Способы экологической очистки воздуха

Лучшие технологии против загрязнения атмосферы

В последнее время проблема загрязнения атмосферы, как и многие другие экологические проблемы, обострилась. Содержание вредных для здоровья веществ в воздухе крупнейших городов мира и в воздухе многих промышленных районов возрастает, вместе с этим возрастают и риски для здоровья. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), загрязненный воздух представляет собой одну из основных причин роста онкологических заболеваний. В марте этого года ВОЗ обнародовала данные, в соответствии с которыми семь миллионов преждевременных смертей в 2012 году стали результатом воздействия загрязненного воздуха, что составляет одну восьмую от всех смертей по всему миру (всего в 2012 году умерло 56 миллионов людей). И эти значения более чем в два раза превышают предыдущие. Загрязнение воздуха приводит к сокращению длительности жизни людей, которые им постоянно дышат, и способствует развитию патологий у детей, которые еще только находятся в утробе матери. В Китае, где загрязнение атмосферы находится на шокирующе высоком уровне, даже продовольственные культуры страдают от низкого качества воздуха.

Источников загрязнения воздуха много, но немалую роль играет транспорт, особенно в больших городах. Поэтому во многих странах появляются инициативы, направленные на поддержание более экологичных видов транспорта. Но что еще можно сделать для борьбы с загрязнением атмосферы?

Многие дизайнеры и инженеры считают, что современные технологии могут стать очень полезными для улучшения качества воздуха.

Борьба с загрязнением атмосферы

Рекламные щиты, очищающие воздух

Ученые из Университета техники и технологии (UTEC) в Перу занимаются разработкой и созданием рекламных щитов, которые способны бороться с загрязнением воздуха. Прототип такого рекламного щита был установлен в одной из самых загрязненных частей столицы Перу в Лиме в 2013 году. Щит работает благодаря основным термодинамическим законам, загрязненной воздух пропускается через воду, которая активно собирает в себе загрязняющие вещества (например, бактерии, пыль и т.д.), после чего очищенный воздух выпускается наружу. По утверждению создателей устройства, один рекламный щит может выполнить работу 1200 деревьев, очищая ежедневно в городских условиях 100000 м3 воздуха.

Борьба с загрязнением атмосферы в помещении при помощи дезинфектора воздуха от NASA

Вероятно, это может кого-то удивить, но воздух в помещениях часто бывает более загрязненным, чем воздух на улице. Поэтому стоит задумываться и об очищении воздуха в зданиях.

Изначально дезинфектор воздуха был разработан для Международной космической станции, на которой необходимо было избавиться от этилена, вырабатываемого растениями. На его основе было разработано устройство Airocide. Дезинфектор имеет камеру, в которой содержатся стеклянные кольца, покрытые диоксидом титана. Под воздействием света в камере продуцируются гидроксилы, которые разрушают органические молекулы, находящиеся в воздухе. После успешной эксплуатации на станции, эти устройства стали использоваться на предприятиях, чья работа была связана с продуктами питания, а также в больницах. Недавно они стали доступны для обычных пользователей.

Airocide может уничтожить практически 100 % биологических загрязнителей, таких как плесень, грибок, цветочная пыльца, пылевые клещи, вирусы, бактерии и летучие органические соединения. Airocide не является фильтром, но он дезинфицирует воздух в помещении. Недостатком данного дезинфектора можно считать то, что он требует замены картриджа через год. Стоимость Airocide в интернет-магазинах составляет обычно 799 $, а стоимость картриджа 99 $.

Борьба с загрязнением атмосферы при помощи добавки к бетону

Еще одна технология, основанная на способности диоксида титана при воздействии на него света разрушать углеродные связи в молекулах, была разработана итальянским химиком Луиджи Кассаром (Luigi Cassar). Недавно ученый был удостоен международного признания и получил европейскую премию изобретателя за создание инновационного цемента, который нейтрализует загрязняющие вещества, делает их менее вредными и улучшает качество воздуха вокруг. После нейтрализации вредных веществ они просто смываются дождевой водой.
Кассар со своей командой долгое время экспериментировал с составом добавки к бетону и, в конце концов, смог получить оптимальную формулу, которая он называет «фотокатализатором». Предлагаемый им бетон выглядит более красивым и чистым, и остается намного светлее, чем обычный бетон. Впервые данная технология была применена в 1996 году при постройке Юбилейной церкви под руководством архитектора Ричарда Мейера в Риме.

Небоскребы для борьбы с загрязнением воздуха

Вероятно, технологии очистки воздуха будущего уйдут далеко от фотокаталитических покрытий на зданиях. В этом году на конкурс дизайна небоскребов Evolo были представлены несколько концепций борьбы с загрязнением воздуха, включая концепцию Алексея Умарова из России «Гипер-Фильтр». В ней, для очищения воздуха в больших городах от выбросов CO2 и других вредных газов и обеспечения поступления в атмосферу кислорода, используется структура, которая располагается между небоскребами, рядом с оживленными транспортными магистралями и заводами. Структура состоит из множества трубок, улавливающих загрязнения, которые затем могут использоваться в химической промышленности.

Очищение воздуха в помещении при помощи устройства Andrea Air

Практически все знают, что комнатные растения способны улучшать качество воздуха в помещении. Поэтому выращивать дома всевозможные растения может быть не только эстетически приятно, но и полезно. Тех людей, которые специально выращивают растения для очищения воздуха (о лучших комнатных растениях для очистки воздуха можно прочитать в этой статье), может заинтересовать новый гаджет от Lab Store, которые усиливает способности растений бороться с загрязнениями. Устройство называется Andrea Air, благодаря вентилятору оно пропускает воздух через листву растения, его корневую систему, воду и почву и выпускает воздух обратно в комнату. Таким образом, это устройство является своего рода «живым» фильтром, который задерживает вредные летучие органические соединения и токсины благодаря растению, находящемуся в ней.

Проведенные RTP Labs исследования свидетельствуют о большей эффективности такого устройства по сравнению с традиционным расположением комнатного растения в горшках. На сайте гаджета приводятся очень обнадеживающие данные о его эффективности. При выращивании растения в Andrea Air оно в 10 раз быстрее очищает воздух и в 3,6 раза более эффективно удаляет формальдегид из воздуха. По сравнению с фильтрами HEPA и углеродными фильтрами, устройство Andrea Air в 44 раза эффективнее удаляет формальдегид (поскольку сами по себе растения более эффективны, чем эти фильтры).

Борьба со смогом в Китае

Хочется упомянуть еще об одном способе борьбы с загрязнением атмосферы, предложенном в Китае. Этот способ довольно неожиданный – распыление химических веществ с дронов-парапланов (parafoil drone) корпорации AVIC. Испытания этих летательных аппаратов начались в марте этого (2014) года. Надо сказать, что дроны способны поднять в воздух достаточно внушительный вес груза – 700 кг химикатов, которые можно распылить на территории радиусом в 5 км. В результате распыления смог оседает на землю. Однако такое решение очень спорно, поскольку, во-первых, в атмосферу будут выбрасываться дополнительные химические вещества, во-вторых, все будет оседать опять-таки на землю, будет попадать в водоемы и потенциально во все живое на земле и в воде и будет продолжать отравлять их.

Для того, чтобы создать эффективную и устойчивую систему очистки воздуха, необходимо, чтобы загрязняющие вещества, собранные из воздуха, не просто оседали на землю и смывались водой, необходимо чтобы они перерабатывались в безвредные вещества и только после этого возвращались в окружающую среду. И самым лучшим способом борьбы с загрязнением атмосферы остается изменение нашего образа жизни и уменьшение выбросов загрязняющих веществ, переход на более чистые технологии.

Источник

Способы очистки воздуха

Бытовые воздухоочистители по принципу фильтрации воздуха можно условно разделить на несколько основных категорий:

* Фотокаталитические «фильтры»
* Адсорбционные фильтры
* Пылевые фильтры
* Ионизирующие очистители или электрофильтры

Фотокаталитический фильтр — новинка в области очистки воздуха.

Принцип действия основан на том, что на поверхности катализатора под действием ультрафиолетового излучения происходит окисление всех органических веществ до безвредных компонентов чистого воздуха. На сегодняшний день, этот метод является, наиболее эффективным и экономичным. Как считают ученые, он станет в XXI веке основным методом молекулярной очистки воздуха. Многие, особенно автомобилисты, слышали о так называемых «катализаторах» — термокаталитических дожигателях выхлопных газов автомобиля. В этих устройствах токсичные примеси окисляются на поверхности катализатора, как правило на платине, под действием высокой температуры.

Фотокаталитическая очистка воздуха несколько напоминает эти процессы. ФКО — по сути, повторяет естественные фотохимические процессы очистки воздуха в природе. Сущность ФКО метода состоит в разложении и окислении токсичных примесей на поверхности фотокатализатора под действием ультрафиолетового излучения. Реакции протекают при комнатной температуре, при этом примеси не накапливаются, а разрушаются до безвредных компонентов, причем фотокаталитическое окисление не делает разницы между токсинами, вирусами или бактериями — результат один и тот же. Большинство запахов вызываются органическими соединениями, которые также полностью разлагаются очистителем и поэтому исчезают.

Явление было открыто более 20 лет назад, однако бытовые приборы серийно стали выпускаться только недавно. В период с 1993 по 1999 г.г. методу посвящено пять международных конференций, на которых в качестве примеров его опытно-промышленного применения сообщалось об очистке воздуха:
* на заводе по производству взрывчатых веществ (США)
* в цехах предприятия микроэлектроники (США)
* в салонах самолетов фирмы «Боинг»
* в салонах новых японских автомобилей (Япония)
* в жилых городских помещениях и тоннелях (Япония)
* в больницах для подавления патогенной микрофлоры в воздухе (США)
* при лечении аллергических заболеваний и астме (США).

На этом принципе основанны очистители воздуха Аэролайф™.

Адсорбционные угольные фильтры

Адсорбционные угольные фильтры улавливают практически все токсичные примеси воздуха с молекулярной массой более 40 атомных единиц. Однако, исследования и практика использования адсорбционных угольных фильтров, показали, что уголь практически не адсорбирует легкие соединения, к числу которых относятся такие типичные загрязнители городского воздуха как окись углерода, окислы азота, формальдегид. Таким образом, воздухоочистители, использующие угольные фильтры, оказались не эффективны для очистки воздуха городских помещений от его основных экозагрязнителей.

Существенным недостатком любых адсорбционных фильтров является их ограниченная емкость и при несвоевременной замене адсорбента, они сами становятся источником токсичных органических веществ и болезнетворных бактерий, загрязняющих окружающую атмосферу. Адсорбционные фильтры используются в приборах фирм Philips (Голландия) и Honeywell (США), а также в ряде отечественных системах воздухоочистки.

+ Улавливает практически все токсичные примеси с молекулярной массой более 40 атомных единиц, хорошо улавливает пыль.
— Не эффективен для основных экозагрязнителей городского воздуха.
— Высокие эксплутационные расходы.
— При несвоевременной смене фильтров — воздухоочистель становится источником вредных веществ.

Фирмы: Philips, Honeywell, VENTA

Пылевые фильтры

Пылевые фильтры – представляют собой специальную ткань из различных волокон, способных задерживать частицы пыли размером от 0.3 микрон и выше. Принцип их работы достаточно прост: воздух вентилятором прогоняется через ткань и тем самым освобождается от частиц пыли. Технология использования пылевых фильтров в промышленных и бытовых воздухоочистителях широко распространена на Западе и носит название HEPA (High Efficiency Particulate Air). Данный принцип пылеулавливания используется в воздухоочистителях фирм Bionaire (Канада) и Honeywell (США). В России — это ткань Петрянова.

+ Простота использования, средняя стоимость.
— Очистка только от частиц пыли средней дисперсности, летучие экозагрязнители остаются в воздухе.
— Высокие эксплутационные расходы.

Фирмы: Bionaire ; Honeywell; HEPA; VENTA

Ионизирующие очистители

Ионизирующие очистители, или электрофильтры, хорошо очищают воздух от пыли и копоти, абсолютно не освобождая от таких токсичных загрязнителей как окись углерода, окислы азота, формальдегид и других вредных органических соединений, присутствующих в воздухе бытовых и производственных помещений. Кроме того, в процессе работы ионизационные очистители сами генерируют окислы азота и крайне опасный газ озон, который в 5 раз токсичнее, чем угарный газ.

Озон – тот самый газ который образуется в воздухе после грозы, запах которого мы ощущаем при сильных электрических разрядах. И, хотя присутствие этого запаха вызывает субъективное ощущение свежести, надо помнить, что озон является сильнейшим окислителем и, взаимодействуя с различными веществами, может приводить к образованию далеко не безопасных соединений. А у некоторых людей, страдающих астмой, наличие озона может вызывать приступы болезни. Причиной образования озона является использование в ионизационной камере воздухоочистительного прибора электрического напряжения в несколько тысяч вольт.

Ионизационные фильтры используются в ряде моделей воздухоочистителей фирм Bionaire (Канада) и Honeywell (США). Сегодня на отечественном рынке имеются бытовые модели воздухоочистителей, укомплектованных ионизационными фильтрами, фирмы Daikin (Япония) и российская модель «Супер-Плюс». Следует отметить, что при использовании воздухоочистителя «Супер-Плюс», озон в атмосфере помещения появляется практически сразу после начала его работы, т.е. даже при незагрязненном «заземлителе».

К воздухоочистительным приборам, использующим принцип ионизации воздуха, относится и популярная в нашей стране «Люстра Чижевского». Ее отличие от вышеупомянутого ионизационного фильтра в том, что осаждающей поверхностью в схеме воздухоочистки, служат потолок и стены вашей квартиры. Данный принцип очистки воздуха от пыли был бы незаменим в угольной шахте, но в случае «комнаты с белым потолком» результаты деятельности этого воздухоочистителя не замедлят проявиться в виде черного пятна над «Люстрой».

+ Простота использования, средняя стоимость.
— Очистка только от частиц пыли, органические и токсичные загрязнители остаются в атмосфере воздуха.
— В процессе работы воздухоочистительных приборов генерируются окислы азота и крайне опасный для здоровья газ — озон.

Фирмы: Bionaire; Honeywell; Cупер-плюс; Daikin; Овион – С.

Источник