Investigation of particulate matter pollution in Şanlıurfa city under the ınfluence of topographic and climatic factors

Abstract

Yaşamsal bir gereklilik olan hava kalitesi, insanlar ve diğer canlılar için hayati önem taşır. Ancak beşerî etkenlere bağlı olarak hava kalitesi farklı alanlarda ve zamanlarda düşebilir. Özellikle endüstri devrimi, kısa mesafelerdeki kirliliği küresel bir soruna dönüştürmüştür. Endüstriyel faaliyetler, teknolojik gelişme, hızlı nüfus artışı, plansız konut artışı, şehirleşme ve motorlu taşıtların çoğalması gibi beşerî etkenler kirliliğin oluşumunda etkilidir. İnsan faaliyetleri birincil sorumlu olmasına rağmen, alanın topografik, meteorolojik ve klimatolojik özellikleri de kirliliğin yayılmasında ve çökmesinde önemlidir. Bu çalışma, özellikle kış aylarında evsel ısınmadan kaynaklanan fosil yakıt kullanımı ve geçiş mevsimlerinde çöllerden gelen partikül madde kaynaklı kirliliğin Şanlıurfa Şehri'nde incelenmesini amaçlamıştır. Farklı yüksekliklerde ve karakteristik yapıda noktalarda bir yıl boyunca Pazartesi, Çarşamba ve Pazar günleri sabah 10.00-12.00 arası ve akşam güneş battıktan 1 saat sonra ölçümler yapılmıştır. Ölçümler, CEM DT-9880 partikül madde ölçer cihazı ile 2 metre yükseklikten gerçekleştirilmiştir. Ölçümlere göre, şehirde özellikle kuzeybatı, doğu ve güney bölgelerinde yer yer PM2.5 ve PM10 kirliliği saptanmıştır. Evsel ısınmadan kaynaklanan fosil yakıt kullanımı kirliliğin temel nedenidir. Kirlilikle topografik yapı arasındaki ilişki, kirliliğin dağılmasında ve çökmesinde belirgin rol oynarken, iklim ve meteorolojik faktörler sıcaklığın düşmesiyle fosil yakıt tüketimini artırarak kirliliği artırırken, rüzgârın etkisi sınırlıdır. Bulutlulu ve yağış durumunda kirlilik, bulutlu günlerde yere yakın bölgelerde toplanarak atmosfere karışmazken, yağışlı günlerde partikül madde çamurlu yağışla yeryüzüne geri düşmektedir. İnsan faaliyetleri ve doğal faktörler, partikül madde kirliliğini etkileyen en önemli unsurdur. Air quality, a vital necessity for humans and other living beings, holds crucial importance. However, due to anthropogenic factors, air quality can decline in various places and times. Especially with the Industrial Revolution, pollution at short distances has evolved into a global issue. Industrial activities, technological advancement, rapid population growth, unplanned urbanization, and the increase in motor vehicles are among the anthropogenic factors affecting pollution. While human activities are primarily responsible, the topographic, meteorological, and climatological characteristics of an area also play a significant role in the dispersion and settling of pollutants. This study aims to examine particulate matter-induced air pollution in Şanlıurfa City, particularly caused by domestic heating using fossil fuels in winter and particle matter originating from nearby and distant deserts during transition seasons. Measurements were taken at various heights and characteristic points within the city on Mondays, Wednesdays, and Sundays, from 10:00 AM to 12:00 PM and in the evening, an hour after sunset, for a year. Measurements were conducted at a height of 2 meters using the CEM DT-9880 particulate matter measurement device. According to the measurements, PM2.5 and PM10 pollution were observed, especially in the northwestern, eastern, and southern parts of the city. The main source of pollution was identified as fossil fuel usage for domestic heating. The relationship between pollution and the topographic structure has a significant role in dispersion and settling, while climate and meteorological factors contribute by increasing fossil fuel consumption as temperatures drop, and the impact of wind is limited. During cloudy and rainy conditions, pollution tends to gather near the surface on cloudy days, unable to mix into the atmosphere, while particulate matter pollution during rainy days settles back to the ground as muddy precipitation. Human activities and natural factors are crucial influencers of particulate matter pollution.

Keywords

• geography
• air pollution
• particulate matter
• şanlıurfa
• şehir

Şanlıurfa şehrinde yaşanan partikül madde kirliliğinin topografik ve klimatik faktörler etkisinde incelenmesi

Abstract

Yaşamsal bir gereklilik olan hava kalitesi, insanlar ve diğer canlılar için hayati önem taşır. Ancak beşerî etkenlere bağlı olarak hava kalitesi farklı alanlarda ve zamanlarda düşebilir. Özellikle endüstri devrimi, kısa mesafelerdeki kirliliği küresel bir soruna dönüştürmüştür. Endüstriyel faaliyetler, teknolojik gelişme, hızlı nüfus artışı, plansız konut artışı, şehirleşme ve motorlu taşıtların çoğalması gibi beşerî etkenler kirliliğin oluşumunda etkilidir. İnsan faaliyetleri birincil sorumlu olmasına rağmen, alanın topografik, meteorolojik ve klimatolojik özellikleri de kirliliğin yayılmasında ve çökmesinde önemlidir. Bu çalışma, özellikle kış aylarında evsel ısınmadan kaynaklanan fosil yakıt kullanımı ve geçiş mevsimlerinde çöllerden gelen partikül madde kaynaklı kirliliğin Şanlıurfa Şehri'nde incelenmesini amaçlamıştır. Farklı yüksekliklerde ve karakteristik yapıda noktalarda bir yıl boyunca Pazartesi, Çarşamba ve Pazar günleri sabah 10.00-12.00 arası ve akşam güneş battıktan 1 saat sonra ölçümler yapılmıştır. Ölçümler, CEM DT-9880 partikül madde ölçer cihazı ile 2 metre yükseklikten gerçekleştirilmiştir. Ölçümlere göre, şehirde özellikle kuzeybatı, doğu ve güney bölgelerinde yer yer PM2.5 ve PM10 kirliliği saptanmıştır. Evsel ısınmadan kaynaklanan fosil yakıt kullanımı kirliliğin temel nedenidir. Kirlilikle topografik yapı arasındaki ilişki, kirliliğin dağılmasında ve çökmesinde belirgin rol oynarken, iklim ve meteorolojik faktörler sıcaklığın düşmesiyle fosil yakıt tüketimini artırarak kirliliği artırırken, rüzgârın etkisi sınırlıdır. Bulutlulu ve yağış durumunda kirlilik, bulutlu günlerde yere yakın bölgelerde toplanarak atmosfere karışmazken, yağışlı günlerde partikül madde çamurlu yağışla yeryüzüne geri düşmektedir. İnsan faaliyetleri ve doğal faktörler, partikül madde kirliliğini etkileyen en önemli unsurdur. Air quality, a vital necessity for humans and other living beings, holds crucial importance. However, due to anthropogenic factors, air quality can decline in various places and times. Especially with the Industrial Revolution, pollution at short distances has evolved into a global issue. Industrial activities, technological advancement, rapid population growth, unplanned urbanization, and the increase in motor vehicles are among the anthropogenic factors affecting pollution. While human activities are primarily responsible, the topographic, meteorological, and climatological characteristics of an area also play a significant role in the dispersion and settling of pollutants. This study aims to examine particulate matter-induced air pollution in Şanlıurfa City, particularly caused by domestic heating using fossil fuels in winter and particle matter originating from nearby and distant deserts during transition seasons. Measurements were taken at various heights and characteristic points within the city on Mondays, Wednesdays, and Sundays, from 10:00 AM to 12:00 PM and in the evening, an hour after sunset, for a year. Measurements were conducted at a height of 2 meters using the CEM DT-9880 particulate matter measurement device. According to the measurements, PM2.5 and PM10 pollution were observed, especially in the northwestern, eastern, and southern parts of the city. The main source of pollution was identified as fossil fuel usage for domestic heating. The relationship between pollution and the topographic structure has a significant role in dispersion and settling, while climate and meteorological factors contribute by increasing fossil fuel consumption as temperatures drop, and the impact of wind is limited. During cloudy and rainy conditions, pollution tends to gather near the surface on cloudy days, unable to mix into the atmosphere, while particulate matter pollution during rainy days settles back to the ground as muddy precipitation. Human activities and natural factors are crucial influencers of particulate matter pollution.

Keywords

• Coğrafya
• hava kirliliği
• partikül madde
• şanlıurfa
• şehir

References

1. Alkan, A. (2018). Hava kirliliğinin ciddi boyutlara ulaştığı kentlere bir örnek: Siirt, SBE Dergisi. 7(2), 641-666.
2. Allen, R., J., Landuyt, W. & Rumbold, S. T., (2016). An increase in aerosol burden and radiative effects in a warmer world. Nat Clima Change, 6, 269-274. doi:10.1038/NCLIMATE2827
3. Başar, P., Okyay P, Ergin, F., Coşan, S & Yıldız, A. (2005). Aydın ili kent merkezinde hava kirliliği/1997-2004. ADÜ Tıp Fakültesi Dergisi, 6(3), 11-15.
4. Bayram, H. (2005). Türkiye’de hava kirliliği sorunu. Toraks Dergisi, 6, 159-165.
5. Bozyazı, Daylan E., & İncecik, S. (2002). İstanbul'da coğrafi bilgi sistemleri ile hava kalitesinin incelenmesi. İTÜ Dergisi, 1(2), 51-62. 64.
6. Cavkaytar, Ö., Uysaş, S. Ö. & Şekerel, B. E. (2013). Türkiye’de hava kirliliğinden kaynaklanan sağlık sorunları. Hava Kirliliği Araştırmaları Dergisi, 2, 105-111.
7. Çetin, M., Adıgüzel, F., Kaya, O. & Şahap, A. (2018e). Mapping of bioclimatic comfort for potential planning using GIS in Aydın. Environment. Development and Sustainability, 20(1), 361-375. https://doi.org/10.1007/s10668-016-9885-5
8. Çetin, M., Şevik, H. & Yiğit, N. (2018b). Climate type-related changes in the leaf micromorphological characters of certain landscape plants. Environ Monit Assess, 190, 404. https://doi.org/10.1007/s10661-018-6783-3

9. Çetin, M., Şevik, H., Cantürk, U. & Çakır, C. (2018d). Evaluation of the recreational potential of Kutahya urban forest. Fresen Environ Bull, 27(5), 2629-2634.
10. Çetin, M., Şevik, H., Yiğit, N., Özel, H. B., Arıcak, B. & Varol, T. (2018a). The variable of leaf micromorphogical characters on grown in distinct climate conditions in some landscape plants. Fresen Environ Bull, 27(5), 3206-3211.
11. Çetin, M., Zeren, İ., Şevik, H., Çakır, C. & Akpınar, H. (2018c). A study on the determination of the 6natural park’s sustainable tourism potential. Environ Monitor Assess, 190(3), 167. Doi: 10.1007/s10661-018-6534-5
12. Doğan Rastgeldi, T. (2014). Şanlıurfa ili ve çevresini etkileyen atmosferik toz kaynaklarının araştırılması ve çevresel etki potansiyelinin irdelenmesi [Yayımlanmamış Doktora Tezi]. Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
13. Doherty, R. M. & O’Connor, M. F. (2018). Climate change impacts on air pollution in northern Europe. In Rais Akhtar and Cosimo Palagiano (Eds.), Climate Change and Air Pollution, (pp. 49-67). Springer.
14. Duman, C. (2017). Bursa Kenti’nin hava kalitesini etkileyen coğrafi faktörler ve kirleticilerin zaman içerisindeki değişimi [Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi]. Marmara Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü. Ebi, K. L. &
15. McGregor, G. (2008). Climate change, tropospheric ozone and particulate matter and health ımpacts. Environ Health Perspect, 116 (11), 1449. Doi: 10.1289/ehp.11463
16. Elbir, T., Müezzinoğlu, A. & Bayram, A. (2000). Evaluation of some air pollution ındicators in Turkey. Environ Int, 26, 5-10. https://doi.org/10.1016/S0160-4120(00)00071-4
17. Fang, Y., Fiore, A. M., Horowitz, L. W., Gnanadesikan, A., Held, I., Chen, G., Vecchi, G. & Levy, H. (2011). The impacts of changing transport and precipitation on pollutant distributions in a future climate. J Geophys Res, 116 (D18). https://doi.org/10.1029/2011JD015642
18. Garipağaoğlu, N. (2006). Türkiye’de hava kirliliği sorununun coğrafi bölgelere göre dağılımı. Doğu Coğrafya Dergisi, (9), 57-77.
19. Garipağaoğlu, N. (2008). Çorum’un hava kalitesinin yıl içindeki değişimi ve yanma döneminin değerlendirilmesi [Sempozyum]. Uluslararası Osmanlı’dan Cumhuriyete Çorum Sempozyumu, 23-25 Kasım 2007, (ss.685-702), Çorum, Türkiye.
20. Garipağaoğlu, N. (2008, Ekim 16-17). Türkiye şehirlerinin hava kalitesinin zamanla değişimine bağlı bir sınıflandırma [Sempozyum]. 5. Ulusal Coğrafya Sempozyumu, Ankara, Türkiye.
21. Garipağaoğlu, N. (2015). Türkiye ortam sorunları coğrafyası. Yeditepe Yayınları.
22. İbret, B. Ü. & Aydınözü, D. (2009). Şehirleşme yanlış yer seçiminin hava kirliliği üzerine olan etkisine bir örnek: Kastamonu şehri. Coğrafya Dergisi, (18), 71-88.
23. İlkılınç, C. & Behçet, R. (2006). Hava kirliliğinin insan sağlığı ve çevre üzerindeki etkisi. Doğu Anadolu Bölgeleri Araştırmaları, 5(1), 66-72.
24. İncecik, S., Şen, O., Kadıoğlu, M. & Alp, K. (1994, Mart 23-25). İstanbul’da Hava Kirliliğinin Yüzeysel Su Kaynakları Üzerindeki Potansiyel Etkileri [Sempozyum]. 1. Ulusal Hidrometeoroloji Sempozyumu, İstanbul, Türkiye.
25. Kara, G. (2012). Kentsel hava kirleticilerine meteorolojinin etkisi: Konya örneği. Selçuk Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 27 (3), 73-86.
26. Kaya, L. G. (2009). Assessing forests and land with carbon storage and sequestration amount by trees in the State of Delaware, USA. Sci Res Essays, 4(10), 1100-1108.
27. Kaya, L. G., Çetin, M. & Doygun, H. (2009). A holistic approach in analyzing the landscape potential: Porsuk Dam Lake and its environs, Turkey. Fresenius Environ Bull , 18(8), 1525-1153.
28. Keser, N. (2002). Kütahya’da hava kirliliğine etki eden topografik ve klimatik faktörler. Marmara Coğrafya Dergisi, (5), 69-100.
29. Kırımhan, S. (2006). Hava kirliliği ve kontrolü. Turhan Kitabevi. Koç, T. (1999). Kuzeybatı Anadolu’nun ısıtma ihtiyacı özellikleri. Balıkesir Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 2(3), 24-45.
30. Kunt, F., & Dursun, Ş. (2018). Konya merkezinde hava kirliliğine bazı meteorolojik faktörlerin etkisi. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 1(1), 54-61.
31. Menezes, A. J., Margonari, C., Santos, B. R. & Confalonieri, U. (2018). Air Pollution, Climate Change and Human Health in Brazil. In Rais Akhtar and Cosimo Palagiano (Eds.), Climate Change and Air Pollution The Impacts on Human Health in Developed and Developing Countries. (pp. 375-403). Springer.
32. Özşahin, E., Eroğlu, İ. & Pektezel, H. (2016). Keşan’da (Edirne) hava kirliliği. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, (36), 83-100.
33. Penrod, A., Zhang, Y., Wang, K., Wu, S. Y. & Leung, L. (2014) Impacts of future climate and emission changes on us air quality. Atmos Environ 89, 533–547. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2014.01.001
34. Sümer Çakır, G. (2014). Hava kirliliği kontrolü: Türkiye’de hava kirliliğini önlemeye yönelik yasal düzenlemelerin ve örgütlenmelerin incelenmesi. International Journal of Economic and Administrative Studies, 7(13), 37-56.
35. Şahin, C. (1989). Hava kirliliği ve hava kirliliğini etkileyen doğal çevre faktörleri. Atatürk Kültür Dil ve Tarih Yüksek Kurumu Coğrafya Araştırmaları Dergisi, 1(1), 194-208.
36. Şahinalp, M. S. (2006). Şanlıurfa şehri’nin kuruluşuna etki eden etmenler. Coğrafi Bilimler Dergisi, 41(1), 105-127.
37. Şengün, T. & Kıranşan, K. (2012). Güneydoğu Anadolu Bölgesi’nde çöl tozlarının hava kalitesine üzerine etkisi. Türk Coğrafya Dergisi, (59), 59-68.
38. Şevik, H, Özel, H. B., Çetin, M., Özel, H. U. & Erdem, T. (2019). Determination of changes in heavy metal accumulation depending on plant species, plant organism, and traffic density in some landscape plants. Air Qual Atmos Health, 12, 189-195.
39. Taş, B, & Çakır, M. (2015). İsçehisar ilçesinde mermer sanayisi ve çevre sorunları. Doğu Coğrafya Dergisi, 20(34), 25-42.
40. Taylan, D. E. & Damçayırı, D. (2016). Isparta bölgesi yağış değerlerinin IDW ve Kriging enterpolasyon yöntemleri ile tahmini. İMO Teknik Dergi, 27(3), 7551-7559.
41. TÇV (Türkiye Çevre Vakfı) (2001). Ansiklopedik çevre sözlüğü, TÇV Yayını.
42. Temiz Hava Hakkı Platformu. (2020). Kara Rapor Hava Kirliliği ve Sağlık Etkileri. https://www.temizhavahakki.com//wpcontent/uploads/2020/09/KARA-RAPOR-2020-BU%CC%88LTENV3-web.pdf
43. Toros, H., Bağış, S. & Gemici, Z. (2018). Ankara’da hava kirliliği mekansal dağılımının modellenmesi. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 1(1), 20-53.
44. Türkeş, M. (1996). Kent ve bölge planlamasında topografyaya bağlı yerel rüzgarlar. Ankara Üniversitesi Türkiye Coğrafyası Araştırma ve Uygulama Merkezi Dergisi, 5, 213-227.
45. Vural, E. (2021). Güneydoğu Anadolu Bölgesi illerinin CBS kullanarak hava kalitesinin mekansal değişiminin incelenmesi (2007-2019). Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 7(1), 124-135. 66