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

III

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.

IV

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

V

İÇİNDEKİLER

Bölüm I

KENTSEL HAVA KALİTESİ İZLEME PROGRAMI Sayfa No 1. GİRİŞ 3

2. İZLEME AMAÇLARININ BELİRLENMESİ 4

3. VERİLERİN HARMONİZASYONUNDA KALİTE GÜVENİLİRLİĞİNİN ROLÜ

5

4. ÖNCELİKLİ KENTSEL HAVA KİRLETİCİLERİ 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 6 7 7 8 8 8 9

5. HAVA KALİTESİ İZLEME METODOLOJİLERİ

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 10 11 11 12

6. 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

7. VERİ KULLANIMI 25

Bölüm II

DIŞ ORTAM HAVASINDA ASILI PARTİKÜLER MADDE ÖLÇÜMÜ

1

ASILI PARTİKÜLER MADDE (APM) ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ 1.1 İzleme Amaçları 1.2 Örneklem Sistemleri 1.3 Analiz Sistemleri

29

29 31 35

VI

2. 3.

KALİTE GÜVENİLİRLİĞİ 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 ÖNERİLER

42

42 42 43 44 44 44 45

45

Bölüm III

HAVA KALİTESİ ÖLÇÜMLERİ İÇİN PASİF VE AKTİF ÖRNEKLEM

METODOLOJİLERİ

A. PASİF ÖRNEKLEM METODOLOJİLERİ

49

1. PASİF ÖRNEKLEYİCİLERİN GENEL PRENSİBLERİ 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

49

51 52 53 57 58 58 59

B. AKTİF ÖRNEKLEM METODOLOJİLERİ 61 2. 3. 4.

AKTİF SİSTEMLERİN TEMEL PRENSİPLERİ 2.1 Absorbsiyon Örneklemi 2.2 İmpregne Filtre Örneklemi ÖRNEKLEM APARATLARI SEÇİLMİŞ PARAMETRELER İÇİN AKTİF ÖRNEKLEM METODOLOJİLERİ 4.1 Kükürt Dioksit 4.2 Azot Oksitleri 4.3 Ozon 4.4 Karbon Monoksit

61

61 62

62

66

66 70 74 74

5. SEÇİLMİŞ BAZI OTOMATİK ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

75

5.1 Kükürt dioksit 75 5.2 Azot oksitleri 77 5.3 Karbon monoksit 81 5.4 Ozon 82 5.5 Hidrokarbonlar 85 5.6 Amonyak 87 5.7 Hidrojen florür 88 5.8 Hidrojen Sülfür 89 5.9 Yağış miktarı ölçü aleti 90 5.10 Meteoroljik parametreler 91

VII

C. ÖRNEKLEYİCİ BAZLI İZLEME AĞLARINDA KALİTE KONTROL VE KALİTE GÜVENİLİRLİĞİ

96

6. ÖRNEKLEYİCİ BAZLI İZLEME AĞLARINDA KALİTE GÜVENİLİRLİK / KALİTE KONTROLÜ 6.1 İzleme Ağı Tasarımı 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

96 97 99 99

100 100 101 101 101

D. ÖNERİLER

102

7. 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

4. İZLEME AĞI İNTERKALİBRASYON TEKNİKLERİ

119

C. ÖNERİLER

122

5. 6.

ÖNERİLER REFERANSLAR

122 123

Bölüm V

METİNDE GEÇEN TERİMLER İÇİN SÖZLÜK

Metinde Geçen Terimler İçin Sözlük 127

Bölüm VI

EKLER EK 1: KULLANILAN ÖLÇÜM BİRİMLERİ 135

VIII

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

1. 2.

EK 4: SEÇİLMİŞ PARAMETRELER İÇİN OTOMATİK ÖLÇÜM CİHAZLARINDA ARANACAK MİNİMUM TEKNİK SPESİFİKASYONLAR 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) SEÇİLMİŞ PARAMETRELER İÇİN OTOMATİK ÖLÇÜM CİHAZLARINDA ARANACAK GENEL ÖZELLİKLER

139

139

139 139 140 141 141

143

1. 2. 3.

EK 5: LOKAL HAVA KİRLİLİĞİ İZLEME AĞI TASARIMI (ABD ÇEVRE KORUMA AJANSI - EPA KRİTERLERİ) LOKAL HAVA KİRLİLİĞİ İZLEME İSTASYONLARI AMAÇLARI VE İZLEME ÖLÇEKLERİ LOKAL HAVA KİRLİLİĞİ İZLEME AĞI TASARIM PROSEDÜRLERİ 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 REFERANSLAR

146

146

148

148 148 149 150 152 153 155

158

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

EK 6: DIŞ ORTAM HAVA KALİTESİNİN İZLENMESI İÇİN ÖRNEKLEM BORUSU YERLEŞTİRME KRİTERLERİ (EPA) 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 REFERANSLAR

162

162 163 165 168 170 171

173 175

177

1

Bölüm I

KENTSEL HAVA KALİTESİ

İZLEME PROGRAMI

2

3

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

4

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.

5

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.

6

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.

7

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.

8

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.

9

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.

10

5. HAVA KALİTESİ İZLEME METODOLOJİLERİ Farklı hava izleme metodolojilerinin karakteristik özellikleri aşağıda verilmiştir: Hava izleme metodolojileri; pasif örnekleyiciler, aktif örnekleyiciler, otomatik on-line 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. 5.2 Aktif Örnekleyiciler 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.

11

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.

12

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

13

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

AVANTAJLAR

DEZAVANTAJLAR

MALİYET

Pasif örnekleyiciler

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

Aktif örnekleyiciler

Düşük maliyetli. İşletilmesi kolay. Güvenilir İşletme /performans. Tarihsel veri seti.

Günlük ortalamaları sağlar. Laboratuvarda analizi gerektirir.

2-4 bin $ / Birim

Otomatik analizörler

İspatlanmış, yüksek performanslı, saatlik veri alınması. On-line bilgi temini.

Karmaşıktır. Pahalıdır. Yüksek tecrübe gerektirir. Yüksek işletme maliyeti bulunur.

10-20 bin $ /Analizör

Uzaktan algılama cihazları

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. Desteklemek, işletmek, kalibre etmek ve geçerliliğini onaylamak zordur. Geleneksel analizörler ile her zaman karşılaştırılabilir sonuçları vermez.

>200 bin $ / Algılayıcı

Biyoindikatörler

Geniş alanlara uygulanabilir.

Standart yöntemler değildir.

14

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.

15

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.

16

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.

17

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.

18

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.

19

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.

20

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 Prosedürlerine (SOP) uygun olarak

çalıştırıldığından emin olunması; 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

21

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

Yöntem uygunluğu üzerindeki

düşünceler

Ticari Silindirler

+

-

-

-

-

Konsantrasyonlar olduğu gibi kabul edilemez. Bağımsız bir yöntemle kontrol edilmelidir.

Permeasyon Tüpleri

-

+

-

+

-

Mutlak (ağırlık) yöntemdir; ticari tüpler standartlara uygun olabilir.

Statik Seyreltme

+

+

+

+

-

Mutlak yöntemdir. (Hacim)

Dinamik Seyreltme

+

+

+

+

-

Silindir ve kütle akış kontrol ünitesi performansına bağlıdır.

Gaz Fazı Titrasyon

-

-

+

-

+

Mutlak değildir ancak karşılaştırmalı teknikler (O3 / NO)

UV Fotometre

-

-

-

-

+

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.

22

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,

23

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

24

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.

25

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.

26

27

Bölüm II

DIŞ ORTAM HAVASINDA ASILI PARTİKÜLER MADDE

ÖLÇÜMÜ

28

29

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

30

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.

31

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

32

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.

33

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.

34

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.

35

Tablo 3: Partikül boyut fraksiyonları için uygun örnekleyiciler

ISO partikül

boyut kategorileri

Asılı partiküler madde (SPM)

göstergesi

Örnekleyici

Toplam partiküller

TAPM

TAP

Geniş aralıklı aerosol sınıflandırıcı Yüksek Hacimli Örnekleyici

Solunabilir fraksiyon (Üst solunum yollarında)

!!!!!

!

!!!!-!!!!!

Geniş aralıklı aerosol sınıflandırıcı (<60 µm)

Torakik fraksiyon (Boğaza kadar inen)

PM10

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

Solunabilir fraksiyon (Alt solunum yollarına kadar)

PM4, PM2.5 (ince partiküller) Küçük karbonlu tozlar

Orta hacimli örnekleyici + PM2.5 girişi Işık Kırınımı (Nefhelometre) Düşük hacimli örnekleyici 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.

36

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 ß-absorbsiyonu, mevcut numunedeki atomik oranına ve elementlerin kütle

37

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;

38

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.

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. 1.3.2 P Bir filtremetallebelirlemdağılımdeğerledeğişik bankasteknikleindükleemisyokarekte FiltrelergösteriletmeyeBu etnötralizkullanım Toplanateknikleörneklekullanılımoleküteknikle

39

Şekil 2: Piezoelektrik terazi yöntemi şeması

artiküler Maddelerin Kimyasal ve Fiziksel Karakterizasyonu

üzerinde toplanan partiküler maddelerin fiziksel ve kimyasal analizi, r (kurşun gibi) veya özel kirleticiler (BaP gibi) gibi özel parametreleri ek için yapılır. Bu bileşimsel karakterizasyon, farklı TAP kaynaklarının ının araştırılması kadar, potansiyel çevre ve sağlık etkilerinin ndirilmesi için de önemlidir. Uçucu olmayan hava kirliliği bileşenlerinin örneklerinin geriye dönük olarak araştırılması için, filtreler bir örnek ında muhafaza edilerek de kullanılabilir. Genellikle çok elemanlı r, mesela X ışını fluoresans (XRF), Nötron aktivasyon analizleri (NAA), nmiş partikül X ışını emisyonu (PIXE) ve indüklü çiftli plazma atomik n spektrometri (ICP-AES), partiküllerin daha karmaşık kimyasal rizasyonunun elde edilmesi için kullanılabilir.

den elde edilen analiz sonuçlarının yorumlanmasında, azami dikkat melidir. Filtre üzerindeki iyonların spektrumu, havadaki iyonları temsil bilir ve örneklem sırasındaki kimyasal reaksiyonlardan etkilenmiş olabilir. kileşimler; sülfat etkileşimini bertaraf etmek, asit partiküllerinin asyonu ve amonyum tuzlarının buharlaşmasını engellemek için, denuder ı ile sınırlandırılabilir.

n partiküllerin bileşimini belirlemek için, geniş çapta fiziksel ve kimyasal r kullanılabilir. Kimyasal teknikler temel olarak, geniş hacim rindeki metaller ve iyon grupları gibi fonksiyonel varlıkların tayini için r. Fiziksel teknikler ise, tek partiküllerin incelenmesi ve elementel ler / kristal bileşimini belirlemek için kullanılır. Yaygın olarak kullanılan r aşağıdaki bölümlerde açıklanmıştır.

40

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. X-ray Fluorescence (XRF) 2. Nötron Aktivasyon Analizi (NAA) 3. Particle Induced X-ray Emission 4. Atomic Absorption Spectrometry (AAS) 5. Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) 6. Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) 7. 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

41

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, ICP-AES, 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 ICP-MS 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.

42

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 2.2 İzleme Ağı Tasarımı 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)

43

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.

44

• 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

45

sonra geniş kapsamlı kalibrasyon kayıtları ve cihaz kontrol listesi oluşturulmalıdır. 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.

46

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.

47

!

BÖLÜM: III

HAVA KALİTESİ ÖLÇÜMLERİ İÇİN

PASİF VE AKTİF ÖRNEKLEM METODOLOJİLERİ

48

49

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 dzdc (1)

50

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.

Q = ( )l

atCCD 0112 − (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 = atD

Ql12

(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 = atD

Qle

(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 = l

aD12 (5)

Bu pasif örnekleyicilerin örneklem hızlarının, aktif örnekleyicilerle doğrudan karşılaştırılmasını mümkün kılar.

51

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

52

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.

53

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.

54

Tablo 4: Farklı Kirleticiler için pasif örneklem metodolojileri 1 Kirletici Reagent Reaksiyon

ürünü Analiz Açıklama Referans

NO2

Trietanolamin(TEA) NaI+Na2CO3

Nitrit Nitrit

İyon kromatografi(IC) veya spektrofotometri " "

IC çok pahalıdır, ancak ayrıca sülfatı da ölçer

Palmes (1976) Mulik (1989) Ferm (1991)

NO CrO3 (oksidasyon), TEA

Nitrit Spektrofotometri Oksidasyon maddesi zehirli ve kararsız

Yanigisawa ve Nishimura(1986)

CO Tenax Metana dönüştürdükten sonra GC-FID termal bozunma

Lee (1992)

O3

1,2-di-(4 pyridyl)-ethylene (DPE) Çivit kırmızısı NaNO2 +Na2CO3 + gliserin KI ( pH 9’a tampon )

Aldehit Nitrat İyot kompleksi

Spektrofotometri Reflektans İyon kromatografi (IC) veya spektrofotometri Spektrofotometri

Reaksiyon ışığa hassas

Monn ve Hangartner (1990) Grosjean ve Hishan (1992) Koutrakis (1990), Mulik (1991) Alexander (1991)

SO2

TCM-West-Gaeke TEA (+ glikol) KOH (+gliserol) Na2CO3 (+gliserin) TEA + Na2CO3

Sülfit Sülfit Sülfat (H2O2eklenir) Sülfat

Spektrofotometri (pararosanilin) Spektrofotometri (pararosanilin) Spektrofotometri (baryum iyonları + DMSA) İyon Kromatografi İyon değişiminden sonra Thorin yöntemi

Numune kararsızlığı, atık problemleri IC tercih edilir

Reiszner ve West (1973) Hangartner (1989) Hargreaves ve Atkins (1988) Ferm (1991)

NMVOC 2,3

Tenax GC (sorbent) Porapak Aktif karbon

Kimyasal reaksiyon yok

Termal bozunma GC-ECD, GC-PID Termal bozunma GC-FID Solvent bozunması4 GC-FID, ECD

Lewis (1985) Cao ve Hewitt (1993)

55

1 Kurşun peroksit gibi daha önce uygulanan pasif teknikleri içermemektedir. 2 NMVOC için ampirik geçerliliğe ihtiyaç vardır. 3 NMVOC ve CO yöntemleri için laboratuvar kalibrasyonuna ihtiyaç vardır. 4Sadece özel bir çeşit aktif karbon (carbosieve) termal olarak desorpsiyon olabilir. Bundan dolayı solvent desorpsiyonu daha yaygındır. 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.

56

Tablo 5: Çevre havasında NO2 tayini için kullanılan pasif örneklem yöntemlerinin karşılaştırılması

Yöntem Palmes tüpü

yöntemi

Yanagisawa ve Nishimura yöntemi

Modifiye edilmiş Amaya-Sugiura

Cadoff ve Hodgeson yöntemi

Lewis ve Mulik yöntemi

Ferm yöntemi

Örneklem hızı (ml/dk)

0.9 128 38 112 154 26

Alt deteksiyon limiti (ppb h)

200 66 34 10 25 15

Kesinlik (%CV)

9 Yaklaşık 8 5 6 6 5

Test edilen aralıktaki rüzgar hızı (m/sn)

0-2.5 0.15-4 0-10 - 0-3 Yüksek hızda koruyucu siper korur, düşük hızda düzeltme ihtiyacı

Test edilen aralıktaki sıcaklık (Co)

(0) - (+40) - (-20) -(+40) - (-20) - (+50) (-20) - (+30)

Test edilen aralıktaki nem (%)

- 40,60,80 0-100 20,60 29-99 30-95

Doğru bir yöntemle saha karşılaştırması

Evet sadece sınırlı Evet Hayır Evet Evet

Başka bir laboratuvar tarafından geçerlilik onayı

Çok sayıda çalışma

sadece sınırlı Laboratuvarlar arası karşılaştırma

Hayır Evet Hayır

Örnekleyici fiyatı $

2 5 2 - 150 5

Tekrar kullanılabilirlik

Evet Hayır Evet Evet Evet Evet

Referans 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)

57

NO2 tayini için, Palmes tüpü yöntemine ilave olarak, en az beş plaka tipi pasif örneklem yöntemi daha geliştirilmiştir. 1. Yanagisawa ve Nishimura Yöntemi, 2. Modifiye Edilmiş Amaya-Sugiura Yöntemi, 3. Cadoff ve Hodgeson Yöntemi, 4. Lewis ve Mulik Yöntemi, 5. 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

58

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-2-benzothiazolinone 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

59

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

60

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.

61

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.

62

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

63

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

64

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.

65

TP

0

0 V 0 = VTP

11

1

VPP

V TT0

1

01

0

1

=

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.

66

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

4.1 Kükürt Dioksit 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

67

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.

4.1.2.2 Üstünlükleri Toplama tekniği basittir ve sülfat iyonlarının analizi spesifiktir.

4.1.2.3 Sakıncaları 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.

4.1.3.2 Üstünlükleri 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.

4.1.3.3 Sakıncaları Numunenin analizi için iyi donanımlı bir labotaratuvara ve tecrübeli teknik personele ihtiyaç vardır. Analiz sırasında zehirli civa bileşikleri oluştuğundan

68

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. 4.1.4.2 Üstünlükleri 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. 4.1.4.3 Sakıncaları 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. 4.1.5.2 Üstünlükleri Bu yöntem, kabarcıklanma ve absorbsiyon çözeltilerinin istenilmediği hallerde uygulanabilir. Bazı hallerde impinger kuruyabilir veya çözelti kaybedilebilir. Filtreler analiz edilmek üzere laboratuvara postayla da gönderilebilir. 4.1.5.3 Sakıncaları Thorin yöntemi ile aynı.

58

Tablo 6: SO2 Aktif Örneklem Yöntemlerinin Değerlendirilmesi (1)

Örneklem Yöntemi

Numune toplama, stoklama,

taşıma kolaylığı

Numunenin

sıcaklık kararlılığı

Toplama etkinliği ve numune kararlılığı

Örneklem ekipmanı ve analiz için düşük

maliyet ve kimyasalların temin

edilebilirliği

Analiz

kolaylığı

Kimyasalların

güvenliği

Örneklem süresince etkileşim

problemleri

İşletim manueli temin

edilebilirliği

ISO veya diğer

standart belgeler

Peroksit Bubbler

a) asidimetrik 0 -(2) + 0 + 0 - + WHO 1976 b) iyon kromotografi

0 -(2) + - + 0 + -

c) Thorin 0 -(2) + 0 0 0 + + ISO 4221

Pararosanilin 0 + + 0 0 - + + ISO 6767 (TCM, West-Gaeke)

İmpregne edilmiş filtre (Thorin analizi)

+

+

+

0

0

+

+

+

yok

1 +: iyi, 0 : orta, - : zayıf 2 35°C nin üzerindeki sıcaklıklarda peroksit çözeltisi, örneklem sırasında bozulabilir.

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. Saltzman (ISO) Yöntemi 2. TGS-ANSA Yöntemi 3. 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. 4.2.1.2 Üstünlükleri 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. 4.2.1.3 Sakıncaları 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. 4.2.2.2 Üstünlükleri Saltzman yöntemi ile karşılaştırıldığında, reaktifin korozif olmadığı, örneklemden hemen sonra analiz yapılması gerekmediği, renk oluşumunun zamana bağlı olarak kritik olmadığı görülür. 4.2.2.3 Sakıncaları 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. 4.2.3.2 Üstünlükleri 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. 4.2.3.3 Sakıncaları Yöntem, el işçiliği, toksik arsenitlerin kullanımı ve bertaraf edilmesini gerektirir.

73

Tablo 7: NO2 Aktif Örneklem Yöntemlerinin Değerlendirilmesi (1)

Örneklem Yöntemi

Numune

alma, stoklama,

taşıma kolaylığı

Numunenin sıcaklık

kararlılığı

Toplama

etkinliği ve numunenin kararlılığı

Örneklem ekipmanı ve analizler için

düşük maliyet, kimyasalların

temin edilebilirliği

Analiz kolaylığı

Kimyasalların güvenliği

Örneklem süresince etkileşim

problemleri

İşletim manuelinin temin edilebilirliği

ISO veya diğer standart belgeler

(2) Griess-Salzman 0 - 0 + + 0 + + ISO 6768

TGS-ANSA 0 + - + + 0 + + yok

Solid Film Sorbent a)arsenit/iyodür + + + + + - + + yok b)karbonat/iyodür + + + + + + + - yok

1 +: iyi, 0 : orta, -:zayıf 2 ISO 6768 sadece 2 saate kadar olan örneklem süreleri için uygulanabilir. İspanyol-Saltzman yöntemi, 1-24 saatlik örneklem süreleri için kullanılabilir.

74

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 açığa çıkararak reaksiyona girer ve spektrofotometrik olarak tayin edilir. 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.

5. SEÇİLMİŞ BAZI OTOMATİK ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

5.1 Kükürt Dioksit 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) SO2 + hν1 → SO2* (2) SO2* → SO2 + hν2 (3) SO2* → SO + (O) (4) 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.

75

Şekil 8: Fluoresans SO2 analizörü

76

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

bulunması durumunda etkileşimin en aza indirilebilmesi için gerekli önlemler alınmalıdır. 5. Buçöölçeld 5. AzBuetolu ÇeÇeko 5. 5.2 Haaz

77

Şekil 9: Elektriksel iletkenlik yöntemi SO2 analizörü

1.4. Kulonmetre Yöntemi

yöntem, çevre havası içindeki SO2 konsantrasyonunu, absorblama zeltisindeki brom konsantrasyonunun azalmasını, sürekli olarak izleyerek, er. Çevre havası içindeki SO2 ve potasyum bromürün elektroliz edilmesiyle e edilen bromun reaksiyonu vardır.

2 Azot Oksitleri (NOX)

ot oksitlerin çoğu, çevre havasına, otomobil ve yakma tesislerinden yayılır. kirleticiler, birincil kirleticiler olarak atmosfere dağılarak, insan sağlığını

kilerler. Bunlar ayrıca, fotokimyasal smoga sebep olan ikincil kirleticilerin şumuna da sebep olurlar.

vre havasındaki azot oksitler, azot monoksit ve azot dioksitten oluşur. vresel kalite stabdartları her iki azot oksit de birlikte göz önüne alınarak nulmuştur.

2.1 Kimyasal Işıma (Chemiluminescence) Yöntemi

.1.1 Prensip

vada azot monoksit, ozonla reaksiyona girdiği zaman, uyarılma aşamasında, ot dioksitin normal formu ve uyarılmış formu oluşur. Uyarılmış azot dioksit,

78

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

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

NOhaokpoprolu Tihü

5. Hana

79

Şekil 10: Kimyasal ışıma (Chemiluminescence) yöntemi

nun O3 ile kimyasal ışıma dedeksiyonu; O3, NO2, CO veya SOX gibi genel va kirleticilerinden etkileşime konu değildir. Termal NO2 konverterinde NO’ya sitlenebilen her bileşik potansiyel bir interferans olabilir. Örneğin; NH3 tansiyel bir interferansdır. Ancak 300oC nin altında işletilen konverterler için oblem değildir. PAN ve organik nitritler gibi kararsız azot bileşikleri, NO şturmak üzere termal olarak parçalanır.

cari cihazların çoğu, partiküler filtre, termal konverter, O3 jeneratörü, reaksiyon cresi ve vakum pompası içerir.

2.2 Saltzman Yöntemi (Absorbsiyonmetri)

vadaki azot dioksit, absorblama çözeltisindeki Saltzman reaktifi (N-1 phthyldiamine dihydrochloride, sülfanilik asit ve asetik asit) ile reaksiyona

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.

80

Şekil 11: Otomatik Saltzman yöntemi analizörü

81

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

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. 5.3.3 Sabit P Otomatik anatransducer ooksidasyonu 5.4 Ozon 5.4.1 Ultravi 5.4.1.1 Pren Bu yöntem, nm. Dalga değişiminin ö UV fotometetkilenmez.

82

Şekil 13: Gaz filtresi korelasyon yöntemi analizörü

otansiyelde Elektroliz Yöntemi

lizör Palladi-3, sabit potansiyelde elektroliz esasına dayanır. Birincil larak elektrokimyasal hücre kullanılır. Bu hücrede karbon monoksitin formunda bir kimyasal reaksiyon oluşur.

yole Fotometrik Yöntem

sip

çevre havası içindeki ozon konsantrasyonunu, ozon içinden 254 boyunda geçirilen UV ışınlarının absorblanan miktarlarının

lçümü tekniğini kullanarak, sürekli ölçmede kullanır.

rik yöntem, yaygın hava kirletici parametrelerin hiçbirinden Örneklem havası, tüm ozon ve kararlı düşük yoğunluklu ışınlar

83

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.

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

(8) 273.760.log.10)(

6

3T

PIIo

KLppmO =

84

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.

85

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.

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. 5.5.2

Şekil 16: Seçici yakma yöntemi analizörü

.2 Gaz kromatograf kullanılarak doğrudan ölçüm yöntemi

86

Şekil 17: Gaz kromatografik analizör

87

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

88

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.

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. ÖGy BbBö

89

Şekil 19: UV fluoresans yöntemi analizörü

rneklem havası, kükürt dioksitin uzaklaştırılması için bir ayırıcıya gönderilir. eriye kalan hidrojen sülfür, bir katalitik dönüştürücü ile kükürt dioksite

ükseltgenir ve konsantrasyon UV veya eşdeğer bir yöntemle ölçülür.

u yöntem, kükürt dioksitin uzaklaştırılmasından sonra, toplam kükürt ileşiklerinin (Total S) sadece hidrojen sülfürden ibaret olduğunu varsayar. unun anlamı, kükürt dioksitin dışındaki kükürt bileşiklerinin daha doğru şekilde lçüldüğüdür.

90

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.

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. Şek !

5.10 Me 5.10.1 Dikey bİçi boş bu elemveya kbelirler.edilir.

il 21: Yağış ölçü aleti yapısı Şekil 22: Kap detayı

Ş

teoroljik param

Rüzgar gülü ve a

ir mil üzerinde seyarı silindir şeklin

anlar, rüzgar şinots (deniz mili) Bu hareketler el

91

ekil 23: Isıtma sistemi

etreler

nemometre

rbest olarak hareket eden temas noktasından ibarettir. de dört eleman bu mile tutturulmuştur. Rüzgar estiğinde ddetiyle orantılı olarak döner. Rüzgar hızı m/s, km/h olarak kaydedilir. Kuyruğun açısı da rüzgarın yönünü ektrik sinyallerine dönüşerek, rüzgar hızı ve yönü tayin

92

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.

93

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.

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.

94

Şekil 25: Ultraviyole dozimetre

95

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 siyah-beyaz 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

96

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. 6.1 İzleme Ağı Tasarımı 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.

97

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.

98

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

99

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.

100

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

101

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.

102

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 Aktif Örnekleyiciler 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

103

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.

104

105

!

Bölüm IV

BİRİNCİL STANDART KALİBRASYON YÖNTEMLERİ

106

107

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

YÖNTEM

Azot monoksit

Statik Seyreltme Dinamik Seyreltme Gaz Fazı Titrasyon

Azot dioksit

Statik Seyreltme Dinamik Seyreltme Permeasyon tüpleri Gaz Fazı Titrasyon

Kükürt dioksit

Statik Seyreltme Dinamik Seyreltme Permeasyon Tüpleri

Karbon monoksit

Statik Seyreltme Dinamik Seyreltme Gravimetrik olarak Hazırlanmış Silindir

Ozon

UV Fotometre Gaz Fazı Titrasyon

108

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 Aktif karbon (iyotlu) , moleküler sieve (elek)

NO (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)

NO2 Aktif karbon, moleküler sieve (elek), ( silikajel olabilir)

CO Silikajel ve bakır oksit / bakır ('Hopcalite'), ısıtılmış platin katalist, moleküler sieve (elek)

O3 Aktif karbon

Silikajel ve moleküler sieve (elek) ısıtılarak geri kazanılabilir.

109

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) = WRTFaP

(1)

W = Tüpün ölçülen ağırlık kaybı ( ng / dak) R = Gaz Sabiti ( 8.2054 x 10-2 I atm / K mol ) T = Ortam Sıcaklığı (K) F = Ölçülen akış hızı ( I / dak) a = Gazın molekül ağırlığı ( g / mol ) P = 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

110

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:

Konsantrasyon (ppb) = 910 p a

v t

V PV P

(2)

Vp = İlave edilen saf kirletici hacmi ( litre) Vv = Statik seyreltme kabı hacmi ( litre) Pa = Atmosferik basınç (atm) Pt = Doldurulan kabın son basıncı (atm)

111

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.

112

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 std

dil std

FF F+

(3)

Cstd = Standart silindir konsantrasyonu (ppm) F std = Standart gaz akış hızı ( l / dak ) F dil = 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)

113

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 = Ozon içindeki ışık yoğunluğu Io = Temizlenen hava içindeki ışık yoğunluğu

114

a = 254 nm. de absorbsiyon katsayısı ( 308 atm-1 cm-1 ) L = Yol uzunluğu c = 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.

115

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.

116

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 m3

5

500

-

e

Kimyasal

20

-

>5

1,000

saatler

f

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.

117

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

118

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.

119

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 edilen

laboratuvarlar, bu farklılıkların sebebini araştırarak çözüme ulaştırır. 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:

120

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.

121

Şekil 35: Ozon İnterkalibrasyon Sonuçları

122

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

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.

Otomatik Analizörler

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.

123

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 WHO/EOS/94.1, UNEP/GEMS/94.A.2 UNEP/WHO 1994

3.

GEMS/AIR Methodology "Measurement of Suspended Particulate Matter in Ambient Air". Volume 3 WHO/EOS/94.1, UNEP/GEMS/94.A.2 UNEP/WHO 1994

4.

GEMS/AIR Methodology Review Handbook Series “Passive and Active Sampling Methodologies for Measurement of Air Quality”. Volume 4 WHO/EOS/94.3, UNEP/GEMS/94.A.5 UNEP/WHO 1994

124

125

Bölüm V

METİNDE GEÇEN TERİMLER İÇİN

SÖZLÜK

126

127

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

Pasif örnekleyicilere bakınız.

Duman Eksik yanma ürünü karbonlu partikülleri içeren özel aerosol formu.

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.

128

Hava kaynaklı partiküler madde

`Asılı partiküler maddeler'e bakınız.

Hava kaynaklı toz

Toz partiküllerini içeren özel aerosol formu.

İkincil aerosol Gaz halindeki kirleticilerin dönüşümü sonucu oluşan 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.

129

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.

130

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.

131

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.

132

133

!

Bölüm VI

EKLER

134

135

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. Kükürt dioksit (SO2) 1 ppm 1 ppb

2856 µg/m3

2.856 µg/m3

2600 µg/m3 2.600 µg/m3

Karbon monoksit (CO) 1 ppm 1 ppb

1.250 mg/m3

1 250 µg/m3

1.145 mg/m3

1 145 µg/m3

Azot monoksit (NO) 1 ppm 1 ppb

1 340 µg/m3

1.340 µg/m3

1 230 µg/m3

1.230 µg/m3

Azot dioksit (NO2) 1 ppm 1 ppb

2 050 µg/m3

2.050 µg/m3

1 880 µg/m3

1.880 µg/m3

Ozone (O3) 1 ppm 1 ppb

2 140 µg/m3

2.140 µg/m3

2 000 µg/m3

2.000 µg/m3

136

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

(TAP) c

Torakik

Partiküller

(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.

137

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

Zaman Ağırlıklı

Ortalama

Ortalama Alma

Süresi

Azot Dioksit

400 µg/m3

1 saat

150 µg/m3

24 saat

100 mg/m3 a

15 dakika

Karbon Monoksit 60 mg/m3 a

30 dakika

30 mg/m3 a

1 saat

10 mg/m3 a

8 saat

Ozon

150-200 µg/m3

1 saat

100-120 µg/m3

8 saat

500 µg/m3

10 dakika

Kükürt Dioksit 350 µg/m3

1 saat

125 µg/m3

24 saat

50 µg/m3

1 yıl

a Bu konsantrasyonlara maruziyet, gösterilen sürelerden daha uzun süreli olmamalı ve 8 saat içinde tekrarlanmamalıdır.

138

Tablo 11: Kirleticilerin bitki örtüsü üzerindeki etkilerini esas alarak verilen rehber değerler

Kirletici parametre

Rehber Değer

Ortalama Alma

Süresi

Açıklama

Azot Dioksit

95 µg/m3

30 µg/m3

4 saat

1 yıl

30 µg/m3 (yıllık aritmetik ortalama) ve 60 µg/m3 den

(mevsim ortalaması) daha yüksek SO2 ve O3 mevcudiyetinde.

Toplam Azot Birikimi

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

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

139

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 konsantrasyon:

<1.0 ppb.

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)

140

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: ± %1.0 Toplam skala

Sıfır kayması: < 1.0 ppb / gün

Span kayması: < %1.0 Toplam skala / gün

Gösterge: Çok satırlı alfa nümerik gösterge. (Ölçüm aralığı, alarm, işletim koşulları göstergeleri vb.)

Alarm: Zero kalibrasyon hatası, span kalibrasyon hatası, konverterdeki sıcaklık hatası vb.

Çıkış: 0-1 V, 4-20mA, RS-232C

Çalıştırma sıcaklığı: 0-40oC

Enerji: 220 ± %10 VAC, 50 Hz

1.3 Karbon monoksit (CO) Uygulama: Dış ortam havasında CO

Ölçüm Yöntemi: Gaz Filtresi Korelasyon

Ölçüm Aralığı: 0-5 / 10 /20 /50 ppm; ölçüm aralıkları otomatik ve

manual olarak seçilebilir.

Ölçüm Birimi:

ppm ve mg/m3

Linearite: ± %1.0 Toplam skala

Sıfır Kayması: <0.1 ppm/ gün

Span Kayması:

< %1.0 Toplam skala / gün

Alarmlar: Sıfır kalibrasyon hatası, span kalibrasyon hatası, katalizördeki sıcaklık hatası vb.

141

Çıkış: 0-1 V, 4-20mA, RS-232C

Çalıştırma sıcaklığı:

0-40oC

Enerji: 220 ± %10 VAC, 50 Hz

Gösterge: Çok satırlı alfa nümerik gösterge. (Ölçüm aralığı, alarm, işletim koşulları göstergeleri vb.)

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

Çalıştırma sıcaklığı:

0-40oC

Enerji: 220 ± %10 VAC, 50 Hz

Gösterge: Çok satırlı alfa nümerik gösterge. (Ölçüm aralığı, alarm, işletim koşulları göstergeleri vb.)

1.5 Asılı Partiküler Madde (< 10µm) Uygulama: Dış ortam havasında Asılı partiküler Madde (<10µm)

Ölçüm Yöntemi; β- Işını Absorbsiyon

Ölçüm Aralığı: 0-1 mg/m3, 0-10 mg/m3

142

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

Çalıştırma sıcaklığı:

0-40oC

Enerji: 220 ± %10 VAC, 50 Hz

Gösterge: Çok satırlı alfa nümerik gösterge. (Ölçüm aralığı, alarm, işletim koşulları göstergeleri vb.)

Dedektör: Silikon yarı iletken Cevap verme süresi <10 ns.

β- Işın kaynağı 14C, 100µCi (3.7MBq)

Cihaz iç ortamda 19 “ lik bir rack üzerine monte edilecek tipte olacaktır.

143

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.

144

• 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.

145

• 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.

146

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 değişen alan

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 yaygın şehir ortamındaki konsantrasyonları tanımlar.

Kentsel Ölçek 4-50 km. boyutlarında şehrin tamamına yönelik koşulları tanımlar. Bu ölçekte bir tanımlama için birden fazla ölçüm noktası gerekir.

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 konsantrasyonları tanımlar.

Tablo 12 dört temel izleme amacı ve temsiliyet ölçekleri arasındaki ilişkiyi göstermektedir.

147

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

148

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

149

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

150

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.

151

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. 2.4.2 Yakın Civar Ölçek 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. 2.4.3 Kentsel Ölçek 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. 2.4.4 Bölgesel Ölçek 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.

152

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

153

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.

154

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) 2.6.3 Yakın Civar Ölçek 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. 2.6.4 Kentsel Ölçek 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. 2.6.5 Bölgesel Ölçek 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,

155

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

156

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, “sıcak-nokta” 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.

157

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.

158

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. Prepared for U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, 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. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC. EPA 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.

159

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. Prepared for U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, 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.

160

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 Assessment Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency, Research 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.

161

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.

162

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.

163

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 yerleştirilmelidir. 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

164

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.

165

3. KARBON MONOKSİT (CO) CO monitörü yerleştirme kriterlerine yönelik ilave bilgiler Referans 12 de bulunabilir. 3.1 Yatay ve Dikey Yerleştirme 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. 3.2 Engellerden Uzaklık 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

166

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.

167

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.

168

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. 4.2 Engellerden Uzaklık 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. 4.3 Yollardan Uzaklık 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

169

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]

Ortalama günlük trafik Araç / gün

Mikro ölçek

Orta ölçek

Yakın civar ölçek Bölgesel ölçek

≤10,000 5-15 1 5-15 150

20,000 5-15 15-75 75

40,000 5-15 15- 100 100

1 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 yerleştirilmelidir.

170

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. 5.2 Engellerden Uzaklık 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,

171

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. 5.3 Yollardan Uzaklık 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 VE NUMUNENİN ÖRNEKLEM BORUSU İÇİNDEKİ KALIŞ SÜRESİ 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

172

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.

173

7. FOTOKİMYASAL TAYİN İZLEME İSTASYONLARI 7.1 Yatay ve Dikey Yerleştirme 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. 7.2 Engellerden Uzaklık 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. 7.3 Yollardan Uzaklık 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

>10 15,000 20 20,000 30 40,000 50 70,000 100 >110,000 250

1 En yakın yol şeridi kıyısı. Orta düzeydeki trafik sayımı için gerçek trafik akışı tablosundan interpole edilmelidir.

174

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.

175

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

Örneklem borusunun yer seviyesinden yüksekliği A

(metre)

Örneklem borusunun A destekleyici yapılardanB yatay ve dikey yöndeki

uzaklığı (metre)

Örneklem borusunun ağaçlardan uzaklığıA

(metre)

Örneklem borusunun

yollardan uzaklığıA

(metre)

SO2C,D,E,F

Orta [300m] Yakın civar, Kentsel, ve Bölgesel [1km].

3-15

>1

>10

N/A.

COD,E,G

Mikro Orta [300m]

Yakın civar [1km].

3-15

>1

>10

2-10; Orta ve yakın civar ölçekleri için Tablo 14 e bakınız.

O3

C,D,E Orta [300m] Yakın civar, Kentsel, ve Bölgesel [1km].

3-15

>1

>10

Tüm ölçekler için Tablo 13’e bakınız.

Ozon

Öncülleri C,D,E Yakın civar ve Kentsel [1km].

3-15

>1

>10 Tüm ölçekler için Tablo 16 ya bakınız.

NO2C,D,E

Orta [300m] Yakın civar ve Kentsel [1km]

3-15 >1 >10 Tüm ölçekler için Tablo 13’e bakınız.

PbC,D,E,F,H

Mikro; Orta, Yakın civar, Kentsel ve Bölgesel.

2-7 (Mikro); 2-15 (Diğer ölçekler)).

>2 (Tüm ölçekler, sadece

yatay mesafe).

>10 (Tüm ölçekler)

5-15 (Mikro); Diğer ölçekler için Tablo 15’e bakınız.

PM10C,D,E,F,H

Mikro; Orta, Yakın civar, Kentsel ve Bölgesel.

2-7 (Mikro); 2-15 (Diğer ölçekler).

>2 (Tüm ölçekler, sadece yatay mesafe).

>10 (Tüm ölçekler)

2-10 (Mikro);

176

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.

177

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. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC. EPA 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.

178

Prepared for U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, 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. Prepared for U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, 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. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC. EPA 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.

179

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. Prepared for U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, 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 Assessment Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency, Research 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.