Determinations of major ions in Uludağ National Park

Abstract

ÖZ ULUDA? MİLLİ PARKINDA TEMEL İYONLARIN BELİRLENMESİ KARAKAŞ (YENİSOY), Serpil Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Eğitimi Bölümü Tez Yöneticisi: Assoc. Prof. Semra G. Tuncel Nisan 1995, 114 sayfa Bu çalışma da, Uludağ Milli Parkı'nın Sarıalan bölgesinde toplanan aerosol ve kar örneklerinde temel iyonların belirlenmesi yapılmıştır. Yüz seksen dört aerosol örneği Eylül 1993 ile Mart 1994 arasında günlük toplanmıştır ve dokuz kar örneği Aralık 1993 ile Nisan 1994 tarihleri arasında haftalık toplanmıştır. Örneklerin kompozisyonu CI`, N03` ve S042` için İyon Kromatografisi, Na+, K+, Mg2+ ve Ca2+ için Atomik Absorsiyon Spektrometrisi ve NH4+ için Kolorimetre kullanılarak bulunmuştur. Sülfatın aerosol kütlesinin % 30'unu oluşturduğu ve kalsiyum hariç diğer iyonların konsantrasyonlarının literatür değerleri ile karşılaştırılacakdüzeyde olduğu görülmüştür. Kalsiyum, Mg2+, K+ ve Na+ iyonları daha çok yer kabuğundan gelmiştir. Öte yandan Mg2+, Na+ ve Cl~ miktarları örnekleme yerinin 30 km kuzeyinde bulunan Marmara denizinden etkilenmiştir. Sülfat konsantrasyonu sonbaharda en yüksek, nitrat konsantrasyonu ise ilkbaharda en yüksektir. Kükürt dioksitin sülfata fotokimyasal dönüşümü sonbaharda etkili olmuştur. Asit iyonları olan S042` ve N03` in Ca2+, Mg2+ ve NH4+ ile çok kuvvetli bir ilişki göstermemesi onların aerosol örneklerinde H2S04 ve HN03 formunda olduklarını ifade etmektedir. Rüzgar sektörü analizi göstermiştir ki, kuzey rüzgarları, güney rüzgarları kadar kirletme gücüne sahip olmalarına rağmen, güney rüzgarları, rüzgarın esme frekansının bu yönden fazla olmasından dolayı, en büyük katkıyı yapmıştır. Kuzey rüzgarları şehir, endüstri ve deniz aerosollarını taşırken, güney rüzgarları termik santral ve kayak merkezinin kirleticilerini taşımaktadır. Kardaki iyon konsantrasyonları da, kuru ve yaş çökelme toplamından oluşmaktadır. Kuvvetli asitler olan H2S04 ve HN03> NH3 ve bazik katyonlar tarafından nötürlenmişlerdir. Fakat kar örneklerinin pH'ı asidik karakterdedir bu da ağaçlardan gelen organik asitlerin aerosol ve kar kompozisyonunda etkili olmasındandır. Bu durum her iki örnekde de organik iyonların analiz edilmemesinden gelen anyon eksikliğinden anlaşılmaktadır. Anahtar Kelimeler: Aerosol, kar, kırsal, rüzgar sektörü analizi, temel iyonlar, organik asitler. Vİ

ABSTRACT DETERMINATIONS OF MAJOR IONS IN ULUDA? NATIONAL PARK KARAKAŞ (YENİSOY), Serpil M.S., Department of Science Education Supervisor: Assoc. Prof. Semra G. Tuncel April 1995, 114 pages Major ions in aerosol and snow samples in Sanalan region of Uludağ National Park were determined. One hundred eighty four aerosol samples were collected daily during the period of September 1 993-March 1994 and nine snow samples were collected weekly during the period of December 1993-April 1994. The composition of the samples were determined by using flame Atomic Absorption Spectrometer for Na+, K+, Mg2+ and Ca2+, Ion Chromatography for Cl~, N03`, S042~ and Colorimetry for NH4+. Sulfate made up 30 % of aerosol mass and concentrations of ions except Ca2+ in aerosol were comparable with the literature values. Calcium, Mg2+, K+ and Na+ ions were mostly originated from crustal contributionhowever Mg2+, Na+ and CI` were also affected by marine source which is about 30 km north (Marmara Sea) of the sampling site. The concentration of sulfate was maximum in autumn and the concentration of nitrate was maximum in spring. Photochemical conversion of S02 to S042` was significant in autumn. Acid causing anions S042` and N03' were not strongty related to Ca2+, Mg2+ and NH4+ implying that they were mostly in the form of H2S04 and HNOg in aerosol samples. Wind sector analysis showed that although the sources located at north have the same pollution strength as the sources located at south, southerly winds made the greatest contribution to all parameters because of high frequency of winds from this sector. Northerly winds carries the plumes of urban, industrial emissions and marine aerosols whereas southerly winds carries the plumes of a power plant and ski resort area. Concentrations of ions in snow involved both dry and wet deposition. The strong acids H2S04 and HN03 were neutralized by NH3 and basic cations. However pH of snow samples showed an acidic character since organic acids which are released from trees are effective species in both aerosol and snow composition. This can also be inferred from the observed anion deficiency in both samples since organic anions were not analyzed. Keywords: Aerosol, snow, rural, wind sector analysis, major ions, organic acids. IV