Towards Sustainable Air Quality in Coal-Heated Cities: A Case Study from Astana, Kazakhstan

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/su172210214
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Despite severe particulate matter (PM) pollution in Central Asia, limited air composition and health impact data are hindering sustainable air quality management and resilient urban planning. This study provides the first comprehensive assessment of PM2.5 and PM2.5–10 in the urban environment of Astana, Kazakhstan, a rapidly expanding city with intense winter heating demands. We characterized PM and atmospheric precipitation and assessed health risks using bioaccessible fractions of PM-bound potentially toxic elements (PTEs). Among 388 samples, PM2.5 and PM2.5–10 concentrations peaked at 534 and 1564 μg·m−3, respectively. Scanning electron microscopy (SEM) identified soot and coal fly ash, indicating fossil fuel combustion as a major source. Precipitation characterization also showed elevated SO42− (17.8 μg⋅L−1), V (108 μg⋅L−1), Ni (84.0 μg⋅L−1), and Mn (63.2 μg⋅L−1). Bioaccessibility tests showed high solubility for Fe (16,229 mg·kg−1) followed by V: key indicators of combustion emissions. Non-carcinogenic risk for Ni and V exceeded acceptable limits for adults and children (e.g., HQ: 6.07 for V for adults). Carcinogenic risk exceeded the threshold 10−6 for Cd (adults), Co, Cr, and Ni. These findings may help advance urban air quality management via integrating bioaccessibility-based health risk assessment and source apportionment, supporting evidence-driven policies for environmentally responsible development in rapidly urbanizing cold-climate regions.