Günümüz şartlarında hava kalitesi, şehirleşmenin ve yoğun nüfusun getirdiği birçok zararlı sistem ile her geçen gün azalmaktadır. Hava kirleticileri ise ağırlıklı olarak ulaşım, ısınma ve üretim temelli meydana gelir. Hava kalitesinin düşmesinde, yalnızca insani kaynaklar değil ayrıca, doğal afetler, yangın ve volkanik faaliyetlerin yaydığı kirleticiler de etkilidir.
Hava kirliliği modellemesi, emisyonlar, meteoroloji, atmosferik konsantrasyonlar, çökelme ve diğer faktörler arasındaki nedensel ilişkiyi tanımlamak için kullanılan sayısal bir araçtır. Hava kirliliği ölçümleri, ortam konsantrasyonları ve çökeltme hakkında önemli, nicel bilgiler verir, ancak hava kalitesi sorununun nedenlerinin belirlenmesi konusunda net bir rehberlik yapmadan yalnızca belirli yerlerde ve zamanlarda hava kalitesini tanımlayabilirler. Hava kirliliği modellemesi ise hava kalitesi sorununu emisyon kaynakları, meteorolojik işlemler, fiziksel ve kimyasal değişimler gibi faktörler, neden analizi, etki azaltma önlemlerinin uygulanması ve rehberlik dahil olmak üzere daha kapsamlı bir şekilde ele alır. Hava kirliliği modellemesi, geçmiş ve gelecekteki senaryoların sonuçları ve azaltma stratejilerinin etkinliğinin belirlenmesi de dahil olmak üzere emisyonlar ile konsantrasyonlar arasındaki belirleyici ilişkiyi ölçen bir yöntemdir.
Modeller, hava kalitesi değerlendirme çalışmalarında temel bir araç olarak kullanılmaktadır. Modelleme çalışmaları ile birlikte eş zamanlı gerçekleştirilen hava kalitesi ölçümleri, her iki analiz tekniğinin güçlü ve zayıf yönlerine bağlı olarak tamamlayıcı bir şekilde kullanılabilir. Ölçümler aynı zamanda model tahminlerinin doğruluğunu değerlendirmede de oldukça yararlıdır. Modelleme çalışmalarında kullanılan modelin türüne göre veri ihtiyacı değişmekle birlikte tüm modellerde üç tür veri ortaktır. Bunlar; kirletici kaynak bilgileri ve kütlesel kirletici debileri (emisyon), meteoroloji ve topoğrafyadır.
AERMOD ile Hava Kalitesi Modellemesi
Geçerliliği kanıtlanmış hava kalitesi dağılım modeli (AERMOD, AUSTAL2000, CALPUFF, CMAQ, vb.) çok sayıda bulunmaktadır. Kullandıkları algoritmalar, uygulandıkları bölgesel ölçekler, çalışılan zamansal ve mekansal çözünürlükler model seçiminde en önemli kriterlerdir.
İzin ve çevresel etki değerlendirmesi çalışmaları kapsamında kullanılan tesis etki alanlarının boyutları genellikle birkaç km’den birkaç 10 km’ye kadar değişen mesafelerdir. Bu ölçekteki bölgelerde, Gaussian dağılım tekniğini kullanan modellerin (AERMOD gibi) başarı ile kullanıldığı bilinmektedir.
ABD’deki Çevre Koruma Ajansı 2006 yılında ISCST3 atmosferik dağılım modeli yerine AERMOD modelinin kullanılacağını açıklamıştır. Sanayi Kaynaklı Hava Kirliliği Kontrolü Yönetmeliği kapsamındaki izin ve ÇED süreçlerinde gerçekleştirilen modelleme çalışmalarında ülkemiz genelinde uygulama birliğinin sağlanması açısından AERMOD modelinin kullanılması beklenmektedir.
Kararlı hal dağılım modeli olan AERMOD, sınır tabakasında meydana gelen kirletici dağılımlarının simülasyonu için geliştirilmiş formüller kullanır.
AERMOD, gaz ve toz halinde değişik kirletici parametrelerin saatlik, günlük ve yıllık yer seviyesi konsantrasyon değerlerini tahmin edilmektedir. Model, izole bacalardan kaçak kirleticilere kadar değişik (nokta, alan, hacim) pek çok farklı yayılım modeli hesaplamasına bünyesinde barındırmaktadır. Ayrıca, herhangi bir çalışma bölgesinde kaynaklardan çıkan kirleticilerin uğrayabileceği aerodinamik dalgalar, türbülans ve benzeri olayları da göz önüne almaktadır.
AERMOD modeli, kullanıcı tarafından tamamlanan bir ağ sisteminde çalışmakta, hesaplar ağ sistemini oluşturan her bir alıcı ortam elemanının köşe noktaları için yapılmaktadır. AERMOD modelinin kullanıldığı ağ sistemi dışında da ayrık alıcı noktalar belirlenerek bu noktalarda daha detaylı hesaplar yapılabilmektedir. Modelleme engebeli araziyi göz önüne almak için de bir seçenek bulunmaktadır. AERMOD modeli değişik veri türlerini kullanılmaktadır:
Topografik Veriler: Alıcı ortam olarak tanımlanan ağ sistemindeki her bir elemanının koordinatları ve yükseklikleri.
Meteorolojik Veriler: Rüzgar yönü, rüzgar hızı, sıcaklık, atmosferik stabilite sınıfı (Pasquill kararlılık sınıfı), atmosferik sondaj verileri ve rüzgar profileksponenti ile potansiyel dikey sıcaklık farkını içeren saatlik meteorolojik veri seti.
Kaynak Parametreleri: Tespit edilen bir başlangıç noktasına göre belirlenen kirletici kaynak koordinatları, yüksekliği, çapı, kirletici çıkış hızı, sıcaklığı ve emisyon debisini içeren kaynak verileri. Tanımlanan veriler doğrultusunda çalıştırılan modelleme programının çıktıları, inceleme alanının bütünü için dağılım haritaları hazırlanmasına olanak tanıyacak yapıdadır. Böylelikle, yörenin hava kalitesini değişik senaryolar (ör. farklı kirletici koşullar veya değişik mevsimsel şartlar) altında değerlendirmek mümkün olmaktadır.
Gaz ve toz halinde kirleticilerin ortam havasındaki konsantrasyonlarının matematiksel hesaplamalar yoluyla tahmin edilmesi sağlayan modelleme çalışması aşağıdaki basamaklardan oluşmaktadır,
– Kaynaklara ait dağılım bölgesinin belirlenmesi
– Belirlenen dağılım bölgesinin belirlenen boyutlardaki karelere ayrılarak enlem, boylam
ve yükseklik değerlerinin temin edilmesi
– Kirletici kaynaklarına ait bilgilerin belirlenmesi
– Temsili bir yıla ait saatlik meteorolojik verilen temin edilmesi
– Meteorolojik veriler kullanılarak saatlik kararlılık sınıflarının belirlenmesi ve karışım yüksekliklerinin hesaplanması.
Yukarıda sıralanan işlemlerin programa aktarılması sonrasında modelleme programının çalıştırılmasıyla, kirleticilerin ortam havasındaki saatlik, günlük ve yıllık yer seviyesi konsantrasyon değerleri tahmin edilebilmektedir.
AEM Laboratuvarı; uzman kadrosu, teknik olanakları ve kaliteli hizmet anlayışı ile hava kalitesi modellemesi konusunda Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığından yetkili bir kuruluştur.
