INFLUENCE OF METEOROLOGICAL PARAMETERS ON PM₂.₅ AND ASSOCIATED AIR POLLUTION EPISODES IN KARAGANDA, CENTRAL KAZAKHSTAN (2017–2024)

Gulden Ormanova; Aruzhan Rakhimberdina; Alexey Alexeyev; Kyran Kassym; Shah Dhawal; Nurxat Nuraje

doi:10.26577/EJE86120265

Авторлар

Гулден Орманова National Laboratory Astana (NLA), Nazarbayev University, ЖШС “TEQNOVATE”, Астана, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-9667-2498
Аружан Рахимбердина Astana IT University, Астана, Қазақстан https://orcid.org/0009-0002-0923-9555
Алексей Алексеев «Ұлттық еңбек гигиенасы және аурулар орталығы» АҚ, Қарағанды, Қазақстан https://orcid.org/0000-0002-8988-3609
Кыран Касым National Laboratory Astana (NLA), Nazarbayev University, Астана, Қазақстан https://orcid.org/0009-0008-3697-855X
Шах Дхавал Nazarbayev University, Aстана, Kaзахстан https://orcid.org/0009-0000-0097-6546
Нуршат Нуражи Nazarbayev University, National Laboratory Astana (NLA), ЖШС “TEQNOVATE”, Aстана, Kaзахстан https://orcid.org/0000-0002-4335-8905

DOI:

https://doi.org/10.26577/EJE86120265

Аңдатпа

Әлемдегі ең ластанған өнеркәсіптік қалалардың бірі Қарағанды көмір өнеркәсібінен, болат өндірісінен және көмірмен жұмыс істейтін электр станцияларынан шығатын зиянды заттарға байланысты ауа сапасының күрделі мәселелеріне тап болып отыр. Бұл зерттеуде 2017 жылдан 2024 жылға дейінгі айлық деректерді пайдалана отырып, Орталық Қазақстандағы Қарағанды қаласындағы PM₂₅ концентрациясына және онымен байланысты ауаның ластану эпизодтарына метеорологиялық параметрлердің әсері зерттеледі. Метеорологиялық жағдайларға байланысты ауаның ластануының өзгергіштігін зерттеу үшін температура (°C), салыстырмалы ылғалдылық (%), атмосфералық қысым (hPa), жел жылдамдығы (м/с) және аспалы бөлшектер (шаң, мг/м³), PM₂.0 (мг/м³), PM₁₀ (мг/м³), күкірт диоксиді (SO₂, мг/м³), көміртегі тотығы (CO, мг/м³), азот диоксиді (NO₂, мг/м³), озон (O₃, мг/м³), аммиак (NH₃, мг/м³) және формальдегид (HCHO, мг/м³) сияқты ластаушы заттардың концентрациясы сияқты метеорологиялық параметрлер талданды. Уақыт қатарларын талдау және корреляциялық бағалау жүргізілді, сондай-ақ үш толықтырушы регрессия тәсілі қолданылды: көптік сызықтық регрессия (MLR), кездейсоқ орман регрессиясы және метеорологиялық жағдайлар мен PM₂.₅ деңгейлері арасындағы байланысты сенімді түрде сипаттау үшін LightGBM көмегімен градиентті күшейту. Нәтижелер PM₂.₅, PM₁₀, шаң, фенол, формальдегид және озонның тәуліктік орташа концентрациясынан асып түсетін ластану деңгейінің тұрақты жоғары екенін көрсетеді, ең айқын асып кетулер PM₂.₅ үшін байқалады. Ауаның ластану эпизодтары әсіресе суық мезгілде жылу электр станциялары мен тұрғын үй жылыту жүйелерінен шығатын шығарындыларға байланысты болды. Ұзақ мерзімді үрдістер негізінен PM₂.0, PM₁₀, SO₂ және CO салдарынан жоғары концентрациялы оқиғалар санының артуын көрсетті, бұл қала атмосферасына өнеркәсіптік және энергетикалық шығарындылардың айтарлықтай үлесін көрсетеді. Метеорологиялық жағдайлар, әсіресе тыныш немесе әлсіз жел кезеңдері (0-3 м/с), мұндай оқиғалар кезінде ластаушы заттардың жиналуын одан әрі күшейтті, тек 2024 жылы осындай 106 күн тіркелді. Бұл деректер Қарағандыдағы ауа сапасын қалыптастырудағы шығарындылар көздерінің де, ауа райы жағдайларының да маңызды рөлін көрсетеді және мақсатты азайту стратегияларының негізін қалайды.

Түйін сөздер: Қарағанды, PM₂.₅, метеорологиялық параметрлер, ауаның ластану эпизодтары

Автор өмірбаяндары

Гулден Орманова , National Laboratory Astana (NLA), Nazarbayev University, ЖШС “TEQNOVATE”, Астана, Қазақстан

PhD, жоба жетекшісі (PI), аға ғылыми қызметкер, National Laboratory Astana (NLA), Nazarbayev University, ЖШС “TEQNOVATE”, Астана, Қазақстан
Аружан Рахимбердина, Astana IT University, Астана, Қазақстан

Магистрант, Жасанды интеллект және деректер ғылымы мектебі, Astana IT University, Астана, Қазақстан
Алексей Алексеев, «Ұлттық еңбек гигиенасы және аурулар орталығы» АҚ, Қарағанды, Қазақстан

Зертхана меңгерушісі, «Ұлттық еңбек гигиенасы және аурулар орталығы» АҚ, Қарағанды, Қазақстан
Кыран Касым, National Laboratory Astana (NLA), Nazarbayev University, Астана, Қазақстан

National Laboratory Astana (NLA), Nazarbayev University, Астана, Қазақстан
Шах Дхавал, Nazarbayev University, Aстана, Kaзахстан

Қауымдастырылған профессор, Department of Chemical and Materials Engineering, School of Engineering and Digital Sciences, Nazarbayev University, Aстана, Kaзахстан
Нуршат Нуражи, Nazarbayev University, National Laboratory Astana (NLA), ЖШС “TEQNOVATE”, Aстана, Kaзахстан

Профессор, Department of Chemical and Materials Engineering, School of Engineering and Digital Sciences, Nazarbayev University, National Laboratory Astana (NLA), ЖШС “TEQNOVATE”, Aстана, Kaзахстан