Hava Kalitesi İndeksi

Yazan: Doç. Dr. Hüseyin Bulgurcu

1. Hava Kalitesi İndeksi (HKİ) Nedir?

HKİ, hava kalitesinin günlük olarak rapor edilmesi için kullanılan bir indekstir. Yaşadığımız bölgenin havasının ne kadar temiz veya kirli olduğu ve ne tür sağlık etkilerinin oluşabileceği konusunda bilgiler verir. HKİ, kirli havanın solunmasından birkaç saat sonra veya birkaç gün içinde oluşabilecek sağlık etkilerini belirtir.

Modern yaşamın getirdiği şehirleşmenin bir sonucu olan hava kirliliği, yerel ve bölgesel olduğu kadar küresel ölçekte de etki alanına sahiptir. Hava kirliliğinin insan sağlığına önemli etkileri olması sebebiyle, hava kalitesi konusuna tüm dünyada büyük önem verilmektedir. Hava kirliliği problemlerini çözmek ve strateji belirlemek için, bilimsel topluluk ve ilgili otoritenin her ikisi de atmosferik kirletici konsantrasyonlarını izlemek ve analiz etmek konusuna odaklanmışlardır(Kyrkilis vd. 2007). Otoritelerin hava kalitesinin korunması ve iyileştirilmesi konusunda sorumluluklarının yanı sıra, halk sağlığını doğrudan etki eden bir konu olması sebebiyle, kamuoyuna iletişim araçları vasıtasıyla hava kirliliği güncel bilgilerini sunması da sorumlulukları arasındadır. Ancak farklı kirleticilere ait ölçümleri anlamak bu konuda çalışan bir bilim insanı için mümkün olsa bile genel halk ve yerel otoriteler için oldukça zor olmaktadır. Bu sebeple, hava kirliliğinin/hava kalitesinin durumunu kamuoyuna açıklarken halkın kolayca anlayabileceği bir sınıflama sistemi kullanılmaktadır. Tüm dünyada yaygın olarak kullanılan, Hava Kalitesi İndeksi (HKİ) denilen bu sınıflama sistemi ile havadaki kirleticilerin konsantrasyonlarına göre hava kalitesini ‘iyi’, ‘orta’, ’kötü’, tehlikeli olarak derecelendirilir. Dünyanın pek çok ülkesinde indeks hesaplanmasında kullanılan yöntem ve kriterler, kendi ülkelerinde uygulanan hava kalitesi standartlarına uygun şekilde oluşturulmuştur.

Bir ulusun hava kalitesinin iyileştirilmesi konusundaki başarısı, yerel ve ulusal hava kirliliği problemleri ve kirlilik azaltmadaki gelişmeler konusunda doğru ve iyi bilgilendirilmiş vatandaşların desteğine bağlıdır (Sharma vd., 2003a). Bir bölgedeki kirletici seviyelerini anlamak için uygun bir aracın geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu araç, vatandaşın hava kirliliği seviyesi hakkında doğru ve anlaşılabilir şekilde bilgi sağlarken, aynı zamanda ilgili otoritelerin toplum sağlığını korumak için önlem almaları konusunda kullanılabilir olmalıdır (Kyrkilis vd., 2007).

Bu amaçla, geliştirilen standart değerler, gerek uyarıcı ve anlaşılabilir olması gerekse de kullanımı açısından yaygın olarak bir indekse çevrilerek sunulabilmektedir. Belli bir bölgedeki hava kalitesinin karakterize edilmesi için ülkelerin kendi sınır değerlerine göre dönüştürdükleri ve kirlilik sınflandırılmasının yapıldığı bu indekse Hava Kalitesi İndeksi (HKİ) (Air Quality Index/AQI) adı verilmektedir. İndeks belirli kategorilerde farklı tanım ve renkler kullanılarak ifade edilmekte ve ölçümü yapılan her kirletici için ayrı ayrı düzenlenmektedir (Yavuz, 2010).

Ulusal Hava Kalitesi İndeksi, EPA Hava Kalitesi İndeksini ulusal mevzuatımız ve sınır değerlerimize uyarlayarak oluşturulmuştur. 5 temel kirletici için hava kalitesi indeksi hesaplanmaktadır. Bunlar; partikül maddeler (PM10), karbon monoksit (CO), kükürt dioksit (SO₂), azot dioksit (NO₂) ve ozon (O₃) dur.

2. Hava Kalitesi İndeksi Nasıl Kullanılır?

HKİ, 0-500 aralığında düzenlenmiş bir gösterge çizelgesi olarak düşünülebilir. HKİ değeri yükseldikçe hava kirliliğinin yükseldiği ve sağlık riskinin de arttığı düşünülmelidir. Örneğin; HKİ değerinin 50 olması, hava kalitesinin iyi olduğunu ve toplum sağlığını etkileyebilecek riskin çok az olduğunu gösterir. Buna karşılık, 300’ün üzerindeki HKİ değeri ise, hava kalitesinin kötü ve dolayısıyla sağlık riskinin yüksek olduğunu gösterir.

HKİ değerinin 100 olması, genellikle ulusal hava kalitesi standardına karşılık gelir.100’ün altındaki indeks değeri, genel olarak iyi bir durumun göstergesidir. HKİ değeri 100’ü aştığında, hava kalitesinin sağlıksız olduğu düşünülür.

3. Hava Kalitesi İndeksi (HKİ) Değerinin Anlamı nedir?

HKİ’nin amacı, yaşadığımız bölgedeki hava kalitesi ile sağlığımızı ilişkilendirmemiz için yardımcı olmaktadır. Kolay anlaşılabilmesi için HKİ skalası altı kategoriye bölünmüştür (Tablo-1):

Her bir kategori, farklı sağlık seviyesine karşılık gelir ve anlamları şöyledir:

• “İyi”: HKİ değeri 0-50 aralığındadır. Hava kalitesinin tatmin edici, hava kirliliğinin çok az olduğu veya sağlık riskinin bulunmadığı anlamına gelir.
• “Orta”: HKİ değeri 51-100 aralığındadır. Hava kalitesi kabul edilebilir, ancak bazı kirleticilerin, toplumun küçük bir kesiminde orta düzeyde sağlık etkisi olabilir. Örneğin, ozon kirleticisine çok hassas olan kişilerde bazı solunuma bağlı hastalık belirtilerine rastlanabilir.
• “Hassas gruplar için sağlıksız”: HKİ değeri 101-150 aralığındadır. Toplumun belli bir kesimi, özellikle belli kirleticilere karşı hassastır. Bu grubun, genel nüfusa göre daha düşük seviyelerde dahi etkilenmeleri muhtemeldir. Örneğin, solunum rahatsızlığı olan kişiler, ozon kirleticisine maruz kalmaları sonucu daha fazla risk taşırken; kalp rahatsızlığı olan kişiler havadaki tanecik kirleticilerine maruz kalmaları sonucu daha fazla risk taşırlar. Genel olarak, toplumun büyük kesimi, bu aralıkta etkilenmez.
• “Sağlıksız”: HKİ değeri 151-200 aralığındadır. Toplumun tüm kesimleri sağlık etkileri ile karşılaşmaya başlayabilir. Hassas gruplar, daha ciddi düzeyde etkilenebilir.
• “Çok sağlıksız”: HKİ değeri 2001-300 aralığındadır. Sağlık alarmı için bir tetikleme noktasıdır. Toplumun tüm kesimleri, çok ciddi düzeyde etkilenebilir.
• “Tehlikeli”: HKİ değeri 300’ün üzerindedir. Acil durum alarmı için bir tetikleme noktasıdır. Toplumun tüm kesimleri, büyük bir ihtimalle etkilenecektir.

TABLO-1 Hava kalitesi indeksi sınıflandırması

Şekil-1 Türkiye’deki HKI ölçüm sonuçları

4. HKİ Değeri Nasıl Hesaplanır?

Hava kalitesi, belli kirletici derişikliklerini kaydeden ölçüm cihazlarından oluşan bir ağ yardımı ile ölçülür. Bu ham ölçüm değerleri, geliştirilen standart formüller kullanılarak HKİ değerlerine dönüştürülmektedir. HKİ değeri, bölgedeki her kirletici için ayrı ayrı hesaplanır (yer seviyesindeki ozon, tanecikler, karbon monoksit, kükürt dioksit ve azot dioksit). Her bir kirletici için hesaplanan en yüksek HKİ, o güne ait HKİ değerini oluşturur. Örneğin, belli bir alandaki HKİ değerleri, ozon için 90, kükürt dioksit için 88 ise, o güne ait HKİ değeri ozon için hesaplanan 90 değeri olacaktır.

5. Hava Kalitesi İndeksi HKİ: OZON - O₃

Genel olarak, ozon için HKİ değerinin 100 olması, 0,08 ppm (parts per million) Ozon seviyesine karşılık gelir (8 saat üzerindeki ortalama).

Ozon, üç oksijen atomundan oluşan bir gazdır. Ozon, hem yer seviyesinde ve hem de üst atmosferde oluşur. Ozon bulunduğu yere göre faydalı veya zararlı olabilir.

• Faydalı ozon: Ozon doğal olarak, atmosferin üst tabakasında yer kürenin 6 - 30 mil üzerinde oluşur ve koruyucu bir tabaka olarak atmosferi güneşin zararlı ultraviyole ışınlarından korur. Faydalı olan bu ozon, insanlar tarafından yapılan kimyasal maddeler ile kademli olarak tahrip edilmektedir. Yeryüzünün bazı bölgelerinde koruyucu ozon katmanı tükenmiştir (örneğin, yeryüzünün kuzey ve güney kutuplarında ozon delikleri oluşmuştur).
• Zararlı ozon: Yer yüzeyine yakın seviyede; otomobiller, enerji santralleri, endüstriyel kazanlar, rafineriler, kimyasal fabrikalardan ve benzeri kaynaklardan atmosfere verilen kirleticiler, güneş ışınlarının mevcudiyetinde kimyasal olarak reaksiyona girerek ozonu oluşturur. Yer seviyesindeki ozon zararlı bir kirleticidir. Ozon kirliliği, özellikle yaz aylarında güneşli havalarda oluşur. 

TABLO-2 Ozona bağlı hava kalitesi indeksi (HKİ)

Sağlık etkileri nelerdir ve en riskli gruplar kimlerdir?

Çocuklar, dış ortamda aktif olan yetişkinler, astım gibi solunum hastalığı olan ve ozona karşı çok hassas olan kişiler; ozon maruziyeti için en hassas grubu oluşturur.

• Ozon maruziyetine karşı en yüksek risk gruplarından biri aktif çocuklardır, çünkü yaz aylarının büyük bir kısmını dışarıda oynayarak geçirirler.
• Ancak tüm yaş grupları ve dışarıda aktif olan kişiler de risk altındadır. Çünkü fiziksel aktivite sırasında ozon, akciğerlerin derinliklerine kadar nüfuz ederek zararlı etkilerini gösterir ve kalıcı hasarlar yaratabilir.
• Solunum rahatsızlığı olan kişilerde, astımlılar dâhil, ozona maruz kalma sonucu, akciğerlerin etkilenmesi daha kolaydır. Diğer insanlara göre daha düşük ozon seviyelerinde de ozonun zararlı etkilerini hissedebilirler. 
• Nedenini kesin olarak bilinmese de, bazı sağlıklı insanlar da ozona karşı duyarlı olabilir.
• Ozon; öksürük, boğaz tahrişi ve/veya göğüste rahatsızlık hissine sebebiyet vererek solunum yollarını tahriş edebilir.
• Ozon, akciğer fonksiyonunu azaltarak, derin ve kuvvetli nefes almayı güçleştirebilir. Solunum hızlanır ve normalden daha yüzeysel olur. Akciğer fonksiyonundaki bu azalma, kişinin dış ortamdaki aktivitelerini yerine getirmekten alıkoyabilir.
• Ozon, astımı kötüleştirebilir. Ozon seviyesi yüksek olduğunda, astımlı olan kişiler, bir doktora ve tedaviye ihtiyaç duyan, astım krizlerine girebilirler. Bunun nedenlerinden birisi de ozon, insanları; astım tetikleyicileri olan evcil hayvanlar, polenler ve ev tozu akarları gibi alerjenlere karşı daha hassas hale getirir.
• Ozon, akciğerlerin iç yüzeyini iltihaplandırabilir ve zarar verebilir.

6. Hava Kalitesi İndeksi HKİ: Taneciksel Madde Kirliliği

HKİ değerinin 100 olması, tanecik çapı 2,5 µm (mikrometre) 'ye kadar olan tanecikler için 40 µg/m³ 'e (mikrogram/metre küp), tanecik çapı 10 µm'ye kadar olan tanecikler için ise 150 µg/m³ 'e karşılık gelir. (Ortalama 24 saat) (1 µm. = 0,001 milimetre).

Taneciksel kirlilik nedir?

Havadaki taneciksel kirlilik (aynı zamanda PM - tanecik madde olarak bilinir), havada bulunan katı taneciklerin ve sıvı damlacıkların bir karışımıdır. Taneciklerin boyutları geniş bir aralığa yayılır. Akciğerlerimize kadar girebilen çok küçük tanecikler 10 µm’nin altındaki taneciklerdir ve solunum sisteminde birikerek ciddi sağlık problemlerine yol açabilirler. (1 µm = 0,001 milimetre)

• İnce tanecikler: 2,5 µm. den daha küçük tanecikler “ince tanecikler” olarak adlandırılır. Bu tanecikler o kadar ufaktır ki sadece elektron mikroskopları ile görülebilir. İnce tanecik kaynakları: motorlu taşıtlar, enerji santralleri, yakacak odun kullanımı, orman yangınları, tarımsal yangınlar ve endüstriyel prosesler.
• Kaba toz tanecikleri: 2,5-10 µm. aralığındaki tanecikler, “kaba” tanecikler olarak adlandırılır. Kaba tanecik kaynakları: kırma, öğütme işlemleri, yollardan kalkan tozlardır.

TABLO-3 Taneciksel madde kirliliğine bağlı hava kalitesi indeksi (HKİ)

Sağlık etkileri nelerdir ve en riskli gruplar kimlerdir?

Çapı 10 µm'den küçük tanecikler bazı sağlık problemlerine sebep olabilir veya mevcut sağlık problemlerini şiddetlendirebilir (astımgibi) ve bu tanecikler kalp ve solunum hastalıklarından kaynaklı ölümler ile bağdaştırılmıştır. 

• Tanecik kirliliği için kalp veya solunum rahatsızlıkları olanlar, yaşlı yetişkinler (teşhisi konulmamış kalp veya solunum rahatsızlıkları olanlar) ve çocuklar hassas gruplardır.
• Kalp veya solunum rahatsızlıkları olanlar (kalp yetersizliği, kalp ile ilgili damar hastalıkları, astım veya Koah - Kronik Obstrüktif Akciğer Hastalığı) ve yaşlı yetişkinler acil servislere başvurabilirler, hastaneye yatabilirler ve hatta bazı durumlarda ölebilirler. Bu grup hava kirliliğine maruz kalırsa göğüs ağrısı, kalp çarpıntısı, nefes darlığı ve yorgunluk hissedebilirler. Tanecik kirliliği (hava kirliliği) kalp ritim bozukluğu ve kalp krizi ile de ilişkilendirilmiştir.
• Solunum rahatsızlıkları bulunanlar (astımgibi), bu taneciklere maruz kalırlarsa normalde nefes aldıkları gibi derin nefes alamayabilirler, öksürebilirler ve nefes darlığı çekebilirler. Sağlıklı insanlarda da bunun gibi sağlık etkileri gözlenebilir, fakat ağır sağlık problemleri yaşamayabilirler. 
• Tanecik kirliliği, solunum yolu enfeksiyonlarına hassasiyeti arttırabilir, astım, kronik bronşit gibi mevcut solunum hastalıklarını kötüleştirebilir, ilaç kullanımını ve doktor ziyaretlerini artırabilir.

7. Hava Kalitesi İndeksi HKİ: Karbonmonoksit (CO) 

Genel olarak, ozon için HKİ değerinin 100 olması, 9 ppm (parts per million)  CO seviyesine karşılık gelir (8 saat üzerindeki ortalama).

Karbonmonoksit (CO) nedir?

Karbonmonoksit, kokusuz ve renksiz bir gazdır. Yakıtların yapısındaki karbonun tam yanmaması sonucu oluşur. Şehirlerdeki CO'in kaynağını büyük oranda araç egzozları oluşturmaktadır. Diğer kaynaklar ise endüstriyel proseslerdeki yakıtların yanması ve yangınlar olarak sıralanabilir.

Sağlık etkileri nelerdir ve en riskli gruplar kimlerdir?

CO, akciğerler yolu ile kan dolaşımına girer ve oksijeni hücrelere taşıyan hemoglobine bağlanır. Bu yolla, CO organ ve dokulara ulaşan oksijen miktarını azaltır.

• Angina gibi kalp hastalığı olan kişiler, CO’e karşı en riskli gruptur. Bu kişiler, CO’e maruz kaldıklarında, özellikle egzersiz yaparken göğüs ağrısı çekebilirler ve diğer kalp rahatsızlıklarını yaşayabilirler.
• Hafif ve daha ağır kalp ve solunum sistemi hastalığı olan kişiler (örneğin; kalp yetmezliği, beyin kan damarları ile ilgili hastalıkları, anemi, KOAH kronik tıkayıcı akciğer hastalığı olan kişiler) ve yeni doğmuş ve henüz doğmamış bebekler, CO kirliliğine karşı en riskli grubu oluşturur.
• Sağlıklı kişilerde, daha yüksek seviyelerdeki CO’e maruziyet, zihinsel algılama ve gözün görme gücünü etkileyebilir.

TABLO-4 Karbonmonoksit yoğunluğuna bağlı hava kalitesi indeksi (HKİ)

 8. Ulusal Hava Kalitesi İzleme Ağı Nedir?

Hava kirliliğinin doğru bir şekilde ölçülmesi, tüm illerimizde hava kirliliği politikaları oluşturulması ve bu politikalar çerçevesinde illerin hava kalitesinin bir önceki yılın değerlerinden daha iyi durumlara getirilebilmesi amacıyla, T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından 2005-2007 yılları arasında 81 ilde hava kalitesi ölçüm istasyonları kurulmuştur. Bakanlığımız tarafından kurulan bu istasyonlara ek olarak, çeşitli kurum ve kuruluşlar tarafından kurulan istasyonların bakanlığa devri ve 2014 ve 2015 yıllarında kurulan 20 yeni istasyon ile Ulusal Hava Kalitesi İzleme Ağı toplamda 195 sabit ve 4 adet mobil istasyona genişletilmiştir. Bakanlığımıza ait olan 4 adet mobil hava kalitesi ölçüm aracı da sisteme entegre durumda olup, kirlilik problemi yaşanan bölgelere sevk edilmekte ve belli bir süre ölçüm yapılmak koşuluyla mevcut hava kalitesi durumunun raporlanması amacıyla kullanılmaktadır.

Türkiye genelinde İstanbul, Samsun, Erzurum, İzmir, Adana, Konya, Ankara, Diyarbakır merkez olmak üzere 8 temiz hava merkezi kurulması ve 330 istasyon sayısına ulaşılması hedeflenmektedir.

Kurulan hava kirliliği ölçüm istasyonlarının hepsinde Kükürtdioksit (SO₂) ve Partikül Madde (PM₁₀) parametreleri bazılarında ek olarak Azotoksitler (NO, NO₂, NO_x), Karbonmonoksit (CO) ve Ozon (O₃) da tam otomatik olarak ölçülmektedir.

Ölçüm istasyonlarında toplanan ölçüm verileri bakanlığımıza ait özel bir ağ (VPN) üzerinden GSM Modemler aracılığıyla bakanlığımız çevre referans laboratuarı veri işletim merkezine aktarılarak izlenmekte ve www.havaizleme.gov.tr adresinde eşzamanlı olarak yayımlanmaktadır.

Saatlik ortalamalar şeklinde istasyonlardan alınan veriler incelenerek doğrulama çalışmaları yapılmakta olup söz konusu verilerle aylık ve yıllık raporlar hazırlanarak yayınlanmaktadır.

Kaynakça:

1.    Havalandırma Tesisatı, 670 Sayfa, Makine Mühendisleri Odası Yayını No:650, Aralık, İstanbul 2015.
2.    http://www.havaizleme.gov.tr/Default.ltr.aspx (2.08.2018 tarihinde erişildi)