Evaluation of the effectiveness of technological measures to manage the risk to public health when exposed to atmospheric emissions of multi-fuel combined heat and power plants

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

AIM: To assess the effectiveness of technological measures to manage the risk to public health of exposure to atmospheric emissions from multi-fuel combined heat and power plants (CHP).

METHODS: The study involved modeling the dispersion of emissions from the thermal power plants, calculation of surface concentrations, assessment of carcinogenic and non-carcinogenic risks to public health, and estimating the relative risk of mortality, referrals and hospitalizations based on WHO guidelines on atmospheric air quality. Predictive scenarios were constructed for thermal power plants, including the initial state, modernization with the help of technological and sanitary measures, and changes in the structure of the fuel balance.

RESULTS: The use of low-temperature vortex fuel combustion technology in combination with a modernized dust and gas cleaning system significantly (p <0.001) decreased the predicted carcinogenic risk index by an average of 80.67%, non-carcinogenic risk index by 78.84%, and relative mortality risks and referrals to medical organizations by more than 80%. The use of a gas turbine plant increased the production of electric energy by 72.23%, thermal energy by 4.89%, and significantly (p <0.001) reduced the level of carcinogenic risk by 44–60%, non-carcinogenic risk by 35–47%, and relative risks of mortality, visits to medical organizations and hospitalizations by 33–64%.

CONCLUSION: The use of the best available technologies to modernize multi-fuel CHP plants significantly reduces the level of risk to public health while it increases the production of electric and thermal energy and maintaining the advantage of using both solid and gaseous fuels.

About the authors

Sergey B. Petrov

Kirov State Medical University

Author for correspondence.
Email: sbpetrov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2592-4432
SPIN-code: 4437-0407

MD, Cand. Sci. (Med.), associate professor

Russian Federation, 112, K. Marksa street, Kirov, 610998

Yury V. Zhernov

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: zhernov@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-8734-5527
SPIN-code: 4538-9397

MD, Dr. Sci. (Med.), professor

Russian Federation, Moscow

References

  1. Avaliani SL, Bushtueva KA, Golub AA. Mediko-demograficheskaja ocenka vygod ot snizhenija vybrosov parnikovyh gazov. In: Izmenenie klimata i zdorov'e naselenija Rossii v HHІ veke: cb. mater. mezhdunar. seminara; 2004 Apr 5–6; Moscow: Izdatel'skoe tovarishchestvo “Adamant”; 2004. P. 185–194. (In Russ).
  2. Revich BA. Assessment of the effect produced by the fuel and energy complex on the environment and health. Studies on Russian Economic Development. 2010;21(4):403–410. (In Russ).
  3. Petrov SB. Mediko-jekologicheskaja ocenka rajona razmeshhenija predprijatij teplojenergetiki. Izvestija Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. 2008;1:209. (In Russ).
  4. Kulikov MA, Gavrilov EI, Demin VF, Zakharchenko IE. Risks relating to the effect of atmospheric emissions from thermal power stations on health of the population. Thermal Engineering. 2009;(56)1:78–85. (In Russ).
  5. Rakitskii VN, Kuz'min SV, Avaliani SL, et al. Contemporary challenges and ways to improve health risk assessment and management. Health Risk Analysis. 2020;(3):22–28. (In Russ). doi: 10.21668/health.risk/2020.3.03
  6. Rezinskih VF, Grin' EA. Nadezhnost' i bezopasnost' TJeS Rossii na sovremennom jetape: problemy i perspektivnye zadachi. Teploenergetika. 2010;(1):2–9. (In Russ).
  7. Brunekreef B, Holgate ST. Air pollution and health. Lancet. 2002;360(9341):1233–1242. doi: 10.1016/S0140-6736(02)11274-8
  8. WHO global air quality guidelines. Particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide. Geneva: World Health Organization; 2021.
  9. Halafjan AA. Sovremennye statisticheskie metody medicinskih issledovanij. Moscow: Izdatel'stvo LKI; 2008. 320 p. (In Russ).
  10. Friedrich R, Rabl A, Spadaro JV. Quantifying the costs of air pollution: the ExternE project of the EC. Pollution Atmosphérique. 2001;77–104.
  11. Zhu Q, Luo X, Zhang B, Chen Y, et al. Mathematical modeling, validation, and operation optimization of an industrial complex steam turbine network-methodology and application. Energy. 2016;97(C):191–213. doi: 10.1016/j.energy.2015.12.112
  12. Peng RD, Bell ML, Geyh AS, et al. Emergency admissions for cardiovascular and respiratory diseases and the chemical composition of fine particle air pollution. Environ Health Perspect. 2009;117(6):957–963.
  13. Grigoriev KA, Skuditsky VE, Zykin YV. Application of low-temperature vortical combustion of different fuels in the steam-boiler BKZ-210-13,8 at Kirov CHP-4. Power Technology and Engineering. 2010;(4):9–13. (In Russ).
  14. Aminov RZ, Garievsky MV. The efficiency of combined-cycle CHP plant with variable electric loads, taking into account the wear and tear of equipment. Power Engineering: Research, Equipment, Technology 2018;(7-8):10–22. (In Russ).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».