Assessment of Road Transport-Induced Air Pollution on Türkiye’s Highways

Abstract

Air pollution is an environmental problem that exerts multidimensional adverse effects on human health, ecosystem balance, and the climate system on a global scale. The transportation sector has become one of the primary sources of these pollutants, particularly through vehicles powered by internal combustion engines. In Türkiye, the increasing number of vehicles has led to rising traffic density in urban areas, resulting in a marked increase in vehicle-related emissions along highway corridors. Highways have thus emerged as environmentally critical areas due to both intensive traffic flow and the widespread presence of diesel-powered heavy-duty vehicles. This study aims to evaluate, at a regional scale, air pollutant emissions (carbon monoxide, nitrogen oxides, volatile organic compounds, and particulate matter) originating from road transport on highways in Türkiye. Emission calculations were performed using the updated emission factors and Tier-1 methodology provided in the European Environment Agency’s 2023 Air Pollutant Emission Inventory Guidebook, based on toll-station traffic data for the year 2023 obtained from the General Directorate of Highways. The results indicate that emissions of carbon monoxide and nitrogen oxides reached their highest levels on the ring roads of İstanbul (Ispartakule–Mahmutbey section), Ankara (İvedik–Esenboğa section), and İzmir (Highway Junction–University segment), where traffic density is greatest. In particular, in the Adana region (Adana West–East section), which is located along a major industrial and logistics corridor, nitrogen oxides emissions originating from heavy-duty vehicles were found to reach a notably high value of 2,875 kg/day. These findings provide a data-driven regional basis for air quality management and sustainable transportation planning.

Keywords

• Air Quality
• Vehicles Technologies
• Exhaust Emissions
• Traffic Density
• Highways
• Energy

Türkiye Otoyollarında Karayolu Ulaşımı Kaynaklı Hava Kirliliğinin Değerlendirilmesi

Abstract

Hava kirliliği, küresel ölçekte insan sağlığı, ekosistem dengesi ve iklim sistemi üzerinde çok boyutlu olumsuz etkiler yaratan çevresel bir sorundur. Ulaşım sektörü, özellikle içten yanmalı motorlara sahip taşıtlar aracılığıyla bu kirleticilerin başlıca kaynaklarından biri haline gelmiştir. Türkiye’de artan taşıt sayısıyla şehirlerin trafik yoğunluğu, otoyol hatlarında taşıt kaynaklı emisyonların belirgin biçimde yükselmesine yol açmaktadır. Otoyollar hem yoğun taşıt geçişinin hem de dizel motorlu ağır taşıtların yaygınlığının etkisiyle çevresel açıdan kritik alanlar haline gelmiştir. Bu çalışmada, Türkiye'deki otoyollarda karayolu ulaşımından kaynaklanan hava kirletici emisyonlarının (karbonmonoksit, azot oksitler, uçucu organik bileşikler ve partikül madde) bölgesel düzeyde değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Avrupa Çevre Ajansı 2023 Hava Kirletici Emisyon Envanteri Kılavuzu'ndaki güncel emisyon faktörleri ve Tier-1 metodolojisi kullanılarak, Karayolları Genel Müdürlüğü'nden temin edilen 2023 yılı gişe bazlı trafik verileri ile hesaplamalar gerçekleştirilmiştir. Hesaplamalar sonucunda, trafik yoğunluğunun en yüksek olduğu İstanbul (Ispartakule-Mahmutbey kesimi), Ankara (İvedik-Esenboğa kesimi) ve İzmir (Otoyol Ayr.-Üniversite kesimi) çevre yollarında karbonmonoksit ve azot oksit emisyonlarının en üst seviyelere ulaştığı tespit edilmiştir. Özellikle sanayi ve lojistik koridoru üzerinde bulunan Adana (Adana Batı-Doğu kesimi) bölgesinde, ağır taşıt kaynaklı azot oksit emisyonunun 2.875 kg/gün gibi oldukça yüksek bir değere ulaştığı belirlenmiştir. Bu bulgular, hava kalitesi yönetimi ve sürdürülebilir ulaşım planlaması için bölgesel ölçekte, veriye dayalı bir temel oluşturmaktadır.

Keywords

• Hava Kalitesi
• Taşıt Teknolojileri
• Egzoz Emisyonları
• Trafik Yoğunluğu
• Otoyollar
• Enerji

Supporting Institution

yok

Ethical Statement

yok

Thanks

yok

References

1. Arı, M. Ç., & Kabakcı, S. B. (2024). Bir organize sanayi bölgesinde sera gazı envanteri hazırlanması ve emisyon azaltım projelerinin belirlenmesi. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 10(2), 465–477. https://doi.org/10.21324/dacd.1410541
2. Avşar, E. (2019). Tartışma: “Bitlis hava kirliliği emisyon envanteri ve sağlık etkilerinin çoklu lineer regresyonla tahmini” başlıklı yayınla ilgili yorum (Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, Ocak 2019, 5(1), 1-10). Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 5(2), 377–380. https://doi.org/10.21324/dacd.473503
3. Baykal, T. M. (2023) Hava kalitesi parametreleri (pm10 ve so2) kullanılarak hava kirliliği riskli bölgelerin zamana bağlı konumsal analizi: Kocaeli ili örneği. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 13(4), 1386–1415. https://doi.org/10.31466/kfbd.1280317
4. Behçet, R., & Yakın, A. (2020). Emission inventory of traffic-borne air pollutants in malatya province. Journal of the Institute of Science and Technology, 10(4), 2783–2790. https://doi.org/10.21597/jist.704308
5. Burnett, R., Chen, H., Szyszkowicz, M., Fann, N., Hubbell, B., Pope III, C. A., ... & Spadaro, J. V. (2018). Global estimates of mortality associated with long-term exposure to outdoor fine particulate matter. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(38), 9592–9597. https://doi.org/10.1073/pnas.1803222115
6. Brondízio, E. S., Settele, J., Díaz, S., & Ngo, H. T. (2019). Global assessment report of the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services. IPBES. 15 Ağustos 2025’te http://icsfarchives.net/id/eprint/21551 adresinden alındı.
7. Cuci, Y., & Polat, E. E. (2015). Determination of traffic-induced air pollution in Gaziantep. Kahramanmaraş Sütçü İmam University Journal of Engineering Sciences, 18(2), 1–11. https://doi.org/10.17780/ksujes.12923
8. Çelik, M. A., Bilik, A., Akiner, M. E. & Gemeda, D. O. (2025). Türkiye’de arazi kullanımı/örtü değişiklikleri hava kalitesini nasıl etkiler? Uydu Tabanlı Bir Değerlendirme. Land, 14(10), Article 1945. https://doi.org/10.3390/land14101945

9. Çetin D. Ş., Demirarslan, K. O., & Çavuşoğlu, S. V., (2025). Evaluation of Turkey’s road-based greenhouse gas inventory and future projections. Applied Sciences, 15(13), Article 7007. https://doi.org/10.3390/app15137007
10. Çolak, Z., Onat, B., Coşgun, M. S., Uzun Ayvaz, B. …& Alver Şahin, Ü., (2024). İstanbul’da Kentsel Arka Planda Atmosferik Siyah Karbon Konsantrasyon Değişiminin Değerlendirilmesi. Journal of Anatolian Environmental and Animal Sciences, 9(4), 648–659. https://doi.org/10.35229/jaes.1561066
11. Dadaşer Ç. F., & Azgın, Ş. T. (2020). Forecasting of primary air pollutions: emission inventory sample from Turkey. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 6(1), 66–75. https://doi.org/10.21324/dacd.584889
12. Deniz, C., & Durmuşoğlu, Y. (2008). Estimating shipping emissions in the region of the Sea of Marmara, Turkey. Science of the Total Environment, 390(1), 255-261. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2007.09.033
13. Dündar, A. O. (2021). Türkiye’deki büyükşehirlerin karayolu ulaşımı kaynaklı sera gazı emisyon miktarının karşılaştırmalı analizi. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 7(2), 318-337. https://doi.org/10.21324/dacd.862836
14. Elbir, T., Mangir, N., Kara, M., Simsir, S., Eren, T., & Ozdemir, S. (2010). Development of a GIS-based decision support system for urban air quality management in the city of Istanbul. Atmospheric Environment, 44(4), 441–454. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2009.11.008
15. European Environment Agency. (2023). EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook 2023: Road transport 2025. European Environment Agency. 15 Ekim 2025’te https://www.eea.europa.eu/publications/emep-eea-guidebook-2023 adresinden alındı.
16. Garipağaoğlu, N., & Duman, C. (2017). Bursa kenti̇ hava kalitesinin zaman içerisindeki değişimi̇. Marmara Coğrafya Dergisi, 36, 57–70.
17. Harrison, R. M., & Beddows, D. C. (2017). Efficacy of recent emissions controls on road vehicles in Europe and implications for public health. Scientific Reports, 7(1), Article 1152. https://doi.org/10.1038/s41598-017-01135-2
18. Harmens, H., & Mills, G. (2012). Ozone pollution: Impacts on carbon sequestration in Europe. NERC/Centre for Ecology & Hydrology.
19. İbik, T. (2025). Ulaşım sektörünün hava kirliliği ve çevresel sürdürülebilirlik üzerindeki etkisi: Akdeniz bölgesi örneği. Süleyman Demirel Üniversitesi Vizyoner Dergisi, 16(45), 324–342. https://doi.org/10.17065/huniibf.1564332
20. İbik, T., & Öztürk, S. (2025). Ekonomik ve çevresel boyutlarıyla kentleşme ve ulaşım sektörüne etkisi: Ankara ili örneği. Hacettepe Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 43(3), 539–566. https://doi.org/10.21324/dacd.1056806
21. İpek, Z., & Uyanık, İ. (2022). Sanayi kaynaklı noktasal emisyonların hava kalitesine katkısı: Kayseri ili örneği. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 8(2), 341–350. https://doi.org/10.21324/dacd.1056806
22. Karayolları Genel Müdürlüğü. (2023). Türkiye karayolları tarihsel gelişim raporu. Karayolları Genel Müdürlüğü. 15 Ekim 2025’te https://www.kgm.gov.tr/Sayfalar/KGM/SiteTr/Otoyollar/Otoyollar.aspx adresinden alındı.
23. Karayolları Genel Müdürlüğü. (2025). Otoyollar Haritası. 15 Ekim 2025’te https://www.kgm.gov.tr/SiteCollectionImages/ KGMimages/Otoyollar/otoyollarharitasi.jpg adresinden alındı.
24. Kılıç, M. Y., Dönmez, T., & Adalı, S. (2021). Karayolu ulaşımında yakıt tüketimine bağlı karbon ayak izi değişimi: Çanakkale örneği. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11(3), 943-955. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.848016
25. Koz, B. (2019). Türkiye’nin doğu Akdeniz bölgesindeki (Kahramanmaraş-Adana) otoyol çevresindeki karayosunlarında ağır metal analizleri. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 9(2), 311-322. https://doi.org/10.31466/kfbd.633466
26. Koz, B., & Kaya, S. (2022). Doğu Karadeniz bölgesi sahil otoyol çevresindeki karayosunlarında trafik kaynaklı ağır metal analizleri. Karadeniz Fen Bilimleri Dergisi, 12(1), 82–96. https://doi.org/10.31466/kfbd.996089
27. Landrigan, P. J., Fuller, R., Acosta, N. J., Adeyi, O., Arnold, R., Baldé, A. B., ... & Zhong, M. (2018). The lancet commission on pollution and health. The lancet, 391(10119), 462–512. http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(17)32345-0
28. Ma, M., Liu, M., Liu, M., Xing, H., Wang, Y., & Meng, F. (2024). Spatiotemporal patterns and quantitative analysis of factors influencing surface ozone over east China. Sustainability, 16(1), Article 123. https://doi.org/10.3390/su16010123
29. Mills, G., Pleijel, H., Malley, CS, Sinha, B., Cooper, OR, Schultz, MG, ... & Xu, X. (2018). Tropospheric Ozone Assessment Report: Present-day tropospheric ozone distribution and trends relevant to vegetation. Elementa: Science of the Anthropocene, 6, Article 47. https://doi.org/10.1525/elementa.302
30. Özdemir, T., & Kiraz, D. E. (2024). Ulaşım kaynaklı emisyonların çevresel etkilerinin ve insan sağlığına yansımalarının incelenmesi: Ege Bölgesi örneği. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 29(2), 530–561. https://doi.org/10.53433/yyufbed.1429813
31. Öztürk, S., & İbik, T. (2025). Elektrikli araç teknolojisi, ekonomi ve ulaşım sektörü: doğu anadolu bölgesi örneği. Yönetim Bilimleri Dergisi, 23(55), 432–456. https://doi.org/10.35408/comuybd.1542953
32. Şişman, E. (2019). Türkiye’de seçilen hava kalitesi izleme istasyonları için eğilim (trend) değerlendirmeleri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 5(1), 134–152. https://doi.org/10.21324/dacd.444503
33. Timuralp, Ç. (2023). Eskişehir ilinde karayolu taşımacılığında yakıt tüketiminden kaynaklanan co2 emisyonlarının tier 1 yöntemine göre tespiti ve değerlendirilmesi. Mühendis ve Makina, 64(711), 194–210.
34. Türkiye İstatistik Kurumu. (2023). Motorlu kara taşıtları istatistikleri. 15 Ekim 2025’te https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index? p=Motorlu-Kara-Tasitlari-Ocak-2023-49433 adresinden alındı.
35. Yang, D., Zhang, S., Niu, T., Wang, Y., Xu, H., Zhang, K. M., & Wu, Y. (2019). High-resolution mapping of vehicle emissions of atmospheric pollutants based on large-scale, real-world traffic datasets. Atmospheric Chemistry and Physics, 19(13), 8831–8843. https://doi.org/10.5194/acp-19-8831-2019
36. Zhu, J., Xia, S., Niu, H., Xu, J., Wang, Y., Yu, X., ... & Li, L. (2025). Volatile organic compounds from typical industries in North China plain: emissions, air pollution contribution, health risks, and policy implications. Environment International, 202, Article 109673. https://doi.org/10.1016/j.envint.2025.109673
37. World Health Organization. (2021). WHO global air quality guidelines: Particulate matter (PM₂.₅ and PM₁₀), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide. World Health Organization. 15 Ekim 2025’te https://www.who.int/publications/i/item/ 9789240034228 adresinden alındı.