Ambient air persistent organic pollutant monitoring, backtrajectory modeling, and health risk assessment

Abstract

Turkish Government has officially become a party to the Stockholm Convention as of 2010, therefore, determination of POPs in environmental compartments in Turkey is a critical concern. In this study, 22 organochlorine pesticides (OCPs) and 43 polychlorinated biphenyls (PCBs) were measured in gas and particulate phases of ambient air samples collected in Izmir and Istanbul from May to October 2014 on a weekly basis. Gas chromatography–mass spectrometry was used to quantify the targeted pollutants. Potential source regions were assessed by applying back-trajectory and Potential Source Contribution Function (PSCF). Population carcinogenic risk levels associated with inhalation exposure were estimated by using Monte Carlo simulation, for which sensitivity and uncertainty analyses were also conducted. The highest mean concentration compounds were heptachlor (61±126 pg/m3) and p,p’-DDE (54±57 pg/m3) in Izmir and Istanbul, respectively. The mean Ʃ43PCBs concentration was found as 232±224 pg/m3 in Izmir, and 104±48 pg/m3 in Istanbul. Gas phase concentartions of OCPs and PCBs were generally much higher than particle phase. The PSCF results pointed out different potential source regions: Middle East, Eurasia, and Europe. All the estimated carcinogenic risks based on the 95% percentile values for individual OCPs and Ʃ43PCBs were calculated below the acceptable risk levels (10-6), indicating no significant potential health risk via inhalation route.

Türkiye Hükümeti 2010 yılında resmen Stockholm Sözleşmeye taraf olmuştur. Dolayısıyla, KOK seviyelerinin çevresel ortamlarda belirlenmesi Türkiye’de dikkatleri üzerine çeken bir çalışma konusu haline gelmiştir. Bu çalışmada, KOK sınıfına giren organoklorürlü pestisit (OCP) bileşiklerinden 22 tanesinin ve poliklorlu bifenil (PCB) bileşiklerinden 43 tanesinin derişimleri, İzmir’de kırsal olarak nitelendirilebilecek bir alanda, İstanbul’da ise kentsel bir alanda Mayıs-Ekim 2014 zaman aralığında gaz ve partikül fazda toplanan hava örneklerinde ölçülmüştür. Numuneler gaz kromatografisi-kütle spektrometresi kullanılarak analiz edilmiştir. Geri-izleme modellemesi ve PSCF (Potansiyel Kaynak Katkı Fonksiyonu) kullanılarak olası uzun mesafeli taşınım kaynak bölgeleri belirlenmiştir. Hedef kirleticilere teneffüs yoluyla maruz kalma seviyeleri ve bununla ilişkili olarak popülasyon karsinojenik riski düzeyleri, Monte Carlo simülasyonu kullanılarak tahmin edilmiştir. En yüksek derişim seviyeleri İzmir’de heptaklor (54±57 pg/m3), İstanbul’da ise p,p’-DDE (61±126 pg/m3) için bulunmuştur. Ortalama Σ43PCBler derişimi, İzmir'de 232±224 pg/m3, İstanbul'da 104±48 pg/m3 olarak hesaplanmıştır. Hedeflenen OCP ve PCB kirleticilerinin çoğunun, baskın olarak gaz fazında bulunduğu tespit edilmiştir. PSCF sonuçları, kirleticiler için farklı kıtalarda farklı potansiyel kaynak bölgelerine işaret etmektedir. Baskın muhtemel kaynak bölgeler Orta Doğu, Avrasya ve Avrupa’da yer almaktadır. Hesaplanan tahmini kanserojen risk düzeyi kabul edilen değerin (10-6) altında yer almış, dolayısıyla dikkate değer bir sağlık risk potansiyeli olmadığı saptanmıştır.