Hava Kirliliği Ölçümü Nasıl Yapılır?

Günümüzün en büyük sorunlarından biri olan hava kirliliği, sanayiden sağlığa kadar büyük tartışmalara neden olmuştur. Birçok hastalığın temelini de hava kirliliği oluşturmaktadır. Soluduğumuz havanın içinde hangi maddeler var ve bu maddeler nasıl ölçülüyor? Havanın kaliteli olduğu nasıl takip edilir? Tüm bu soruların cevapları yazımızda.

A- A+

03.03.2016 tarihli yazı 29236 kez okunmuştur.

Hava kirliliği, insanlar ve ekosistem üzerinde olumsuz etkilere neden olan havadaki partikül ve diğer zararlı maddelerin belirli bir yoğunluğun üstüne çıkmasıdır. Bu partiküller canlılara zarar verecek şekilde havada yoğun bir şekilde bulunur. Atmosferde parçalar halinde veya küçük moleküller halinde bulunan partiküller, gaz emisyonunda katı veya sıvı halde bulunur. Hava kirliliği doğal,motorlu taşıtlar, endüstriyel ve ısınmakaynaklı ortaya çıkar. Doğal kaynaklı olarak volkan patlamaları sonucu ortaya çıkan zehirli duman ve küllerdir. Motorlu taşıtlardan kaynaklı, sayısı büyük bir hızla artan araçlardan çıkan yanmamış yakıt, yağ ve egzoz dumanlarıdır. Isınmadan kaynaklı olarak kalorisi düşük, kalitesiz kömürlerin ve fueloil yakılması örnek gösterilebilir. Endüstriyel olarak filtre kullanmayan fabrika bacalarından çıkan kimyasal gaz ve dumanlar.

►İlginizi Çekebilir: Nükleer Reaktörler ve Çevre Kirliliği | 1. Bölüm

Çeşitli Zehirli Gazlar

SO₂(sülfürdioksit): Volkan ve çeşitli endüstriyel işlemlerle ortaya çıkar. Kömür ve petrol ürünlerinin yanma sonucu oluşur. SO2, NO2 ile tepkimeye girerek asit yağmurlarına neden olur. Solunum ve akciğer hastalıklara yol açar.

NO_x(azot oksit): Yüksek sıcaklıkta yanma sonucu oluşan NO_x zehirli bir gazdır. Düşük yoğunlukta fark edilmesi zordur. Akciğer dokusuna zarar verir.

CO(karbon monoksit): Kokusuz, yüksek miktarda toksin madde içeren CO, kömür gibi yanıcı maddelerin yanması sonucu oluşur. Yüksek miktarda solunması sonucu ölümcül sonuçlar doğurabilir.

Hava Kirliliğinin Ölçülmesi

Endüstriyel gelişmelerle birlikte ürün çeşitliliği artarken, üretim süreci kısaldı. Kurulan fabrikalar ara vermeden üretime devam ediyor. Bacalardan yükselen dumanlar, egzoz gazları soluduğumuz havanın kalitesini gün geçtikçe düşürmekte ve insanlara zarar vermekte. Geliştirilen cihazlar ile bu kirlilik ölçülmekte ve kirliliğin yoğun olduğu yerlerde çalışmalar yapılmaktadır.

►Taşınabilir küçük cihazlar ile ölçüm;

Bu küçük cihazlar ile CO2, CO miktarını ölçerek ortamın hava kalitesi belirlenebilir. Ortamdaki CO sensör tarafından algılanır. Algılanan gaz, sensör çıkışında bir gerilim oluşturur. Mikroişlemci tarafından işlenen bu değerler cihaz üzerindeki ekrana değerleri yazarak kirlilik oranı belli olmuş olur. Sınır değerlerinin aşıldığını ölçtüğü zaman sesle ikaz eder. Genellikle iç ortamlarda kullanılır.

►İlginizi Çekebilir: Termik Santrallerde Elektrofiltrenin Önemi

►Mobil(gezici) araçlar ile ölçüm;

Hava kalitesinin belirlenmesi, kirliliğin ve havadaki partiküllerin ölçümü için oluşturulan mobil araçlar ile ölçülen değerler dünya standartlarına uygun olarak yapılır. Gelişmiş sensörler kullanılan araçlardan alınan veriler ile bir veri tabanı oluşturulur. Veri tabanı bilgileri sürekli güncellenir. Avrupa da bulunan bir ağ sistemine dosyalar iletilerek burada depolanır. Yapılan web siteleri ile bu bilgiler paylaşılmaktadır

Araçlarda bulunan cihazlar;

►Azot oksit analizörü
►Sülfür oksit analizörü
►Karbon monoksit analizörü
►Ozon analizörü
►Meteorolojik veri analizörü
►Veri iletişim cihazları

Ölçüm Nasıl ve Hangi Koşullarda Yapılır?

Belirlenen bölgeye gelen araçlar binalardan en az 1.5m uzaklığa park eder. Araçlar üzerinde bulunan ölçüm cihazları yerden 4-4.5 m yüksekliğe çıkarılır. Havanın durgun olduğu zamanlarda daha verimli ölçüm yapılır. 220V-380V elektrikle çalışan sistemler yetkililer tarafından belirlenen süre boyunca bölgede 15 dk,30 dk, 1 saat, 24 saat gibi periyotlarla sürekli ve bu süreler boyunca alınan verilerin ortalaması hesaplanarak bilgiler kaydedilir. Veriler raporlanarak ilgili kuruluşlara gönderilir. Raporda hangi zamanlarda kirliliğin arttığı, değerlerde ki ani ve sabit değişimler yazılır. Raporlar ilgili kuruma kapalı bir ağ üzerinden veya GSM şebekesi aracılığı ile yollanır.

Sensörlerin Çalışma Sistemi

►N0₂ ölçümü; Ölçüm yapan sensörün içinde ozon molekülleri bulunur. Oksitlenme kapasitesi yüksek olan ozon molekülleri NO2 ile tepkimeye girdiğinde oluşan kemilüminesansı(ışınlar) ölçer. Kısaca kimyasal tepkimeler sonucu ortaya çıkan ışınların ölçülmesidir. 0.1 ppm – 10 ppm arası ölçümler yapılır.

►Ozon sensörü; 250 nm dalga boyundaki ultraviyole ışınlarını absorbe edebilen ozon, hava pompası ile bir hücre içine çekilir. Hücre içine ultraviyole ışınları gönderilerek ozon moleküllerinin bu ışınların ne kadarını absorbe ettiğini, ışınların frekans ve dalga boylarındaki değişimler işlemci tarafından hesaplanarak havadaki ozon miktarı ölçülmüş olur. Fark edilme değeri düşük olan ozon 0,1 ppm’ye kadar ölçülebilir.

►CO sensörü; Hava pompası ile bir hücreye çekilen CO, üzerine gönderilen kızılötesi ışınların absorbe ederek ışınların dalga boylarındaki değişimler bir dedektör ile tespit edilir vekarşılaştırılır. Değişimler CO miktarı belirlenir. Gaz filtresi kullanılarak hassas ölçümler yapılmaya çalışılır. 10 ppm – 100 ppm arası ölçüm değerleri vardır.

►So₂ sensörü; Kanal içinden geçirilen SO2 üzerine yollanan 213 nm dalga boyundaki ultraviyole ışınları sonucu ortamda açığa çıkan floresan tespit edilerek SO2 konsantrasyon miktarı ölçülmüş olur. SO2 doğal olarak havada 5 μg/m³miktarında bulunabilir.

Meteorolojik Veri Analizörü

►Rüzgar ölçümü: Anemometre cihazı ile ölçülen rüzgâr, cihazın üzerindeki pervaneleri dönerek rüzgâr hızı, rüzgârgülü dönerek yön belirlenir. Pervanenin bağlı olduğu encoder yardımı ile hız belirlenir. Encoder ile sayılan pulsler mikroişlemci ile işlenerek hız bilgisine çevrimi yapılır. Cihaz üzerinde bulunan referans bobinleriişlemciye bağlıdır. Bobinler ile dönüş yönüne göre sinüs ve kosinüs dalgaları üretilir. İşlemci bu analog dalgaları dijital verilere dönüştürerek yön belirlemiş olur.

►Yağmur ölçümü: Çiseleme, yağmur, karya dadoluşeklinde olanyağışlarbirkızılötesi ışıkbariyersistemi vasıtasıylatespit edilir ve elektronik devre sistemi ile bir sinyal tetiklenir. Tetiklenen sinyaller filtrelerden geçirilerek pürüzsüz sinyaller elde edilir. Tetiklemeler her 50ms’de bir oluşur.

►Atmosferik basınç sensörü: Cihaz içinde bulunan piezokristal maddeler(kuartz, baryum vb.) karşılıklı olarak yerleştirilir. Bu yüzeylere basınç uygulandığı zaman bir akım oluşur. 4.20 mA çıkış alınmış olur. Mikroişlemcinin 16 bit A/D dönüştürme yapısı ile veriler işlenerek basınç bulunmuş olur.

Türkiye’de Hava Kirliliği

Çevre ve şehircilik bakanlığı tarafından ülkemizde ki hava kirliliğinin ölçümü ve hava kalitesinin artırılması adına tüm illere hava kalite ölçüm cihazları yerleştirilmiştir. Çevre ve şehircilik bakanlığına 195 adet sabit ve 4 mobil cihaz ile denetimler sürmektedir. Kurulan istasyonlarda kükürt dioksit, azot oksitler, karbon monoksit ve ozon otomatik olarak ölçülüp sisteme işlenmektedir. Ölçülen değerler incelenerek aylık ve yıllık raporlar olarak yayınlanır. Bakanlık tarafından Hava Kalite indeks değerleri için oluşturulan sınır değerleri aşağıda ki tabloda verilmiştir. Bu sınır değerleri bölgelerde hava kalitesinin ölçüldükten sonra insanların anlayabileceği şekilde kategorize edilmiştir.

Bakanlık tarafından bu verilerin incelenebileceği bir web sitesi oluşturulmuştur. Ölçülen zararlı gaz değerleri, meteorolojik veriler, son ölçüm tarihi ve hava kitle indeksi verilmektedir. İllerin ve merkez ilçelerin hava kirliliği takip sayfası için tıklayınız.