Bayburt İli Hava Kirliliğinin İstatistiksel Yöntemlerle Analizi

Abstract

Bu çalışmada Bayburt şehir merkezine ait hava kirleticilerinin zamansal değişimleri, yerel meteorolojik parametreler ile olan etkileşimleri ve trendleri istatistiki yöntemlerle analiz edilmiştir. Bu kapsamda, 2017-2019 dönemi saatlik ölçülen PM10, SO2, NO, NO2, NOX ve O3 ile saatlik sıcaklık (t), rüzgâr hızı (ws), nem (rh) ve basınç (p) verileri analiz edilmiştir. Birincil kirleticilerden PM10 konsantrasyonlarının ortalama değeri 40.5 µg/m3 ve SO2 konsantrasyonlarının ortalama değeri ise 6.85 µg/m3 olarak tespit edilmiştir. Mann-Whitney U testi sonuçlarına göre, kirletici konsantrasyonlarının soğuk mevsim ortalamaları sıcak mevsim ortalamalarından istatistiki manada anlamlı şekilde farklılaştığı tespit edilmiştir (p=0.000<0.05). Kruskal Wallis testine göre kirletici konsantrasyonlarının yıllara göre ortalamaları arasında da istatistiksel açıdan anlamlı bir farklılaşma olduğu saptanmıştır (p=0.000<0.05). Hangi yıllar arasında farklılaşmanın olduğu Post-Hoc/Tamhane’s T2 analizi ile belirlenmiştir. Spearman’s rho korelasyon analizi sonuçları hava kirleticiler ile meteorolojik parametreler arasında istatistiki manada anlamlı bir ilişki ortaya koymaktadır (p=0.000<0.05). Buna göre, PM10 ile bağıl nem arasındaki ilişkinin negatif yönlü, SO2 ile hava basıncı arasındaki ilişkinin pozitif yönlü, NO, NO2 ve NOX ile rüzgâr hızı ve sıcaklık arasındaki ilişkinin negatif yönlü, O3 ile sıcaklık ve rüzgâr hızı arasındaki ilişkinin pozitif yönlü olduğu tespit edilmiştir. Yenilikçi trend analiz yöntemi (ITA) sonuçlarına göre, PM10 seviyeleri azalış, diğer kirleticiler ise artış eğilimi göstermektedir. Kullanılan verilerin zaman aralığı göz önüne alındığında kirletici ortalamalarının her ne kadar sınır değerleri aştığı gözlenmese de kirleticilerin artış eğiliminde olması, pozitif hava kalitesinin korunması için daha fazla çaba gösterilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Çalışmadaki istatistiksel veri analizleri SPSS 22 programı ile gerçekleştirilmiştir.

Keywords

• Bayburt
• Hava kirliliği
• Meteorolojik faktörler
• Spearman's rho
• Trend analizi

Analysis of Air Pollution in Bayburt Province with Statistical Methods

Abstract

In this study, the temporal changes of air pollutants belonging to the city center of Bayburt, their interactions with local meteorological parameters, and trends were analyzed using statistical methods. In this context, hourly measured PM10, SO2, NO, NO2, NOX, O3 and hourly temperature (t), wind speed (ws), humidity (rh), pressure (p) data for the 2017-2019 period were analyzed. The average value of PM10 concentrations from primary pollutants was 40.5 µg/m3, and the average value of SO2 concentrations was 6.85 µg/m3. According to the results of the Mann-Whitney U test, it was found that the averages concentrations of the cold season pollutants significantly differed statistically from the averages concentrations of the hot season (p=0.000<0.05). According to the Kruskal Wallis test, a statistically significant difference was found between the averages of the pollutant concentrations by years (p=0.000<0.05). It was determined by Post-Hoc/Tamhane’s T2 analysis which years there was a differentiation between. Spearman's rho correlation analysis results reveal a statistically significant relationship between air pollutants and meteorological parameters (p=0.000<0.05). Accordingly, it was determined that the relationship between PM10, and relative humidity is negative, the relationship between SO2 and air pressure is positive, the relationship between NO, NO2, and NOx, wind speed and temperature is negative, the relationship between O3 and temperature with wind speed is positive. According to the innovative trend analysis method (ITA) results, PM10 levels tend to decrease and other pollutants tend to increase. Considering the time interval of the data used, although it is not observed that the pollutant averages exceed the limit values, the increasing trend of pollutants reveals that more efforts should be made to maintain positive air quality. Statistical data analysis in the study was carried out with SPSS 22 software.

Keywords

• Bayburt
• Air pollution
• Meteorological parameters
• Spearman
• Trend analysis

References

1. [1] H. Çukur ve T. Aygören, “Denizli'de hava kirliliği ve klimatik özellikler arasındaki ilişki,” The Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi, s. 82, ss. 594-611, 2018.
2. [2] E. Vural, “Güneydoğu Anadolu Bölgesi illerinin CBS kullanarak hava kalitesinin mekânsal değişiminin incelenmesi (2007-2019),” Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, c. 7, s. 1, ss. 124-135, 2021.
3. [3] L. H. Tecer, “Balıkesir’de hava kirliliğinin çocuk ve yetişkinlerde solunum hastalıklarına etkilerinin belirlenmesi üzerine bir alan çalışması,” Hava Kirliliği Araştırmaları Dergisi, c. 2, s. 1, ss. 11-20, 2013.
4. [4] S. A. Zencirci ve B. Işıklı, “Hava kirliliği,” Türk Dünyası Uygulama ve Araştırma Merkezi Halk Sağlığı Dergisi, c. 2, s. 2, ss. 24-36, 2017.
5. [5] C. Güler ve L. Akın, Halk Sağlığı Temel Bilgiler, Ankara, Türkiye: Hacettepe Üniversitesi Yayınları, 2015, ss. 670-748.
6. [6] T. B. Martonen and J. D. Schroeter, “Risk assessment dosimetry model for inhaled particulate matter: I. Human subjects,” Toxicology Letters, vol. 138, no. 1-2, pp. 119–132, 2003.
7. [7] H. Moshammer and M. Neuberger, “The active surface of suspended particles as a predictor of lung function and pulmonary symptoms in Austrian school children,” Atmospheric Environment, vol. 37, no. 13, pp. 1737–1744, 2003.
8. [8] M. L. Helander, J. Savolainen and J. Ahlholm, “Effects of air pollution and other environmental factors on birch pollen allergens,” Allergy: European Journal of Allergy & Clinical Immunology, vol. 52, no. 12, pp. 1207–1214, 1997.

9. [9] B. Brunekreef and S. T. Holgate, “Air pollution and health,” The Lancet, vol. 360, no. 9341, pp. 1233-1242, 2002.
10. [10] G. W. K. Wong, F. W. S. Ko, T. S. Lau, S. T. Li, D. Hui, S. W. Pang, R. Leung, T. F. Fok and C. K. W. Lai, “Temporal relationship between air pollution and hospital admissions for asthmatic children in Hong Kong,” Clinical and Experimental Allergy, vol. 31, no. 4, pp. 565-569, 2001.
11. [11] M. Gomzi, “Indoor air and respiratory health in preadolescent children,” Atmospheric Environment, vol. 33, no. 24-25, pp. 4081-4086, 1999.
12. [12] A. Yılmaz, “İklim parametrelerinin hava kirliliği parametreleri üzerine etkisi: Bolu ili örneği,” Journal of Current Researches on Social Sciences, c. 7, s. 2, ss. 413-436, 2017.
13. [13] M. Karpuzcu, Çevre Kirlenmesi ve Kontrolü, İstanbul, Türkiye: Boğaziçi Üniversitesi Yayınları, 1991.
14. [14] S. S. Verma and B. Desai, “Effect of meteorological conditions on air pollution of Surat city,” Journal of International Environmental Application and Science, vol. 3, no. 5, pp. 358-367, 2008.
15. [15] Y. İçağa and E. Sabah, “Statistical analysis of air pollutants and meteorological parameters in Afyon, Turkey,” Environmental Modeling & Assessment, vol. 14, no. 2, pp. 259–266, 2009.
16. [16] I. Z. Ilić, D. T. Živković, N. M. Vušović, and D. M. Bogdanović, “Investigation of the correlation dependence between SO2 emission concentration and meteorological parameters: Case study—Bor (Serbia),” Journal of Environmental Science and Health Part A, vol. 45, no. 7, pp. 901–907, 2010.
17. [17] S. Menteşe and Ş. Tağıl, “The effect of climate elements on air pollution in Bilecik,” Balıkesir Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, vol. 15, no. 28, pp. 3-16, 2012.
18. [18] F. Kunt ve Ş. Dursun, “Konya merkezinde hava kirliliğine bazı meteorolojik faktörlerin etkisi,” Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, c. 1, s. 1, ss. 54-61, 2018.
19. [19] A. Mutlu, “Hava kalitesi ve meteoroloji: korelasyon, trend ve epizot analizleri,” Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 9, s. 4, ss. 724-741, 2019.
20. [20] E. Şişman, “Türkiye’de seçilen hava kalitesi izleme istasyonları için eğilim (trend) değerlendirmeleri,” Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, c. 5, s. 1, ss. 134-152, 2019.
21. [21] A. Cicibıyık, N. Şarlak ve D. Üstün, “Karaman ili hava kirliliği durumu,” Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Dergisi, c. 1, s. 1, ss. 59-69, 2019.
22. [22] H. Yolsal, “Estimation of the air quality trends in Istanbul,” Marmara Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, vol. 38, no. 1, pp. 375 – 399, 2016.
23. [23] Bayburt Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü. (2021, Apr 8). Bayburt İli 2019 Yılı Çevre Durum Raporu [Online]. Available: https://webdosya.csb.gov.tr/db/ced/icerikler/bayburt_2019_-l_cevre_durum_raporu-20200901104434.pdf.
24. [24] G. Eryılmaz Türkkan and T. Hırca, “The investigation of flood risk perception as a quantitative analysis from socio-demographic perspective,” Natural Hazards, no. 106, pp. 715–733, 2021.
25. [25] T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı. (2021, Mar 26). Ulusal Hava Kalitesi İzleme Ağı [Online]. Available: http://index.havaizleme.gov.tr/Report/Station
26. [26] E. Cevahir, SPSS ile Nicel Veri Analizi Rehberi, İstanbul, Türkiye: Kibele Yayınları, 2020.
27. [27] K. Koudahe, K. Djaman, A. Bodian, S. Irmak, M. Sall, L. Diop, A. B. Balde and D. Rudnick, “Trend analysis in rainfall, reference evapotranspiration and aridity ındex in southern senegal: adaptation to the vulnerability of rainfed rice cultivation to climate change,” Atmospheric and Climate Sciences, vol. 7, no. 4, pp. 476– 495, 2017.
28. [28] C. Guerreiro,V. Foltescu, and F. De Leeuw, “Air quality status and trends in Europe,” Atmospheric Environment, vol. 98, pp. 376–384, 2014.
29. [29] Z. Şen, “Innovative trend analysis methodology,” Journal of Hydrologic Engineering, vol. 17, no. 9, pp. 1042-1046, 2012.
30. [30] Hava Kalitesi Değerlendirme ve Yönetimi Yönetmeliği, T.C. Resmi Gazete, Sayı: 26898, 06 Haziran 2008.
31. [31] J. A. Radaideh, “Effect of meteorological variables on air pollutants variation in arid climates,” Journal of Environmental & Analytical Toxicology, vol. 7, no. 4, pp. 1-12, 2017.
32. [32] C. B. Karakuş ve S. Yıldız, “Hava kalite indeksi ile meteorolojik parametreler arasındaki ilişkinin çoklu regresyon yöntemi ile belirlenmesi,” Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 8, s. 2, ss. 698-711, 2019.
33. [33] H. Zhang, Y. Wang, J. Hu, Q. Ying and X.M. Hu, “Relationships between meteorological parameters and criteria air pollutants in three megacities in China,” Environmental Research, no. 140, pp. 242-254, 2015.
34. [34] D. J. Jacob and D. A. Winner, “Effect of climate change on air quality,” Atmospheric Environment, vol. 43, no. 1, pp. 51-63, 2009.