Çevreye Yakından Bakış

Institute of Marine Sciences
Megakent- Çevreye Yakından Bakış:
Hava Kirliği için Olası Çözümler-Doğu Akdeniz
4th of April 2012
Mustafa Koçak
Institute of Marine Sciences
Middle East Technical University
[email protected]
www.ims.metu.edu.tr
Ana Hat
• CityZen- megaCITY - Zoom for the ENvironment
• Materyal and Metod
Örnekleme
Hava Kütleleri
Kaynak belirleme
Kaynak bölgeler/Olası etki
• Sonuçlar ve Tartışma
• Özet
• Olası Çözümler
CityZen-
megaCITY - Zoom for the ENvironment
AB (FP7) / 01 Eylül 2008 – 31 Ağustos 2011
Çizelge 1: CityZen Ortakları
Ortak isimleri
Kısaltma
Ülke
Meteorologisk institutt (Coordinator)
METNO
Norway
Peking University
PKU
China
LATMOS, Centre National de la Recherche Scientifique
CNRS
France
Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques
INERS
France
Institut für Umweltphysik, Universität Bremen
IUP-UB
Germany
Rhenish Institute for Environmental Research at the University of Cologne
FRIUUK
Germany
Forschungszentrum Jülich GmbH
FZJ
Germany
Environmental Chemical Processes Laboratory, University of Crete
ECPL
Greece
Consiglio Nazionale Delle Ricerche – ISAC
CNR-ISAC
Italy
Norsk Institutt for Luftforskning
NILU
Norway
Universitetet i Oslo
UiO
Norway
Institute of Marine Sciences, Middle East Technical University
METU
Turkey
University of Leicester
ULeic
UK
International Institute for Applied Systems Analysis
IIASA
Austria
National Observatory of Athens (NOA)
NOA
Greece
Center for Environmental Hazard Mitigation, Cairo University
CEHM
Egypt
Istanbul Technical University (Subcontractor)
ITU
Turkey
CityZen: Amaç
Megakentler/sıcak noktalar ve çevre
bölgelerde hava kirliliğinin dağılım ve
gelişimini anlamak/belirlemek
•
Amaç:
• Doğu Akdeniz’de PM10 (ve PM2.5) kaynaklarının
belirlenmesi
• PM10 (ve PM2.5) sınır değer aşımlarının kimyasal
kompozisyon göz önüne alınarak belirlenmesi
• İstanbul ve Erdemli’yi etkileyen olası bölgeler
• Mega-kent İstanbul’un çevre bölgelere olası etkileri
• Hava kirliliği için olası çözümler
Materyal and Metod
Örnekleme Sahaları
(Mega City)*
Suburban-ITU campus
P: 12,573,412
(Small City)+
P: 198,412
(Island)+
P: 8,672
(Rural)+
P: 47,000
P: Population, 2007
Aerosollerin Toplanması
2.5
Örneklerin Ölçülmesi
Samples were measured at ECPL-UoC.
Instrument
Species
Ion Chromatography
Na+, NH4+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-,
NO3-, C2O42-, SO42-, MS-
Inductively Coupled
Al, Fe, Mn, Ca, Cr, Cu, Zn,
Plasma Mass Spectrometry Pb, Cd
Thermo-optical Carbon
analysis
Organic and Elemental
Carbon
Hava kütle geri/ileri yörüngeleri
HYSPLIT Dispersion Model
(HybridSingle Particle Langrangian
Integrated Trajectory; Draxler and Hess, 1998)
Kaynak belirleme
PMF2: Positive Matrix Factorization
Kaynak bölgeler/Olası etki
Olası Kaynak Katkı (PSCF)
Sonuçlar ve Tartışma
Değişkenlik
Sonuçlar ve Tartışma
Kimyasal Kompozisyon
Sonuçlar ve Tartışma
PM10 aşımları: Örnek
Sonuçlar ve Tartışma
İstanbul üzerinde PM10
Sonuçlar ve Tartışma
İstanbul üzerinde PM10
Kaynak Belirleme (PMF)
6 kaynak ölçülen PM10’nun
95 %’ini açıkladı
350
(c)
PMF
PMF
PMF
(y = 0.99x + 2.07;R2 = 0.96)
300
Measured-PM10 (µg m-3)
7 kaynak ölçülen PM10’nun
98 %’ini açıkladı
250
200
150
100
Erdemli
50
İstanbul
0
0
50
100
150
200
Estimated-PM 10
250
(µg m-3)
300
350
Kaynak Belirleme
6 kaynak ölçülen PM10’nun
95 %’ini açıkladı
36 µg m-3
7 kaynak ölçülen PM10’nun
98 %’ini açıkladı
39 µg m-3
36 µg m-3 ~ 39 µg m-3
Erdemli
İstanbul
EU limit value
( > 50 gm
100
PM1050 aşımlarının kökeni
0
40
250
326 µg
43
200 30
(a)
302
345
150 20
100
0
EU-limit value
( >50 µg m -3 )
19
18
22
10
50
µg m-3
PM10( µg m-3 )
Erdemli
b) Secondary
20
0
40
A
109
64
37
261
182
66-67
301
300
269 285 294
328
327
39
M
371
329
346
344
370
340
J
J
A
S
O
c) Ref use Incineration
N
D
J
2001
30
F
M
Sınıflama
a) Doğal
b) Melez
c) İnsan
A
2002
20
10
İstanbul
0
200
60
d)Traf
f ic
a) PM
10
150
45
EU limit value
( > 50 gm
100
30
15
50
0
0
40
ND J F
2007
30
20
M
A
M
JJ A S
2008
O
N D b)J Secondary
F AM J
2009
Sınıflama
a) Doğal
b) Melez
c) İnsan
PM10 aşımlarının kökeni
Erdemli
PM10( µg m-3 )
250
326 µg
43
(a)
302
200
345
150
100
EU-limit value
( >50 µg m -3 )
19
18
22
20
109
64
37
50
261
182
66-67
301
300
269 285 294
328
371
329
327
39
346
344
370
340
0
A
M
J
J
A
2001
13th May 2001
Residual (4.5%)
Ionic Mass (2.3%)
Sea Salt (25%)
Mineral Dust (68.2%)
PM10
326 µg m-3
S
O
N
D
J
F
M
2002
A
Sınıflama
a) Doğal: M. toz 40%
b) Melez
c) İnsan
PM10 aşımlarının kökeni
Erdemli
PM10( µg m-3 )
250
326 µg
43
(a)
302
200
345
150
100
EU-limit value
( >50 µg m -3 )
19
18
22
20
109
64
37
50
261
182
66-67
301
300
269 285 294
328
371
329
327
39
346
344
370
340
0
A
M
J
J
A
2001
17th December 2001
Residual (10.2%)
Ionic Mass (2.3%)
Sea Salt (77.2%)
Mineral Dust (10.4%)
PM10
61 µg m-3
S
O
N
D
J
F
M
2002
A
Sınıflama
a) Doğal:D. Tuzu 50%
b) Melez
c) İnsan
PM10 aşımlarının kökeni
Erdemli
PM10( µg m-3 )
250
326 µg
43
(a)
302
200
345
150
100
EU-limit value
( >50 µg m -3 )
19
18
22
20
109
64
37
50
261
182
66-67
301
300
269 285 294
328
371
329
327
39
346
344
370
340
0
A
M
J
J
A
2001
3rd June 2001
Residual (29.9%)
Ionic Mass (34%)
Sea Salt (16%)
Mineral Dust (20.1%)
PM10
55 µg m-3
S
O
N
D
J
F
M
2002
A
Sınıflama
a) Natural
b) Melez: 10%
c) İnsan
EU limit value
( > 50 gm
100
PM1050 aşımlarının kökeni
0
40
b) Secondary
PM10 (87 µg
30
m-3)
Unknown (0.9 %)
Sea Salt (0.9 %)
20
µg m-3
10
Crustal (57.1 %)
0
40
c) Ref use Incineration
30
Solid Fuel (1.4 %)
Fuel Oil (13.2 %)
20
Traf f ic (9.2 %)
Refuse Incineration (2.4 %)
Secondary (14.9 %)
10
İstanbul
0
200
60
d)Traf
f ic
a) PM
10
150
45
EU limit value
( > 50 gm
100
30
15
50
0
0
40
ND J F
2007
30
20
M
A
M
JJ A S
2008
O
N D b)J Secondary
F AM J
2009
Sınıflama
a) Doğal:M. toz 2 %
b) Melez
c) İnsan
EU limit value
( > 50 gm
100
PM1050 aşımlarının kökeni
0
40
Unknown (11.2 %)
30
µg m-3
b) Secondary
PM10 (107 µg m-3)
20
Sea Salt (0.8 %)
10
Crustal (43.3 %)
0
40
Solid Fuel (4.5 %)
c) Ref use Incineration
Fuel Oil (11.8 %)
Traf f ic (7.4 %)
Ref use Incineration (2.6 %)
30
20
Secondary (18.4 %)
10
İstanbul
0
200
60
d)Traf
f ic
a) PM
10
150
45
EU limit value
( > 50 gm
100
30
15
50
0
0
40
ND J F
2007
30
20
M
A
M
JJ A S
2008
O
N D b)J Secondary
F AM J
2009
Sınıflama
a) Doğal
b) Melez : 7 %
c) İnsan
EU limit value
( > 50 gm
100
PM1050 aşımlarının kökeni
0
40
b) Secondary
PM10 (129 µg m-3)
Unknown (5.4 %)
Sea Salt (0.8 %)
Crustal (43.3 %)
Solid Fuel (4.5 %)
30
20
Fuel Oil (11.8 %)
µg m-3
10
0
40
Traf f ic (7.4 %)
c) Ref use Incineration
30
Ref use Incineration (26.4 %)
20
Secondary (0.3 %)
10
İstanbul
0
200
60
d)Traf
f ic
a) PM
10
150
45
EU limit value
( > 50 gm
100
30
15
50
0
0
40
ND J F
2007
30
20
M
A
M
JJ A S
2008
O
N D b)J Secondary
F AM J
2009
Sınıflama
a) Doğal
b) Melez
c) İnsan: 91 %
EU limit value
( > 50 gm
100
PM1050 aşımlarının kökeni
0
40
250
326 µg
43
200 30
(a)
302
345
150 20
100
EU-limit value
( >50 µg m -3 )
19
18
22
10
50
µg m-3
PM10( µg m-3 )
Erdemli
b) Secondary
20
0
0
40
A
109
64
37
261
182
66-67
301
300
269 285 294
328
39
M
a) Doğal 90%
371
329
327
b) Melez 10 %
c) İnsan
346
344
370
340
J
J
A
S
O
c) Ref use Incineration
N
D
J
2001
30
F
M
Sınıflama
A
2002
20
10
İstanbul
0
200
60
d)Traf
f ic
a) PM
10
150
45
EU limit value
( > 50 gm
100
30
c) İnsan 91 %
15
50
0
0
40
ND J F
2007
30
20
M
A
M
JJ A S
2008
O
Sınıflama
a) Doğal 2 %
b) Melez 7 %
N D b)J Secondary
F AM J
2009
PM2.5 aşımlarının kökeni
Erdemli
PM2.5( µg m-3 )
30
294
25
20
15
62
9
20
18
120-134
64-65
19
50 5361 66
75
49
57
118
88 107112
103
92
178-179
EPA-limit value
( >15 µg m -3 )
322
(b)
337
306-308
269
292
270
302
368
328
300
115
10
5
0
A
M
J
J
A
S
O
N
D
2001
(a) 30th July 2001
Residual (3%)
A
Residual (5.9%)
BC (13.9 %)
Ionic Mass (25.7%)
PM2.5
24.1 µg m-3
M
(b) 16th February 2001
OM (51.6 %)
Sea Salt (4.1%)
Mineral Dust (7.9%)
F
2002
OM (11.6 %)
BC (2.9 %)
Ionic Mass (70.5%)
J
Sea Salt (1.1%)
Mineral Dust (2.8%)
PM2.5
24.4 µg m-3
Sınıflama
a) Doğal: dust 8 %
b) Melez
c) İnsan 92 %
Olası Kaynak Bölgeler
Erdemli
İstanbul
0-0.2
0.2-0.4
0.4-0.6
0.6-1.0
Olası Kaynak Bölgeler
Mineral Toz
Olası Kaynak Bölgeler
Erdemli
İstanbul
(Pollution-1, winter, refuse incineration, traffic, fuel oil and solid fuel)
(Pollution-2, summer, secondary)
0-0.2
0.2-0.4
0.4-0.6
0.6-1.0
Olası Kaynak Bölgeler-ERDEMLİ
Olası Kaynak Bölgeler-İSTANBUL
Mega-kent İstanbul’un çevre bölgelere olası etkileri
Black Sea
Bulgaria
Romania
Moldova
Ukraine
Belarus
0-0.2
0.2-0.4
0.4-0.6
0.6-1.0
(Pollution-1, winter, refuse incineration, traffic, fuel oil and solid fuel)
Mega-kent İstanbul’un çevre bölgelere olası etkileri
Mega-kent İstanbul’un çevre bölgelere olası etkileri
Aegean
Levantine Sea
Greece
Libya-coastal
SE Egypt
0-0.2
(Pollution-2, summer, secondary)
0.2-0.4
0.4-0.6
0.6-1.0
Mega-kent İstanbul’un çevre bölgelere olası etkileri
Özet
Erdemli
1) Aerosol Kimyasal Kompozisyon
Doğal kaynaklar baskın
Doğal: 64 %
İnsan: 31 %
2) PM10 aşımları
Doğal kaynaklar baskın
Doğal: 90 %
Melez: 10 %
İnsan: none
Istanbul
1) Aerosol Kimyasal Kompozisyon
İnsan menşeyli kaynaklar baskın
Doğal: 17 %
İnsan: 80 %
2) PM10 exceedances
İnsan menşeyli kaynaklar baskın
Natural: 2 %
Melez: 7 %
İnsan: 91 %
Özet
Erdemli
İstanbul
3) Kaynak Bölgeler
3) Kaynak Bölgeler
Toprak kökenli: Kuzey Afrika
Toprak kökenli: Kuzey Afrika
İkincil: Yöresel+Doğu-BS
Pollution-1(Secondary):
Doğu Avrupa
Fuel Oil: Güney Almanya
Kuzey İtalya, Doğu Fransa,
Orta Polonya,
eski Yugoslavya
Pollution -2:
Balkanlar ve Batı Avrupa
Özet
İstanbul
4) Mega-kent İstanbul’un çevre bölgelere olası etkileri
Kış: batı Kara Deniz, Bulgaristan, Romanya,
Moldovya, Ukrayna and Belarus
Yaz: Ege and Levant Denizi
Olası Çözümler
1- Doğal aşımlar kaçınılmazdır, yasal PM sınırlamaları Sahara ve Orta
Doğu çöllerinden kaynaklanan mineral toz taşınımı ve deniz tuzu gibi
doğal olaylar göz önüne alınarak hazırlanmalıdır
Olası Çözümler
2- Çalışma; Avrupa, Avrasya ve Kuzey Afrika arasında aktif bir
atmosferik taşınım olduğunu ortaya koymuştur.
Bundan dolayı,
a) Akdeniz’in özellikle insan kaynaklı aersoller için bir depo
gibi davrandığı
b) Sadece bir ülkenin çabalarıyla insan kaynaklı aerosollerin
etkili bir şekilde kontrol altına alınmasında yeterli olmayacağı,
geçmişte karşılaşılmış olan asit yağmurları felaketi unutulmamalı
c) İnsan meşeyli partikül madde ve aerosol emisyonlarının
etkili bir şekilde kontrol altına alınması için bölge ülkelerin ivedilikle
üzerinde anlaşacakları yasal düzenlemeye ihtiyaç vardır.
Institute of Marine Sciences
Teşekkürler