Kentsel atmosferik PCDD/F’lar: Konsantrasyon, zamana bağlı değişim, kanser riski ve kaynak belirleme

Abstract

Poliklorlu dibenzo-p-dioksinler (PCDD'ler) ve poliklorlu dibenzofuranlar (PCDF'ler), uzun çevresel yarı ömürleri ve yağlı dokularda birikme eğilimleri nedeniyle insan sağlığı için ciddi riskler oluşturan toksik, kalıcı organik kirleticilerdir. Bu bileşikleri çevredeki izlemek için yaygın olarak hem aktif hem de pasif örnekleme yöntemleri kullanılır. Bu çalışma, Haziran 2022 ile Haziran 2023 tarihleri arasında Bursa kentinde, pasif örnekleme kullanarak PCDD/F bileşiklerinin atmosferik konsantrasyonlarındaki zamansal değişimi araştırmak amacıyla yürütülmüştür. Bursa’da pasif örnekleyici kullanılarak yapılan ve tüm yılı kapsayan ilk PCDD/F çalışması olan bu araştırmada, her bir örnekleme ortalama bir ay sürmüş ve üç adet pasif hava örnekleyicisi (PHÖ) kullanılmıştır. PCDD/F'lerin mevsimsel ortalama konsantrasyonları ilkbaharda 324.66 ± 51.87 fg/m³, yazın 234.79 ± 57.57 fg/m³, sonbaharda 363.07 ± 77.99 fg/m³ ve kışın 479.88 ± 73.20 fg/m³ olarak belirlenirken, yıllık ortalama konsantrasyon 341.50 ± 108.27 fg/m³ olarak bulundu. Ölçüm süresi boyunca tespit edilen baskın konjenerler OCDD, OCDF, 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF ve 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD idi. Dünyanın dört bir yanındaki diğer kentsel ve endüstriyel alanlarda yürütülen benzer çalışmalarla karşılaştırıldığında, ölçülen konsantrasyonların tutarlı ve karşılaştırılabilir aralıklarda olduğu bulundu. Konsantrasyon ölçümlerine ek olarak, konjener profilleri, potansiyel kaynaklar, mevsimsel değişimler, sağlık riskleri ve atmosferik taşınım davranışını değerlendirmek için kapsamlı analizler yürütülmüştür. PCDD/F'lerin atmosferik taşınım özelliklerini değerlendirmek için Clausius-Clapeyron denklemi uygulanmıştır. Ayrıca, PCDD/F'lerin potansiyel kaynaklarını belirlemek için Temel Bileşen Analizi (PCA) kullanılmıştır. Sonuçlar, araç emisyonlarının, konut ısıtma yakıtlarının ve organize sanayi bölgelerindeki yanma faaliyetlerinin çalışma alanındaki PCDD/F seviyelerine birincil katkıda bulunan faktörler olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, bu çalışma kentsel hava kirliliği ve PCDD/F emisyonları hakkında değerli bilgiler sağlamakta ve benzer kentsel ortamlarda hava kalitesinin izlenmesi ve yönetimini amaçlayan gelecekteki çabalar için güçlü bir temel sunmaktadır.Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) are toxic, persistent organic pollutants that pose serious risks to human health due to their long environmental half-lives and their tendency to bioaccumulate in fatty tissues. Both active and passive sampling methods are commonly employed to monitor these compounds in the environment. This study was conducted in an urban area of Bursa, Turkey, between June 2022 and June 2023, with the aim of investigating the temporal variation in atmospheric concentrations of PCDD/F compounds using passive sampling. As the first year-round study in Bursa to utilize passive air samplers (PAS) for PCDD/F monitoring, the research involved monthly sampling intervals using three PAS units. The seasonal average concentrations of PCDD/Fs were determined to be 324.66 ± 51.87 fg/m³ in spring, 234.79 ± 57.57 fg/m³ in summer, 363.07 ± 77.99 fg/m³ in autumn, and 479.88 ± 73.20 fg/m³ in winter, with an annual average concentration of 341.50 ± 108.27 fg/m³. The dominant congeners detected throughout the measurement period were OCDD, OCDF, 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF, and 1,2,3,4,6,7,8-HpCDD. When compared to similar studies conducted in other urban and industrial areas around the world, the measured concentrations were found to be consistent and within comparable ranges. In addition to concentration measurements, comprehensive analyses were conducted to evaluate congener profiles, potential sources, seasonal variations, health risks, and atmospheric transport behavior. The Clausius-Clapeyron equation was applied to assess the atmospheric transport characteristics of PCDD/Fs. Furthermore, Principal Component Analysis (PCA) was used to identify potential sources of PCDD/Fs. The results indicated that vehicular emissions, residential heating fuels, and combustion activities in organized industrial zones were the primary contributors to PCDD/F levels in the study area. In conclusion, this study provides valuable insights into urban air pollution and PCDD/F emissions, offering a strong foundation for future efforts aimed at air quality monitoring and management in similar urban environments.