A statistical evaluation of the effect of natural gas usage for urban heating on the air quality of Erzurum City via SO2 ve PM10

Abstract

Bu çalışmada Erzurum kent atmosferindeki hava kalitesinin değişimi; Erzurum'da hava kirliliğinin ilk kez görülmeye başlandığı 1978-1979 kış döneminden başlayarak 2018-2019 dönemine kadar kükürt dioksit (SO2) ve çapı 10 mikrondan küçük partikül madde (PM10) parametreleri kriter olarak alınmış; kent atmosferindeki nispi nem, ortalama sıcaklık, yağış, rüzgâr yönü ve hızı gibi meteorolojik parametreler de göz önünde bulundurularak istatistiksel olarak incelenmiştir. Bu amaçla görünürde ilişkisiz regresyon modellerinden (SUR) yararlanılmıştır. Erzurum kent atmosferinde hava kalitesinin değişimini etkileyecek en önemli faktör 2005 yılında kentsel ısınma amacıyla kullanılmaya başlanan doğal gaz olduğu için bu modellerden elde edilen sonuçların doğal gaz kullanımı ile ilişkisi belirlenmiştir. 2005 yılının ve varsa diğer yılların etkilerinin bir başka ifade ile yapısal kırılma tarihlerinin belirlenmesi amacıyla testler uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar doğal gazın kentte yaygınlaşmaya başlamasından sonraki yıl olan 2006 yılının PM10 modelinde yaklaşık %75 korelasyon ve 2009 yılının ise SO2 modelinde %72 korelasyon ile yüksek düzeyde anlamlı önemli bir yapısal kırılma olduğunu göstermiştir.In this study, the alteration of air quality in the Erzurum urban atmosphere starting from the winter period of [1978][1979], when air pollution began to appear in Erzurum for the first time, until the 2018-2019 period was statistically analyzed by choosing as the criteria parameters sulfur dioxide (SO2) and particulate matter of less than 10 microns in diameter (PM10) and taking into account meteorological parameters such as the relative humidity, average temperature, precipitation, wind direction and speed. Seemingly Unrelated Regression (SUR) models have been used for this purpose. Since the most important factor that will affect the change of air quality in the Erzurum urban atmosphere is natural gas, which was started to be used for urban heating in 2005, the relationship between the results obtained from these models and the use of natural gas was determined. In order to determine the effects of 2005 and other years, if any, tests were firstly applied for determining the structural break dates. The results obtained showed that there was a highly significant structural break with a correlation of aproximately 75% in the PM10 model of 2006, the year after the natural gas became widespread in the city, while it was 2009 for the SO2 model with with a correlation of 72%.

Türkiye’nin bir sanayi şehrinde konut ısıtmasının hava kirliliğine katkısı

“…In addition, studies conducted in the provinces of Kütahya, Erzurum, Batman and Isparta in our country have concluded that the effect of fuels used for heating housing on air pollution is high [12][13]. In a study conducted in Erzurum, it was emphasized that with the widespread use of natural gas for heating purposes in the city, the PM10 concentration decreased compared to the period before the use of natural gas [25]. In a study conducted in China, it was reported that PM10 concentration is mainly contributed from domestic heating [26].…”