Isınma amaçlı doğal gaz kullanımının Erzurum İli hava kalitesine etkisinin SO2 ve PM10 parametreleri üzerinden istatiksel bir değerlendirmesi

Öz

Bu çalışmada Erzurum kent atmosferindeki hava kalitesinin değişimi; Erzurum’da hava kirliliğinin ilk kez görülmeye başlandığı 1978-1979 kış döneminden başlayarak 2018-2019 dönemine kadar kükürt dioksit (SO2) ve çapı 10 mikrondan küçük partikül madde (PM10) parametreleri kriter olarak alınmış; kent atmosferindeki nispi nem, ortalama sıcaklık, yağış, rüzgâr yönü ve hızı gibi meteorolojik parametreler de göz önünde bulundurularak istatistiksel olarak incelenmiştir. Bu amaçla görünürde ilişkisiz regresyon modellerinden (SUR) yararlanılmıştır. Erzurum kent atmosferinde hava kalitesinin değişimini etkileyecek en önemli faktör 2005 yılında kentsel ısınma amacıyla kullanılmaya başlanan doğal gaz olduğu için bu modellerden elde edilen sonuçların doğal gaz kullanımı ile ilişkisi belirlenmiştir. 2005 yılının ve varsa diğer yılların etkilerinin bir başka ifade ile yapısal kırılma tarihlerinin belirlenmesi amacıyla testler uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar doğal gazın kentte yaygınlaşmaya başlamasından sonraki yıl olan 2006 yılının PM10 modelinde yaklaşık %75 korelasyon ve 2009 yılının ise SO2 modelinde %72 korelasyon ile yüksek düzeyde anlamlı önemli bir yapısal kırılma olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• Kentsel hava kalitesi
• Doğal Gaz
• Erzurum
• Hava Kirliliği
• SO2
• PM10

A statistical evaluation of the effect of natural gas usage for urban heating on the air quality of Erzurum City via SO2 ve PM10

Abstract

In this study, the alteration of air quality in the Erzurum urban atmosphere starting from the winter period of 1978-1979, when air pollution began to appear in Erzurum for the first time, until the 2018- 2019 period was statistically analyzed by choosing as the criteria parameters sulfur dioxide (SO2) and particulate matter of less than 10 microns in diameter (PM10) and taking into account meteorological parameters such as the relative humidity, average temperature, precipitation, wind direction and speed. Seemingly Unrelated Regression (SUR) models have been used for this purpose. Since the most important factor that will affect the change of air quality in the Erzurum urban atmosphere is natural gas, which was started to be used for urban heating in 2005, the relationship between the results obtained from these models and the use of natural gas was determined. In order to determine the effects of 2005 and other years, if any, tests were firstly applied for determining the structural break dates. The results obtained showed that there was a highly significant structural break with a correlation of aproximately 75% in the PM10 model of 2006, the year after the natural gas became widespread in the city, while it was 2009 for the SO2 model with with a correlation of 72%.

Keywords

• Urban air quality
• Natural Gas
• Erzurum
• Air pollution
• SO2
• PM10

Kaynakça

1. [1] WHO. “Ambient (outdoor) air quality and health”. (http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs313/en /) (7.11.2020).
2. [2] Çevre Mühendisleri Odası. "Hava Kirliliği Raporu-2018". https://www.cmo.org.tr/resimler/ekler/9d62b3a2bb62 0a4_ek.pdf (2.10.2020). HEAL. "Air Pollution and Health in Turkey Facts, Figures and Recommendations". https://www.envhealth.org/IMG/pdf/150220_factsheet_air_and_health_tu rkey_en_final.pdf (12.09.2020).
3. [3] WHO. "WHO global air quality guidelines". https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/345 329/9789240034228-eng.pdf (11.10.2021).
4. [4] Kırımhan S. Hava Kirliliği ve Kontrolü. 1. Baskı. Ankara, Türkiye, Turhan Kitabevi, 2006.
5. [5] Temiz Hava Hakkı Platformu (THHP). "Hava Kirliliği ve Sağlık Etkileri: Kara Rapor". https://www.temizhavahakki.com/wpcontent/uploads/2019/08/Hava-Kirliliği-ve-SağlıkEtkileri-Kara-Rapor-2019.pdf (11.10.2020).
6. [6] Çevre Mühendisleri Odası. "Hava Kirliliği Raporu-2019". https://www.cmo.org.tr/genel/bizden_detay.php?kod=1 01334&tipi=78&sube=0 (02.10.2020).
7. [7] IQAir. "World Air Quality Report-Region & City PM2,5 Ranking". https://www.iqair.com/newsroom/IQAir-AirVisual2018-World-Air-Quality-Report-Reveals-Worlds-MostPolluted-Cities (11.10.2020).
8. [8] IQAir Air Visual. "World Air Quality Report-Region & City PM2,5 Ranking". https://www.iqair.com/world-most-pollutedcities/world-air-quality-report-2019-en.pdf (11.10.2020).

9. [9] T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı. "kentlerde hava kalitesi değerlendirme sisteminin geliştirilmesi projesi-Kentair hava kalitesi değerlendirme raporu". Erzurum, Türkiye, 83, 2013.
10. [10] Apaydın D. Kayseri İli için Alansal Kaynaklı Emisyon Envanteri. Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi, Kayseri, Türkiye, 2014.
11. [11] UNDP. "Human Development Report-IPCC 2006 klavuzuna göre seragazı emisyon envanteri hesaplama yöntemleri". Ankara, Türkiye, 83, 2011.
12. [12] T.C. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu. "Doğal gaz piyasası 2018 yılı sektör raporu". Ankara, Türkiye, 154, 2018.
13. [13] US Energy Information Administration. “Carbon Dioxide Emissions Coefficients". https://www.eia.gov/environment/emissions/co2_vol_ mass.php (3.11.2020).
14. [14] Çetin M, Demirci OK. "Erzincan’da doğal gaz kullanımının hava kalitesine etkisi". Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 9(1), 8-18, 2016.
15. [15] Yıldız A, Çay Y, Özer F. "Karabük ilindeki hava kirliliğinin doğal gaz kullanımı ile değişimi". Tarih Kültür ve Sanat Araştırmaları Dergisi, 1(4), 497-506, 2012.
16. [16] Yazıcı H, Yusuf Ç, Sekmen Y. "Hava kirliliğinin doğal gaz kullanımı ile değişimi, denizli örneği". Selçuk-Teknik Dergisi, 9(3), 205-215, 2010.
17. [17] Sezen I, Yılmaz S. "Erzurum kenti hava kirliliği sorununun çözümünde peyzaj mimarlığı açısından alınması gereken önlemler". Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34(3), 279-286, 2003.
18. [18] Turalıoğlu FS. "Şehirleşme ve doğalgaz kullanımının erzurum hava kalitesine etkisi". Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1(2), 41-45, 2011.
19. [19] Türkiye İstatistik Kurumu. "Adrese Dayalı Nüfus Kayıt İstatistikleri-2019". https://data.tuik.gov.tr/Kategori/GetKategori?p=Nufusve-Demografi-109 (21.12.2020).
20. [20] Dursun D, Yılmaz S, Yılmaz H, Irmak MA, Demir M, Yavaş M. "Hava kirliliğinde ekolojik koridor senaryoları: Erzurum Kenti”. Atatürk Üniversitesi Yayınları, Erzurum, Türkiye, 136, 2015.
21. [21] Yıldırım Y, Demircioğlu N, Kobya B, Bayramoğlu M. "A mathematical modeling of sulphur dioxide pollution in Erzurum City". Environmental Pollution, 118(3), 411-417, 2002.
22. [22] Turalioglu FS, Bayraktar H. "Assessment of regional air pollution distribution by point cumulative semivariogram method at Erzurum urban center, Turkey". Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 19(1), 41-47, 2005.
23. [23] Hanefi B, Turalıoğlu FS, Gürdal T. "Average mass concentrations of TSP, PM10 and PM2. 5 in Erzurum urban atmosphere". Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 24(1), 57-65, 2008.
24. [24] Koşan Z, Kavuncuoğlu D, Çalıkoğlu EO, Yerli EB. "Evaluation of air pollution by PM10 and SO2 levels in Erzurum province, Turkey: Descriptive study". Journal of Surgery and Medicine, 2(3), 265-268, 2018.
25. [25] Bayram H. “Erzurum İlindeki Jeotermal Sahaların Doğal Ortam Özellikleri ve Termal Su Kaynakları”. Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi, Erzurum, Türkiye, 2015.
26. [26] Kopar İ, Zengin M. "Coğrafi faktörlere bağlı olarak Erzurum kentinde hava kalitesinin zamansal ve mekânsal değişiminin belirlenmesi". Türk Coğrafya Dergisi, 53, 51-69, 2009.
27. [27] Yaşar G, Kayserili A. "Cumhuriyet döneminde 1927-2008 Erzurum İlinin kır-Şehir nüfus değişimi". Doğu Coğrafya Dergisi, 15(24), 1-17, 2010.
28. [28] T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı. "Erzurum İli 2019 Yılı Çevre Durumu Raporu". Erzurum, Türkiye, 103, 2019.
29. [29] Akarsu T. Erzurum'da Doğal Gaz Kullanımının Hava Kalitesine Etkisinin İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi, Erzurum, Türkiye, 2021.
30. [30] Bai J, Perron P. “Estimating and testing linear models with multiple structural changes”. Econometrica, 66, 47–78, 1998.
31. [31] Zellner A. "An efficient method of estimating seemingly unrelated regressions and tests for aggregation bias". Journal of the American statistical Association, 57(298), 348-368, 1962.
32. [32] Breusch TS, Pagan AR. "The Lagrange multiplier test and its applications to model specification in econometrics". The Review of Economic Studies, 47(1), 239-253, 1980.
33. [33] Yerdelen Tatoğlu F. Ekonometri-Stata Uygulamalı, 1. Baskı. İstanbul, Türkiye, Beta, 2020.
34. [34] Sümer GÇ. "Hava kirliği kontrolü: türkiye’de hava kirliliğini önlemeye yönelik yasal düzenlemelerin ve örgütlenmelerin incelenmesi". Uluslararası İktisadi ve İdari İncelemeler Dergisi, 13, 37-56, 2014.
35. [35] Topçu N. "Fosil yakıtların erzurum hava kirliliğine katkısı". Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 24(2), 76-85, 1993.
36. [36] Sezen IÖ, Yılmaz S. "Erzurum kent merkezinde 1994-2004 yılları arasındaki hava kirliliği durumu". Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 37(2), 217-224, 2011.
37. [37] Turalıoğlu FS, Nuhoğlu A, Bayraktar H. "Impacts of some meteorological parameters on SO2 and TSP concentrations in Erzurum, Turkey". Chemosphere, 59(11), 1633-1642, 2005.
38. [38] Torun P. "Türiyede doğalgaz piyasalarında fiyat belirleme sürecini etkileyen faktörler". Sakarya İktisat Dergisi, 6(2), 41-51, 2017.