به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، آلودگی هوا به یکی از جدیترین چالشهای زیستمحیطی و سلامت عمومی در قرن بیستویکم تبدیل شده است. افزایش جمعیت شهری، رشد سریع صنایع، گسترش حملونقل موتوری و تغییرات اقلیمی، موجب شدهاند که کیفیت هوا در بسیاری از کلانشهرها به سطحی خطرناک برسد. پیامدهای این بحران نهتنها شامل بیماریهای تنفسی و قلبیعروقی است، بلکه بر بهرهوری اقتصادی، کیفیت زندگی و پایداری اکوسیستمهای شهری نیز اثر میگذارد. از همین رو، شهرهای مختلف جهان به دنبال راهکارهای نوآورانه برای مقابله با این معضل هستند.
در سالهای اخیر، فناوریهای نوین همچون برجهای تصفیه هوای شهری، درختان مصنوعی زیستی و سامانههای هوشمند پایش و پالایش ذرات معلق، بهعنوان مکملی برای سیاستهای سنتی کاهش انتشار آلایندهها مطرح شدهاند. این فناوریها با هدف ایجاد مناطق پاکیزه در نقاط پرترافیک یا آلوده، کاهش ذرات معلق پیام ۲.۵ و پیام ۱۰ و افزایش آگاهی عمومی طراحی شدهاند. هرچند بسیاری از کارشناسان تأکید دارند که این اقدامات جایگزین سیاستهای کلان کاهش انتشار نیستند، اما تجربههای جهانی نشان میدهد که میتوانند بهعنوان بخشی از راهبرد سلامتمحور شهری، اثرات ملموسی بر کیفیت زندگی شهروندان داشته باشند.
جایپور؛ برجهای تصفیه هوای عظیم در قلب ترافیک
شهر جایپور در هند با مشکل جدی آلودگی ناشی از ترافیک و گردوغبار زمستانی روبهرو است و برای مقابله با این بحران، برجهای تصفیه هوا را در نقاط پرترافیک نصب کرده است. این برجها با ترکیب فیلتراسیون مکانیکی و رسوبدهی الکترواستاتیک، ذرات معلق پیام ۲.۵ و پیام ۱۰ را جذب میکنند. هوای آلوده توسط مکندههای پرقدرت وارد برج میشود و پس از عبور از فیلترهای چندمرحلهای هپا(فیلتر هوای ذرات با کارایی بالا، HEPA ) و کربن فعال، بهصورت پاکیزه به محیط بازگردانده میشود. فیلتر هپا نوعی فیلتر مکانیکی با راندمان بسیار بالا محسوب میشود که میتواند ۹۹.۹۷ درصد ذرات معلق با قطر ۰.۳ میکرون را از هوا حذف کند.
دادههای اولیه نشان میدهد که این برجها توانستهاند در شعاع ۵۰ متری کاهش ۴۰ درصدی ذرات معلق را در ساعات اوج ترافیک ایجاد کنند. هرچند تأثیر در مقیاس شهر نیازمند نصب بیش از صد واحد است، اما همین نتایج اولیه بسیار امیدوارکننده است. چالش اصلی، مصرف بالای انرژی است که با نسخههای آزمایشی مجهز به پنلهای خورشیدی تا حدی جبران میشود. فرایند نگهداری برجها شامل تعویض فیلترها هر سه ماه و کالیبراسیون سالانه است که از طریق مشارکت بخش خصوصی و بودجه مسئولیت اجتماعی شرکتها تأمین میشود.
این پروژه بخشی از برنامه شهر هوشمند جایپور است که با داشبوردهای موبایلی، کیفیت هوا را بهصورت لحظهای در اختیار شهروندان قرار میدهد. برای مقابله با گردوغبار ناشی از بیابانهای اطراف، ورودیها به پوششهای آبگریز مجهز شدهاند. استفاده از پوششهای آبگریز موجب میشود ذرات گردوغبار و قطرات آب بهجای چسبیدن به فیلترها، روی سطح سر بخورند و بهراحتی توسط جریان هوا و باران طبیعی دفع شوند.
پاریس؛ تصفیهکنندههای پیادهروها و مبلمان شهری
پاریس بهعنوان یکی از پیشگامان نوآوری در مدیریت کیفیت هوا، پروژهای پایلوت را اجرا کرده است که در آن تصفیهکنندههای هوای تعبیهشده در کف پیادهروها و نیمکتهای شهری مورد استفاده قرار میگیرند. این سامانهها با هدف ایجاد «زونهای پاک» در سطحی طراحی شدهاند که عابران بیشترین تماس را با آلایندهها دارند. برخلاف برجهای بزرگ یا سازههای خزهای، این فناوری تمرکز خود را بر لایههای نزدیک به سطح زمین گذاشته است که غلظت آلایندههای ناشی از ترافیک موتوری بیشترین اثر را بر سلامت شهروندان دارد.
این تصفیهکنندهها به فنهای محوری کمصدا مجهز هستند که هوای اطراف نیمکت یا کف پیادهرو را مکش میکنند. هوای آلوده پس از ورود، از میان فیلترهای چندمرحلهای هپا عبور داده میشود. در مرحله بعد، فیلترهای کربن فعال ترکیبات آلی فرار و بوهای ناشی از سوختهای فسیلی را جذب میکنند و کیفیت هوای خروجی را بهبود میبخشند. بعضی نمونهها به یونیزاسیون پلاسما مجهز هستند که با بارگذاری الکتریکی ذرات باقیمانده، راندمان جذب را افزایش میدهد.
هوای پاکیزه از طریق دریچههای خروجی در اطراف نیمکت یا کف سازه به محیط بازگردانده میشود و یک محدوده تنفسی سالم در شعاع ۵ تا ۱۰ متر ایجاد میکند. سامانههای حسگر داخلی، میزان ذرات ورودی و خروجی را بهصورت لحظهای پایش و دادهها را به داشبوردهای شهری منتقل میکنند. این اطلاعات علاوه بر ارزیابی کارایی، برای اطلاعرسانی عمومی نیز مورد استفاده قرار میگیرد. تجربه پاریس نشان میدهد که تصفیهکنندههای کف پیادهروها میتوانند بهعنوان بخشی از مبلمان شهری، کیفیت هوای محلی را ارتقا دهند و آگاهی عمومی درباره آلودگی هوا را افزایش دهند؛ هرچند برای اثرگذاری کلان، نیازمند ترکیب با سیاستهای سختگیرانه کاهش انتشار هستند.
داکا؛ پایلوت تصفیه صنعتی در شرایط بحرانی
داکا، پایتخت بنگلادش، یکی از آلودهترین شهرهای جهان است که میانگین ذرات پیام ۲.۵ آن در سال ۲۰۲۳ حدود ۹۲ میکروگرم بر مترمکعب، یعنی ۱۸ برابر حد مجاز سازمان جهانی بهداشت گزارش شد. برای مقابله با این وضعیت، شهرداری شمال داکا برنامهای برای نصب ۲۵ تا ۳۰ دستگاه تصفیه صنعتی در فضاهای عمومی آغاز کرده است. هر دستگاه با هزینهای حدود ۴۲ تا ۵۰ هزار دلار، معادل ظرفیت تصفیه ۸۰ درخت طبیعی معرفی میشود.
دستگاههای تصفیه صنعتی داکا با طراحی خاص خود قادرند یک «حباب هوای پاک» در اطراف محل نصب ایجاد کنند. ابتدا فنهای محوری با ظرفیت بالا حجم زیادی از هوای آلوده محیط را مکش میکنند. این هوا وارد یک سامانه چندمرحلهای میشود که شامل فیلترهای مکانیکی اولیه برای جداسازی ذرات درشت، سپس فیلترهای HEPA برای جذب ذرات ریزتر و در نهایت فیلترهای کربن فعال برای حذف ترکیبات آلی فرار و بوهای نامطبوع است.
پس از عبور از این مراحل، هوا وارد بخش یونیزاسیون پلاسما میشود. در این بخش، میدان الکتریکی با ولتاژ بالا ایجاد میشود و ذرات معلق باقیمانده را به صفحات جمعکننده متصل به زمین جذب میکند. این روش مشابه رسوبدهی الکترواستاتیک است و راندمان حذف ذرات بسیار ریز را افزایش میدهد. هوای تصفیهشده سپس از خروجیهای چندجهته دستگاه به محیط بازگردانده میشود. بهدلیل حجم بالای جریان هوا و طراحی آیرودینامیکی خروجیها، یک منطقه پاکیزه با شعاع تقریبی ۲۰ تا ۳۰ متر پیرامون دستگاه شکل میگیرد که در آن غلظت ذرات معلق بهطور محسوس پایین است.
برای پایش عملکرد، حسگرهای داخلی میزان ذرات ورودی و خروجی را بهصورت لحظهای اندازهگیری و دادهها را به سامانه مرکزی منتقل میکنند. این اطلاعات نهتنها برای ارزیابی کارایی دستگاهها استفاده میشود، بلکه به شهروندان امکان میدهد از طریق داشبوردهای آنلاین کیفیت هوای اطراف خود را مشاهده کنند. هر دستگاه در عمل همچون یک ایستگاه تصفیه موضعی عمل میکند که میتواند در میدانها، پارکها یا خیابانهای پرترافیک، محدودهای امنتر برای تنفس شهروندان ایجاد کند.
کارشناسان هشدار دادهاند که در شرایط جریان هوای آزاد و گردوغبار ناشی از ساختوساز و کورههای آجر، اثرگذاری این سامانهها محدود خواهد بود. تجربههای مشابه در دهلی نشان دادهاند که بدون کنترل منابع اصلی آلاینده، تصفیه موضعی نمیتواند تأثیر چشمگیری در سطح شهر داشته باشد. با وجود این، داکا این پروژه را بهعنوان بخشی از رویکرد ترکیبی دنبال میکند. علاوه بر نصب دستگاهها، شهرداری متعهد شده است پیمانکاران ساختمانی را به پوشاندن سایتها و کاهش گردوغبار ملزم کند.
اسلو؛ پیشگام درختان مصنوعی
اسلو نخستین شهری بود که فناوری CityTree را بهکار گرفت. این سازهها با ارتفاع حدود چهار متر و عرض سه متر، از دیوارههای پوشیده از خزه فرشی تشکیل شدهاند که توانایی جذب ذرات ریز و اکسیدهای نیتروژن را دارند. هر سازه معادل ۲۷۵ درخت طبیعی در شرایط آزمایشگاهی معرفی میشود و روزانه حدود ۲۵۰ گرم ذرات را جذب میکند.
این سازهها با پنلهای خورشیدی و سامانه جمعآوری آب باران، بدون نیاز به انرژی خارجی فعالیت میکنند. حسگرهای اینترنت اشیا عملکرد آنها را بهصورت لحظهای پایش میکنند و دادهها روی نمایشگرهای دیجیتال نصبشده در بدنه سازهها نمایش داده میشود. نسخههای جدیدتر با طراحی ششضلعی چوبی، ردپای کربنی کمتری دارند و قابلیت غیرفعالسازی بعضی ویروسها را نیز ادعا میکنند.
مطالعات مستقل نشان دادهاند که در نقاط پرترافیک اسلو، این سازهها توانستهاند بین ۳۰ تا ۸۲ درصد کاهش ذرات معلق ایجاد کنند، هرچند میزان اثرگذاری به شرایط باد وابسته است. هزینه سالانه نگهداری حدود ۴۰۰ هزار یورو برآورد شده که بحثهایی درباره کارایی اقتصادی آن ایجاد کرده است. با این حال، اسلو این فناوری را بهعنوان مکمل برنامه کاشت یک میلیون درخت طبیعی در نظر گرفته است و آن را بخشی از راهبرد جامع سلامت شهری میداند.
هنگکنگ؛ ترکیب درختان مصنوعی و تصفیهکنندههای جادهای
هنگکنگ بهعنوان یکی از متراکمترین شهرهای جهان، با پدیده «خیاباندره» روبهرو است که ساختمانهای بلند در دو سوی خیابان، جریان هوا را محدود میکنند و آلایندههای ناشی از خودروها در سطح زمین محبوس میشوند. برای مقابله با این وضعیت، شهرداری هنگکنگ پروژهای پایلوت را آغاز کرده است که در آن تصفیهکنندههای جادهای مجهز به فنهای محوری و رسوبدهندههای الکترواستاتیک در مسیرهای پرترافیک نصب شدهاند. این دستگاهها با مکش مستقیم آلایندهها از لایههای پایین خیابان، توانستهاند بین ۲۰ تا ۵۰ درصد کاهش ذرات معلق در محدودههای آزمایشی ایجاد کنند.
در کنار این سامانهها، هنگکنگ از فناوری درخت مصنوعی بهره گرفته است. این سازههای پوشیده از خزه، علاوه بر جذب ذرات ریز، توانایی بالایی در حذف اکسیدهای نیتروژن دارند و در شرایط آبوهوای مرطوب نیمهگرمسیری، عملکرد مناسبی نشان دادهاند. دادههای پایلوت نشان میدهد که در طول ۱۰۰ متر از خیابانهای پرترافیک، کاهش بیش از ۵۵ درصدی ذرات معلق ثبت شده است. سامانههای هوشمند تعبیهشده در این سازهها با استفاده از الگوریتمهای هوش مصنوعی، سرعت فنها را متناسب با حجم ترافیک و شرایط باد تنظیم میکنند.
چالشهای عملیاتی شامل مقاومت در برابر طوفانهای شدید و بارانهای موسمی است که با طراحی محفظههای مقاوم تا حدی برطرف شدهاند. هزینههای پروژه از طریق اوراق قرضه سبز تأمین میشود و نگهداری شامل بازسازی خزهها هر شش ماه و بهروزرسانی نرمافزار حسگرهاست. هنگکنگ این فناوریها را در کنار توسعه حملونقل عمومی و کاهش وابستگی به خودروهای شخصی دنبال میکند تا به هدف بیطرفی کربنی در سال ۲۰۳۰ نزدیک شود.
روتردام؛ برجهای مکنده دود
روتردام در هلند میزبان برجهای مکنده دود است که با ارتفاع ۷ متر، همانند جاروبرقیهای عظیم عمل کرده و با استفاده از یونیزاسیون مثبت، ذرات معلق را جذب میکنند. هوای آلوده وارد برج میشود و پس از بارگیری الکتریکی ذرات، آنها به صفحات زمینشده جذب میشوند.
هر برج قادر است سالانه بیش از ۳۰ میلیون مترمکعب هوا را تصفیه کند و حبابی پاک با قطر ۳۰ متر در اطراف خود ایجاد میکند. سطح نویز این برجها کمتر از ۴۵ دسیبل است و سامانههای ایمنی برای جلوگیری از تولید اوزون، این فناوری را برای فضاهای عمومی همچون پارکها مناسب ساخته است. یکی از جنبههای جالب این پروژه، استفاده از ذرات جمعآوریشده برای تولید جواهرات فشرده است که نمادی از اقتصاد چرخشی محسوب میشود.
از سال ۲۰۱۵ تاکنون، این برجها در روتردام و سپس در شهرهایی همچون کراکوف و پکن نصب شدهاند. هرچند هزینه اولیه حدود ۲۶۵ هزار یورو بالاست، اما ترکیب هنر عمومی با فناوری محیطی موجب شده است حمایتهای دولتی و مردمی برای توسعه آن جلب شود.
مسیر آینده مقابله با آلودگی هوا در شهرهای جهان، تلفیقی از نوآوریهای فناورانه، سیاستهای سختگیرانه کاهش انتشار و مشارکت فعال شهروندان خواهد بود. این ترکیب میتواند کیفیت هوا را بهبود ببخشد و به ایجاد محیطهای سلامتمحور و پایدار برای نسلهای آینده کمک کند.
نظر شما