Taşıt ve endüstri kaynaklı hava kirleticilerinin Isparta ili özelinde vejetasyona etkisi ve partikül madde dağılımlarının modellenmesi
The impact of vehicle and industrial air pollutants on vegetation and the modeling of particulate matter distributions in the province of Isparta
- Tez No: 952779
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHAMMET YUNUS PAMUKOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 278
Özet
Bu doktora çalışması, Isparta ili özelinde altı farklı lokasyonda (Antalya Yolu, Ayazmana, Eğirdir Yolu, Gölcük Yolu, İstanbul Yolu ve Koçtepe Mevkii) gerçekleştirilen çok disiplinli çevresel analizlerle, taşıt ve sanayi kaynaklı partikül madde (PM) kirliliğinin birikimini, kökenini ve biyotik–abiyotik ortamlardaki etkilerini kapsamlı biçimde değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında üç farklı örnekleme döneminde (28 Kasım 2023, 16 Mayıs 2024, 14 Ekim 2024) toplanan yaprak ve toprak numuneleri; ICP-MS, SEM-EDS, FTIR, XRD gibi analitik tekniklerle detaylandırılmış, ayrıca HYSPLIT modeli ile atmosferik taşınım yolları belirlenmiş ve dendrokronolojik değerlendirmelerle kirletici etkilerin ağaç büyümesi üzerindeki izleri ortaya konmuştur. Yaprak örneklerine ait ICP-MS analiz sonuçları, özellikle üçüncü örnekleme döneminde (14 Ekim 2024) ağır metal birikimlerinin dikkat çekici düzeyde arttığını göstermektedir. Bu dönemde çinko (Zn) birikimi Ayazmana Mevkii'nde 31.914 µg/g, Antalya Yolu'nda 27.735 µg/g ve Gölcük Yolu'nda 20.981 µg/g düzeylerine ulaşmıştır. Kurşun (Pb) konsantrasyonları İstanbul Yolu'nda 2.341 µg/g ile en yüksek değere ulaşırken, Gölcük Yolu (0.525 µg/g) ve Eğirdir Yolu (0.400 µg/g) da görece yüksek düzeyde değerlere sahiptir. Bakır (Cu) birikimi açısından İstanbul Yolu (3.925 µg/g) ve Koçtepe (4.686 µg/g) lokasyonları öne çıkmakta, krom (Cr) ise yalnızca İstanbul Yolu'nda anlamlı düzeyde tespit edilmiştir (20.510 µg/g). Buna karşılık, Ayazmana ve Gölcük Yolu gibi lokasyonlarda düşük metal konsantrasyonları, yapısal bozulma ve partikül birikiminin sınırlı düzeyde olduğu gözlenmiştir. Toprak örneklerine ait ICP-MS analiz sonuçları da benzer biçimde, özellikle üçüncü örnekleme döneminde ağır metal birikimlerinin lokasyona göre belirgin farklılık gösterdiğini ortaya koymuştur. Zn konsantrasyonu Antalya Yolu'nda 94.591 µg/g ile en yüksek düzeye ulaşırken; Eğirdir Yolu'nda 52.632 µg/g ve Koçtepe'de 29.650 µg/g seviyelerinde ölçülmüştür. Cu açısından Eğirdir Yolu (19.664 µg/g) ve Koçtepe (15.259 µg/g) lokasyonları öne çıkarken; Ni Antalya Yolu'nda 31.657 µg/g ve Eğirdir Yolu'nda 23.141 µg/g düzeyinde bulunmuştur. İstanbul Yolu'nda Cr (75.513 µg/g) ve As (22.216 µg/g) gibi toksik elementler yüksek konsantrasyonlara ulaşmıştır. Pb düzeyi Koçtepe'de 48.278 µg/g olarak tespit edilmiş ve bu değer, bölgedeki sanayi kaynaklı etkilerin izini yansıtmaktadır. Ayazmana ve Gölcük Yolu gibi lokasyonlarda ise genel olarak düşük seviyelerde ağır metal birikimi gözlenmiştir. SEM-EDS analizleri, yaprak ve toprak yüzeylerindeki morfolojik değişimleri ve yüzeydeki elementel dağılımları değerlendirmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Üçüncü örnekleme döneminde İstanbul Yolu, Koçtepe ve Antalya Yolu gibi trafik ve endüstriyel baskıya açık alanlarda Ca, Al ve Si gibi elementlerin yaprak yüzeyinde yüksek oranlarda biriktiği tespit edilmiştir. İstanbul Yolu'na ait yaprak örneklerinde Al (%2.8), Ca (%4.1) ve Si (%6.4) gibi değerler kaydedilmiş; partiküllerin stomaları tıkayarak yaprak yüzeyinde düzensiz ve amorf yapıların oluşmasına neden olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar, yaprakların hava kaynaklı kirleticilerin taşınımına ve birikimine dair güçlü biyoindikatör özellikler taşıdığını göstermektedir. FTIR analizleri, yaprak ve toprak yüzeylerinde 2850–2920 cm⁻¹ alifatik grup titreşimleri, 1729 cm⁻¹ ester karbonil ve 1030 cm⁻¹ silikat gruplarının dönemsel olarak öne çıktığını göstermiştir. XRD analizleri ise özellikle sonbahar dönemine ait örneklerde kuvars, kalsit, dolomit ve feldspat gibi mineral fazların baskınlaştığını ortaya koymuştur. HYSPLIT modeli ile gerçekleştirilen 72 saatlik geriye dönük taşınım analizleri, örnekleme dönemlerine göre değişen hava kütlesi yönlerini ortaya koymuştur. Kasım 2023'te kısa mesafeli batı-kuzeybatı yönlü taşınım gözlenmiş; Mayıs 2024'te Orta Doğu ve Kuzey Afrika kaynaklı mineral toz taşınımı, Ekim 2024'te ise kuzeydoğudan gelen kurak ve kara kökenli hava kütlelerinin etkisi belirginleşmiştir. Bu atmosferik farklılıklar, özellikle FTIR ve XRD verilerinde gözlenen mineral fazlarla uyum göstermektedir. Dendrokronolojik değerlendirmelerde, Cedrus libani ve Pinus nigra türlerine ait gövde örneklerinde; Koçtepe, İstanbul Yolu ve Antalya Yolu gibi yoğun kirleticiliğe maruz kalan lokasyonlarda yıllık büyüme halkalarında belirgin daralma ve düzensizlikler saptanmıştır. Ayazmana lokasyonundan alınan örnekte ise yıllık halkaların belirginliği düşük ve gövde yapısı kısa olup, bu durum çevresel koşulların büyüme üzerinde sınırlandırıcı etkiler yaratmış olabileceğine işaret etmektedir. Sonuç olarak, Isparta ilindeki partikül madde kirliliği yalnızca yerel emisyonlardan değil, aynı zamanda uzun menzilli atmosferik taşınım yoluyla da beslenmektedir. Bu çalışmada yaprak dokuları, kirletici birikimini değerlendirmede etkin bir biyoindikatör olarak öne çıkarken, farklı analitik tekniklerin entegrasyonu mekânsal ve zamansal düzeyde güçlü bir değerlendirme çerçevesi sunmuştur. Elde edilen bulgular, bölgesel hava kalitesi izleme ve çevresel planlama politikaları açısından bilimsel dayanak oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
This doctoral study aims to comprehensively evaluate the accumulation, origin, and environmental impacts of particulate matter (PM) pollution from vehicular and industrial sources across six different locations in Isparta, Türkiye (Antalya Road, Ayazmana, Eğirdir Road, Gölcük Road, İstanbul Road, and Koçtepe). Leaf and soil samples collected during three distinct sampling campaigns (28 November 2023, 16 May 2024, and 14 October 2024) were subjected to multi-analytical techniques, including ICP-MS, SEM-EDS, FTIR, and XRD. Additionally, the atmospheric transport of airborne pollutants was investigated using the HYSPLIT back trajectory model, and tree-ring based dendrochronological analyses were used to detect the ecological impact of long-term exposure. ICP-MS results from leaf samples revealed a significant increase in heavy metal accumulation during the third sampling period (October 2024). Zinc concentrations reached 31.914 µg/g in Ayazmana, 27.735 µg/g in Antalya Road, and 20.981 µg/g in Gölcük Road. The highest lead (Pb) content was observed in İstanbul Road (2.341 µg/g), while copper (Cu) and chromium (Cr) levels were elevated in Koçtepe and İstanbul Road, respectively. Soil samples similarly showed elevated concentrations of Zn (94.591 µg/g in Antalya Road), Cr (75.513 µg/g in İstanbul Road), Cu (19.664 µg/g in Eğirdir Road), and Pb (48.278 µg/g in Koçtepe), indicating site-specific industrial and vehicular influences. SEM-EDS analyses provided visual and elemental evidence of surface-level deposition of Ca, Al, and Si, particularly on leaf samples from polluted locations. In İstanbul Road, leaf surfaces showed notable accumulation of Al (2.8%), Ca (4.1%), and Si (6.4%), accompanied by stomatal occlusion and surface deformation. FTIR spectra revealed strong bands corresponding to aliphatic CH stretching (2850–2920 cm⁻¹), ester carbonyls (1729 cm⁻¹), and silicates (1030 cm⁻¹), which were periodically enhanced depending on sample type and season. XRD analyses further identified dominant mineral phases such as quartz, calcite, dolomite, and feldspar in autumn samples, indicating geogenic and anthropogenic dust inputs. HYSPLIT back trajectory modeling showed variable air mass transport patterns across the three periods. Short-range western influences dominated in November 2023, while mineral dust transport from North Africa and the Middle East prevailed in May 2024. Dry, continental air masses from the northeast influenced the region in October 2024. These patterns were consistent with FTIR and XRD mineralogical signatures. Dendrochronological assessments of Cedrus libani and Pinus nigra indicated narrow and irregular annual growth rings in Koçtepe, İstanbul Road, and Antalya Road, reflecting stress due to pollutant exposure. In contrast, Ayazmana samples exhibited short trunk structures and indistinct rings, suggesting potential environmental constraints on growth. In conclusion, PM pollution in Isparta is shaped not only by local emissions but also by long-range atmospheric transport. Leaf tissues were confirmed as effective bioindicators of metal deposition, and the integration of multi-technique analyses offered a robust framework for spatial and temporal assessment of environmental contamination. The findings serve as a scientific basis for regional air quality management and environmental policy development.
Benzer Tezler
- Kırıkkale'de taşıt, konut ve endüstriyel kaynaklı hava kirliliği araştırması
Air pollution research in Kırıkkale generated from vehicles, buildings ve industrial sources
EMİN AKAY
- Source apportionment of urban aerosols using recep for modelling approach; An application to Ankara
Alıcı ortam modelini kullanarak kent aerosollerinin kaynaklara dağılımı ve Ankara'ya uygulanması
MUSTAFA YATIN
- Ankara, İstanbul ve İzmir illerine ait karbon ayak izi hesaplaması ve Monte Carlo simülasyonu ile belirsizlik analizi
Carbon footprint calculation of Ankara, Istanbul and Izmir provinces and uncertainty analysis with Monte Carlo simulation
SENA ECEM YAKUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURAN ŞAHİN
- Otomobil saclarının MIG/MAG kaynağında gaz karışımlarının bağlantının mekanik özelliklerine etkisi
Effects of gas compositions on mechanical properties of MIG/MAG welded automobile
AYDIN ŞIK
Doktora
Türkçe
2002
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstriyel Teknoloji Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDİNÇ KALUÇ
- Sosyal politikalara destek bağlamında aile danışmanlığının etkinliği: Üsküdar örneği
Effectiveness of family counseling in context of support to social policies: The case of Üsküdar
ŞEYDA KARAKAYA
Doktora
Türkçe
2023
Sosyal Hizmetİstanbul ÜniversitesiÇalışma Ekonomisi ve Endüstri İlişkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAŞAK IŞIL ALPAR
