değerlendirmek ve izleme istasyonlarının ayrı ayrı yeterliliğini
belirlemek için, her bir istasyonun kendi izleme amacı ve temsiliyet ölçeğinin
kontrol edilmesi gerekir.
2.1 Lokal Hava Kirliliği İzleme İstasyonlarının Kurulması İçin Temel Bilgiler
Mevcut ve yeni kurulacak olan lokal hava kirliliği izleme istasyonlarının seçiminde
dikkate alınması gereken temel bilgiler; emisyon envanterleri, klimatolojik bilgiler,
ve lokal coğrafik karakteristikler olarak sıralanabilir.
Lokal hava kirliliği izleme ağı tasarımında gerekli olan en önemli bilgi emisyon
envanterleridir. Emisyon verileri, büyük nokta kaynakların boyutları ve alan
üzerindeki dağılımı konusunda faydalı bilgiler sağlar.
Bir ülkede, nokta kaynaklar için; yıllık ve mevsimsel ortalama alma süreleri içinde
emisyon envanteri bilgileri bulunabilmelidir.
2.2 Kükürt Dioksit (SO2) Tasarım Kriterleri
Bulunulan ortamdaki SO2 konsantrasyonlarının belirlenebilmesi için gerekli olan
ölçekler; orta, yakın civar, kentsel, ve bölgesel ölçeklerdir. SO2‘nin kentsel
alandaki yaygın dağılımı sebebiyle, minör veya majör nokta kaynaklardan oluşan
etkiler elimine edilebilirse, bir kentsel alandaki tek bir ölçüm ile temsil edilebilecek
ölçek orta ölçek olacaktır. Yakın civar ölçekleri; konsantrasyon değişiminin daha
az etkili olduğu kentsel alanın hemen dışındaki alanlarda yapılacak tek ölçümler
ile temsil edilebilecektir. Kentsel ölçekler, konsantrasyonların daha geniş coğrafik
alanda homojen olarak dağıldığı bölgeleri temsil edecektir. Bölgesel ölçek
ölçümleri kırsal alanlar için kullanılabilir.
2.2.1 Orta Ölçek
Kentsel kirlilik konsantrasyonlarını azaltmak için uygulanan kontrol stratejilerinin
etkinliğini belirlemek (özellikle 3 saatlik ve 24 saattlik ortalama alma süreleri) ve
hava kirliliği epizotlarını izlemek üzere orta ölçek ölçümleri kullanılabilir.
2.2.2 Yakın Civar Ölçeği
Bu ölçek, SO2 konsantrasyon değişiminin rölatif olarak az olduğu (özellikle
kentsel merkez çevresindeki banliyö alanları) alanlarda veya küçük şehir ve
kasabalarda uygulanır. Bu alanlar, SO2 emisyon miktarları ve nüfus yoğunluğu
açısından homojendir. Yakın civar ölçek ölçümleri, toplumun SO2 ye maruziyet
çalışmalarında ve büyüme projeksiyonları yapılan alanlardaki doğal (baseline)
konsantrasyonlar ile birleştirilebilir. Hava kirliliği epizotları ile birleştirilen
konsantrasyon maksimumları, yakın civar ölçeği alanlarında homojen olarak
148
dağılım gösterebilir ve böyle bir alandan elde edilen ölçümler yakın civar ve sınırlı
olarak orta ölçek konsantrasyonlarını temsil eder.
2.2.3 Kentsel Ölçek
Bu ölçekten elde edilen veriler, kentsel ölçekteki hava kalitesine yönelik kontrol
stratejilerinin etkisi ve hava kalitesi eğilimlerini değerlendirmek üzere kullanılabilir.
2.2.4 Bölgesel Ölçek
Bu ölçümler, özellikle nüfus yoğunluğunun az olduğu geniş homojen alanlara
uygulanabilir. Doğal (background) hava kalitesi ve bölgeler arası kirlilik taşınımına
yönelik bilgileri sağlar.
Her bir istasyon yerleşimi için izleme amaçlarını karşılayan mekansal ölçek
seçildikten sonra, mevcut SO2 istasyonlarının yeterliliğini belirlemek, mevcut
istasyonun yerini değiştirmek üzere veya yeni bir lokal istasyon yerleştirmek
üzere Ref 2 de yer alan prosedürler uygulanmalıdır. Bu işlemler için, çalışılacak
alanın topoğrafik karakteristikleri, nüfus haritaları, rüzgar gülleri, meteorolojik
veriler ve emisyon envanterlerini içeren bilgiler gereklidir.
2.3 Karbon Monoksit (CO) Tasarım Kriterleri
CO konsantrasyonlarına genellikle bu ölçeklerde maruz kalınması sebebiyle;
mikro, orta, ve yakın civar ölçek ölçümleri gereklidir. CO maksimum değerleri,
birincil olarak ana arterlere yakın alanlarda, yoğun trafik kavşaklarında, ve
atmosferik havalandırmanın yetersiz olduğu alanlarda yaşanacaktır. Maksimum
değerler, hava kalitesi modelleme çalışmaları ile tahmin edilebilir. Bunun için sabit
CO monitörleri ağına gerek yoktur. Geniş metropolitan alanlardaki maksimum
kirlilik seviyesi ve kontrol stratejilerinin etkinliğini belirlemek üzere yapılacak CO
izleme çalışmalarının, sınırlı sayıda mikro ve yakın civar ölçek istasyonlarındaki
uzun vadeli ölçümler ile gerçekleştirilmesi yeterli olacaktır.
2.3.1 Mikro Ölçek
Bu ölçekte yapılan ölçümler; ana caddeler, yaya yolları ve yollara yakın
alanlardaki dağılımı temsil edecektir. Bir cadde kanyonunda özel olarak seçilecek
bir yerleşimde yapılacak ölçümler, cadde kanyonu üzerindeki veya şehirdeki
benzer yerleşimleri temsil eden bir nokta olacaktır. Bu ölçekte yapılan izleme
çalışmaları, “sıcak-nokta” kontrol tedbirlerinin değerlendirilmesine yönelik önemli
ölçüde bilgi sağlayacaktır.
2.3.2 Orta Ölçek
Bu kategori, 100m. den 0.5 km.ye kadar değişen boyutları kapsar. Aşağıda
tartışılan belli durumlarda, toplam uzunluğu bir kaç km. yi bulan bölgelerde de
uygulanabilir. Blok cadde konumundaki koşulları temsil etmek için bir yerleşim
149
yeri seçildiğinde, bu ölçeğin karakteristik boyutları onlarca metreden yüzlerce
metreye uzanır. Şehir merkezi alanında cadde kıyısı koşullarını karakterize etmek
üzere bir çalışma yapılacaksa, boyutlar, 10 larca metreden km. ye kadar
uzanabilir.
Orta ölçek; park alanları ve önemli sayıda kirletici oluşturan kaynaklar (özellikle
otomobillerin olduğu indirek kaynaklar) ile birleşen besleme caddelerini de
içerecektir. İndirekt kaynaklara örnek olarak, alışveriş merkezleri, stadyum ve
resmi binalar verilebilir.
2.3.3 Yakın Civar Ölçek
Bu kategorideki ölçümler, boyutları bir kaç km.olan kentin hemen yakınındaki
homojen banliyo koşullarını temsil eder. Yakın civar ölçeği verilerini elde etmek
üzere yapılacak bir çalışmada; yerleşim yerinin bazı durumlarda, çok dikkatli bir
şekilde seçilmesi gerekir ve sadece hemen yakın çevre değil, şehrin diğer
kısımlarındaki aynı tip yakın çevreleri de temsil eder. Bu tür istasyonlar, özellikle
sağlık etkileri konusunda bilgi sağlar. Çünkü daha ziyade insanların yaşadığı ve
çalıştığı alanlardaki koşulları temsil eder.
Her bir lokasyon için izleme amaçlarını karşılamak üzere, mekansal ölçek
belirlendikten sonra, her bir CO istasyonunun yeterliliğini belirlemek üzere Ref 3
de belirtilen yerleşim yeri seçim prosedürleri uygulanır. Bu çalışmalar için,
bölgedeki tüm caddelerin ortalama günlük trafiği, günün farklı saatleri için rüzgar
gülleri, tek yönlü caddeler, cadde genişliği ve bina yüksekliklerini gösteren
haritalar gibi bilgiler gerekebilir. İstasyonun; en yüksek konsantrasyonlu alanı
tiplendirmek için kullanılması durumunda, günlük trafiğin en yoğun olduğu
caddeler belirlenmelidir. Bazı caddeler tek yönlü ise; akşam ve öğleden sonraki
saatlerde trafiğin en yoğun olduğu caddeler deneme alanları olarak seçilmelidir.
Çünkü yoğun trafik periyotları genellikle akşam saatleridir. Ancak, trafik hacmi ile
birlikte, sabah saatlerinde yaşanan kuvvetli inversiyon da düşünülmelidir. CO
konsantrasyonlarının yorumlanması için, istasyonlara yakın trafik sayıcılarının
bulunması da, faydalı olacaktır.
2.4 Ozon (O3) Tasarım Kriterleri
Ozon, direk olarak atmosfere verilen bir kirletici olmamakla beraber, organik
bileşikler, azot oksitleri ve güneş radyasyonunu içeren kompleks fotokimyasal
reaksiyonlar sonucu oluşur.
Birincil emisyonlar (öncül kirleticiler) ve ikincil kirleticiler (O3) arasındaki ilişkiler;
ana kaynaklar ve oksidant kirliliği yüksek olan alanlar arasında geniş dağılımları
oluşturur. Bu nedenle, O3 ölçümüne yönelik izleme istasyonlarının yerleşimi, pik
konsantrasyon seviyelerinin ölçümü ve tasarım kriterlerinin geliştirilmesinde;
kirleticilerin meteorolojik faktörlerin etkisiyle taşınım prosesi ile kaynaklar ve
sinkler arasındaki ilişkilerin de dikkate alınması önerilmektedir.
150
İzleme amaçlarına bağlı olarak seçilecek mekansal ölçekler; yakın civar, kentsel,
bölgesel ve daha az yaygın olarak da orta ölçektir. Ozon oluşumu için belli bir
süre gerekir. Reaktantların karışması ve ürünlerin büyük hava hacimleri içinde
oluşması nedeniyle, küçük ölçekteki değişimin izlenmesi çok anlamlı değildir.
2.4.1 Orta Ölçek
Bu ölçekteki ölçümler, N0x kaynaklarına yakın koşulları (O3 konsantrasyonlarının
bastırıldığı tahmin edildiği yollar gibi) temsil eder. Ağaçlar ozonun tutulmasında
önemli derecede etkindir ve çok yakın çevresindeki O3 konsantrasyonlarını
tutabilir. Bu istasyonlardaki ölçümler, kentsel alanın rölatif olarak küçük bir
kısmını temsil edecektir.
Bu kategorideki ölçümler, bir kaç km. boyutlar ile homojen banliyo koşullarını
temsil eder. Yakın civar ölçeği verileri, kentsel / bölgesel konsantrasyon
paternlerini tanımlayan modellerin test edilmesi için faydalı bilgileri sağlayacaktır.
Saatler içinde gelişen proseslerin tanımlanması ve anlaşılması için faydalıdır.
Durgun koşullar altında, yakın civar ölçekte yerleştirilmiş bir istasyon, kentsel
alanlardaki pik konsantrasyon seviyeleri hakkında bilgi sağlayabilir.
Bu ölçekteki ölçümler, bir kaç km.den 50 km. veya daha geniş boyutlardaki
kentsel alanın büyük bir kesimindeki konsantrasyonları tahmin etmek üzere
kullanılacaktır. Bu tür ölçümler, eğilimlerin belirlenmesi ve alan çapında kontrol
stratejilerinin tasarlanması için kullanılacaktır. Kentsel ölçek istasyonları, birincil
emisyonların çok yüksek olduğu alanlardaki en yüksek konsantrasyonları ölçmek
için de kullanılabilecektir.
Bu ölçek, metropolitan alanın büyük bir bölümündeki konsantrasyonları ve hatta
yüzlerce km. boyutlardaki daha büyük alanlardaki konsantrasyonları tiplendirmek
için kullanılacaktır. Bu ölçümler, kentsel alana taşınan ozonun belirlenmesi için
faydalı olacaktır. Bu istasyonlardan elde edilen veriler, kentsel bir alanda kontrol
stratejileri ile azaltılamayan ozonun belirlenmesi için faydalı olabilir.
Izleme amacına göre ölçek seçildikten sonra, konusu gündeme gelir. Mevcut
istasyonun yerinin değiştirilmesi ve yeni O3 istasyonlarının yerleştirilmesi için
istasyon yerleşim yeri seçim prosedürü ve mevcut O3 monitörlerinin yeterliliğini
belirlemek için, Referans 4’de belirtilen uygun izleme tasarım prosedürleri
kullanılmalıdır. Yerleştirme prosedüründeki ilk adım, haritalar, metan harici
hidrokarbonlar için emisyon envanterleri, N0X, klimatolojik veriler, O3, metan
dışındaki HC, NO2/NO için mevcut hava kalitesi verileri gibi bilgileri toplamak
olacaktır.
151
Tipik şehir konsantrasyonlarını ölçmek üzere seçilecek olan yakın civar istasyon
yerleşimi için, majör N0X kaynaklarının etkisini de önlemek üzere merkeze yakın
homojen bir coğrafik alan seçilmelidir. Yüksek konsantrasyonlu alanları
belirlemek üzere kullanılacak bir kentsel ölçek istasyonu için, alandaki metan
harici hidrokarbonlar ve N0X emisyonlarını belirlemek üzere emisyon
envanterlerinden yararlanılmalıdır. Fotokimyasal aktivite periyotları için, en sık
rüzgar hızı ve yönü belirlenmelidir. Daha sonra, fotokimyasal aktivite periyotları
süresince, şehirden en sık esen rüzgar yönünde muhtemel bir izleme alanı
seçilmelidir. Istasyon ile şehrin rüzgardan etkilenmeyen kesimi arasındaki
mesafe, fotokimyasal aktivite periyotları süresince esen rüzgar hızlarında 5-7 saat
boyunca hava hareketi ile seyahat ettiği mesafeye eşit olmalıdır. Ozon
monitörlerinin yerleştirilmesi için muhtemel alanlar, majör N0X alanı dışında
olmalıdır.
Yüksek konsantrasyonları ölçmek için kullanılacak bir yakın civar ölçek
istasyonunun yerleştirilmesinde, kentsel ölçek için uygulanan prosedürler izlenir.
Istasyon, şehir merkezine sınır alanlara yakın olmalıdır.
Bölgesel ölçekteki doğal (background) izleme istasyonları için, fotokimyasal
aktivite ile birleştirilen en sık rüzgar durumu belirlenmelidir. Muhtemel izleme
alanı, en sık olarak yaşanan rüzgar yönünden etkilenmeyen kısımda ve şehir etki
alanının dışında olmalıdır.
2.5 Azot Dioksit (NO2) Tasarım Kriterleri
Izleme amaçlarına uygun olarak NO2 izlenmesi için tipik temsili ölçekler; orta,
yakın civar, ve kentsel ölçeklerdir. Zira, NO2 birincil olarak atmosferde NO’nun
oksidasyonu ile oluşur. Genellikle büyük hava hacimleri ve uzun karışma
sürelerinin gerekli olması sebebiyle, küçük ölçekte uzun ortalama alma süreleri
içindeki değişimin izlenmesi çok önemli değildir. Ancak, uzun ve kısa süreli
ortalamalar için orta ölçekte NO2 ölçümlerinin yapıldığı durumlar olabilir.
2.5.1 Orta Ölçek
Bu ölçekteki ölçümler, 100m. - 0.5km. boyutlarını kapsar. Bu ölçümler, nüfusu
yoğun olan alanlarda, toplumun NO2’ ye maruziyetini karakterize edecektir. Ek 6
Tablo 13 de belirtilen ve yollara minimum mesafelerden daha yakın olarak
yerleştirilen monitörler, bu ölçekteki ölçümler ile temsil edilecektir.
2.5.2 Yakın Civar ve Kentsel Ölçek
Bölüm 2.4 de O3 için tartışılan konular NO2 ye de aynen uygulanacaktır.
Izleme amaçlarına göre ölçek seçildikten sonra, mevcut herhangi bir istasyonun
yeterliliğini değerlendirmek, mevcut istasyonların yerinin değiştirilmesi, veya yeni
bir NO2 istasyonunun yerleştirilmesi için Ref. 4 de belirtilen yerleştirme
152
prosedürleri uygulanmalıdır. Alan karakteristikleri, çalışmadaki kaynaklar,
maksimum konsantrasyonların yaşanabileceği yerleri belirlemek üzere
klimatolojik veriler ve NO2 için mevcut izleme verilerini içeren bilgiler gerekir.
Yakın civar veya kentsel ölçekler için ölçüm yeri seçiminde; uzun vadeli
ortalamaların yüksek olduğu tahmin edilen alanların seçilmesine dikkat
edilecektir. Maksimum NO2 konsantrasyonlarının, maksimum toplam N0X
konsantrasyonları ile aynı alanlarda yaşanması beklenir. NO2 oluşumu için yeterli
sürenin geçmesi için, N0X’ in maksimum düzeyde olacağı tahmin edilen,
rüzgardan etkilenen kısmın ötesinde bir yere yerleştirilmesi gerekecektir. Istasyon
yerleşiminde, kaynaktan itibaren rüzgardan etkilenen kısımdaki emisyonların
seyrelme durumu, pik konsantrasyonları ölçebilmek amacıyla NO2 oluşumu için
gerekli reaksiyon süresi ile birlikte düşünülmelidir. Yayılma uygun ise, maksimum
konsantrasyonlar, NO’nun N02’ye oksidasyonundan ziyade emisyon kaynaklarına
yakın yerleşimlerde oluşabilir. Bu durum, kış dönemi rüzgar yönünden etkilenen
kısım veya ozon konsantrasyonunun yüksek olduğu alanlarda ve NO2
emisyonlarının yüksek olduğu yerlerde oluşur.
Majör emisyon alanları ve rüzgar paternleri bilindikten sonra, potansiyel
maksimum NO2 seviyesi alanları belirlenebilir. NO2 konsantrasyonlarının kentsel
alanın dışında hızla azalması beklenir. Bu nedenle, NO2 konsantrasyonlarının
ölçümü için en iyi yerleşim alanı şehir kıyısına yakın civarda olacaktır.
2.6 Kurşun (Pb) Tasarım Kriterleri
Havadaki kurşun konsantrasyonlarının %90’ı otomobil egzoslarından, %10’u ise
endüstriyel prosesler ve sabit yakma tesislerinden kaynaklanmaktadır (6). Mobil
ve sabit kaynaklardan oluşan emisyonların etkin bir şekilde karakterize edilmesi
için en uygun ölçekler; mikro, orta ve yakın civar ölçekleridir. İzleme
istasyonlarının oluşturulması için yukarıda belirtilen temsiliyet ölçeklerinin dışında,
daha geniş homojen alanları temsil etmek üzere, kentsel veya bölgesel ölçekli
istasyonlara da ihtiyaç olacaktır.
2.6.1 Mikro Ölçek
Bu ölçek, cadde kanyonları ve genel olarak halkın mobil kaynaklardan oluşan
maksimum konsantrasyonlara maruz kaldığı trafik koridorları gibi alanları
tiplendirecektir. Mobil kaynakların Pb emisyonlarından oluşan Pb değişimleri
nedeniyle (7), kurşun için mikro ölçek boyutları yoldan 15m. mesafenin ötesine
yayılmayacaktır. Kurşun oluşturan birincil ve ikincil sabit kaynaklardan açığa
çıkan emisyonlar ve birincil bakır ergiticiler, mikro ölçek boyutunda yer
seviyesindeki konsantrasyonların yükselmesine sebep olacaktır. Mikro ölçek,
yaklaşık 100m. ye ulaşan boyutlarda, bir bacanın etki alanını temsil eder. Mikro
ölçek istasyonlardan toplanan veriler, “sıcak-nokta” kontrol tedbirlerinin
geliştirilmesi ve değerlendirilmesi için bilgi sağlar.
153
2.6.2 Orta Ölçek
Bu ölçek, genellikle yaklaşık 100m.-500m. boyutlarında çeşitli şehir bloklarına
kadar alanlardaki Pb hava kalitesi seviyelerini temsil eder. Ancak, orta ölçek yol
tipi istasyonlar için; yoldan uzaklaştıkça üstel olarak kurşun konsantrasyonundaki
azalma nedeniyle boyutlar, 50-150m. olacaktır. Orta ölçek, örneğin okulları, ana
yollara yakın olan oyun alanlarını içerir. Çocukların kurşun konsantrasyonlarına
daha hassas olmaları sebebiyle bu alanlarda Pb monitörlerinin bulunması istenir.
(7)
Yakın civar ölçeği, 0.5- 4.0 km. aralığındaki boyutlar ile rölatif olarak homojen
alanlardaki hava kalitesini karakterize edecektir. Bu ölçek istasyonları, çocukların
yaşadığı ve oynadığı alanlardaki izleme verilerini sağlayacaktır. Toplumun bu
kesiminin kurşun etkilerine daha hassas olmaları sebebiyle bu alanlardaki izleme
çalışmaları önemlidir.
Bu istasyonlar, 4-50km. aralığındaki boyutlar ile, metropolitan alanlardaki kurşun
konsantrasyonlarını belirlemek üzere kullanılacaktır. Kentsel ölçek istasyonu,
şehir çapındaki hava kalitesi eğilimlerini belirlemek ve hava kirliliği kontrol
stratejilerinin etkinliğini kontrol etmek için faydalı olacaktır.
Bu istasyonlardan elde edilen ölçümler, 50-yüzlerce km. boyutlu alanlardaki hava
kalitesi seviyelerini karakterize edecektir. Bu geniş temsiliyet ölçeği, nüfus
yoğunluğu az olan alanlara uygulanabilir ve background hava kalitesi ve bölgeler
arası kirletici taşınımı hakkında bilgi sağlar.
Dış ortam kurşun seviyeleri için izleme verileri, majör kentleşmiş alanlarda
özellikle nüfusu yoğun kentsel alanlarda ve trafiğin yoğun olduğu alanlarda
gereklidir. Lokal hava kirliliği izleme istasyonları için , toplam istasyon sayısı ve
tipi önceden verilemez. Ancak mevcut duruma göre belirlenebilir. Nüfusu 500.000
i aşan kentsel alanlarda minimum 2 istasyon olmalıdır.
Bu iki istasyondan birisi kategori (a) tipi, diğeri ise kategori (b) tipi istasyon
olmalıdır. Mobil kaynaklardan oluşan maksimum Pb konsantrasyonunu ölçmek
üzere, kurşunun hakim olarak otomotiv kaynaklardan oluştuğu alanlar için,
kategori (a) istasyonu, ana yollara yakın olarak yerleştirilen mikro veya orta ölçek
istasyon olmalıdır. [günlük ortalama trafik >30,000 (GOT)] GOT yi aşmayan
yollarda; istasyon, trafik hacminin en fazla olduğu yol kıyısına yerleştirilmelidir.
Çalışmalar, kurşun seviyesinin yoldan uzaklaştıkça üstel olarak azaldığını
göstermektedir. (7,8) Dolayısıyla yollara yakın alanlarda daha yüksek
konsantrasyonlar yaşanacak ve bu alanlara yerleştirilen istasyonlar,
154
konsantrasyonlardaki aşırı değişim sebebiyle mikro ve orta ölçek boyutları temsil
etmek üzere kurulacaktır.
Pb seviyelerinin hakim olarak nokta kaynaklardan oluştuğu alanlar için, kategori
(a) istasyonu genel olarak nokta kaynağın mikro ölçek veya orta ölçek etkisini
temsil eder. Ancak bazı durumlarda emisyonların kaynaktan yer seviyesine
taşınması sırasında yeterli düzeyde karışma olabilir ve kategori (a) istasyonu
yakın civar ölçeğini temsil eder. Kategori (b) istasyonu yakın civar ölçek istasyonu
olmalıdır. Zira mikro ve orta ölçek istasyonu geniş coğrafik alanların hava
kalitesini temsil etmeyecektir. Dolayısıyla nüfus yoğunluğu fazla olan alanlara
yerleştirilmeyebilir. Belli alanlardaki orta ölçek istasyonu okullar veya ana yollara
yakın olan oyun alanlarına yerleştirilebilir. Ancak çoğu kez, böyle alanlara
yerleştirilmezler. Çocuklar kurşun etkilerine karşı en hassas guruptur (7). Kentsel
alanın yerleşim bölümünde yaşamaları ve oynamaları kuvvetle muhtemeldir.
Kategori (b) istasyonu nüfusu ve trafiği yoğun olan bir kombinasyonda
yerleştirilmelidir. Kurşun seviyelerinin birincil olarak nokta kaynaklardan oluştuğu
durumlarda, kategori (b) istasyonu nokta kaynağın civar ölçek etkisini temsil
edecektir.
Izleme istasyonlarını yerleştirmek için; sabit ve mobil kaynak emisyon
envanterleri, sabah ve akşam trafik paternleri, klimatolojik bilgiler ve lokal coğrafik
karakteristikler gibi temel bilgileri elde etmek gerekecektir. Bu bilgiler, özel izleme
amacı ve istenen ölçek temsiliyetine en uygun alanların belirlenmesi için
kullanılmalıdır. Ölçüm noktalarının, spesifik kentsel alan izleme amaçlarını
karşılamak üzere yerleştirilmesi durumunda, referans 9 dan yararlanılabilir.
Mevcut istasyonların yeterliliğinin değerlendirilmesinde veya yeni istasyonların
yerleştirilmesi için kullanılmalıdır.
Sabit kurşun kaynakları çevresindeki izleme istasyonlarının yerleştirilmesinde
referans 10 yardımcı olacaktır.
2.7 PM10 Tasarım Kriterleri
Lokal hava kirliliği izleme ağında ölçülen diğer kirleticiler gibi, PM10 ağı
tasarımında da ilk adım gerekli temel bilgileri toplamak olacaktır. Partiküler
maddelerin majör kaynak kategorileri ve ülke çapında çeşitli lokasyonlarda dış
ortam hava seviyelerine katkısına yönelik çeşitli çalışmalar11-16 yayınlanmıştır.
PM10 kaynakları TAP ile benzerdir. Yine PM10 için gerekli temel bilgileri toplama
işlemi de benzerdir. Temel bilgi kaynakları; bölgesel haritalar ve trafik haritaları,
topoğrafyayı gösteren hava fotoğrafları, yerleşimler, ana endüstriler ve otobanlar
olacaktır. Bu harita ve fotoğraflar, izleme amacına konu olan alanları belirlemek
için kullanılacaktır.
PM10 için uygun potansiyel izleme alanları bir harita üzerinde belirlendikten sonra,
bu alandaki PM10 konsantrasyonuna yönelik bir tahmin yapmak üzere modelleme
çalışmaları kullanılabilir. Bir lokal izleme ağı tasarımında, birinci adımın
tamamlanmasından sonra, mevcut TAP lokal izleme istasyonları veya diğer
155
partiküler madde istasyonları da bir potansiyel olarak değerlendirilmelidir.
İstasyonların lokal hava kirliliği izleme istasyonu olarak düşünülmesi halinde,
Bölüm 1 de tanımlanan 4 temel izleme amacından bir veya daha fazlasını
karşılayan istasyonlar, 5 temsiliyet ölçeğinden birisi içine sınıflandırılmalıdır
(mikro, orta, yakın civar, kentsel ve bölgesel). PM10 istasyonlarının yerleştirilmesi
ve sınıflandırılmasında referans 17 de belirtilen prosedürler uygulanmalıdır.
Hareketli ve sabit kaynaklardan oluşan PM10 emisyonlarını karakterize etmek için
kullanılan en uygun ölçekler; mikro, orta ve yakın civar ölçekleridir. Yukarıdaki
temsiliyet ölçeklerinin dışında, izleme istasyonlarının geniş homojen alanları
temsil etmek üzere kurulması durumunda, kentsel ve bölgesel ölçek istasyonları
da gerekli olacaktır.
2.7.1 Mikro ölçek
Bu ölçek toplumun, hareketli kaynaklara maksimum düzeyde maruz kaldığı şehir
merkezindeki cadde kanyonları ve trafik koridorları gibi alanları tanımlayacaktır.
Mobil kaynaklardan oluşan PM10 un büyük ölçüde değişim göstermesi sebebiyle,
mikro ölçek boyutları genellikle yoldan 15 m. lik bir mesafenin ötesine
geçmeyecektir. Ancak yol boyunca bir kaç km. devam edebilecektir. PM10 mikro
ölçek yerleşim noktalarının, bu konsantrasyonlara maruziyetin tahmin edildiği
alanlarda ve binaların yakınında olması gerekir.
Birincil ve ikincil ergitme tesisleri, termik santraller, ve diğer büyük endüstriyel
prosesler gibi sabit kaynaklardan oluşan emisyonlar; mikro ölçekte, yer
seviyesinde yüksek konsantrasyonlara sebep olabilir. Daha sonraki durumda,
mikro ölçek, 100m. boyutlara kadar ulaşan, bacadan çıkan dumandan etkilenen
alanı temsil edecektir. Mikro ölçek istasyonlardan elde edilen veriler, “sıcaknokta” kontrol tedbirlerinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi için bilgi
sağlayacaktır.
2.7.2 Orta Ölçek
Toplumun PM10 konsantrasyonlarına kısa süreli maruziyetlerine yönelik
çalışmaların çoğu bu ölçekte yapılır. Şehir merkezine doğru hareket halindeki
veya ana yollara yakın yaşayan halk, bu ölçekte yapılan ölçümlerle yeterli
düzeyde karakterize edilecektir. Bu tip ölçümler, PM10 in kısa süreli halk sağlığı
etkilerinin değerlendirilmesi için uygun olacaktır. Bu ölçek ayrıca, park alanı,
alışveriş merkezleri ile birleşen besleyici caddeler, stadyum ve resmi binalar gibi
birkaç yüz metre boyutlu diğer alanlar için karakteristik konsantrasyonları içerir.
2.7.3 Yakın civar ölçek
Bu kategorideki ölçümler, bir kaç km. boyutlu homojen kentsel alt bölgeleri ve orta
ölçekten daha muntazam şekilli alanları temsil edecektir. Yakın civar ölçek
verilerini sağlamak üzere seçilen bir yerleşim, bazı durumlarda sadece çok yakın
civar değil aynı zamanda şehrin aynı tipteki diğer civarlarını da temsil edecektir.
156
Bu tür istasyonlar, standartlar ile uyum ve eğilimler hakkında iyi bir bilgi sağlar. Bu
kategori, ayrıca yerleşim alanları kadar endüstriyel ve ticari çevreleri de içerir.
Civar ölçek verileri, daha geniş ölçekteki konsantrasyon paternlerini tanımlayan
modelleri, modellerin test edilmesi ve geliştirilmesi için faydalı bilgileri sağlar.
Civar ölçek ölçümleri, şehirler içinde ve şehirler arasındaki civar karşılaştırmaları
için de kullanılabilir. Bu ölçek, planlamacıların ihtiyaçlarına en iyi düzeyde cevap
verebilecek ölçektir.
2.7.4 Kentsel ölçek
Bu ölçüm sınıfı, metropolitan alanın tamamının PM10 konsantrasyonunu
karakterize etmek için yapılacaktır. Bu ölçümler, şehir çapındaki hava kalitesi
eğilimlerini belirlemek, ve geniş ölçek hava kirliliği kontrol stratejilerinin etkinliğini
değerlendirmek için faydalı olacaktır.
2.7.5 Bölgesel ölçek
Bu ölçümler, 100 lerce km. boyutlu alanların koşullarını karakterize etmek için
kullanılacaktır. Daha önce de ifade edildiği gibi, bir alan için temsili koşulları
kullanarak bu alandaki homojenlik derecesini ortaya koyar. Bu sebeple, bölgesel
ölçek ölçümleri, homojen bir alanda nüfusu seyrek alanlara uygulanacaktır. Bu
ölçeğin veri karakteristikleri, PM10 emisyonlarının daha geniş ölçek prosesleri,
kayıpları ve taşınımı hakkında bilgi sağlayacaktır.
157
3. REFERANSLAR
1. Ludwig, F. L., J. H. S. Kealoha, and E. Shelar. Selecting Sites for Monitoring
Total Suspended Particulates. Stanford Research Institute, Menlo Park, CA.
Prepared for U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park,
NC. EPA Publication No. EPA-450/3-77-018. June 1977, revised December
1977.
2. Ball, R. J. and G. E. Anderson. Optimum Site Exposure Criteria for SO2
Monitoring. The Center for the Environment and Man, Inc., Hartford, CT.
NC. EPA Publication No. EPA-450/3-77-013. April 1977.
3. Ludwig, F. L. and J. H. S. Kealoha. Selecting Sites for Carbon Monoxide
Monitoring. Stanford Research Institute, Menlo Park, CA. Prepared for U.S.
Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC. EPA
Publication No. EPA-450/3-75-077. September 1975.
4. Ludwig, F. L. and E. Shelar. Site Selecting for the Monitoring of Photochemical
Air Pollutants. Stanford Research Institute, Menlo Park, CA. Prepared for U.S.
Publication No. EPA-450/3-78-013. April 1978.
5. Guideline on Air Quality Models. OAQPS, U.S. Environmental Protection
Agency, Research Triangle Park, NC. OAQPS No. 1.2-080. April 1978.
6. Control Techniques for Lead Air Emissions, OAQPS, U.S. Environmental
Protection Agency, Research Triangle Park, NC. EPA-450/2-77-012.
December 1977.
7. Air Quality Criteria for Lead. Office of Research and Development, U.S.
Environmental Protection Agency, Washington, DC. EPA-600/8-77-017.
December 1977.
8. Johnson, D. E., et al. Epidemiologic Study of the Effects of Automobile Traffic
on Blood Lead Levels, Southwest Research Institute, Houston, TX. Prepared
for U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC.
EPA-600/1-78-055. August 1978.
9. Optimum Site Exposure Criteria for Lead Monitoring. PEDCo Environmental,
Inc., Cincinnati, OH. Prepared for U.S. Environmental Protection Agency,
Research Triangle Park, NC. EPA Contract No. 68-02-3013. (May 1981.)
10.Guidance for Lead Monitoring in the Vicinity of Point Sources. Office of Air
Quality Planning and Standards, and Environmental Monitoring Systems
Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park,
NC. EPA-450/4-81-006. January 1981.
158
11.Cooper, J.A., et. al. Summary of the Portland Aerosol Characterization Study.
(Presented at the 1979 Annual Air Pollution Association Meeting, Cincinnati,
OH. APCA #79-24.4).
12.Bradway, R.M. and F.A. Record. National Assessment of the Urban
Particulate Problem. Volume 1. Prepared for U.S. Environmental Protection
Agency, Research Triangle Park, NC. EPA-450/3-76-024. July 1976.
13.Environmental Protection Agency, Air Quality Criteria for Particulate Matter
and Sulfur Oxides, Volume 2. Environmental Criteria and Assessment Office,
Research Triangle Park, NC. December 1981.
14.Watson, J.G., et al. Analysis of Inhalable and Fine Particulate Matter
Measurements. Prepared for U.S. Environmental Protection Agency, Research
Triangle Park, NC. EPA-450/4-81-035. December 1981.
15.Record, F.A. and L.A. Baci. Evaluation on Contribution of Wind Blown Dust
from the Desert Levels of Particulate Matter in Desert Communities. GCA
Technology Division, Bedford, MA. Prepared for U.S. Environmental Protection
Agency, Research Triangle Park, NC. EPA-450/2-80-078. August 1980.
16.Goldstein, E.A. and Paly M. The Diesel Problem in New York City. Project on
the Urban Environment. Natural Resources Defense Council, Inc., New York,
NY. April 1985.
17.Koch, R.C. and H.E. Rector. Optimum Network Design and Site Exposure
Criteria for Particulate Matter. GEOMET Technologies, Inc., Rockville, MD.
NC. EPA Contract No. 68-02-3584. EPA 450/4-87-009. May 1987.
18.Pace, T., et al. Procedures for Estimating Probability of Nonattainment of a
PM-10 Data. U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park,
NC. EPA-450/4-86-017. December 1986.
19.[References 19 through 32 added at 58 FR 8467, Feb. 12, 1993]
20.Enhanced Ozone Monitoring Network Design and Siting Criteria Guideline
Document. Office of Air Quality Planning and Standards, U.S. Environmental
Protection Agency, Research Triangle Park, NC 27711. EPA 450/4-91-033.
November 1991.
21.Technical Assistance Document For Sampling and Analysis of Ozone
Precursors. Atmospheric Research and Exposure Assessment Laboratory,
U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC 27711.
EPA 600/8-91-215. October 1991.
159
22.Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems: Volume
IV. Meteorological Measurements. Atmospheric Research and Exposure
Assessment Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency, Research
Triangle Park, NC 27711. EPA 600/4-90-0003. August 1989.
23.Criteria for Assessing the Role of Transported Ozone/Precursors in Ozone
Non-attainment Areas. Office of Air Quality Planning and Standards, U.S.
Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC 27711.
EPA-450/4-91-015. May 1991.
24.Guideline for Regulatory Application of the Urban Airshed Model. Office of Air
Quality Planning and Standards, U.S. Environmental Protection Agency,
Research Triangle Park, NC 27711. EPA-450/4-91-013. July 1991.
25.Ambient Air Monitoring Data Quality Objectives (DQOs) for the Photochemical
Assessment Monitoring Stations (PAMS) Program. Guideline Document.
Office of Air Quality Planning and Standards, U.S. Environmental Protection
Agency, Research Triangle Park, NC 27711. Draft Report. July 1992.
26.Shao-Hung Chu, "Using Windrose Data to Site Monitors of Ozone and Its
Precursors", Office of Air Quality Planning and Standards, U.S. Environmental
Protection Agency, Research Triangle Park, NC 27711. Draft Report. June
1992.
27.Lewis, Charles W., and Teri L. Conner, "Source Reconciliation of Ambient
Volatile Organic Compounds Measured in the Atlanta 1990 Summer Study:
The Mobile Source Component", Atmospheric Research and Exposure
Triangle Park, NC 27711. September 1991.
28.Fujita, Eric M., Bart E. Croes, Charles L. Bennett, Douglas R. Lawson,
Frederick W. Lurmann, and Hilary H. Main, "Comparison of Emission Inventory
and Ambient Concentration Ratios of CO, NMOG, and NOx in California's
South Coast Air Basin", J. Air and Waste Management Association
42:264-276. March 1992.
29.Nelson, P. F., S. M. Quigley and M. Y. Smith, "Sources of Atmospheric
Hydrocarbons in Sydney: A quantitative Determination Using a Source
Reconciliation Technique", Atmospheric Environment Vol 17, No. 3. 1983.
30.Mayrsohn, H. and J. H. Crabtree, "Source Reconciliation of Atmospheric
Hydrocarbons", Atmospheric Environment Vol 10. 1976.
31.Mayrsohn, Henry, James H. Crabtree, Mutsuo Kuramoto, Ray D. Sothern, and
Henry Mano, "Source Reconciliation of Atmospheric Hydrocarbons 1974",
Atmospheric Environment Vol 11. 1977.
160
32.Analysis of the Ambient VOC Data Collected in the Southern California Air
Quality Study, State of California Air Resources Board--Research Division,
1800 15th Street, Sacramento, CA 95814, Final Report, Contract No.
A832-130. February, 1992.
33.Purdue, Larry J., "Summer 1990 Atlanta Ozone Precursor Study", presented
at the 84th Annual Meeting and Exhibition of the Air and Waste Management
Association, Vancouver, British Columbia, Canada. June 1991.
161
EK 6:
DIŞ ORTAM HAVA KALİTESİNİN İZLENMESİ İÇİN ÖRNEKLEM BORUSU
YERLEŞTİRME KRİTERLERİ (EPA)
1. GİRİŞ
Bu Bölüm; Ek 5 de tartışılan genel istasyon yeri seçildikten sonra, hava kirliliğinin
izlenmesinde kullanılan örneklem borularına uygulanan spesifik yerleşim
kriterlerini içermektedir.
Aşağıda belirtilen örneklem borusu yerleştirme kriterlerine uyulmaya
çalışılmalıdır. Bazı durumlarda bu kriterlerden sapmalar gerekebilir. Böyle bir
durumda sebepler mutlaka yazılı döküm haline getirilmelidir.
Bu ekte yer alan mikro, orta, yakın civar, kentsel ve bölgesel olarak adlandırılan
temsili ölçekler, Ek 5 de tartışılmıştır. Kirleticilere spesifik olan örneklem borusu
yerleştirme kriterleri tüm ölçeklere uygulanır.
162
2. KÜKÜRT DİOKSİT (SO2), OZON (O3), VE AZOT DİOKSİT (NO2)
2.1 Yatay ve Dikey Yerleştirme
Örneklem borusu, yer seviyesinden 3-15 metre yükseklikte yerleştirilmelidir.
Örneklem borusu; duvarlar, saçaklar vb. gibi destekleyici yapılardan ve tozlu veya
kirli alanlardan dikey ve yatay yönde en az 1 metre uzaklıkta olmalıdır. Örneklem
borusunun binanın bir yüzeyine yerleştirilmesi durumunda, ölçülen kirletici
konsantrasyonunun en yüksek olduğu tahmin edilen potansiyel mevsimde, hakim
rüzgar yönüne rölatif olarak binanın rüzgar üstünde (winward) kalan tarafına
yerleştirilmelidir.
2.2 Minör Kaynaklardan Uzaklık (Sadece SO2 ve O3 için)
SO2 lokal minör kaynakları; örneklem borusu çevresinde yüksek
konsantrasyonların oluşmasına neden olabilir. Benzer bir şekilde, lokal azot
monoksit (NO) ve ozon-reaktif hidrokarbon kaynakları, tutma etkisi sebebiyle
örneklem borusu çevresinde düşük ozon konsantrasyonlarına neden olabilir. Bu
potansiyel etkileşimleri en az düzeye indirmek için, örneklem borusu; fırın,
insinerasyon bacaları veya diğer SO2 veya NO minör kaynaklarından uzakta
2.3 Engellerden Uzaklık
Binalar ve diğer engeller SO2, O3, veya NO2 nin tutulmasına neden olabilir. Bu
etkileşimi önlemek için, örneklem borusu çevresinde sınırsız bir hava akışı
bulunmalı ve engellerden uzakta yerleştirilmelidir. Şöyle ki; örneklem borusundan
uzaklık, örneklem borusu üzerinde kalan engel uzantısı yüksekliğinin 2 katı
olmalıdır. Örneklem borusunun, dikey bir duvara yakın veya duvar boyunca
yerleştirilmesi istenmeyen bir durumdur. Çünkü, duvar boyunca hareket halinde
olan hava, muhtemel bir uzaklaştırma mekanizmasına konu olabilir. Örneklem
giriş borusu çevresinde en az 270 derecelik bir yay içinde sınırsız bir hava akışı
olmalıdır. Örneklem borusunun bir bina yüzeyine yerleştirilmesi durumunda bu
açı 180 derece olmalıdır. Bu yay, en yüksek kirletici konsantrasyonu potansiyel
mevsimi için hakim rüzgar yönünü içermelidir. Bir engele, izin verilen bu kriterden
daha yakın olarak yerleştirilen istasyon, yakın civar veya kentsel ölçekten ziyade
orta ölçek olarak sınıflandırılmalıdır. Zira böyle bir istasyondan elde edilen
ölçümler daha ziyade orta ölçeği temsil edecektir.
2.4 Ağaçlardan Uzaklık
Ağaçlar; SO2, O3, veya NO2 adsorbsiyonu veya reaksiyonlar için bir yüzey
oluşturur ve rüzgar hızını engellerler. Bu muhtemel etkileşimi azaltmak için,
örneklem borusu, ağaç gövdesinden en az 20 metre mesafede yerleştirilmelidir.
Ağaç veya ağaçların bir engel teşkil ettiği düşünülüyor ise, örneklem borusu için
Bölüm 3 de verilen uzaklıklar karşılanmalı ve ağaç veya ağaçların gövdesinden
en az 10 metre mesafede olmalıdır. Zira, O3 için ağaçların tutma etkisi, diğer
163
kriter kirleticilerden daha fazladır. Bu problemi önlemek için, O3 örneklem borusu
yerleştirilirken bu etki dikkate alınmalıdır.
2.5 Yollardan Uzaklık (Sadece O3 ve NO2 için)
Ozon analizörü yerleştirilirken, NO kaynaklarından oluşacak bozucu etkileşimleri
azaltmak çok önemlidir. Çünkü NO, O3 ile reaksiyona girer. Yakın civar ve kentsel
ölçekte NO2 izlenebilmesi için cihaz yerleştirilirken, otomotiv kaynaklardan
oluşabilecek etkileşimleri azaltmak çok önemlidir. Tablo 13, değişik boyutlardaki
günlük ortalama trafik için, yol ve örneklem borusu arasında olması gereken
minimum mesafeyi göstermektedir. Tablo13 de yola, izin verilen durumlardan
daha yakın olarak yerleştirilmiş bir ölçüm istasyonu, yakın civar veya kentsel
ölçekten ziyade orta ölçek olarak sınıflandırılmalıdır. Zira böyle bir istasyondan
elde edilen ölçümler, daha ziyade orta ölçeği temsil edecektir.
Tablo 13: Yakın Civar, ve Kentsel Ozon ve Azot dioksit Izlenmesi için Yollar ve
Örneklem Boruları arasındaki Minimum Mesafeler
Günlük Ortalama Yol Trafiği,
Araç / gün
Minimum Mesafe a
metre
≤ 10,000
10
15,000
20
20,000
30
40,000
50
70,000
100
≥110,000
250
a
En yakın yol şeridine uzaklık. Orta düzeydeki trafik sayımı için gerçek trafik
sayımı bazlı tablo değerlerinden interpole edilmelidir.
164
3. KARBON MONOKSİT (CO)
CO monitörü yerleştirme kriterlerine yönelik ilave bilgiler Referans 12 de
bulunabilir.
Toplumun CO'e maruziyet düzeylerinin ölçülmesinin önemi nedeniyle, hava
numunesi ortalama solunum zonunda alınmalıdır. Ancak, pratik faktörler
sebebiyle, örneklem borusunun daha yüksekte yerleştirilmesi gerekir. Mikro
ölçekte yapılacak CO ölçümü için gerekli yükseklik, 3±½ metredir.
Karşılaştırılabilirlik ve tutarlılık açısından, tüm örneklem girişlerinin aynı
yükseklikte olması istenir. Ancak uygulamada her zaman gerçekleştirilemez. Bu
nedenle, makul bir aralık belirlenmelidir. 1 metre genelde ihtiyaca cevap
verecektir.
Orta ve yakın civar ölçek istasyonları için dikey konsantrasyon değişimleri, mikro
ölçek istasyonu kadar büyük değildir. Bu durum, yollardan olan difüzyonun daha
fazla olması nedeniyledir ve dolayısıyla konsantrasyonlar, mikro ölçekten daha
geniş alanları temsil edecektir. Bu nedenle, civar ölçek istasyonları için, örneklem
borusu yer seviyesinden 3-15 metre yüksekte yerleştirilmelidir. Örneklem borusu;
duvarlar, saçaklar vb. gibi destekleyici yapılardan ve tozlu ve kirli alanlardan dikey
ve yatay yönde en az 1 metre uzakta olmalıdır. Örneklem borusunun bina
duvarına yakın olarak yerleştirilmesi durumunda, kirliliğin yüksek olduğu
mevsimde, hakim rüzgar yönü ve bu alandaki kaynakların lokasyonuna göreceli
olarak binanın rüzgar üstü tarafına yerleştirilmelidir.
Binalar veya diğer engeller, örneklem borusu çevresindeki hava akışını
sınırlayabilir. Bu etkileşimi önlemek için, örneklem borusunun etrafında sınırsız bir
hava akışının olması ve engellerden uzakta bulunması gerekir. Şöyle ki;
örneklem borusundan uzaklık, örneklem borusu üzerinde kalan engel uzantısı
yüksekliğinin en az iki katı olmalıdır. Örneklem borusunun, dikey bir duvar
boyunca veya duvara yakın olarak yerleştirilmesi istenmeyen bir durumdur.
Çünkü duvar boyunca hareket eden hava, muhtemel bir uzaklaştırma
mekanizmasına konu olabilir. Örneklem borusu çevresinde en az 270 derecelik
bir yay içinde sınırsız hava akışı olmalıdır. Örneklem borusu bina kenarında ise
bu derece 180 olacaktır. Bu yay, en yüksek kirletici konsantrasyonu potansiyel
mevsimi için hakim rüzgar yönünü içermelidir.
3.3 Yollardan Uzaklık
Cadde kanyonu ve trafik koridor istasyonları (mikro ölçek), toplumun kirliliğe
maruziyet durumunu ortaya çıkarmak üzere kaynağın etkisini belirlemeyi
amaçlar. Mikro ölçek istasyonlarından elde edilen hava kalitesi verilerindeki
tutarlılığı ve karşılaştırılabilirliği sağlamak üzere, CO örneklem borusunun en
165
yakın yol şeridinden minimum 2 metre ve maksimum 10 metre uzaklıkta olması
sağlanmalıdır.
Cadde kanyonu / koridor (mikro ölçek) örneklem girişleri, kavşaklardan en az 10
metre uzaklıkta ve tercihen blok ortasına yerleştirilmelidir. Midblok lokasyonları
kavşak lokasyonlarına tercih edilir. Çünkü kavşaklar, şehir merkezinin çok daha
küçük bir kısmını temsil ederler. Cadde kanyonu / koridorlarında yayaların
maruziyetinin kavşaklara göre çok daha fazla olması muhtemeldir. Ayrıca,
örneklem girişleri midblok lokasyonlarda kavşaklara göre çok daha kolay
yerleştirilir. Ancak monitör yerleştirilirken, Ek 5 de Bölüm 2.4, 3, 3.3 ve Ek 6 da
Bölüm 4 de belirtilen amaçların karşılanmasına dikkat gösterilmelidir.
Yakın civar izleme istasyonu ile spesifik bir hattaki kirletici kaynağı arasındaki
minimum mesafenin belirlenmesinde, ölçümlerin her hangi bir yoldan
etkilenmediği varsayımı yapılır. Mesafeleri belirlemek üzere hesaplamalar
yapılmış ve yollar ve örneklem borusu arasında minimum ayrılma mesafesi Tablo
14 de verilmiştir. Örneklem borusu veya izleme hatlarının verilen kriterden daha
yakın olarak yerleştirildiği durumlarda, yakın ölçek olarak sınıflandırılmamalıdır.
Çünkü böyle bir istasyondan elde edilen ölçümler daha ziyade orta ölçeği temsil
edecektir. Bu nedenle, bu kriteri karşılamayan istasyonlar, orta ölçek olarak
sınıflandırılmalıdır.
Tablo 14: Yakın Civar Ölçeği CO Ölçümü için, Yollar ve Örneklem Boruları Arasındaki
Minimum Ayrılma Mesafesi
Ortalama günlük yol trafiği,
Araç / Gün
Minimum Mesafe a
Örneklem boruları için (metre)
≤ 10,000
10
15,000
25
20,000
45
30,000
80
40,000
115
50,000
135
≥ 60,000
150
a
En yakın yol şeridine uzaklık . Orta düzeydeki trafik sayımı için, gerçek trafik
sayımı bazlı tablo değerlerinden interpole edilmelidir.
166
3.4 Ağaçlardan ve Diğer Engellerden Uzaklık
CO rölatif olarak reaktif değildir. Ağaçlarla ilgili ana faktör normal rüzgar akış
paternlerine engel olmasıdır. Orta ve yakın civar ölçek istasyonları için, ağaçlar
majör CO kaynakları arasında olmamalıdır. Genellikle yoğun trafiği olan
yollardaki araçlar ve monitör örneklem borusu, ağaçların gövdesinden (ki bunlar
örneklem borusu ve yol arasında ve örneklem borusu üzerinde en az 5 metreye
uzanır) 10 metre veya daha fazla mesafede olmalıdır. Mikro ölçek istasyonları
için, örneklem borusu ve yol arasında herhangi bir ağaç veya çalılık
bulunmamalıdır.
167
4. KURŞUN (Pb)
4.1 Dikey Yerleştirme
Kurşun örneklem cihazlarının yola yerleştirilmesi ile ölçülen konsantrasyonlar
arasındaki ilişkiler hakkında yapılan pek çok çalışma (5, 14-15) yer seviyesinden
ilk 6-7 metre içinde büyük değişimlerin olmadığını göstermektedir. Diğer
kirleticilerin izlenmesine benzer olarak, optimum örneklem yüksekliği solunum
yüksekliği seviyesinde olmalıdır. Ancak bir kurşun monitörü yerleştirilirken,
dışarıdan gelebilecek tehlikelere karşı cihazların korunması, güvenlik gibi pratik
faktörler dikkate alınmalıdır. Mikro ölçek kurşun monitörleri örneklem girişi, yer
seviyesinden 2-7 metre yükseklikte olmalıdır.
Orta ve daha geniş ölçekler için, dikey konsantrasyon değişimleri mikro ölçek
kadar büyük değildir. Böylece, orta veya daha geniş ölçekler için gerekli hava
giriş yüksekliği 2-15 metredir.
Örnekleyici, binalar ve benzeri engellerden uzakta olmalıdır. Şöyle ki; engeller ve
örneklem cihazı arasındaki mesafe örnekleyici üzerindeki engel uzantısı
yüksekliğinin en az iki katı olmalıdır.
Çatıya yerleştirilen cihazlar için, duvarlar, saçaklar vb. yapılardan uzaklık
minimum 2m. olmalıdır. Yakın çevrede fırın, insineratör bacası vb.
bulunmamalıdır. Kaynaktan çıkan dumanların tipi ve yüksekliği, atık veya yakılan
yakıtın tipi, kalitesi ve miktarı ayrılma mesafesini belirler. Örneğin, bacadan çıkan
emisyonlar yüksek oranda kurşun içeriyorsa ve örneklem periyodunun büyük bir
bölümünde dumanın örnekleyiciyi etkileme ihtimali varsa, o zaman izleme noktası
olarak alandaki diğer binalar / yerleşim alanlarının seçilmesi yoluna gidilmelidir.
Örneklem cihazı çevresinde, en az 270° lik bir yay içinde sınırsız hava akışı
olmalıdır.
Kategori (a) siti, yol veya nokta kaynaktan oluşan maksimum konsantrasyonları
ölçmek içindir. Yol veya nokta kaynak ile monitör arasında anlamlı herhangi bir
engel bulunmamalıdır. En yüksek kirletici konsantrasyon potansiyelinin olduğu
mevsim için hakim yön, 270o lik bir yay içinde bulunmalıdır.
Yapılan çalışmalar, mobil kaynakların yakınındaki kurşun seviyelerinin trafik
hacminin fonksiyonu olduğunu göstermiştir. Yolların rüzgarın etki altındaki
tarafında ilk 15 metre içindeki ortalama trafik hacminin >30,000 den fazla olduğu
telaffuz edilmektedir. (1, 16-19) Bu nedenle, mobil kaynaklardan oluşan pik
konsantrasyonları ölçmek için istasyonlar, en yüksek konsantrasyonların oluşma
ihtimalinin yüksek olduğu yere yerleştirilmelidir. Mikro ölçek bir istasyon için
168
yerleştirme, ana yoldan 5-15 metre arasında olmalıdır. Orta ölçek istasyonu için,
ana yoldan müsaade edilebilir mesafe aralığı Tablo 15 de verilmiştir.
Tablo 15: Pb İstasyonları ve Yollar Arasındaki Ayrılma Mesafesi
(En yakın yol şeridi kıyısı)
[Yaklaşık istasyon sayısı / Alan]
1
Yakın civar ölçek
Bölgesel ölçek
Ortalama günlük
trafik Araç / gün
Mikro ölçek
≤10,000
5-15
1
20,000
5-15
15-75
75
40,000
5-15
15- 100
100
Orta ölçek
5-15
1
50
Mesafeler trafik akışına göre interpole edilmelidir.
Bu tablo ayrıca yol ve yakın civar veya daha geniş ölçek istasyonlar arasındaki
ayrılma mesafesini içermektedir. Bu mesafelerde, kurşun seviyelerinin yoldan
belli bir yatay mesafeden sonra oldukça sabit kaldığını gösteren Referans 16
verileri esas alınmıştır. Yukarıda belirtilen referansın da doğruladığı gibi, bu
mesafe trafik hacminin bir fonksiyonudur.
4.4 Ağaçlardan ve Diğer Engellerden Uzaklık
Ağaçlar, kurşun partiküllerinin adsorbsiyonu ve birikimi için bir yüzey oluştururlar
ve normal rüzgar akışı paternlerini engellerler. Mikro ölçek, orta ölçek kategori (a)
yol sitleri için, kurşun kaynağı (yol üzerindeki araçlar gibi) ile örnekleyici arasında
herhangi bir ağaç veya ağaçlar olmamalıdır. Yakın civar ölçek kategori (b) sitleri
için, örnekleyici, ağaçların gövdesinden itibaren en az 20 metre mesafede
olmalıdır. Ağaçlar ve örnekleyici arasındaki mesafe, örneklem cihazı üzerindeki
engel uzantısı yüksekliğinden daha az ise, örnekleyici, bir engel olarak
sınıflandırılan ağaçların gövdesinden itibaren en az 10 metre mesafede
169
5. PARTİKÜLER MADDE (PM10)
5.1 Dikey Yerleştirme
Yollar veya diğer yer seviyesi kaynakları çevresindeki PM10 konsantrasyon
değişimlerine yönelik çalışmaların sınırlı olmasına rağmen, Referans 1, 2, 4, 18
ve 19 yollara yakın Pb seviyeleri ve TAP dağılımındaki değişimi göstermektedir.
Ağırlığından büyük ölçüde etkilenen TAP, yollara çok yakın yatay ve dikey yönde
geniş konsantrasyon değişimine sahiptir. Kurşun, mikronun altındaki boyutu ile
daha ziyade bir gaz gibi hareket eder ve dikey ve yatay değişimleri TAP den daha
küçüktür.
PM10, iki aşırı uç arasında orta düzeyde boyutları ile, hem gaz hem de çökebilir
partiküllerin dağılma özelliğini gösterir ve dikey ve yatay yönde değişir30. Diğer
kirleticilerin izlenmesine benzer olarak, PM10 izlemesinde de örneklem girişinin
optimum olarak solunum yüksekliği seviyesinde olması istenir. Ancak, PM10
monitörü yerleştirilirken, dışarıdan gelebilecek tehlikeler, güvenlik ve diğer
emniyet koşulları gibi pratik faktörler de dikkate alınmalıdır. Mikro ölçek PM10
monitörleri için örneklem girişi, yer seviyesinden 2-7 metre yükseklikte olmalıdır.
Orta veya daha geniş ölçekler için, dikey konsantrasyon değişimleri mikro ölçek
kadar büyük değildir. Bu nedenle, orta veya daha geniş ölçekler için gerekli hava
giriş yüksekliği, 2-15 metredir.
Örneklem cihazı bir çatı üzerine veya diğer benzeri bir yapıya yerleştirilirse,
duvarlardan, saçaklardan vb. yapılardan minimum 2 m. uzaklıkta olmalıdır. Yakın
çevresinde fırın veya insinerasyon bacası gibi kaynaklar bulunmamalıdır.
Dumanlardan ayrılma mesafesi, duman yüksekliğine, atık veya yakılan yakıt
tipine ve yakıt kalitesine bağlıdır (kül içeriği vb). Doğal gaz yakılmasından
kaynaklanan baca emisyonları durumunda, bir tedbir olarak örneklem cihazı
bacadan en az 5 metre uzaklıkta yerleştirilmelidir.
Bir diğer husus; fuel-oil, kömür veya katı atık yakılıyorsa, ve baca yeterince kısa
ise, ölçüm periyodunun büyük bir bölümünde dumanın örneklem girişini
etkilemesi muhtemeldir. Böyle bir durumda örneklem için, bu tür kaynak
tiplerinden uzakta, alandaki başka bina / yerleşim noktaları düşünülmelidir.
Ağaçlar, partikül birikimi için bir yüzey oluşturur ve hava akışını engeller. Bu
nedenle, örnekleyici, ağacın gövdesinden itibaren en az 20 metre uzaklıkta
yerleştirilmelidir. Ağacın bir engel olarak düşünüldüğü durumlarda bu mesafe 10
metre olmalıdır.
Örnekleyici, binalar ve benzeri engellerden uzakta olmalıdır, şöyle ki; engeller ile
örnekleyici arasındaki mesafe, cadde kanyonu sitleri hariç olmak üzere
örnekleyici üzerindeki engel uzantısı yüksekliğinin en az iki katıdır. Engellere bu
kriterlerden daha yakın olarak yerleştirilen örneklem istasyonları; yakın civar,
170
kentsel veya bölgesel ölçek olarak sınıflandırılmalıdır. Zira böyle bir istasyondan
elde edilen ölçümler, daha ziyade orta ölçek istasyonlarını temsil edecektir. Bu
nedenle, bu kriteri karşılamayan istasyonlar, orta ölçek olarak sınıflandırılmalıdır.
Cadde kanyon sitleri haricinde, örnekleyici etrafında en az 270° lik bir yay içinde
sınırsız bir hava akışı olmalıdır. Kategori (a) siti, yol veya nokta kaynaktan oluşan
maksimum konsantrasyonları ölçmek içindir. Yol veya nokta kaynak ile monitör
arasında önemli bir engel olmamalıdır. En yüksek konsantrasyon potansiyeline
sahip mevsim için, hakim yön 270° lik bir yay içinde olmalıdır.
Motorlu taşıt kaynaklı emisyonlar, kentsel havadaki partiküler madde seviyelerine
önemli ölçüde katkıda bulunur.
Alanın birincil olarak mobil kaynaklardan etkilenmesi durumunda; maksimum
konsantrasyon alanları, bir trafik koridoru veya cadde kanyon lokasyonu olması
durumu muhakeme edilir. Monitörler, trafik hacminin çok fazla olduğu yollara
yakın olarak yerleştirilmelidir. Mikro ölçek trafik koridoru istasyonu için, yerleşim
noktası ana yoldan 5-15 metre uzaklıkta olmalıdır. Mikro ölçek cadde kanyonu
siti için, yerleşim noktası yoldan 2-10 metre arasında olmalıdır. PM10 örnekleyicisi
birincil olarak yol emisyonlarından etkileniyor ise ve örnekleyici GOT si 30.000
olan yoldan 10 metre geride yerleştirilmiş ve örnekleyici yüksekliği 2-7 metre
arasında ise bu istasyon mikro ölçek olarak sınıflandırılmalıdır. Örnekleyici
yüksekliği, 7-15 metre arasında ise bu istasyon orta ölçek olarak
sınıflandırılmalıdır. Örnekleyici aynı yoldan 20 metre uzaklıkta ise orta ölçek, 40
metre uzaklıkta ise yakın civar ölçek ve 110 metre uzaklıkta ise kentsel ölçek
olarak sınıflandırılmalıdır.
6. ÖRNEKLEM BORUSU MATERYALİ
BORUSU İÇİNDEKİ KALIŞ SÜRESİ
VE
NUMUNENİN ÖRNEKLEM
SO2, NO2, ve O3 gibi reaktif gazlar için, nokta analizörlere yönelik özel örneklem
borusu materyali kullanılmalıdır. Referans 20-24 de gösterilen en uygun
materyaller; polipropilen, polivinilklorür, taygon, aliminyum, pirinç, paslanmaz
çelik, bakır, payreks cam, ve teflon olarak belirtilmiştir. Yukarıda belirtilen
materyaller arasında, tüm gazlar için kullanılabilecek materyaller teflon ve
payreks cam olarak bulunmuştur. EPA 25; referans veya eşdeğer yöntemlerin
belirlenmesinde kabul edilebilir örneklem borusu materyali olarak borosilikat cam
veya FEP teflonu önermektedir. Bu nedenle, mevcut veya yeni kurulacak lokal
izleme istasyonları için, borosilikat cam, FEP teflon veya eşdeğer materyal
kullanılmalıdır.
Uçucu organik bileşiklerin izlenmesi için, FEP teflon örneklem materyali olarak
kullanılmamalıdır. Zira, FEP teflon materyali üzerinde uçucu organik bileşiklerin
adsorbsiyon ve desorbsiyon reaksiyonları söz konusudur. Uçucu organik
bileşikler ve karbonil örnekleminde, borosilikat cam, paslanmaz çelik veya
171
eşdeğeri bir materyal kabul edilmektedir. Numunenin örneklem borusu içindeki
kalış süresinin 20 sn. veya daha kısa süre olmasına dikkat gösterilmelidir.
Belirli bir kullanım süresinden sonra, örneklem borusu cidarlarında reaktif
partiküler madde birikimi olacaktır. Bu nedenle, gazın örneklem borusu girişinden
cihaza transfer süresi de kritiktir. NO gazının mevcudiyetinde, en inert materyal
dahi kullanılsa, gazın örneklem borusu içindeki kalış süresi 20 sn. yi aştığı
takdirde anlamlı ozon kayıpları olacaktır 26. Diğer çalışmalar27-28 numunenin
örneklem borusu içindeki kalış süresinin 10 sn. kadar kısa olabileceğini
göstermektedir. Bu nedenle, lokal izleme istasyonlarında yer alacak reaktif gaz
monitörleri için örneklem borusundaki kalış süresinin 20 sn. den az olması
istenmektedir.
172
7. FOTOKİMYASAL TAYİN İZLEME İSTASYONLARI
Örneklem borusunun yer seviyesinden 3-15 metre yükseklikte olması istenir.
Örneklem borusu, duvarlar, saçaklar vb. gibi destekleyici yapıdan, tozlu ve kirli
alanlardan yatay ve dikey yönde en az 1 metre uzaklıkta olmalıdır.
Örneklem borusu bina ve engellerden uzakta yerleştirilmelidir. Şöyleki, engeller
ve örneklem borusu arasındaki mesafe, örneklem borusu üzerinde kalan engel
uzantısı yüksekliğinin en az iki katı olmalıdır. Örneklem borusu girişi etrafında en
az 270o lik bir yay içinde sınırsız bir hava akışı bulunmalıdır. Ilave olarak, en
yüksek kirletici konsantrasyonunu içeren periyot için hakim rüzgar yönü 270o lik
yay içinde olmalıdır. Örneklem borusunun binanın bir yüzeyine yerleştirilmesi
durumunda bu açı 180o olarak alınmalıdır.
Örneklem borusu yerleştirme işlemlerinde, NO nun O3 ile reaksiyona girmesi
nedeniyle bozucu interferansların azaltılması çok önemlidir. Tablo 16 yollar ile
fotokimyasal tayin istasyonları arasında gerekli olan minimum ayrılma mesafesini
göstermektedir.
Tablo 16: Yollar İle Fotokimyasal Tayin İstasyonları Arasındaki Ayrılma Mesafeleri
[En Yakın Yol Şeridi Kıyısı]
Günlük ortalama trafik
Araç / gün
Yollar ile fotokimyasal tayin istasyonları
arasındaki ayrılma mesafesi metre 1
<10,000
15,000
20,000
40,000
70,000
>110,000
>10
20
30
50
100
250
1
En yakın yol şeridi kıyısı. Orta düzeydeki trafik sayımı için gerçek trafik akışı
tablosundan interpole edilmelidir.
173
7.4 Ağaçlardan Uzaklık
Ağaçlar, adsorbsiyon ve/veya reaksiyonlar için yüzey oluştururlar ve normal
rüzgar akış paternini engellerler. Bu etkileri en az düzeye indirebilmek için,
örneklem borusu ağaçların gövdesinden itibaren 20 metre uzaklıkta
yerleştirilmelidir. Zira, O3 için ağaçların tutma etkisi diğer kirleticilerden daha
fazladır. Dolayısı ile bu problemi bertaraf etmek için, örneklem borusunun
yerleştirilmesinde çok dikkatli olunmalıdır. Bu nedenle, örneklem borusunun,
ağaçların gövdesinden itibaren en az 10 metre uzaklıkta yerleştirilmesi gerekir.
7.5 Meteorolojik Ölçümler
Ölçümlerin yakın çevredeki binalar ve benzeri yapılardan etkilenmemesi için
meteorolojik istasyonun yer seviyesinden 10 metre yükseklikte olması gerekir.
Meteorolojik verilerin, örneklem borusunda biriken ve kirletici parametreleri içeren
hava kütlesi içindeki koşullara ve kaynağa yansıması önemlidir. Meteorolojik
mastın yerleştirme kriterleri, Referans 31 ve 32 de verilmiştir.
174
8. ÖZET
Tablo 17 mesafe ve yükseklikler açısından, örneklem borusu yerleştirme
kriterlerini özet olarak göstermektedir. Belirlenmiş yükseklik aralıklarındaki
farklılıklar, dikey konsantrasyon değişimleri bazlıdır. CO için, mikro ölçekte dikey
yöndeki değişimler çok büyüktür. Bunun için yükseklik aralığı küçük tutulmuştur.
Kirleticiler arasında tutarlılığı sağlamak ve birden fazla sayıda kirleticiyi bir
manifold kullanarak ölçmek için, üst limit 15 metre olarak belirlenmiştir.
Tablo 17: Örneklem Borusu Yerleştirme Kriterleri
Kirletici
Ölçek
SO2C,D,E,F
Orta [300m] Yakın
civar, Kentsel, ve
Bölgesel [1km].
COD,E,G
Mikro Orta [300m]
Örneklem
borusunun yer
seviyesinden
yüksekliği A
Örneklem borusunun A
destekleyici yapılardanB
yatay ve dikey yöndeki
uzaklığı
Örneklem
borusunun
ağaçlardan
uzaklığıA
(metre)
(metre)
(metre)
3-15
>1
>10
3-15
>1
>10
Yakın civar [1km].
O3C,D,E
Ozon
Öncülleri C,D,E
Orta [300m] Yakın
civar, Kentsel, ve
Bölgesel [1km].
Yakın civar ve
Kentsel [1km].
3-15
>1
>10
3-15
>1
>10
3-15
>1
>10
NO2C,D,E
Orta [300m] Yakın
civar ve Kentsel
[1km]
PbC,D,E,F,H
Mikro; Orta, Yakın
civar, Kentsel ve
Bölgesel.
2-7 (Mikro); 2-15 >2 (Tüm ölçekler, sadece
(Diğer ölçekler)).
yatay mesafe).
>10 (Tüm
ölçekler)
PM10C,D,E,F,H
Mikro; Orta, Yakın
civar, Kentsel ve
Bölgesel.
2-7 (Mikro); 2-15 >2 (Tüm ölçekler, sadece
(Diğer ölçekler).
yatay mesafe).
>10 (Tüm
ölçekler)
Örneklem
borusunun
yollardan uzaklığıA
(metre)
N/A.
2-10; Orta ve yakın
civar ölçekleri için
Tablo 14 e bakınız.
Tüm ölçekler için
Tablo 13’e bakınız.
Tablo 16 ya
bakınız.
Tablo 13’e bakınız.
5-15 (Mikro); Diğer
ölçekler için Tablo
15’e bakınız.
2-10 (Mikro);
175
N/A Uygulanamaz. Açık yollu (open-path) analizörler için izleme yolu sadece CO
izlemesi orta veya yakın ölçeklere ve SO2, O3 öncülleri, ve NO2 izlemesi için
tüm ölçeklere uygulanabilir.
B
Örneklem borusu çatı üstüne yerleştirildiğinde, bu ayrılma mesafesi çatıdaki
duvarlar, saçaklara göredir.
C
Ağaç veya ağaçların gövdesinden itibaren >20 metre uzaklıkta ve ağaçların bir
engel olarak görülmesi halinde 10 metre uzaklıkta olmalıdır.
D
Örneklem borusunun binalar vb. engellere uzaklığı, örneklem borusu üzerinde
kalan engel uzantısının en az iki katı olmalıdır. Bu kriteri karşılamayan sitler,
orta ölçek olarak sınıflandırılabilir. (metne bakınız)
E
Örneklem borusu veya örnekleyici etrafında 270o lik bir yay içinde sınırsız hava
akışı olmalıdır. Bir bina yüzeyinde ise bu açı 180o olacaktır.
F
Örneklem borusu, örnekleyici; fırın veya insineratör bacası gibi minör
kaynaklardan uzakta olmalıdır. Ayrılma mesafesi, minör kaynağın emisyon
noktası (duman gibi) yüksekliği, yakıt tipi, veya yakılan yakıt ve yakıt kalitesine
(sülfür, kül veya kurşun içeriği) bağlıdır. Bu kriter, minör kaynaklardan
gelebilecek etkileşimleri önlemek için tasarlanmıştır.
G
Mikro ölçek CO izleme sitleri için, örneklem borusu cadde kavşağından >10
metre uzakta olmalıdır. Tercihen midblok lokasyonu seçilmelidir.
H
Pb ve PM10 ölçümlerinin birlikte yapıldığı örnekleyiciler için, birlikte örnekleyiciler
arasındaki ayrılma mesafesi 2-4 metreyi karşılamalıdır.
176
9. REFERANSLAR
1. Bryan, R.J., R.J. Gordon, and H. Menck. Comparison of High Volume Air Filter
Samples at Varying Distances from Los Angeles Freeway. University of
Southern California, School of Medicine, Los Angeles, CA. (Presented at 66th
Annual Meeting of Air Pollution Control Association. Chicago, IL., June 24-28,
1973. APCA 73-158.)
2. Teer, E.H. Atmospheric Lead Concentration Above an Urban Street. Master of
Science Thesis, Washington University, St. Louis, MO. January 1971.
3. Bradway, R.M., F.A. Record, and W.E. Belanger. Monitoring and Modeling of
Resuspended Roadway Dust Near Urban Arterials. GCA Technology Division,
Bedford, MA. (Presented at 1978 Annual Meeting of Transportation Research
Board, Washington, DC. January 1978.)
4. Pace, T.G., W.P. Freas, and E.M. Afify. Quantification of Relationship Between
Monitor Height and Measured Particulate Levels in Seven U.S. Urban Areas.
U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC.
(Presented at 70th Annual Meeting of Air Pollution Control Association,
Toronto, Canada, June 20-24, 1977. APCA 77-13.4.)
5. Harrison, P.R. Considerations for Siting Air Quality Monitors in Urban Areas.
City of Chicago, Department of Environmental Control, Chicago, IL.
(Presented at 66th Annual Meeting of Air Pollution Control Association,
Chicago, IL., June 24-28, 1973. APCA 73-161.)
6. Study of Suspended Particulate Measurements at Varying Heights Above
Ground. Texas State Department of Health, Air Control Section, Austin, TX.
1970. p.7.
7. Rodes, C.E. and G.F. Evans. Summary of LACS Integrated Pollutant Data. In:
Los Angeles Catalyst Study Symposium. U.S. Environmental Protection
Agency, Research Triangle Park, NC. EPA Publication No. EPA-600/4-77-034.
June 1977.
8. Lynn, D.A. et. al. National Assessment of the Urban Particulate Problem:
Volume 1, National Assessment. GCA Technology Division, Bedford, MA. U.S.
Publication No. EPA-450/3-75-024. June 1976.
9. Pace, T.G. Impact of Vehicle-Related Particulates on TSP Concentrations and
Rationale for Siting Hi-Vols in the Vicinity of Roadways. OAQPS, U.S.
Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC. April 1978.
10.Ludwig, F.L., J.H. Kealoha, and E. Shelar. Selecting Sites for Monitoring Total
Suspended Particulates. Stanford Research Institute, Menlo Park, CA.
177
NC. EPA Publication No. EPA-450/3-77-018. June 1977, revised December
1977.
11.Ball, R.J. and G.E. Anderson. Optimum Site Exposure Criteria for SO2
Monitoring. The Center for the Environment and Man, Inc., Hartford, CT.
NC. EPA Publication No. EPA-450/3-77-013. April 1977.
12.Ludwig, F.L. and J.H.S. Kealoha. Selecting Sites for Carbon Monoxide
Monitoring. Stanford Research Institute, Menlo Park, CA. Prepared for U.S.
Environmental Protection Agency, Research Park, NC. EPA Publication No.
EPA-450/3-75-077. September 1975.
13.Ludwig, F.L. and E. Shelar. Site Selection for the Monitoring of Photochemical
Air Pollutants. Stanford Research Institute, Menlo Park, CA. Prepared for U.S.
Publication No. EPA-450/3-78-013. April 1978.
14.Lead Analysis for Kansas City and Cincinnati, PEDCo Environmental, Inc.,
Cincinnati, OH. Prepared for U.S. Environmental Protection Agency, Research
Triangle Park, NC. EPA Contract No. 66-02-2515, June 1977.
15.Barltrap, D. and C. D. Strelow. Westway Nursery Testing Project. Report to
the Greater London Council. August 1976.
16.Daines, R. H., H. Moto, and D. M. Chilko. Atmospheric Lead: Its Relationship
to Traffic Volume and Proximity to Highways. Environ. Sci. and Technol.,
4:318, 1970.
17.Johnson, D. E., et al. Epidemiologic Study of the Effects of Automobile Traffic
on Blood Lead Levels, Southwest Research Institute, Houston, TX. Prepared
for U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC.
EPA-600/1-78-055, August 1978.
18.Air Quality Criteria for Lead. Office of Research and Development, U.S.
Environmental Protection Agency, Washington, DC EPA-600/8-77-017.
December 1977.
19.Lyman, D. R. The Atmospheric Diffusion of Carbon Monoxide and Lead from
an Expressway, Ph.D. Dissertation, University of Cincinnati, Cincinnati, OH.
1972.
20.Wechter, S.G. Preparation of Stable Pollutant Gas Standards Using Treated
Aluminum Cylinders. ASTM STP. 598:40-54, 1976.
178
21.Wohlers, H.C., H. Newstein and D. Daunis. Carbon Monoxide and Sulfur
Dioxide Adsorption On and Description From Glass, Plastic and Metal
Tubings. J. Air Poll. Con. Assoc. 17:753, 1976.
22.Elfers, L.A. Field Operating Guide for Automated Air Monitoring Equipment.
U.S. NTIS. p. 202, 249, 1971.
23.Hughes, E.E. Development of Standard Reference Material for Air Quality
Measurement. ISA Transactions, 14:281-291, 1975.
24.Altshuller, A.D. and A.G. Wartburg. The Interaction of Ozone with Plastic and
Metallic Materials in a Dynamic Flow System. Intern. Jour. Air and Water Poll.,
4:70-78, 1961.
25.CFR Title 40 part 53.22, July 1976.
26.Butcher, S.S. and R.E. Ruff. Effect of Inlet Residence Time on Analysis of
Atmospheric Nitrogen Oxides and Ozone, Anal. Chem., 43:1890, 1971.
27.Slowik, A.A. and E.B. Sansone. Diffusion Losses of Sulfur Dioxide in Sampling
Manifolds. J. Air. Poll. Con. Assoc., 24:245, 1974.
28.Yamada, V.M. and R.J. Charlson. Proper Sizing of the Sampling Inlet Line for
a Continuous Air Monitoring Station. Environ. Sci. and Technol., 3:483, 1969.
29.Koch, R.C. and H.E. Rector. Optimum Network Design and Site Exposure
Criteria for Particulate Matter, GEOMET Technologies, Inc., Rockville, MD.
NC. EPA Contract No. 68-02-3584. EPA 450/4-87-009. May 1987.
30.Burton, R.M. and J.C. Suggs. Philadelphia Roadway Study. Environmental
Monitoring Systems Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency,
Research Triangle Park, N.C. EPA-600/4-84-070 September 1984.
[References 31 through 33 added at 58 FR 8467, Feb. 12, 1993]
31.Technical Assistance Document For Sampling and Analysis of Ozone
Precursors. Atmospheric Research and Exposure Assessment Laboratory,
U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC 27711.
EPA 600/8-91-215. October 1991.
32.Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems: Volume
IV. Meteorological Measurements. Atmospheric Research and Exposure
Triangle Park, NC 27711. EPA 600/4-90-0003. August 1989.
33.On-Site Meteorological Program Guidance for Regulatory Modeling
Applications. Office of Air Quality Planning and Standards, U.S.
Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC 27711. EPA
450/4-87-013. June 1987.
179

hava kalitesi izleme metodolojileri ve örneklem kriterleri

Transkript

Benzer belgeler

Ekte - TİAK

Gaz Beton Yapıştırma Harcı

Spektrofotometre

Hız Ölçüm Deneyi - Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

Termik higrometre

Kullanım Kılavuzu Sertlik Ölçüm Cihazı