Inventory number IRN Number of state registration
0225РК01291 BR27101493-OT-25 0125РК00627
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Промежуточный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 2
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Number of books Appendicies Sources
0 4 183
Total number of pages Patents Illustrations
179 0 51
Amount of funding Code of the program Table
294082709 Ф.1474 10
Code of the program's task under which the job is done
01
Name of work
Разработка стратегии снижения загрязнения воздуха в промышленных городах Казахстана, основанная на идентифицировании распределения источников загрязнения
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Fundamental Метод, способ
Report authors
Жумадилов Касым Шаймарданович , Байгазинов Жанат Абылканович , Мухамедияров Нурлан Жумагазыевич , Лукашенко Сергей Николаевич , Kovács Tibor , Касымжанов Мурат Тулеужанович , Актаев Медет Рыскалиевич , Ташекова Ажар Жумановна , Поливкина Елена Николаевна , Акбаева Ляйля Хамидуллаевна , Темиржанова Арай Ермековна , Сальменбаев Саян Елеусизович , Кенжина Лаура Болатказыевна , Монаенко Валерий Николаевич , Умаров Мурат Алпыспаевич , Есильканов Гани Мухтарович , Мамырбаева Айнур Солтанбековна , Ершин Зейнолла Райханович ,
1
1
5
2
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МЭ РК
Full name of the service recipient
Акционерное общество "Парк ядерных технологий"
Abbreviated name of the service recipient АО "Парк ядерных технологий"
Abstract

Объектами исследования в данной научно-исследовательской работе являются атмосферный воздух промышленных городов Казахстана — Усть-Каменогорска и Павлодара. Работа направлена на разработку научно-обоснованной стратегии снижения загрязнения воздуха на основе анализа источников загрязняющих веществ, включая промышленные выбросы, транспорт и метеофакторы. Проведён комплексный анализ состояния атмосферного воздуха с применением ГИС, статистических и метеомоделей, определены основные загрязнители и зоны техногенного воздействия. Изучен химический состав частиц PM₂.₅ и снежного покрова, выявлены превышения ПДК по ряду элементов (Cd, Pb, Zn, Al). Установлены основные источники эмиссий, проведена оценка влияния загрязнения на здоровье населения и экономический ущерб. Оценена эффективность Экологического кодекса РК (2021 г.) и предложены меры по снижению загрязнения воздуха и улучшению экологической ситуации в промышленных городах.

Осы ғылыми-зерттеу жұмысындағы зерттеу объектілері Қазақстан — Өскемен және Павлодар өнеркәсіптік қалаларының атмосфералық ауасы болып табылады. Жұмыс өнеркәсіптік шығарындыларды, көлік пен метеофакторларды қоса алғанда, ластаушы заттардың көздерін талдау негізінде ауаның ластануын төмендетудің ғылыми негізделген стратегиясын әзірлеуге бағытталған. ГАЖ, статистикалық және метеомодельдерді қолдана отырып, атмосфералық ауаның жай-күйіне кешенді талдау жүргізілді, негізгі ластаушы заттар мен техногендік әсер ету аймақтары анықталды. PM₂ бөлшектерінің химиялық құрамы зерттелді.₅ Және қар жамылғысы, бірқатар элементтер (Cd, Pb, Zn, Al) бойынша ШРК-ның асып кетуі анықталды. Эмиссиялардың негізгі көздері белгіленді, ластанудың халық денсаулығына және экономикалық залалға әсері бағаланды. ҚР Экологиялық кодексінің тиімділігі бағаланды (2021 Ж.) және ауаның ластануын азайту және өнеркәсіптік қалалардағы экологиялық жағдайды жақсарту бойынша шаралар ұсынылды.

Разработка стратегии снижения загрязнения воздуха в промышленных городах Казахстана, основанная на идентифицировании распределения источников загрязнения.

Ластану көздерін бөлуді сәйкестендіруге негізделген Қазақстанның өнеркәсіптік қалаларында ауаның ластануын төмендету стратегиясын әзірлеу.

Методы исследования, применённые в данной научно-исследовательской работе, включают статистический, сравнительный и корреляционный анализ, а также использование геоинформационных технологий (ГИС) и метеомоделирования. Для определения химического состава атмосферных аэрозолей и снежного покрова использовались методы индуктивно-связанной плазменной атомно-эмиссионной спектрометрии (ИСП-АЭС) и индуктивно-связанной плазменной масс-спектрометрии (ИСП-МС). На основе данных наблюдений, полученных от Казгидромета и региональных экологических управлений, проведено построение временных рядов, анализ динамики концентраций загрязняющих веществ (PM₂.₅, PM₁₀, SO₂, NO₂, CO), определение корреляций между уровнем загрязнения и отраслевой структурой промышленности, а также группировка регионов по эффективности внедрения мер по улучшению качества атмосферного воздуха. Все данные обрабатывались с использованием программ Microsoft Excel и Statistica.

Осы ғылыми-зерттеу жұмысында қолданылатын зерттеу әдістеріне статистикалық, салыстырмалы және корреляциялық талдау, сондай-ақ геоақпараттық технологияларды (ГАЖ) және метеомодельдеуді қолдану жатады. Атмосфералық аэрозольдер мен қар жамылғысының химиялық құрамын анықтау үшін индуктивті байланысқан плазмалық атомдық эмиссиялық спектрометрия (ISP-AES) және индуктивті байланысқан плазмалық масс-спектрометрия (ISP-MS) әдістері қолданылды. Қазгидромет пен өңірлік экологиялық басқармалардан алынған бақылаулар деректерінің негізінде уақыт қатарларын құру, ластаушы заттардың шоғырлану динамикасына талдау (PM₂) жүргізілді.₅ , PM₁₀, so₂, No₂, CO), ластану деңгейі мен өнеркәсіптің салалық құрылымы арасындағы корреляцияны анықтау, сондай-ақ атмосфералық ауаның сапасын жақсарту шараларын енгізу тиімділігі бойынша Аймақтарды топтастыру. Барлық деректер Microsoft Excel және Statistica бағдарламалары арқылы өңделді.

В ходе научно-исследовательской работы получены результаты, имеющие важное научное и практическое значение для оценки и управления качеством атмосферного воздуха в промышленных регионах Казахстана. Впервые для городов Усть-Каменогорск и Павлодар проведён комплексный анализ состава и распределения загрязняющих веществ с использованием ГИС-технологий, статистических методов и метеомоделирования. Определены основные источники загрязнения атмосферного воздуха, их долевой вклад и пространственно-временные закономерности распространения загрязнителей, а также установлено влияние метеорологических факторов на концентрацию аэрозольных частиц PM₂.₅ и других компонентов. На основе анализа проб снега и аэрозольных фильтров получены новые данные о содержании тяжёлых металлов и ионного состава атмосферных выпадений, выявлены сезонные и многолетние тенденции изменения качества воздуха. Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к исследованию загрязнения атмосферы, объединяющем химико-аналитические, статистические и геоинформационные методы, а также в интеграции лабораторных данных, результатов наблюдений Казгидромета и метеомоделирования. На основе проведённых исследований разработаны научно обоснованные предложения по совершенствованию системы мониторинга, управлению источниками эмиссий и формированию стратегии снижения загрязнения воздуха в промышленных городах Казахстана.

Ғылыми-зерттеу жұмысы барысында Қазақстанның өнеркәсіптік өңірлеріндегі атмосфералық ауаның сапасын бағалау және басқару үшін маңызды ғылыми және практикалық маңызы бар нәтижелер алынды. Алғаш рет Өскемен және Павлодар қалалары үшін ГАЖ-технологияларды, статистикалық әдістерді және метеомодельдеуді пайдалана отырып, ластаушы заттардың құрамы мен таралуына кешенді талдау жүргізілді. Атмосфералық ауаның ластануының негізгі көздері, олардың үлестік үлесі және ластаушы заттардың таралуының кеңістіктік-уақыттық заңдылықтары анықталды, сондай-ақ метеорологиялық факторлардың pm₂ аэрозоль бөлшектерінің концентрациясына әсері анықталды.₅ Және басқа компоненттер. Қар мен аэрозоль сүзгілерінің сынамаларын талдау негізінде ауыр металдардың құрамы және атмосфералық жауын-шашынның иондық құрамы туралы жаңа деректер алынды, ауа сапасының өзгеруінің маусымдық және көпжылдық тенденциялары анықталды. Жұмыстың ғылыми жаңалығы химиялық-талдамалық, статистикалық және геоақпараттық әдістерді біріктіретін атмосфераның ластануын зерттеуге кешенді тәсілдемеде, сондай-ақ зертханалық деректерді, Қазгидромет және метеомодельдеу бақылауларының нәтижелерін интеграциялауда жатыр. Жүргізілген зерттеулер негізінде мониторинг жүйесін жетілдіру, эмиссия көздерін басқару және Қазақстанның өнеркәсіптік қалаларында ауаның ластануын төмендету стратегиясын қалыптастыру бойынша ғылыми негізделген ұсыныстар әзірленді

Основные конструктивные и технико-экономические показатели выполненной научно-исследовательской работы заключаются в создании комплексной системы оценки качества атмосферного воздуха, основанной на сочетании статистических, геоинформационных и химико-аналитических методов. Реализованная методика позволила определить пространственно-временные закономерности распределения загрязняющих веществ (PM₂.₅, PM₁₀, SO₂, NO₂, CO), установить долевой вклад промышленных и транспортных источников эмиссий и оценить эффективность экологических мероприятий. Применение современных аналитических методов (ИСП-АЭС, ИСП-МС), а также ГИС и метеомоделирования обеспечило повышение точности получаемых данных и сокращение времени анализа. С экономической точки зрения, результаты исследования способствуют оптимизации системы государственного экологического мониторинга, снижению затрат на проведение лабораторных анализов и повышению эффективности экологического управления. Реализация разработанных рекомендаций позволит снизить техногенную нагрузку на атмосферу промышленных городов Казахстана, улучшить качество жизни населения и обеспечить рациональное использование природных и финансовых ресурсов.

Орындалған ғылыми-зерттеу жұмысының негізгі конструктивті және техникалық-экономикалық көрсеткіштері статистикалық, геоақпараттық және химиялық-аналитикалық әдістердің үйлесіміне негізделген атмосфералық ауа сапасын бағалаудың кешенді жүйесін құру болып табылады. Іске асырылған әдіс ластаушы заттардың таралуының кеңістіктік-уақыттық заңдылықтарын анықтауға мүмкіндік берді (PM₂.₅ , PM₁₀, so₂, No₂, CO), өндірістік және көліктік эмиссия көздерінің үлестік үлесін белгілеу және экологиялық іс-шаралардың тиімділігін бағалау. Заманауи аналитикалық әдістерді (ISP-AES, ISP-MS), сондай-ақ ГАЖ және метеомодельдеуді қолдану алынған деректердің дәлдігін арттыруды және талдау уақытын қысқартуды қамтамасыз етті. Экономикалық тұрғыдан алғанда, зерттеу нәтижелері мемлекеттік экологиялық мониторинг жүйесін оңтайландыруға, зертханалық талдаулар жүргізуге шығындарды азайтуға және экологиялық басқарудың тиімділігін арттыруға ықпал етеді. Әзірленген ұсынымдарды іске асыру Қазақстанның өнеркәсіптік қалаларының атмосферасына техногендік жүктемені азайтуға, халықтың өмір сүру сапасын жақсартуға және табиғи және қаржы ресурстарын ұтымды пайдалануды қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Степень внедрения результатов научно-исследовательской работы выражается в их практическом применении при анализе и оценке состояния атмосферного воздуха в промышленных регионах Казахстана. Полученные данные и методические подходы используются в деятельности АО «Парк ядерных технологий» и могут быть внедрены в систему государственного экологического мониторинга, а также в работу региональных управлений экологии и Казгидромета для совершенствования методов наблюдения за качеством воздуха. Результаты исследования послужили основой для подготовки научных публикаций, докладов и рекомендаций по разработке стратегии снижения загрязнения атмосферного воздуха в промышленных городах. Методические решения по обработке данных, применению ГИС-технологий и статистическому анализу могут использоваться при реализации национальных и региональных программ по улучшению экологической обстановки и при планировании природоохранных мероприятий.

Ғылыми-зерттеу жұмысының нәтижелерін енгізу дәрежесі Қазақстанның өнеркәсіптік өңірлеріндегі атмосфералық ауаның жай-күйін талдау және бағалау кезінде оларды практикалық қолдануда көрінеді. Алынған деректер мен әдістемелік тәсілдер "ядролық технологиялар паркі" АҚ қызметінде пайдаланылады және мемлекеттік экологиялық мониторинг жүйесіне, сондай-ақ ауаның сапасын бақылау әдістерін жетілдіру үшін өңірлік экология және Қазгидромет басқармаларының жұмысына енгізілуі мүмкін. Зерттеу нәтижелері өнеркәсіптік қалалардағы атмосфералық ауаның ластануын азайту стратегиясын әзірлеу бойынша ғылыми жарияланымдар, баяндамалар мен ұсынымдар дайындауға негіз болды. Деректерді өңдеу, ГАЖ технологияларын қолдану және статистикалық талдау бойынша әдістемелік шешімдер экологиялық жағдайды жақсарту жөніндегі ұлттық және өңірлік бағдарламаларды іске асыру кезінде және табиғатты қорғау іс-шараларын жоспарлау кезінде пайдаланылуы мүмкін.

Эффективность проведённой научно-исследовательской работы подтверждается результатами комплексной оценки влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения и экономику промышленных регионов Казахстана, а также анализом внедрения обновлённой версии Экологического кодекса Республики Казахстан (2021 г.). Установлено, что загрязнение воздуха оказывает не только экологическое, но и значительное экономическое воздействие: ежегодный ущерб в городах Усть-Каменогорск и Павлодар оценивается в 55–60 млрд тенге, что составляет 2,5–3 % их совокупного регионального валового продукта. Потери включают утраченные годы трудоспособности, снижение производственного потенциала и рост медицинских расходов. Это подтверждает, что улучшение качества атмосферного воздуха является не только санитарно-гигиенической, но и экономически эффективной мерой с высокой отдачей для региональной политики. Проведённый анализ показал, что внедрение новой редакции Экологического кодекса, основанной на применении наилучших доступных технологий, способствует снижению выбросов и повышению эффективности природоохранной деятельности, что делает реализацию результатов работы значимым вкладом в совершенствование системы экологического управления и устойчивое развитие промышленных регионов страны.

Жүргізілген ғылыми-зерттеу жұмысының тиімділігі атмосфералық ауаның ластануының Қазақстанның өнеркәсіптік өңірлерінің тұрғындарының денсаулығы мен экономикасына әсерін кешенді бағалау нәтижелерімен, сондай-ақ Қазақстан Республикасы Экологиялық кодексінің (2021 ж.) жаңартылған нұсқасын енгізуді талдаумен расталады. Ауаның ластануы тек экологиялық ғана емес, сонымен қатар айтарлықтай экономикалық әсер ететіні анықталды: Өскемен және Павлодар қалаларында жыл сайынғы залал 55-60 млрд теңгеге бағаланады, бұл олардың жиынтық өңірлік жалпы өнімінің 2,5-3%– % құрайды. Шығындарға еңбекке қабілеттіліктің жоғалған жылдары, өндірістік әлеуеттің төмендеуі және медициналық шығындардың өсуі жатады. Бұл атмосфералық ауаның сапасын жақсарту тек санитарлық-гигиеналық ғана емес, сонымен қатар аймақтық саясат үшін жоғары қайтарымы Бар үнемді шара екенін растайды. Жүргізілген талдау ең үздік қолжетімді технологияларды қолдануға негізделген Экологиялық кодекстің жаңа редакциясын енгізу шығарындыларды азайтуға және табиғат қорғау қызметінің тиімділігін арттыруға ықпал ететінін көрсетті, бұл жұмыс нәтижелерін іске асыруды экологиялық басқару жүйесін жетілдіруге және елдің өнеркәсіптік өңірлерін орнықты дамытуға елеулі үлес етеді.

Область применения результатов научно-исследовательской работы охватывает практические и аналитические задачи, связанные с оценкой и управлением качеством атмосферного воздуха в промышленных регионах Казахстана. Полученные данные и разработанные методические подходы могут быть использованы в системе государственного экологического мониторинга, при планировании природоохранных мероприятий и оценке воздействия промышленных предприятий на окружающую среду. Результаты исследования применимы в деятельности региональных управлений экологии, РГП «Казгидромет», АО «Парк ядерных технологий», а также в научно-исследовательских и образовательных организациях, занимающихся вопросами охраны атмосферного воздуха. Кроме того, разработанные подходы могут быть использованы при подготовке экологических программ, стратегий и нормативных документов, направленных на снижение загрязнения атмосферы, совершенствование мониторинга и повышение экологической устойчивости промышленных городов Казахстана.

Ғылыми-зерттеу жұмысының нәтижелерін қолдану саласы Қазақстанның өнеркәсіптік өңірлеріндегі атмосфералық ауаның сапасын бағалау мен басқаруға байланысты практикалық және талдамалық міндеттерді қамтиды. Алынған деректер мен әзірленген әдістемелік тәсілдер мемлекеттік экологиялық мониторинг жүйесінде, табиғатты қорғау іс-шараларын жоспарлау және өнеркәсіптік кәсіпорындардың қоршаған ортаға әсерін бағалау кезінде пайдаланылуы мүмкін. Зерттеу нәтижелері өңірлік экология басқармаларының, "Қазгидромет" РМК, "Ядролық технологиялар паркі" АҚ қызметінде, сондай-ақ атмосфералық ауаны қорғау мәселелерімен айналысатын ғылыми-зерттеу және білім беру ұйымдарында қолданылады. Бұдан басқа, әзірленген тәсілдер атмосфераның ластануын азайтуға, мониторингті жетілдіруге және Қазақстанның өнеркәсіптік қалаларының экологиялық тұрақтылығын арттыруға бағытталған экологиялық бағдарламаларды, стратегияларды және нормативтік құжаттарды дайындау кезінде пайдаланылуы мүмкін.

UDC indices
504.3.054
International classifier codes
34.35.00; 87.15.15;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
Дозиметрия; твердые частицы аэрозолей воздуха; рецепторная модель; источники загрязнения; химические элементы;
Key words in Kazakh
Дозиметрия; ауаның аэрозольді қатты бөлшектері; рецепторлық модель; ластау көздері; химиялық элементтер;
Head of the organization Байгазинов Жанат Абылканович Phd / ассоциированный профессор
Head of work Жумадилов Касым Шаймарданович PhD / professor
Native executive in charge Байгазинов Жанат Абылканович Ассоциированный профессор (доцент)