۲۰ فناوری جالب برای مبارزه با آلودگی هوا

اول صبح؛ آلودگی هوا یک خطر جدی در سراسر جهان است. شهرها مملو از دود و گازهای گلخانه‌ای خطرناک شده‌اند که هم به محیط زیست و هم به سلامت جمعیت جهانی آسیب می‌زند و به همین دلیل کشورهای مختلف در حال توسعه راه‌هایی برای حل این مشکل هستند.

به طور خلاصه آلودگی هوا می‌تواند از منابع مختلفی مانند مصرف خانگی چوب و زغال سنگ، اگزوز وسایل نقلیه، گازهای صنعتی و منابع طبیعی مانند گرد و غبار و دود حاصل از آتش‌سوزی‌ها ایجاد شود. وقتی ذرات این منابع در هوا معلق می‌شوند به آن‌ها ذرات معلق یا آئروسل گفته می‌شود. این آلاینده‌ها برای انسان و محیط زیست مضر هستند. از جمله اثرات آلودگی هوا بر سلامت انسان می‌توان به سوزش چشم، بینی و گلو اشاره کرد. خس خس سینه، سرفه، تنگی نفس، مشکلات تنفسی و افزایش خطر حمله قلبی و حتی مرگ از دیگر آثار آلودگی هوا بر انسان است.

آلودگی هوا اثرات شدیدی بر محیط زیست نیز دارد که عبارتند از باران اسیدی، پُرغذایی، مسمومیت حیوانات و گیاهان، تخریب لایه اُزن در استراتوسفر و تغییرات آب و هوایی.

به همین دلیل به نفع همه است که آلاینده‌ها را ردیابی کنند و تا حد امکان برای به حداقل رسیدن انتشار آن‌ها تلاش کنند. هر زمان سوخت‌های فسیلی سوزانده می‌شود، ذرات معلق در جو آزاد می‌شوند. این ذرات از منابع طبیعی مانند آتشفشان‌ها و آتش‌سوزی جنگل‌ها نیز نشات می‌گیرند.

ذرات معلق می‌توانند مستقیم وارد جو شوند. یکی دیگر از آلاینده‌های خطرناک هوا، اُزن است. ازن ترکیبی است که سد محافظ اطراف زمین برای جلوگیری از ورود تشعشعات خورشیدی را تشکیل می‌دهد اما وقتی ازن به ارتفاعات پایین‌تر برسد می‌تواند به طور باورنکردنی به سلامت انسان و محیط زیست آسیب بزند.

به گفته ناسا ازن در سطح زمین زمانی ایجاد می‌شود که نور خورشید با مواد شیمیایی خاصی که ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی هستند، واکنش نشان می‌دهد. هنگامی که ذرات موجود در هوا با ازن ترکیب شوند، دود ایجاد می‌کنند. مه‌دود یک نوع از آن است.

آلودگی هوا تاثیر شدیدی بر آب و هوای زمین نیز دارد. این ذرات معلق بر تابش نور خورشید به زمین اثر می‌گذارند. برخی از آئروسل‌ها مانند سولفات‌ها و نیترات‌ها می‌توانند نور خورشید را به فضا منعکس کنند در حالی که برخی دیگر مانند کربن سیاه می‌توانند آن را جذب کنند.

به طور کلی و به گفته ناسا، ذراتی که رنگ روشن‌تری دارند یا شفاف هستند نور را در همه جهات به فضا منعکس می‌کنند و آئروسل‌های تیره‌تر می‌توانند مقادیر قابل توجهی از نور را جذب کنند. چنین قابلیتی می‌تواند بر آب و هوای زمین تاثیر بگذارد برای مثال فوران کوه پیناتوبو در سال ۱۹۹۱ در فیلیپین باعث پرتاب شدن بیش از ۲۰ میلیون تن دی‌اکسید کربن و ذرات خاکستر ریز به جو زمین شد.

دی‌اکسید گوگرد با سایر مواد موجود در اتمسفر واکنش نشان می‌دهد تا آئورسل بسازد. این ذرات ریز در ارتفاع بالای ۶۰ کیولومتر از سطح آب تشکل می‌شوند. این ذرات ریز در ارتفاع ۶۰ کیلومتری تشکیل می‌شوند و می‌توانند برای مدت طولانی در آنجا باقی بمانند زیرا از طریق بارش از آسمان شسته نمی‌شوند.

در نتیجه میانگین دمای کره زمین برای تقریبا دو سال یک درجه فارنهایت (۰.۶ درجه سانتیگراد) کاهش می‌یابد. واقعا جالب است، اما آیا راهی وجود دارد که بتوانیم برای از بین بردن یا حداقل کاهش مشکلات مرتبط با آلودگی هوا انجام دهیم؟ بیایید به چند پیشنهاد هیجان‌انگیز نگاهی بیندازیم.

۱. دوستان زمین

یکی از بهترین ابزارها برای مبارزه با آلودگی هوا آموزش است. با آموزش مردم در مورد اهمیت هوای پاک، کارهایی که می‌توانند برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای خود انجام دهند و نحوه آگاهی از کیفیت هوا در منطقه خود، مشکل آلودگی را بهتر می‌توان برطرف کرد.

دوستان زمین (Friends of the Earth) یک موسسه خیریه زیست محیطی در بریتانیا است که شروع به ارائه کیت‌های آزمایش به شهروندان برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد کیفیت هوا در مناطق محلی خود کرده است. این کیت‌ها شامل یک لوله مانیتورینگ و یک راهنمای آسان برای پیگیری است، بنابراین شهروندان نگران می‌توانند پاسخ‌های دقیقی در مورد هوایی که تنفس می‌کنند دریافت کنند.

۲. جنگل عمودی نانجینگ

با توجه به وجود مناطق به شدت صنعتی در سراسر چین، آن‌ها از برخی از بالاترین سطوح آلودگی هوا در سراسر جهان رنج می‌برند. خوشبختانه، چین در چند سال اخیر ابتکارات متعددی را برای مقابله با آلودگی پیشنهاد و اجرا کرد تا هوای خود را دوباره سالم کند.

یکی از این پروژه‌ها جنگل عمودی نانجینگ در استان جیانگ سو است. تخمین زده می‌شود که این جنگل می‌تواند ۲۵ تن دی اکسید کربن را جذب کند و اکسیژن کافی را آزاد کند تا هوا را ۳۰۰۰ برابر سالم‌تر از حالت فعلی کند. این طرح شامل ۳۰۰۰ گونه مختلف از گیاهان بود و در سال ۲۰۱۸ تکمیل شد.

۳. جوهر هوا (AIR-INK)

برخی از هیجان انگیزترین پروژه‌هایی که به دنبال مبارزه با آلودگی هوا ایجاد شده‌اند، به دنبال استفاده خلاقانه از آلاینده‌های ناشی از هوا هستند. یکی از این پروژه‌ها جوهر هوا AIR-INK نام دارد که جوهر ساخته شده برای آن از انتشار کربن به دست می‌آید.

این محصول توسط Graviky Labs ساخته شده و از طریق شرکت حمایت از استارت‌آپ‌های خلاقانه کیک‌استارتر (Kickstarter)، تامین مالی شده است. مردم باید دستگاه KAALINK را به لوله اگزوز اتومبیل خود وصل کنند و در عرض ۴۵ دقیقه از رانندگی، یک اونس مایع (۳۰ میلی لیتر) جوهر خواهند داشت. سپس آلاینده‌های به دست آمده، در آزمایشگاه خالص شده و به جوهری قابل استفاده تولید می‌شوند.

۴. برج بدون دود

جوهر یک راه است اما اگر بتوانید آلودگی را به جواهرات درخشان تبدیل کنید، چطور؟ این ایده خیلی خوبی به نظر می‌رسد اینطور نیست؟ پس به برج بدون دود خلاء که دود را می‌مکد و ذرات را به سنگ‌های قیمتی متراکم می‌کند نگاهی بندازید.

این تصویر زاییده ذهن هنرمند هلندی دن روزگارد است. برج بدون دود انرژی نسبتا کمی مصرف می‌کند، یون‌های مثبت را به هوا می‌فرستد و خود را به ذرات غبار متصل می‌کند.

یک یون منفی در خلاء، یون‌های مثبت را به داخل می‌کشد و ذرات ریز کربنی که برج جمع‌آوری می‌کند، می‌توانند متراکم شود تا «سنگ‌های قیمتی» کوچکی ایجاد کنند که در جواهراتی مانند حلقه‌ها و دکمه‌های سرآستین کاربرد دارند. هر سنگ ریز معادل ۲۶۵ هزار گالن (۱۰۰۰ متر مکعب) هوای تصفیه شده است.

این برج که در سال ۲۰۱۵ در روتردام افتتاح شد. در حال حاضر در شهرهای دیگر جهان نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۵. حمل و نقل «رایگان»

در حال حاضر، همه می‌دانند که خودروهای ما یکی از بزرگترین مقصران آلودگی هوا هستند. به همین دلیل است که آلمان در نظر دارد حمل و نقل عمومی را رایگان کند تا شهروندان را تشویق کند تا با رها کردن خودروهای خود در خانه، اثرات انتشار کربن را کاهش دهند.

اگرچه این یک ابتکار عالی است اما باید توجه داشت که چنین پروژه‌ای در واقع «رایگان» نخواهد بود و این هزینه‌ها به طور غیر مستقیم از طریق مالیات پرداخت می‌شوند.

۶. بزرگترین تصفیه کننده هوای جهان

در ماه ژانویه سال ۲۰۱۸، کار بر روی بزرگترین تصفیه کننده هوای جهان در شیان (Xian)، چین آغاز شد.

ابعاد این سازه عظیم ۳۲۸ فوت (۱۰۰ متر) است و می‌تواند کیفیت هوا را در شعاع تقریبا چهار مایلی (۱۰ کیلومتر مربعی) بهبود بخشد.

این برج تنها یکی از تلاش‌های چین برای مبارزه با آلودگی هوا بوده است. آینده تعیین می‌کند که این برج چقدر موثر بوده و اگر نتایج مثبت باشد، دیدن برج‌های مشابه در سراسر کشور تعجب‌آور نخواهد بود.

۷. جاروبرقی برای پاک کردن آلودگی‌هوا

اگر بتوانیم جاروبرقی‌های غول پیکر را روی ساختمان‌ها قرار دهیم تا هوای اطراف را تمیز کنیم چطور می‌شود؟ این سوال گروه انوینیتی (Envinity) بود که یک مجموعه مخترع هلندی را به فعالیت در این مورد مشتاق کرد. در سال ۲۰۱۶، آن‌ها یک سیستم خلاء صنعتی عظیم را برای حذف آلاینده‌های موجود در هوا راه اندازی کردند.

این سیستم خلاء ذرات ریز و فوق ریز را که توسط سازمان بهداشت جهانی سرطان‌زا تشخیص داده شده‌اند، از بین می‌برد. مخترعان ادعا می‌کنند که خلاء می‌تواند ۱۰۰ درصد ذرات ریز و ۹۵ درصد ذرات بسیار ریز را در شعاع ۹۸۴ فوتی (۳۰۰ متری) از بین ببرد.

۸. ممنوعیت استفاده از سوخت

حذف آلاینده‌ها از هوا به عنوان یک راه حل کوتاه مدت عالی است، اما اثرات بلندمدت انتشار کربن را برطرف نمی‌کند. یکی از راه‌هایی که بسیاری از کشورها با آن به دنبال ایجاد آینده‌ای سبزتر و پاک‌تر هستند، اگرچه مسلما سخت است، ممنوعیت استفاده از خودروهایی است که از بنزین و گازوئیل استفاده می‌کنند.

بریتانیا از جمله کشورهایی است که برای ایجاد این تغییر، قوانینی وضع کرده است. دولت قصد دارد تا سال ۲۰۳۵ تمام وسایل نقلیه جدید بنزینی و دیزلی را از تردد در جاده‌ها منع کند.

۹. درخت شهر (CityTree)

مناطق شهری بیشترین آسیب را از نظر آلودگی هوا می‌بینند. کمبود مناطق سبز و درختان در شهرها به این معنی است که فرصت کمی برای جذب دی اکسید کربن وجود دارد و کیفیت هوا ضعیف می‌شود. به همین دلیل است که یک استارت آپ آلمانی به نام راه حل شهر سبز (Green City Solutions)، درخت شهر (CityTree) را ایجاد کرد.

CityTree یک سازه عمودی مانند یک بیلبورد است، که شامل خزه و گلسنگ می‌شود. هر واحد از آن‌ها می‌تواند سالانه ۲۴۰ تن دی اکسید کربن جذب کند. این بدان معنی است که آن‌ها می‌توانند وظیفه ۲۷۵ درخت را انجام دهند در حالی که فضا و هزینه کمتری نیاز دارند.

۱۰. وسایل تقلیه تمام برقی

هنگامی که بسیاری از کشورها سرانجام با موفقیت تردد خودروهایی با موتور احتراقی را از جاده ممنوع کنند، به خودروهای برقی زیادی نیاز خواهیم داشت تا جای آن‌ها را بگیرد. هند، تنها کشوری است که اعلام کرده که از سال ۲۰۳۰، فقط خودروهای برقی می‌فروشد.

این یک تغییر بزرگ برای هند خواهد بود که جمعیت آن در حال حاضر سالانه ۱.۲ میلیون مرگ ناشی از آلودگی هوا را متحمل می‌شود. این تغییر همچنین می‌تواند ۶۰ میلیارد دلار در هزینه‌های مربوط به انرژی این کشور صرفه‌جویی کند. این حرکت شجاعانه حرکتی است که بسیاری از کشورهای دیگر مطمئنا از آن پیروی خواهند کرد.

۱۱. سوخت از آلاینده‌ها

آلودگی امروز به خوبی می‌تواند به سوخت فردا تبدیل شود. این به لطف تحقیقات دانشگاه آنتورپ و KU Leuven است. در ماه مه سال ۲۰۱۷، دانشمندان یک روش شگفت‌انگیز جدید کشف کردند که به آن‌ها اجازه می‌داد هوا را تصفیه کنند و همزمان سوخت هیدروژنی را از آلاینده‌های استخراج شده ایجاد کنند.

محققان دستگاهی حاوی یک غشای نازک ساختند. در یک طرف غشاء، هوا تصفیه شد. از طرف دیگر، گاز هیدروژن حاصل از آلاینده‌ها جمع‌آوری شد. این گاز می‌تواند به عنوان سوخت استفاده شود. انرژی این دستگاه از انرژی خورشیدی تامین می‌شد و کاملا پاک بود.

۱۲. حسگرهای آلودگی

یکی از مسائلی که مبارزه با آلودگی هوا را به بن بست رسانده، عدم وجود داده‌های جامع است. در حالی که مناطق شهری به خوبی از نظر کیفیت هوا مورد آزمایش قرار گرفته‌اند، مناطق حومه و روستایی منابع کمتری هنگام اندازه‌گیری کیفیت هوا دارند.

در هند، دولت در حال نصب حسگرهای آلودگی در تمام مناطق کشور برای شناسایی و مدیریت بهتر آلودگی هوا است. یک مجموعه جدید و پیشرفته از حسگرها در سال ۲۰۱۹ تاییدیه دریافت کردند و تاکنون داده‌های ارزشمندی را در مبارزه هند با آلودگی هوا ارائه کرده‌اند.

۱۳. چراغ‌های خیابانی و حسگرهای هوشمند

هند تنها جایی نیست که به دنبال نصب حسگرهای پیشرفته است. جمهوری چک اعلام کرده که مانیتورهای دی اکسید کربن را در چراغ‌های هوشمند خیابان‌ها در پایتخت این کشور، پراگ نصب خواهد کرد.

این حسگرها می‌توانند اطلاعات لحظه‌ای را در مورد بدترین مناطق از نطر آلودگی هوا ارائه دهند و روش‌های مؤثرتری را در مبارزه با آلودگی ارائه دهند و به ساکنان این امکان را بدهند که بدانند کدام مناطق شهر بیشترین خطر را برای سلامتی آن‌ها دارند.

۱۴. اسلحه ضد دود

ایده یک تفنگ ضد دود ممکن است خنده‌دار به نظر برسد، اما می‌تواند به طور موثر مناطق آلوده به مه دود را در هنگام آلودگی زیاد پاک کند. دولت دهلی هند، این اسلحه‌ها را در سال ۲۰۱۷ آزمایش کرد و از آن زمان به منظور کمک به کاهش سطح مه دود خطرناک در آناند ویهار، آن‌ها را به صورت فعال درآورد.

این تفنگ‌ها با پاشیدن بخار آب به هوا کار می‌کنند که قبل از سقوط به زمین مانند باران، آلاینده‌ها را جذب می‌کنند. در حالی که آلاینده‌ها به طور کامل از بین نمی‌رود، اما یک راه حل کوتاه مدت موثر برای روزهای پر دود است که تنفس هوا در چنین روزهایی می‌تواند برای شهروندان خطر جدی برای سلامتی به همراه داشته باشد.

۱۵. پروژه نمای هوا

ظاهراً گوگل ارث (Google Earth) برای ایجاد نقشه‌های دقیق از جهان و ارائه کیفیت هوا مفید است. در پروژه‌ای که توسط گوگل در سال ۲۰۱۵ راه‌اندازی شد، خودروهای Google Street View در اطراف اوکلند غربی سفر کردند و از هوا نمونه‌برداری کردند.

از این طریق، آن‌ها می‌توانند داده‌های جامعی در مورد کیفیت هوا در شهر و چگونگی نوسانات آن در طول زمان جمع‌آوری کنند. به لطف این تحقیق، آن‌ها می‌توانند از این سیستم برای بررسی میانگین کیفیت هوا در مناطق محتلف در سراسر جهان استفاده کنند.

دسترسی به چنین اطلاعاتی امکان هدف‌گذاری موثرتر طرح‌های ضد آلودگی را فراهم می‌کند. این به مردم در مورد مناطق خطرناک‌تر با توجه به کیفیت پایین هوا هشدار می‌دهد.

۱۶. برج سینک کربن ماندراگور

این پروژه مفهومی خارق العاده که توسط شرکت معماری رسکیوبیکا (Rescubika) طراحی شده است، یک برج مسکونی «سبز» در جزیره روزولت نیویورک است. این ساختمان که ماندراگور نام دارد، محدودیت‌های فعلی پایداری را تغییر می‌دهد.

طراحی آن بر پایه گیاه «مهرگیاه» است و با بسیاری از فناوری‌ها و استراتژی‌های خلاقانه صرفه‌جویی در انرژی و جذب کربن انجام شده است. این پروژه از بهترین روش‌های گرمایش و سرمایش غیرفعال برای تهویه فضای داخلی بهره می‌برد.

۱۷. لباس‌های تمیزکننده هوا

پتانسیل دی‌اکسید تیتانیوم برای پاکسازی هوا باعث شده تا مخترعان سعی کنند کاربردهای دیگری نیز برای آن بیابند. محققان بریتانیایی تلاش کردند تا یک ماده شوینده لباسشویی بسازند که حاوی این ماده باشد. ایده آن‌ها این بود که وقتی البسه با این ماده شسته می‌شوند مقداری کمی دی‌اکسید تیتانیوم به خود جذب کنند و فردی که آن‌ها را می‌پوشد به یک دستگاه تصفیه هوا تبدیل شود. با این حال این اختراع برای ایجاد تاثیر واقعی به مشارکت جمعی متکی است به طوری که هر فرد تنها پنج تا شش گرم گاز دی‌اکسید نیتروژن را هر روز خنثی می‌کند. این محصول چند مشکل دارد برای مثال عطر و افترشیو افراد را نیز خنثی می‌کند که باید حل شود.

۱۸. یک تار عنکبوت غول‌پیکر

زیست تقلید به الهام گرفتن از طبیعت برای طراحی راه حل برای مشکلاتی که با آن‌ها روبه‌رو هستیم، گفته می‌شود. دکتر فریتز وولراث (Fritz Vollrath) از دانشگاه آکسفورد از توانایی تارعنکبوت برای به دام انداختن ذرات معلق به دلیل وجود بار الکتریکی ضعیف الهام گرفت. عنکبوت‌ها را به دلیل وجود تمایلات هم‌نوع‌خواری نمی‌توان برای به دست آوردن ابریشم پرورش داد اما شاید بتوان از یک نسخه مصنوعی از تار عنکبوت برای جذب آلاینده‌های خطرناک هوا استفاده کرد. این تارهای مصنوعی را می‌توان با قرار دادن آن‌ها در انتهای دهانه خروجی دودکش‌ها مورد استفاده قرار داد.

۱۹. کوله‌پشتی‌های کوچک برای کبوترها

کوله پشتی‌های کوچکی که به کبوترها پوشانده می‌شوند دارای حسگرهایی هستند که می‌توانند مقادیر آلاینده‌های هوا را اندازه‌گیری کنند. بسیاری از افراد بر این باورند که ما نباید به داده‌های ثبت شده توسط این حسگرها تکیه کنیم زیرا آزمایش‌ها نشان داده که آن‌ها آسیب‌پذیر هستند.

۲۰. اتوبوس تصفیه کننده هوا

در پایان سال گذشته، شرکت حمل و نقل بریتانیایی Go-Ahead اتوبوس جدیدی را عرضه کرد. اما این اتوبوس قدیمی نبود. بلکه اتوبوس مخصوصی بود که مجهز به فیلتر روی سقف خودرو بود که هوا را در حین حرکت تصفیه می‌کرد.

سیستم تصفیه روی سقف با به دام انداختن ذرات معلق در حین حرکت اتوبوس و سپس خروج هوای پاک از پشت آن کار می‌کند.

این شرکت می‌خواهد با کاهش نیاز به تعداد زیاد خودرو، افزایش استفاده از اتوبوس‌ها را نه تنها به عنوان راه حلی برای کاهش ازدحام بلکه به عنوان یک دستگاه تصفیه متحرک در نظر بگیرد.

پیشرفت فناوری کمک شایانی به کاهش آلودگی هوا در کلان‌شهرهای سراسر جهان خواهد کرد اما همانطور که گفته شد در کنار استفاده از ابزارهای نوین باید اقداماتی مانند ممنوعیت استفاده از خودروهایی که از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند و همچنین حرکت به سوی استفاده از سوخت‌های تجدیدپذیر و پاک باید مورد توجه قرار بگیرد در این صورت می‌توان به آینده‌ای با هوای پاک دست یافت.