RUDN Journal of Ecology and Life SafetyRUDN Journal of Ecology and Life SafetyВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности2313-23102408-8919Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)5220610.22363/2313-2310-2026-34-3-376-390DURDLTIndustrial EcologyПромышленная экологияResearch ArticleThe contribution of individual heat sources to air pollution in Siberian cities and its reduction by household electrostatic precipitatorsВклад источников индивидуального теплоснабжения в загрязнение воздуха городов Сибири и его снижение бытовыми электрофильтрамиhttps://orcid.org/0000-0003-3272-00723164-6450KalashnikovSergey V.КалашниковСергей Васильевич

Cand. Sci. (Phys.-Math.), Senior Researcher, Laboratory of Physical Electronics and Radiophysics

кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории физической электроники и радиофизики

betch_kail@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-6201-67432781-4995NomoevAndrey V.НомоевАндрей Валерьевич

Dr. Sci. (Phys.-Math.), Head of Laboratory of Physical Materials Science

доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией физического материаловедения

nomoevav@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3264-77921183-1501ChimytovTimur A.ЧимытовТимур Андреевич

Cand. Sci. (Phys.-Math.), Researcher, Laboratory of Physical Materials Science

кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории физического материаловедения

tchimytov@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0001-8315-36564217-1049YuzhakovIlya A.ЮжаковИлья Андреевич

Engineer, Laboratory of Physical Materials Science

инженер лаборатории физического материаловедения

yuzhakov.0402@yandex.ruhttps://orcid.org/0009-0005-6169-5293MunkhtsetsegSambuuСамбууМунхцэцэг

Researcher, Department of Physics, Natural Science Division, School of Arts and Sciences

исследователь, Департамент физики, Отдел естественных наук, Школа искусств и наук

munkhtsetseg_s@num.edu.mnhttps://orcid.org/0000-0002-6356-1361Tseren-OchirSoyol-ErdeneЦырен-ОчирСоел-Эрденэ

Professor, Department of Environmental and Forest Engineering; Director, Center for Environmental Technology and Development, School of Engineering and Technology

профессор, Департамент инженерии окружающей среды и лесного хозяйства, директор Центра экологических технологий и развития, Школа инженерии и технологий

soyol_erdene@num.edu.mnInstitute of Physical Materials Science of the Russian Academy of SciencesИнститут физического материаловедения СО РАН10092026343VOL 34, NO2 (2026)ТОМ 34, №2 (2026)37639010092026Copyright ©; 2026, Kalashnikov S.V., Nomoev A.V., Chimytov T.A., Yuzhakov I.A., Munkhtsetseg S., Tseren-Ochir S.Copyright ©; 2026, Калашников С.В., Номоев А.В., Чимытов Т.А., Южаков И.А., Самбуу М., Цырен-Очир С.2026Kalashnikov S.V., Nomoev A.V., Chimytov T.A., Yuzhakov I.A., Munkhtsetseg S., Tseren-Ochir S.Калашников С.В., Номоев А.В., Чимытов Т.А., Южаков И.А., Самбуу М., Цырен-Очир С.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/52206

The aim of the study is to justify the feasibility of using household electrostatic precipitators (ESPs) to reduce particulate emissions from individual heat sources (IHS) in Siberian cities, using Ulan-Ude as a case study. The object of the study is particulate emissions from private coal- and wood-fired boilers and furnaces. Methodology includes field measurements of flue gas dust content (aspiration method, thermoanemometry), Deutsch formula calculations, laboratory ESP modelling with fly ash, and particle size distribution analysis. Average IHS flue gas dust concentration is 1.0 ± 0.2 g/m³ at a flow rate of 260 ± 70 m³/h; equipping 50% of coal-fired boilers with ESPs (99% efficiency) would reduce particulate emissions by 3000-4000 t/year. The developed two-zone ESP with power consumption of ~315 W and dimensions of 1.4×0.45×0.7 m can be integrated into the chimney of a private house instead of a standard section.

Цель исследования - обоснование целесообразности применения бытовых электрофильтров для снижения выбросов твердых частиц от индивидуальных источников теплоснабжения (ИИТ) в городах Сибири на примере Улан-Удэ. Объект исследования - выбросы твердых загрязняющих веществ от частных котельных и печей, работающих на угле и дровах. Методология включает натурные измерения запыленности дымовых газов (аспирационный метод, термоанемометрия), расчет по формуле Дейча, лабораторное моделирование электрофильтра с золовым уносом и анализ гранулометрического состава. Средняя запыленность дыма ИИТ составляет 1,0 ± 0,2 г/м³ при расходе 260 ± 70 м³/ч; оснащение 50 % угольных котельных электрофильтрами с эффектив ностью 99 % позволит снизить выбросы твердых частиц на 3000-4000 т/год. Разработанный двухзонный электрофильтр с потребляемой мощностью ~315 Вт и габаритами 1,4×0,45×0,7 м может быть интегрирован в дымоход частного дома взамен стандартной секции.

atmospheric emissionsfly ashatmospheric pollutionelectrostatic precipitatorDeutsch formulacorona dischargeUlan-Udeвыбросы в атмосферузоловый уносзагрязнение атмосферыэлектрофильтрформула Дейчакоронный разрядУлан-УдэРабота выполнена при финансовой поддержке государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, научная тема FWSF-2024-0013The work was carried out with the financial support of the state assignment of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, scientific topic FWSF-2024-0013Budilova EV, Lagutin MB. Air pollution and demographic indicators of public health in Russian cities. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 23. Antropologiya. 2021;(4):81–99. (In Russ.) https://doi.org/10.32521/2074-8132.2021.4.081-099 EDN: CRGERJБудилова Е.В., Лагутин М.Б. Загрязнение атмосферного воздуха и демографические показатели здоровья в городах России // Вестник Московского университета. Серия 23 : Антропология. 2021. № 4. С. 81–99. https://doi.org/10.32521/2074-8132.2021.4.081-099 EDN: CRGERJSemikashev VV, Gaivoronskaya MS. Analysis of the present state and prospects of gasification in Russia for the period up to 2030. Problemy prognozirovaniya. 2022;1:91–100. (In Russ.) https://doi.org/10.47711/0868-6351-190-91-100 EDN: TYKYLOСемикашев В.В., Гайворонская М.С. Анализ текущего состояния и перспективы газификации России на период до 2030 г. // Проблемы прогнозирования. 2022. № 1. С. 91–100. https://doi.org/10.47711/0868-6351-190-91-100 EDN: TYKYLOBreslavsky AS. “Suburban Revolution”: the regional case (Ulan-Ude). The Russian Peasant Studies. 2017;2(1):90–101. (In Russ.) https://doi.org/10.22394/2500-1809-2017-2-1-90-101 EDN: ZCINAVБреславский А.С. «Пригородная революция» в региональном срезе (Улан-Удэ) // Крестьяноведение. 2017. Т. 2. № 1. С. 90–101. https://doi.org/10.22394/2500-1809-2017-2-1-90-101 EDN: ZCINAVUrbanova ChB, Babikov VA, Petrov SA, Gomboev BO. Air pollution features in Ulan-Ude City. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. 2022;16(3):103–109. (In Russ.) https://doi.org/10.31161/1995-0675-2022-16-4-103-109 EDN: JCXSJVУрбанова Ч.Б., Бабиков В.А., Петров С.А., Гомбоев Б.О. Особенности загрязнения воздушного бассейна в городе Улан-Удэ // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2022. Т. 16. № 3. С. 103–109. https://doi.org/10.31161/1995-0675-2022-16-4-103-109 EDN: JCXSJVUrbanova ChB, Babikov VA, Petrov SA, Gomboev BO. The problem of air pollution in the urban environment (on the example of Ulan-Ude). Priroda vnutrennej Azii. 2022; (4):133–137. (In Russ.) https://doi.org/10.18101/2542-0623-2022-4-133-137 EDN: JFJXJWУрбанова Ч.Б., Бабиков В.А., Петров С.А., Гомбоев Б.О. Проблема загрязнения воздуха городской среды (на примере г. Улан-Удэ) // Природа внутренней Азии. 2022. № 4 (22). С. 133–137. https://doi.org/10.18101/2542-0623-2022-4-133-137 EDN: JFJXJWGomboev BO, Dambueva IK, Khankhareev SS, Batomunkuev VS, Zangeeva NR, Tsydypov VE, Sharaldaev BB, Badmaev AG, Zhamyanov DTs-D, Bagaeva EE, Madeeva EV, Motoshkina MA, Ayusheeva VG, Rygzynov TSh, Tsybikova AB, Ayurzhanaev AA, Sodnomov BV, Banzaraktcaev ZE, Alekseev AV, Lygdenova AB, Norboeva BS. Atmospheric Air Pollution by Stationary Sources in Ulan-Ude (Buryatia, Russia) and Its Impact on Public Health. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2022;19(24):16385. https://doi.org/10.3390/ijerph192416385 EDN: CKHZXTGomboev B.O., Dambueva I.K., Khankhareev S.S., Batomunkuev V.S., Zangeeva N.R., Tsydypov V.E., Sharaldaev B.B., Badmaev A.G., Zhamyanov D.Ts.-D., Bagaeva E.E., Madeeva E.V., Motoshkina M.A., Ayusheeva V.G., Rygzynov T.S., Tsybikova A.B., Ayurzhanaev A.A., Sodnomov B.V., Banzaraktcaev Z.E., Alekseev A.V., Lygdenova A.B., Norboeva B.S. Atmospheric Air Pollution by Stationary Sources in Ulan-Ude (Buryatia, Russia) and Its Impact on Public Health // International Journal of Environmental Research and Public Health. Vol. 19. Iss. 24. Article no. 16385. https://doi.org/10.3390/ijerph192416385 EDN: CKHZXTVolkodaeva MV, Karelin AO, Lomtev AU, Kanchan YaS, Levkin AV, Timin SD. On accounting for emissions of pollutants from autonomous heat supply sources of individual residential buildings when conducting summary calculations of atmospheric air pollution for settlements. Hygiene and sanitation. 2023;102(2):141–147. (In Russ.). https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-2-141-147 EDN: NYBMXLВолкодаева М.В., Карелин А.О., Ломтев А.Ю., Канчан Я.С., Левкин А.В., Тимин С.Д. Учет выбросов загрязняющих веществ от автономных источников теплоснабжения индивидуальных жилых домов при проведении сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха для населенных пунктов // Гигиена и санитария. 2023. Т. 102. № 2. С. 141–147. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2023-102-2-141-147 EDN: NYBMXLBazarov AB, Baranov AO, Pavlov VN, Slepenkova YuM, Tagaeva TO. Analysis and forecast of the state of the environment of the Republic of Buryatia in new conditions. Mir ehkonomiki i upravleniya. 2022;22(2):36-53. (In Russ.) EDN: HOMIYPБазаров А.Б., Баранов А.О., Павлов В.Н., Слепенкова Ю.М., Тагаева Т.О. Анализ и прогноз состояния окружающей среды Республики Бурятия в новых условиях // Мир экономики и управления. 2022. Т. 22. № 2. С. 36–53. https://doi.org/10.25205/2542-0429-2022-22-2-36-54 EDN: HOMIYPKubica R, Kiraga K, Jewiarz M, Pacura W, Domagała J, Tomasz M. Abating particulate emissions from small combustion installations: field testing of the micro-scale electrostatic precipitators. Applied Sciences (Switzerland). 2026;16(4):2115. https://doi.org/10.3390/app16042115 EDN: KLBWRGKubica R., Kiraga K., Jewiarz M., Pacura W., Domagała Ju., Tomasz M. Abating particulate emissions from small combustion installations: field testing of the micro-scale electrostatic precipitators // Applied Sciences (Switzerland). 2026. Vol. 16. No. 4. P. 2115. https://doi.org/10.3390/app16042115 EDN: KLBWRGMolchanov O, Krpec K, Horák J, Kuboňová L, Hopan F, Ryšavý J. Application End Evaluation of Electrostatic Precipitation for Control PM and NOx Emissions from Small-Scale Combustions. Fire. 2024;7(10):356. https://doi.org/10.3390/fire7100356 EDN: ASLSUXMolchanov O., Krpec K., Horák J., Kuboňová L., Hopan F., Ryšavý J. Application end evaluation of electrostatic precipitation for control PM and NOx emissions from small-scale combustions // Fire. 2024. Vol. 7. No. 10. P. 356. https://doi.org/10.3390/fire7100356 EDN: ASLSUXGuzaev VA, Troitsky AA, Shastin SN. Reconstruction of electrostatic precipitators based on modern technical solutions. Ehkologicheskij vestnik Rossii. 2012;7:46–51. (In Russ.) EDN: PCJJCHГузаев В.А., Троицкий А.А., Шастин С.Н. Реконструкция электрофильтров на базе современных технических решений // Экологический вестник России. 2012. Т. 7. С. 46–51. EDN: PCJJCHXu X, Gao X, Yan P, Zhu W, Zheng C, Wang Y, Luo Z, Cen K. Particle migration and collection in a high-temperature electrostatic precipitator. Separation and Purification Technology. 2015;143:184-191. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.01.016Xu X., Gao X., Yan P., Zhu W., Zheng C., Wang Y., Luo Z., Cen K. Particle migration and collection in a high-temperature electrostatic precipitator // Separation and Purification Technology. 2015. Vol .143. P. 184–191. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2015.01.016.Jaworek A, Marchewicz A, Sobczyk AT, Krupa A, Czech T. Two-stage vs. single-stage electrostatic precipitators: comparison of collection efficiency for submicron particles. Journal of Electrostatics. 2019. Vol. 98. P. 25–33. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2019.02.004Jaworek A., Marchewicz A., Sobczyk A.T., Krupa A., Czech T. Two-stage vs. single-stage electrostatic precipitators: comparison of collection efficiency for submicron particles // Journal of Electrostatics. 2019. Vol. 98. P. 25–33. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2019.02.004.Chen B, Li H, He Yu, Liu B, Zhang L. Study on the performance of electrostatic precipitator under multi-physics coupling. Environmental Science and Pollution Research. 2019;26:35023–35033. https://doi.org/10.1007/s11356-019-06623-8 EDN: EUWCGKChen B., Li H., He Yu., Liu B., Zhang L. Study on performance of electrostatic precipitator under multi-physics coupling // Environmental Science and Pollution Research. 2019. Vol. 26. P. 35023–35033. https://doi.org/10.1007/s11356-019-06623-8 EDN: EUWCGKHolubčík M, Čajová Kantová N, Trnka J, Jandačka J. Decreasing solid aerosols from small heat sources using the optimized electrostatic precipitator. Atmosphere. 2022;13(9):1438. https://doi.org/10.3390/atmos13091438 EDN: DGGWURHolubčík M., Čajová Kantová N., Trnka J., Jandačka J. Decreasing solid aerosols from small heat sources using the optimized electrostatic precipitator // Atmosphere. 2022. Vol. 13. No. 9. P. 1438. https://doi.org/10.3390/atmos13091438 EDN: DGGWUR