Bolu tünel havasının ve yol tozunun elementel/organik karbon ve pah kompozisyonu

Türkiye'nin karayolu ağının Edirne–İstanbul–Ankara eksenindeki otoyol üzerinde yer alan Bolu Dağı Tüneli'nde PUF örnekleyicilerle toplanan hava örneklerinde, Elementel ve Organik Karbon (EK ve OK) ile partikül ve gaz fazında A.B.D. Çevre Koruma Ajansı'nın (USEPA) öncelikli kirleticiler listesindeki 16 PAH bileşiği tayin edilmiştir. Çalışma sonunda; 16 öncelikli PAH bileşikleri, Elementel Karbon (EK) ve Organik Karbon (OK) için trafik kaynaklı Emisyon Faktörleri (EF) hesaplanmıştır. Emisyonların mevsimsel değişimini görebilmek için yaz ve kış olmak üzere örneklemeler iki mevsimde yapılmıştır. Birinci örnekleme (kış sezonu) 24 Şubat-02 Mart 2014 tarihleri arasında, ikinci örnekleme (yaz sezonu) ise 02-04 Haziran 2014 tarihleri arasında yapılmıştır. Çalışmada ayrıca yol tozu örnekleri de toplanmış ve EK-OK, partikül ve gaz fazı PAH bileşikleri için analizlenmiştir. OK-EK analizleri, Sunset marka OK-EK analizörü kullanılarak NIOSH 870 protokolü ile yapılmıştır. Partikül ve gaz fazındaki PAH analizleri ise, sokslet ekstraksiyon tekniği kullanılarak ekstrakt edildikten sonra, temizleme kolonundan geçirilip HPLC-DAD ile tayin edilmiştir. Kış sezonunda tünel girişinde ölçülen ortalama OK ve EK derişimi sırasıyla 14,2 ± 12,8 µg/m3 ve 16,3 ± 6,83 µg/m3, tünel çıkışında ise 41,3 ± 15,6 µg/m3 ve 68,4 ± 23,1 µg/m3 olarak bulunmuştur. Yaz sezonunda ise tünel girişinde ölçülen ortalama OK ve EK derişimleri sırasıyla 18,1 ± 10,1 µg/m3 ve 22,4 ± 8,7 µg/m3, tünel çıkışında ise 63,2 ± 17,9 µg/m3 ve 88,0 ± 27,5 µg/m3 olarak bulunmuştur. Ayrıca OK'ların TSP konsantrasyonlarına olan katkısı kış örneklemelerinde % 25,1 ± 7,3; yaz örneklerinde ise % 23,8 ± 7,5 olarak hesaplanmıştır. EK katkıları ise kış örneklerinde % 41,9 ± 12,0 ve yaz örneklerinde de % 37,2 ± 11,5 olarak belirlenmiştir. Yaz mevsiminde en yüksek konsantrasyona sahip PAH bileşikleri sırasıyla fenantren, antrasen ve piren; kış mevsiminde floren, fenantren ve piren olarak hesaplanmıştır. PAH konsantrasyonları (IP/(IP+ BghiP)) tanımlama oranı kış mevsiminde 0,36; yaz mevsiminde ise 0,42 olarak hesaplanmıştır. Bu oranlara bakılarak her iki sezonda da dizel araçların daha baskın olduğu söylenebilmektedir. OK-EK Analizör sisteminin özelliği nedeniyle OK pikleri sıcaklık farkına göre OK1, OK2, OK3 ve OK4 olarak ayrılmaktadır. Bu OK pikleri 15 PAH bileşiği (naftalin hariç) ile ilişkilendirilmiştir. Bunun sonucunda asenaftilen, asenaften ve floren toplamının OK1 piki ile yüksek korelasyona (r=0,85) sahip olduğu görülmüştür. Fenantren, antrasen, floranten, piren, benzo(a)antrasen ve krizen bileşiklerinin toplamı ile OK2 piki incelenmiş ve r=0,85 olarak bulunmuştur. OK3 piki ile benzo(b)floranten, benzo(k)floranten, benzo(a)piren, indeno(1,2,3,c-d)piren, dibenzo(a,h)antrasen ve benzo(g,h,i)perilen bileşiklerinin konsantrasyonlarının toplamı ilişkilendirilmiş ve r = 0,87 olarak bulunmuştur. Tünelinde içerisinde hesaplanan taşıt kaynaklı OK ve EK emisyon faktörleri (EF), araç başına her bir kilometre için miligram olarak, kış döneminde daha düşük (EFOK: 36,9 ± 16,1; EFEK: 62,7 ± 22,7), yaz döneminde daha yüksek (EFOK: 55,3 ± 9,9; EFEK:75,8 ± 28,27) görülmektedir. PAH bileşikleri içinde emsiyon faktörleri belirlenmiş ve yüzde dağılımları incelenmiştir. Buna göre gaz fazında PAH bileşiklerinden fenantren, floren ve piren kış mevsiminde daha baskın olurken, yaz mevsiminde fenantren, antrasen ve piren bileşikleri baskın olmuştur. Partikül fazı PAH bileşiklerinden fenantren ve floren kış mevsiminde daha baskın olurken, benzo(k)floranten ve benzo(a)piren yaz mevsiminde daha baskın bileşiklerdir. Yol tozu örneklerindeki OK, EK ve PAH kakıları sırasıyla % 11,4 ± 0,26; % 1,91 ± 0,31; % 0,25 ± 0,12 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca yol tozu örneklerindeki en yüksek konsantrasyona sahip PAH bileşikleri sırasıyla benzo(k)floranten, piren, benzo(a)antrasen ve floranten olarak tespit edilmiştir. Literatür değerlerine göre Bolu tünelindeki yol tozu PAH kompozisyonunun daha yüksek konsantrasyon değerlerine sahip olduğu görülmüştür.