Kentsel hava kirliliğini etkileyen ve şehir planlama ile kontrol edilebilen fiziksel faktörlerin mekânsal istatistik yöntemleri ile incelenmesi

Abstract

Kentsel alanlarda yaşanan hava kirliliği problemi, hayati önemi olan bir araştırma alanıdır. Bu çalışmada kentteki hava kirliliği düzeyinin şehir planlaması disiplini ile kontrol edilebilen değişkenlerle açıklanması ve istatistiksel yöntemler kullanılarak modellenmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında İzmir İli, Çiğli İlçesi'nde koordinatları belirlenmiş olan toplam 64 noktada pasif örnekleyiciler kullanılarak hava kalitesi ölçümleri (kükürt dioksit ve azot dioksit kirletici konsantrasyonları) yapılmıştır. Mekânsal sistematik örnekleme yöntemi kullanılarak konumları belirlenen ölçüm noktalarında kış ve yaz dönemlerinde (ayrı ayrı yaklaşık 2 haftalık periyotlarda) toplam 4 haftada ölçüm çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Yürütülen diğer çalışmalar kapsamında çalışma alanında bulunan binalara, ölçüm noktalarına, ulaşım sistemine ve fiziksel yapıya ilişkin fiziksel veri tabanları oluşturulmuştur. Çalışma alanında ölçüm yapılan noktalar için ayrı alan çapları oluşturulmuş; her iki kirletici türü için seçilen modellerin sadece 250 metrelik alan çapında anlamlı sonuçlar verdiği görülmüştür. Kentsel hava kirliliği düzeyleri ölçüm noktalarına, ölçüm değerlerine, arazi kullanım türlerine, ısınma türlerine, bina özelliklerine, ulaşım türlerine, meteorolojik faktörlere ilişkin ve logaritmik formdaki değişkenler ile çoklu regresyon yöntemi ve mekânsal otokorelasyon yöntemleri kullanılarak açıklanmaya çalışılmıştır. SPSS, GeoDa ve ArcMap yazılımları kullanılarak yapılan analizler sonucunda elde edilen regresyon değerleri karşılaştırılmıştır. Kükürt dioksit kirletici türü için seçilen final modelde bağımlı değişkenin varyansının yüzde 52,7'si (R kare değeri 0,527); azot dioksit kirletici türü için seçilen final modelde bağımlı değişkenin varyansının yüzde 56,3'ü (R kare değeri 0,563) açıklanabilmiştir. Yeşil alan kullanımı, topoğrafyanın yüksekliği ve doğalgaz kullanım oranı azot dioksit kirletici değerleri ile ters orantılı; binaların yüksekliği, konut birimi sayısı, bina taban alanı büyüklüğü, yol genişliği, 1. derece yolların varlığı, güneşlenme süresi ve sanayi tesislerinin sayısı ise doğru orantılı bulunmuştur. Açık ve yeşil alan kullanımı büyüklüğü, yeşil alan kullanımı, 2. ve 3. derece yolların varlığı, doğalgaz kullanım oranı ve yağış miktarı kükürt dioksit değerleri ile ters orantılı; doğalgaz dışındaki diğer ısınma türlerini kullanan bina sayısı ve bina taban alanı büyüklüğü ise doğru orantılı bulunmuştur. Seçilen modellerde yer alan değişkenlerin tamamına yakını istatistiksel açıdan anlamlı bulunmuştur.

Air pollution problem in urban areas is a vital research area. This study aims to show that the spatial statistic techniques can well be used to examine and explain the air pollution levels in urban areas. The data for the sulphur dioxide and nitrogen dioxide concentrations are measured using passive diffusion tubes at the 64 monitoring sites in the district of Çiğli, İzmir. The tubes are exposed for 4-weeks period (separately 2-weeks period for winter and summer seasons) in the monitoring sites which are selected through a spatial systematic sampling process. Different databases including independent variables of this study are created in parallel to the measurements such as buildings, the measurement points, the physical structure, and transportation system. In the study area, three types of buffers are created for the monitoring sites. It's observed that the selected models for each pollutant type are significant in 250 meters buffer. The level of urban air pollution is explained using the monitoring sites, the measurement values, land use types, domestic warming types, buildings' attributes, transportation modes, meteorological factors and the logarithmic forms of independent variables. The relationship between dependent and independent variables is examined using linear multiple regression and spatial autocorrelation methods. The results of regression analyses that are obtained using SPSS, GeoDa, and ArcMap soft wares are compared. The final model explains 52.7 percent of the variation in the level of sulphur dioxide concentrations on the independent variables of the model, while the final explains 56.3 percent of the variation in the level of nitrogen dioxide concentrations on the independent variables of the model. The land use type as the green area, the height of the topography and the rate of natural gas usage are found to be negatively related to the level of nitrogen dioxide. Although the height of the building, the number of housing units, the size of the building floor, the road width, 1st-degree roads, the period of insolation and the number of industrial facilities are found to be positively related to the level of nitrogen dioxide. The size of open and green areas, land use type as the green area, 2nd and 3rd-degree roads, the rate of natural gas usage and the amount of precipitation are found to be negatively related to the level of sulphur dioxide. However, the number of housing units which are preferred other types of domestic heating except natural gas and the size of building floor are found to be positively related to the level of sulphur dioxide. Most of the variables in the selected models are found to be statistically significant.