Hava Kirliliği ve Hava Kirliliğinde Özel Konular

Hava KirliliHava Kirliliğği ve Hava i ve Hava KirliliKirliliğğinde inde ÖÖzel Konularzel Konular

Kâmil B. VARINCAYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Bölümü

14 Kasım 2005 Pazartesi Hava Kirliliği ve Hava Kirliliğinde Özel Konular - Kâmil B. VARINCA Y.T.Ü. Çevre Mühendisliği Bölümü

2

Akla gelen sorular

Hava kirliliği nedir? Nasıl tanımlanır?Hava kirliliği nasıl meydana gelir? Sebepleri, kaynakları nelerdir?Hava kirliliğinin neticeleri nelerdir?Hava kirliliği önlenir mi? Nasıl?


3

Hava kirliliği

Hava, bir gaz karışımıdır. %78 azot, %21 oksijen %1’i karbondioksit ve diğer gazlardan oluşur.Kirlilik, dengenin bozulmasıdır.Hava kirliliği, havanın doğal içeriğinin değişmesi, dengenin bozulmasıdır.


4

Hava kirliliğinin sebepleri

KirleticilerKarbondioksit (CO2)Kükürtoksitler (SO2, SOx)Azotoksitler (NO2, NOx)Partikül madde (PM10-PM2,5)Diğer kirleticiler


5

Hava kirliliğinin kaynakları

Hava kirliliğinin kaynaklarını üç sınıfa ayırabiliriz.

Nokta KaynakBüyük emisyon kaynakları, endüstri kuruluşları

Çizgi KaynakKarayolları vb

Alan KaynakMeskun alanlar


6

Hava kirliliğinin neticeleri

Asit yağmurlarıOzon tabakasının incelmesiKüresel ısınmaİklim değişikliğiKasırgalar

Ne nedir?Ne nedir?

Tanımlar, kavramlar, sebepler


8

Tanımlar

Hava, herhangi bir yerde ve zamandaki atmosfer koşullarının kısa süreli durumudur. Hava, yeryüzünün herhangi bir yerindeki sıcaklık, yağış, nem, güneşlenme, sis, bulut, rüzgar ve hava basıncı gibi çok sayıdaki değişkenin birlikteliği ile açıklanır.İklim, yeryüzünün herhangi bir yerinde uzun yıllar boyunca gözlenen hava koşullarının ortalama durumudur. Ancak iklim, yalnızca ortalamaya yakın koşulları değil, uç değerleri (ekstremleri) ve tüm istatistiksel değişimleri de içerir.İklim değişikliği, nedeni ne olursa olsun (tabii yada insanî faaliyetler neticesinde) iklim koşullarındaki büyük ölçekli (küresel) ve önemli yerel etkileri bulunan, uzun süreli ve yavaş gelişen değişiklikler biçiminde tanımlanır.


9

İklim Değişikliğinin göstergeleri

SıcaklıkYağışlarNem oranlarıBulutlarRüzgarlarHava basınçlarıGüneşlenmeSisler


10

Dünyanın Sıcaklık Değişimi


11

Sıcaklık değişiminin sebepleri

Dünyanın durum ve hareketindeki değişikliklerKıta kayma hareketleri ve dağ oluşumlarıYanardağ faaliyetleriGüneşteki değişimler


12

Dünyanın hareketinin değişmesi


13

Kıta hareketleri

Kıta kayma hareketleri ve dağ oluşumlarıokyanus akıntı sistemi ve rüzgar sistemlerini değiştirdiğinden iklime etki yaparlar.


14

AntarktikaDünyanın en soğuk bölgesi,Avustralya’nın iki katı büyüklüğünde,15 milyon yıldır %98’i buz,Dünyadaki buzulların %90’i, temiz suyun %70’i burada,Buz kalınlığı 1,5-4,5 km,Gelen ışının %80-85’ini yansıtır,Dünya ikliminin soğutma sistemidir,Rüzgar sistemi ve okyanus akıntı sistemini etkiler


15

Okyanus akıntı sistemi - taşıyıcı bant

Okyanuslar arası su alış-verişini sağlar,Dünyadaki ırmakların 20 katıkadar su taşır,Isı transferini sağlar,Batı Avrupa bu bant sayesinde 10 derece daha sıcak


16

Yanardağ faaliyetleri

Yanardağpatlamalarıyla atmosfere çok büyük miktarlarda toz yükselir. Bu tozlar, güneş ışınlarının geçişini engelleyen bir tabaka oluşturur ve böylece dünyanın sıcaklığı da düşer.


17

Sıcaklık-Aerosol ilişkisi

1991’de Filipinler’deki Pinatubo yanardağının patlamasıyla tonlarca kükürt dioksit stratosfere yayılmış ve orada sülfürik asit damlacıklarına dönüşmüştü. Tüm dünyaya yayılan bu ayresol battaniyesi, gelen güneş ışınlarını yansıttığı gibi dünyanın ısısını da soğuruyordu. Bu yüzünden de bir yıl boyunca dünyanın ortalama sıcaklığı 1°C kadar düştü. Bu olay bilim adamlarına, iklim modellerini geliştirme fırsatı sağladı.


18

Güneşteki değişimler

Güneş'in manyetik alanındaki değişimler ve Güneş lekeleri, yayılan enerji miktarını etkiler. Bu da doğal olarak Dünya'nın aldığı enerji miktarının değişmesine yol açar. Ve iklimler etkilenir.


19

Isınıyoruz

Bugün aslında, bundan 50 milyon yıl önce başlamış olan soğuk dönemin içindeki kısa süreli sıcak vahalardan birindeyiz. Büyük bir olasılıkla da vahanın sonu görünmeye başladı.Buna göre dünya şu anda artık soğuma eğiliminde olmalı. Ancak son 150 yıllık gözlemler, bir şeylerin sanki ters gittiğini gösteriyor.Soğumuyor, ısınıyoruz.


20

Isınmanın delilleri

Sıcaklık kayıtlarıGöl ve akarsulardaki sıcaklık artışıBuzul erimeleriDeniz kabarmalarıAtmosferde sıcaklığın 0 dereceye indiği yüksekliğin artması

1970’ten bu yana her sene 4,5 m artıyor


21

Sıcaklık kayıtları

1860-2000 yılları arasında 0,7 derecelik bir artış


22

Buzulların erimesiYeni Zelanda'daki buzullar yalnızca 20 yılda kütlelerinin ¼’ünü yitirdiler,İspanya’da 1980'de 27 olan buzul sayısı bugün 13’e düşmüş durumda,Peru Andları'ndaki Qori Kalis buzulu, 1963-78 yıllarıarasında, yılda 4 metre kadar geri çekilirken, 1995'te buzulun yıllık geri çekilme hızı 30 metreye ulaştı,Afrika'da Kilimanjaro Dağı'ndaki buzul, 20. yüzyılda kütlesinin yaklaşık dörtte üçünü yitirdi,Aynı dönemde Kafkaslardaki buzulların kütlesi yarıya indi,Çin-Rusya sınırında, Tiyen Şan Dağları'ndaki buzullarsa son 40 yılda yaklaşık % 20 küçüldüler.


23

Buzul erimelerine örnekler

Dünyamızın ısınıyor olduğuna ilişkin en güzel delillerinden biri, orta ve alçak enlemlerde dağlardaki buzulların geri çekilmeleridir. Bu geri çekiliş, özellikle son yirmi yılda hız kazanmıştır. Buzullardan buharlaşan sular da denizlerin düzeylerinin yükselmesine yol açar. Bu değer 20. yüzyılda 10-25 cm’dir.

Ne oluyor?Ne oluyor?

Sebep ne? Değişen ne?


25

Atmosfer ve tabakaları

Atmosferde N2, O2, H20, Ar, CO2, CH4, eser miktarda diğer gazlar ve aerosoller bulunur.Uzaydan bakıldığında Dünya -18 derecelik bir cismin yaydığı enerjiyi yayar ama dünya sıcaklık ortalaması 15 derecedir.Isı troposferde tutulur.


26

Gelen enerjinin dağılımı


27

Doğal Sera Etkisi


28

Sera Gazları

Su buharıOzon (O3)Karbondioksit (CO2)Metan (CH4)Azot oksitler (NOx)Kloroflorokarbonlar (CFC)


29

Küresel Isınmaya katkıları


30

Karbondioksit

17. yüzyılın başlarında keşfedilmiş;Renksiz, kokusuz;Atmosferde %0,03 oranında bulunan;Karbon içeren maddelerin yakılması, fermantasyonu ve solunması ile ortaya çıkan bir gazdır.


31

Karbondioksitin sera etkisi

1860’dan bu yana meydana gelen 0,7 derecelik artışın %60’ı karbondioksitten kaynaklanıyor.Atmosferdeki karbondioksit miktarı son 200.000 yılın en üst düzeyinde

Sorumlusu: İnsanoğlu


32

Karbondioksitteki artış


33

Olayların karbondioksit artışı ile bağıYüz elli yıllık sıcaklık kayıtları, Dünya’nın bu dönemde 0,5-0,7°C kadar ısındığını ortaya koyuyor. Bilim adamları, endüstri devrimiyle birlikte atmosferde karbondioksit ve metan gibi sera gazlarındaki artmasının bu ısınmayla ilişkili olduğunu düşünüyorlar. Çünkü buz örnekleri üzerinde yapılan çalışmalar, yüz binlerce yıl boyunca atmosferdeki sera gazı oranlarının Dünya’nın sıcaklığıyla birlikte artıp azaldığınıgösteriyor.


34

Karbon Çevrimi


35

Karbondioksit alış-verişi


36

Kişi başı karbondioksit salınımı


37

Tahmini toplam salınım


38

Tahmini karbondioksit düzeyiKüresel ısınmanın durdurulabilmesi için tüm ülkelerin atmosfere saldıkları CO2 miktarında çok ciddi bir azalma olmasıgerekiyor. Ne var ki ne sanayileşmiş ülkeler ne de gelişmekte olanlar bu yönde her hangi bir önlem almıyorlar. Karbon dioksit düzeyi de azalmak şöyle dursun sürekli olarak yükseliyor; bu hızla giderse 2100’de 1850’deki düzeyinin 3 katına çıkmasıbekleniyor.


39

Metan

Havadan hafif, renksiz, kokusuz,Atmosferde CO2 miktarının 1/200’ü kadar,Isı tutma kapasitesi CO2’in 20 katı,Atmosferde kalma süresi 10 yıl,Küresel ısınmanın %10-15’inden sorumlu,Her yıl %1 oranında artıyor.


40

Ozon bilgisinin zamansal gelişimi

1840 : Ozon keşfedildi,1880 : Güneşin ultraviyole ışınlarına karşı bir filtre vazifesi yaptığı ve stratosferde bulunduğu fark edildi,1920 : Ozon tabakası ile ilgili ilk sistematik ölçümler başladı,1985 : Ozon deliği keşfedildi,1987 : Montreal Sözleşmesi imzalandı.


41

Mukayese tablosuCO2 CH4 N2O CFC'ler O3 H2O

sera etkisindeki rolü yüksek yüksek yüksek yüksek yüksek yüksek

ozon tabakasına etkisi artırıcı-azaltıcı artırıcı-azaltıcı artırıcı-azaltıcı Azaltıcı yok Azaltıcı

başlıca doğal kaynaklar doğal çevrim sulak alanlar topraklar, tropikal

ormanlar yok hidrokarbonlar buharlaşma

başlıca insani kaynaklar

fosil yakıtlar, ormansızlaştırma

pirinç tarlaları, hayvanlar, fosil yakıtlar, biomasyanması

gübreler, toprak kullanımında değişim

buzdolapları, aerosoller, endüstriyel işlemler

Nox'lihidrokarbonlar, biomas yanması

sulama

kalış süresi 50-200 yıl 10 yıl 150 yıl 60-100 yıl haftadan aya kadar günler

endüstri öncesi yoğunluk (ppb) 280.000 700 285 0 10 bilinmiyor

şimdiki yoğunluk 363.000 1.670 310CFC-11: 0,26 CFC-12: 0,52 CFC-113: 0,08

20-40 (kuzey yarımkürede)

3.000-6.000 (stratosferde)

artış hızı 0,50% 0,90% 0,30% 4% %0,5-2 bilinmiyor

küresel ısınmaya katkısı 1 11 270 3400-7100 - -

insani sera etkisindeki pay 60% 15% 5% 12% 8% Bilinmiyor

Ne olacak?Ne olacak?

Öngörüler ve tahminler


43

Küresel iklim modelleri

Matematik modellemeBilgisayar destekli modeller

Tüm modeller bir küresel ısınma olacağında birleşiyor.Ancak ne kadar olacağı ve etkileri konusundaki öngörüler değişiyor.


44

Muhtemel etkilerHidrolojik döngünün değişmesiEnerji temin güvenliğiSu kaynaklarının hacminde ve kalitesinde azalmaKara ve deniz buzullarının erimesiKar ve buz örtüsünün alansal olarak daralmasıDeniz seviyesinin yükselmesiKuraklık ve sellerİklim kuşaklarının yer değiştirmesiYüksek sıcaklıklara bağlı salgın hastalıkların ve zararlıların artması sonucunda dünya ölçeğinde sosyo-ekonomik sektörleri, ekolojik sistemleri ve insan hayatını doğrudan etkileyecek önemli değişiklikler


45

Buzulların erimesiKuzey kutbundaki buzulların tamamının eriyeceği öngörülüyor,Deniz seviyesinin 15-95 cm artacağıöngörülüyor,Milyonlarca insanın yaşadığı Nil ve Yangtzedeltaları, Po ovası, Çukurova, Bangladeşkıyıları, Pasifik'teki ada ülkeleri sular altında kalacak, çevrede mülteci patlaması ve toplumsal çatışmalar ortaya çıkacaktır.Temiz su kaynaklarının denizlere karışması ve su sıkıntıları


46

Sıcaklık artışı

Sıcaklıktaki artışın 1-3,5 derece olacağıöngörülüyor,Artan sıcaklıktan dolayı insan ölümlerinde artış,Sıcak dalgaları, kuraklık, aşırı yağışlar, seller, ortalama sıcaklıklarda değişiklikler, vb. aşırıdoğa olaylarında da bir artış bekleniyor.


47

Taşıyıcı bandın değişmesi

Akıntı sistemi durabilir,Akıntının ısıttığı yerler soğur,Akıntının geçtiği yerlerde iklim farkları azalır,Yangınlar, ormansızlaşma, erozyon, sel, fırtına ve kasırgaların artması


48

Ozon tabakasının incelmesi


49

Ozon tabakasınıözledim!


50

İnsan sağlığı

Sıcak şoktan kaynaklanan insan ölümleriOzon tabakasının incelmesinden kaynaklanan cilt ve deri hastalıkları, yanmalarSıtma gibi salgın hastalıkların yayılmasıVirüs çeşitliliğinin ve dağılımın artması


51

Canlılara etkisi

Bitki ve hayvanların yaşam alanlarında değişikliklerBazı bitki ve hayvan popülasyonlarında azalmaAğaçların erken çiçeklenmesi, böceklerin erken ortaya çıkması, kuşların erken yumurtlamasıBitki ve kara hayvanı türlerinin dörtte birinin yada 1 milyondan fazlasının yok olabilecek


52

“Dünyaya kaç tane göktaşı çarptığı umurumda değil, ben hala insan türünün ortadan kalkmasına küresel ısınmanın neden olduğuna inanıyorum.”


53

Tarımdaki değişimler

Farklı yağış sistemleri tarım alanlarının değişmesini sağlayacak,Maliyet artacak,Kuraklık artan yerlerde tarım azalacak,


54

Enerji sektörüne etki

Fosil yakıt yerine alternatif enerji kaynağıarayışlarıTemiz ve yenilebilir enerji kaynaklarına verilen önemin artması


55

Pentagon Raporu

2007’de Holanda’yı su basacak, Lahey yok olacak2010 - 2020 arasında Avrupa kıtasında sıcaklık ortalama 14.5 santigrat derece düşecek. Ancak ABD ve Avrupa kıtasında, sıcaklığın 35 santigrat dereceyi geçtiği gün sayısı da artacak. İklimdeki dengesizlikler, tarımı ve ülke ekonomilerini vuracak. İngiltere soğuk ve kurak olacak, iklim Sibirya'ya benzeyecek.


56

Pentagon Raporu

Deniz kabaracak, kıyılardaki Avrupa kentleri, yükselen suların altında kalarak Lahey'le aynıkaderi paylaşacak.Hindistan, Güney Afrika ve Endonezya kuraklık ve açlık yüzünden iç karışıklıkların pençesinde dağılacak. Kitlesel yağma olayları başlayacak.Suya sahip olmak için savaşlar çıkacak. Nil, Tuna ve Amazon nehirleri çevresi, savaşalanına dönecek.


57

Pentagon RaporuSu ve enerji kaynaklarını korumak için Japonya, Almanya, Kuzey Kore, Güney Kore, İran ve Mısır nükleer silah geliştirecek.Din, ideoloji yada ulusal onur gibi gerekçelere dayanan savaşlar tarihe karışacak, savaşların tek amacı "hayatta kalmak" olacak.20 yıl içinde, dünyanın doğal kaynaklarının, nüfusu besleme kapasitesi azalacak. Savaş ve açlık nedeniyle milyonlarca insan ölecek, sonunda yeryüzünde doğal kaynakların besleyebileceği sayıda insan kalacak.


58

Pentagon Raporu

ABD ve Avrupa, kuraklığın 400 milyon insanıtehdit edeceği Afrika'dan kitlesel göçakınlarıyla boğuşacak. Zengin ülkeler, göçten korunmak için birer "kale" olacak. İskandinav ülkelerinden de güneye göç başlayacak. 8200 yıl önce iklim değişikliğinin yol açtığı dev kitlesel göçün bir benzeri yaşanabilir.


59

Hawking’in Kıyamet Teorisi2000-2400 Yılları arası:El Nino yüzünden iklim değişiklikleri olacak. İklim değişiklği nedeniyle sıtma,tifo gibi hastalıklar yeniden başgösterecek. Kasırga ve hortumlar dünyayı kasıp kavuracak. Sera etkisi şiddetini arttıracak. Önümüzdeki 100 yıl içinde meydana gelecek ısı değişimleri bitki örtüsünü etkileyecek. Buzulların erimesi su baskınlarınıarttıracak. Alp dağları başta olmak üzere birçok bölge büyük çığ felaketlerine sahne olacak. Isınma bugünküsüratiyle devam ederse 400 yıl içinde Alp dağlarında kar kalmayacak.2400-2500 Yılları arasıÖzellikle Güney Yarımküre etkilenecek. Güney Yarımküreden, Kuzey Yarımküreye büyük göçler başlayacak. Su seviyesi okyanuslarda süratle yükselecek. Aynı dönemlerde Güney Avrupa'da büyük bir kuraklık başlayacak. Kuzey Avrupa ise sel suları ile boğuşacak.


60

Hawking’in Kıyamet Teorisi

2500-2800 Yılları arasıGüney Yarımkürede ölümden kaçan insanlar,Kuzey Yarımküreye göçünce, göçler ülkeler arası savaşlara neden olacak. Çevre kirliliği doğal kaynakları kurutacak. Kuzey ve Güney kutbundaki buzullar eriyecek, karaların çoğunu su kaplayacak.2800-? Yılları arasıDünyanın atmosferi değişecek ve Dünya, Mars gibi sülfürik asitlerden oluşacak, hiç bir canlıyaşayamayacak.


61

Kasırgalar


62


63


64


65


66


67


68


69


70


71


72

Entire side of windows blown out, Hyatt.


73


74


75


76


77


78


79


80


81


82

School buses under water


84

Downtown New Orleans


85


86


87


88


89

Missing piece to puzzle.


90


91


92


93


94

Aerial view of New Orleans


95

Ne yapmalNe yapmalıı??

Tedbirler, sözleşme ve anlaşmalar


97

Toplantılar - Sözleşmeler1979 : WMO I. Dünya İklim KonferansıEylül 1987 : Montreal Sözleşmesi

Ozon tabakasına zarar veren kimyasalların azaltılması

1988 : Değişen Atmosfer Toronto KonferansıBM İklimin Korunması Kararı

1990 : WMO II. Dünya İklim Konferansı1992 : BM Çevre ve Kalkınma Konferansı (YeryüzüZirvesi)

BM İklim Değişikliği Çerçeve SözleşmesiAmaç: Atmosferdeki sera gazı birikimlerini, insanın iklim sistemi üzerindeki tehlikeli etkilerini önleyecek bir düzeyde durdurmak


98

Toplantılar - SözleşmelerHükümetler arası İklim Değişikliği Paneli (IPCC)Nisan 1995 Almanya : 1. Taraflar KonferansıİDÇS Berlin Buyruğu

Aralık 1997 Japonya : 2. Taraflar KonferansıİDÇS Kyoto protokolü

Gelişmiş Taraf ülkeler insan kaynaklı karbondioksit (CO2) eşdeğer sera gazı salımlarını 2008-2012 döneminde 1990 düzeylerinin toplam olarak en az % 5 altına indireceklerdir

Kasım 1998 Arjantin : 3. Taraflar ToplantısıİDÇS Buenos Aires Eylem Planı


99

İklim değişikliği çerçeve sözleşmesi1991 yılında Rio Çevre ve Kalkınma Konferansında kabul edilip 50 ülkenin onaylamasını müteakip 21 Mart 1994’te yürürlüğe girmiştir.Sözleşmenin amacı; atmosferde tehlikeli bir boyuta varan insan kaynaklı sera gazıemisyonu konsantrasyonunun iklim sistemi üzerindeki olumsuz etkisini önlemek ve belli bir düzeyde tutulmasını sağlamak.Ek II listesi: 1992’de OECD üyesi 24 ülke, Avrupa Birliği ülkeleriEk I listesi: Ek II listesine ek olarak Pazar ekonomisine geçiş sürecinde olan ülkeler


100


101

Kyoto Protokolü

İDÇS’nin yetersiz olduğu düşünülerek yükümlülüklerin daha sıkı hale getirilmesi ve yasal bağlayıcı bir belge olması amacıyla Kyoto Protokolü hazırlanmış olup 16 Mart 1998-15 Mart 1999 tarihleri arasında imzaya açık kalmıştır.Protokole göre Ek I listesinde yer alan ülkeler 2008-2012 birinci taahhüt dönemi sonunda toplam sera gazı emisyonlarını ortalama olarak 1990 yılı seviyesinin en az %5,2 altına indirme yükümlülüğünü kabul etmiştir.


102

Kyoto ProtokolüProtokolün yürürlüğe girmesi iki şarta bağlıdır;Birincisi; protokolün 55 ülke tarafından onaylanmasıİkincisi; 1990 yılında hesaplanan toplam CO2emisyon miktarının en az %55’inden sorumlu Ek I ülkelerinin bu 55 ülke içinde yer alması%36,1 paya sahip ABD imzalamamıştır.%17’lik paya sahip Rusya Federasyonunun imzalaması ile 16 Şubat 2005 tarihinde protokol yürürlüğe girmiştir.Protokol bugüne kadar 141 ülke ve Avrupa Birliği tarafından onaylanmıştı.


103

Esneklik mekanizmalarıEmisyon ticareti

Madde 17 ile düzenlenmiştir.Ek I ülkeleri arasında emisyon ticaretini mümkün kılmaktadır.

Ortak uygulamaMadde 6Sera gazı azaltımını amaçlayan projelerden “Emisyon Azaltma Kredisi” elde edilir.

Temiz kalkınma mekanizmasıMadde 12Ek I ülkelerinin Ek I dışı ülkelerde gerçekleştirecekleri projelerden “Sertifikalandırılmış Emisyon Azaltım Kredisi”elde etmeleri


104

Ne yapmalıyız?

Akıllı ve gerçekçi olmakGelişmeleri yakından takip etmekFırsatları değerlendirmekEsneklik mekanizmalarını iyi kullanmakMilli menfaatleri ön planda tutmakÜlke gerçeklerini iyi tahlil etmek


105

Teşekkürler

Kâmil B. Varınca

Yıldız Teknik Üniversitesiİnşaat FakültesiÇevre Mühendisliği BölümüA Blok 3. Kat 34349Yıldız / Beşiktaş / İstanbul

Telefon: (212) 259 70 70 / 2278Faks: (212) 261 90 41

İnternet: www.yildiz.edu.tr/~kvarincaE-posta: [email protected]

http://www.yildiz.edu.tr/~kvarinca

mailto:[email protected]

Hava Kirliliği ve Hava Kirliliğinde Özel Konular

Documents

Transcript of Hava Kirliliği ve Hava Kirliliğinde Özel Konular