VARIATION OF INDOOR AND OUTDOOR PARTICULATE MATTER, CARBON MONOXIDE, AND CARBON DIOXIDE

Abstract

In this study, Particulate matter (PM), Carbon dioxide (CO2), Carbon monoxide (CO) levels were measured in different types of indoor environments (homes) and, in parallel, at their outdoors for a year. The study was conducted on a monthly basis at different sampling points of three towns of Çanakkale. According to the study results, indoor air quality varied among the homes as well as the towns of the city. Average values of indoor temperature and relative humidity occurred around 22 °C and 49%, respectively. The mean PM and CO2 levels measured in indoor air of Çan, Lapseki, and in Central towns, in descending order. Temporal variations were found for the measured parameters (PM, CO, and CO2) and, in general, concentrations were higher in winter months than rest of the year. Generally, both indoor and outdoor levels of PM, CO, and CO2 showed statistically significant monthly variations (p<0.05). The indoor CO level was generally measured higher during heating season, whereas it was found to be lower in the summer. The fact that Indoor-to-Outdoor (I/O) ratios, calculated for the measured air quality parameters were above the unity, it indicated that the contribution of indoor sources was important on the PM, CO and CO2 levels. Therefore, it is possible to reduce the influence of indoor pollutant sources by increasing the air circulation by providing adequate ventilation amount in indoor environments.

Keywords

• Air Quality
• Indoor Air Quality
• Particulate Matter
• Carbon Dioxide
• çanakkale

Project Number

112Y059

PARTİKÜL MADDE, KARBON MONOKSİT VE KARBONDİOKSİT SEVİYELERİNİN İÇ VE DIŞ ORTAMLARDA DEĞİŞİMİ

Abstract

Bu çalışmada partikül madde (PM), karbondioksit (CO2) ve karbon monoksit (CO) seviyeleri farklı özellikteki iç ortamlar (evler) ve eş zamanlı olarak dış ortam havasında 1 yıllık süreyle ölçülmüştür. Çalışma, Çanakkale’nin üç ilçesindeki farklı örnekleme noktalarında aylık bazda yürütülmüştür. Çalışma sonucunda iç ortam hava kalitesinin evden eve farklılık göstermekle beraber, ilçeler arasında da farklılıklar gösterdiği belirlenmiştir. İç ortam havasında ölçülen ortalama PM ve CO2 seviyeleri azalan seviyelerde, sırasıyla, Çan, Lapseki ve Merkez ilçede değişim göstermiştir. İç ortamda ölçülen ortalama sıcaklık 22 °C ve ortalama bağıl nem seviyesi %49 civarındadır. Ölçümü yapılan parametrelerin (PM, CO ve CO2) genel olarak zamansal değişim gösterdiği ve genellikle konsantrasyonların kış aylarında yılın geri kalanına göre daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Genel olarak, iç ve dış ortam havasında ölçülen PM, CO ve CO2 düzeyleri istatistiksel olarak anlamlı aylık değişim göstermiştir (p<0,05). Ölçülen hava kalitesi parametreleri için hesaplanan İç ortam/Dış ortam (İ/D) oranlarının genel olarak 1’den büyük olması, PM, CO ve CO2 seviyelerine iç ortam kaynaklarının katkısının önemli olduğuna işaret etmektedir. İç ortamlarda yeterli seviyede havalandırmanın yapılması ile hava sirkülasyonu arttırılarak iç ortam kirletici kaynakların etkisinin azaltılması mümkündür.

Keywords

• hava kalitesi,
• iç ortam hava kalitesi
• partikül madde
• karbon dioksit
• çanakkale

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

112Y059

References

1. Apte, G., Fisk, J., Daisey, J., 2000. Associations Between Indoor (CO2) Concentrations and Sick Building Syndrome Symptoms in Us Office Buildings: an Analysis of the 1994-1996 Base Stduy Data (Lbnl 44385). Indoor Air, 10, 246-257.
2. Arı, A., Argante, J. Meliefst, K., 2008, İskenderun ve Payas’ta Atmosferik PM10 ve PM2.5 Derişimlerinin İncelenmesi. Hava Kirliliği ve Kontrolü Ulusal Sempozyumu. 22-25 Ekim 2008, Hatay.
3. ASHRAE, 2003. Ashrae HandbookCD, 2001 Fundamentals. Chapter 9: Indoor Environmental Health, Atlanta, USA.
4. Branis, M., Řezăčová, P., Domasová, M., 2005, The Effect of Outdoor Air and Indoor Human Activity on Mass Concentrations of PM10, PM2.5 and PM1 in a Classroom. Environmental Research 99, 143-49.
5. Bulut, H., 2012. Havalandırma ve İç Hava Kalitesi Açısından CO2 Miktarının Analizi. Tesisat Mühendisliği Dergisi. Sayı 128 - Mart/Nisan 2012.
6. CEN, 2004. Ventilation for non-residential buildings systems. EN 13779, Brussel.
7. Choi, S., 2001. CO Poisoning: Systemic Manifestations and Complications. J.Korean Med. Sci, 16(3), 253-261.
8. Çiçek, İ., Türkoğlu, N. Gürgen, G., 2004, Ankara'da Hava Kirliliğinin İstatistiksel Analizi. Fırat Üni. Sosyal Bilimler Dergisi, 14, 1-18.

9. Fortmann, R., Kariher, P., Clayton, R. 2001, Indoor Air Quality: Residential Cooking Exposures, State of California Air Resources Board (CARB), 97330.
10. Fromme, H., Dietrich, S., Twardelle, D., Heitmann, D., Schiert, R., Liebl, B., Rüden, H., 2007, Particulate Matter in The Indoor Air of Classromms-Exploratory Results from Munich and Surrounding. Atmospheric Environment 41, 854-66.
11. Heudorf, U., Neitzert, V., Spark J., 2009, Particulate Matter and Carbon Dioxide in Classrooms - The İmpact Of Cleaning And Ventilation. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 212(1), 45-55.
12. Hussein, T., Dal Maso, M., Petäjä, T., Koponen, I.K., Paatero, P., Aalto, P., Hämeri, K., Kulmala, M. 2005. Evaluation of an automatic algorithm for fitting the particle number size distributions, Boreal Environment Research, 10, 337–355.
13. İncecik, S., 1994. Hava Kirliliği Kitabı, İstanbul Teknik Üniversite Yayınları, s. 26-41.
14. Jamriska, M., Morawaska, L., Clark, B.A. 2000. Effect of Ventilation and Filtration on Submicrometer Particles in an Indoor Environment, Indoor Air, 10, 19-26.
15. Kalogerakis, N., Paschali, D., Lekaditis, V., Pantidou, A., vd. 2005. Indoor Air Quality—Bioaerosol Measurements in Domestic and Office Premises, J Aerosol Sci, 36 (5-6), 751-761.
16. Kırımhan, P. D. 2006. Hava Kirliliği ve Kontrolü. Ankara: Turhan Kitabevi.
17. Long, C., Sulh H., Koutrakis P., 2000. Characterization of Indoor Particle Sources Using Continuous Mass and Size Monitors. Journal of the Air&Waste Management Association 50, 1236-50.
18. Luoma, M., Batterman, S., 2001. Characterization of Particulate Emissions from Occupant Activities in Offices. Indoor Air, 11:35–48
19. Masters, G.M., 1991. Introduction to Environmental and Science. Prentice Hall International Editions.
20. Mentese, S., Arisoy, M., Rad, A., Güllü, G. 2009, Bacteria and Fungi Levels in Various Indoor and Outdoor Environments in Ankara, Turkey. CLEAN-Soil, Air, Water, 37(6), 487-493.
21. Mentese, S., Mirici, N.A., Otkun, M.T., Bakar, C., Cevizci, S., Elbir, T., Palaz, E., Tasdibi, D., Cotuker, O. 2015a, Çanakkale İli Hava Kalitesinin Organik, İnorganik ve Mikrobiyolojik Kirlilik Düzeyinin Kronik Solunum Hastalıkları ile İlişkisi”, TÜBİTAK Projesi Final raporu.
22. Mentese, S., Mirici, N.A., Otkun, M.T., Bakar, C., Palaz, E., Tasdibi, D., Cevizci, S., Cotuker, O. 2015b. Association between respiratory health and indoor air pollution exposure in Canakkale, Turkey”, Building and Environment, 93(1), 72-83.
23. Mentese, S., Tasdibi, D. 2016. Airborne bacteria levels in indoor urban environments: The influence of season and prevalence of sick building syndrome (SBS). Indoor and Built Environment, 25(3), 563-580.
24. Mentese, S., Yousefi Rad, A., Arısoy, M., Gullu, G., 2012a. Multiple Comparisons of Organic, Microbial, and Fine Particulate Pollutants in Typical Indoor Environments: Diurnal and Seasonal Variations, Journal of Air and Waste Management Association, 62(12), 1380-1393.
25. Mentese, S., Yousefi Rad, A., Arısoy, M., Gullu, G., 2012b. Seasonal and Spatial Variations of Bioaerosols in Indoor Urban Environments, Ankara, Turkey, Indoor and Built Environment, 21(6), 797-810.
26. Menteşe, S., 2009. Bina İçi Hava Kalitesinin Belirlenmesi ve Kaynaklarının Tespiti, Doktora tezi., Hacettepe Üniversitesi, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, Ankara, s.456.
27. Metin, S., Yıldız, Ş., Çakmak, T., Demirbaş, Ş. 2011. 2010 Yılında Türkiye’de Karbon monoksit Zehirlenmesinin Sıklığı, TAF Prev Med Bull., 10(5), 587-92.
28. Mitscherlich, G., 1995. Die Welt in Der Wir Leben. Entstehung – Entwicklung, Heutige Stand Rombach Ökologie, Rombach Verlag, Freiburg.
29. Monn, C., Fuchs, A., Hogger, D., Junker, M., Kogelschatz, D., Roth, N., Wanner, U., 1997. Particulate Matter Less Than 10µm (PM10) and Fine Particles Less Than 2.5µm (PM2.5): Relationships Between Indoor, Outdoor and Personal Concentrations. Science of the Total Environment 208, 15-21.
30. Motör, D., 2011. Edirne'de Bir İşletmede İç Ortam Hava Kalitesi ve Çalışanların Sağlığına Olan Etkilerinin Değerlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi, Edirne.
31. Müezzinoğlu, A., 2000. Hava Kirliliğinin ve Kontrolünün Esasları. İzmir: Dokuz Eylül Yayınları.
32. Müezzinoğlu, A., 2003. Atmosfer Kimyası. İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları No:305.
33. Olesen, B.W., 2004., International standards for the indoor environment. Indoor Air, 14(s7), 18-26.
34. Özkan, G., 2009, Endüstriyel Bölge Komşuluğunda Kıyısal Kırsal Alandaki Hava Kalitesi; Muallimköy’de Partikül Maddede ve Topraktaki Ağır Metal Kirliliği. Yüksek Lisans Tezi, Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, İstanbul
35. Schwartz, J., 1999. Air pollution and hospital admissions for heart disease in eight US counties. Epidemiology, 10, 17-22.
36. Seppanen, O.A., Fisk, W.J., Mendell, M.J., 1999. Association of ventilation rates and CO2 concentrations with health and other responses in commercial and institutional buildings. Indoor Air, 9, 226-252.
37. Soylu, S., 2010. Hava Kirliliği ve Kirleticileri Raporu, Sakarya hava kalitesi koruma ve iyileştirme projesi (SAHAKK-İ). www.sahakk.sakarya.edu.tr (erişim: 10.01.2014).
38. Tepe, A.M., Doğan, G. 2019. Türkiye’nin Güney Sahilinde Yer Alan Dört Şehrin Hava Kalitesinin İncelenmesi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 7(3), 585-595.
39. Turalıoğlu, F.S., Bayraktar, H., Tuncel G., 2008. Erzurum Atmosferinde TSP, PM10, PM10-2.5, PM2.5 Kütlesel Konsantrasyonları. Ulusal Hava Kalitesi Sempozyumu, Mayıs (2008), Konya, Bildiriler Kitabı s.89-97.
40. US EPA, 2001. Case Study Two: EPA’s Research Triangle Park Laboratory Facility.
41. Wallace, L., 1996. Indoor Particles: A Review, Journal of the Air&Waste Management Association, 46, 98-126.
42. Wallace, L.A., Emmerich S.J., Howard-Reed C. 2004. Source strengths of ultrafine and fine particles due to cooking with a gas stove. Environmental Science and Technology, 38, 2304–231.
43. Weaver, L., Hopkins, R., Chan, K., Churchill, S., Elliott, C., Clemmer, T. 2002. Hyperbaric Oxygen for Acute Carbon Monoxide Poisoning. N Engl J Med 347, 1057-67.
44. Yurdakul, S., Ayyıldız, N., Çelik, V.E., İçöz, E. 2019. Süleyman Demirel Üniversitesi Seçili Dersliklerinin İç Çevre Kalitesi Açısından İncelenmesi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 7(4), 811-818.