В 2023 году только в 10 странах и 9% городов мира качество воздуха соответствовало рекомендациям Всемирной организации здравоохранения по вредному загрязнению мелкими частицами PM2.5 – это атмосферные загрязнители с диаметром частиц до 2,5 мкм. По данным ВОЗ, загрязнение воздуха является причиной преждевременной смерти ежегодно более 4 млн человек во всем мире. Сложнее всего с воздухом в Бангладеше, Индии и Таджикистане – там в 2023 году людям приходилось носить маски из-за сильного смога. Россия входит в группу стран со средним уровнем загрязнения — содержание PM2.5 у нас превышает норму в 2 раза.
Ученые из разных стран пытаются найти решение проблемы. Помимо технологии использования мха в биоустановке по очистке воздуха, про которую мы уже рассказывали, разрабатываются и другие технологии: читайте о них в сегодняшнем дайджесте технологий сохранения энергии.
Запорное устройство предотвратит выхлопы
Ученые из Южно-Уральского государственного университета представили пневматическое запорное устройство вихревого типа, которое предотвращает выхлопы ядовитых газов при загрузке сырья на металлургических предприятиях. Аппарат с неподвижными лопастями, расположенными под углом, помещается в конструкцию промышленной печи вокруг канала загрузки сыпучих материалов. Когда сыпучий материал поступает в полость реактора, зона канала загрузки заперта данным устройством.
По словам изобретателей, разработка может в 50 раз снизить количество металлургических выхлопов в атмосферу и сделать условия труда персонала более безопасными. В выхлопах присутствуют оксиды азота, серы и углерода, в том числе и угарный газ.
Углекислый газ пригодится для стройматериалов
Ученые из Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского создали долговечные строительные материалы на основе отходов металлургических предприятий, главным компонентом которых является углекислый газ. В рамках проекта специалисты исследовали 12 проб шлаков, взятых с 5 предприятий Центрального и Северо-Западного федеральных округов России.
В результате работы ученые получили тротуарную плитку, в которой нет специально произведенного сырья, включая цемент или вяжущие материалы. Плитка на 100% состоит из отходов: шлаков и углекислого газа, а ее прочность достигает 1000 кг/см². Разработан также кирпич, который по свойствам схож с наиболее прочным кирпичом из всех известных, клинкерным. По словам экспертов, гарантированная морозостойкость новых материалов составляет 200 циклов замораживания и оттаивания.
Анализатор выявит источники загрязнений
Специалисты из того же Южно-Уральского государственного университета разработали прибор, который позволяет улавливать низкие концентрации формальдегида и тропосферного озона в атмосфере. Эти соединения образовываются из-за взаимодействия органических веществ, выделяемых растениями, и выбросов автомобилей.
Прибор закачивает насосом пробы воздуха, в которых может содержаться формальдегид. Затем проводится реакция Ганча – многокомпонентная органическая реакция между формальдегидом и донором азота, таким как ацетат аммония или аммиак. В результате из формальдегида получается люминесцирующее вещество, его и умеет определять прибор: продукт реакции стекает через проточную кювету, подсвеченную светодиодом, раствор испускает свет определенной длины волны, по интенсивности которой и можно определить концентрацию формальдегида.
В результате можно будет идентифицировать источники формальдегида в любом городе и дать рекомендации, как улучшить качество воздуха.
Полигоны помогут изучить углеродный баланс
Ученые из Чеченского государственного университета создают карбоновые полигоны, чтобы измерить количество парниковых газов в атмосфере разных природных зон. На полигонах специалисты изучают углеродный баланс в атмосфере и выращивают новые культуры, которые смогут активно поглощать углекислый газ.
Главным таким карбоновым полигоном является метеостанция, расположенная в горах на высоте почти 1800 м на южном склоне Макажойской котловины. Ученые на метеостанции изучают травяной покров и стараются сохранить растительность, которая страдает из-за скота, который выедает траву. Ведь почва поглощает углерод только когда покрыта травой. Соответственно, восстановление растительности в регионах напрямую связано с очищением воздуха от углекислого газа.
5 лет назад в рамках нацпроекта «Экология» в России запустили федеральный проект «Чистый воздух», главной целью которого является поэтапное снижение выбросов опасных загрязняющих веществ в атмосферу. С сентября 2023 к нему подключили 29 российских городов, где необходимо снизить выбросы в 2 раза к 2030 году.
Крупный и средний бизнес в России самостоятельно развивает экологические инициативы. Так, производитель сэндвич-панелей «ПрофХолод» в подмосковном Щелково по собственной инициативе установил на свои производственные здания солнечные панели и за 8 лет работы возобновляемых источников энергии предотвратил выброс в атмосферу более 565 тонн СО2. «Норникель» запустил Серную программу, которая предусматривает радикальное снижение выбросов диоксида серы на его предприятиях. «Северсталь» в 2024 году значительно увеличивает инвестиции в экологию – на 50% в целом по компании. НЛМК разработал систему анализа видимых эмиссий с использованием алгоритмов машинного зрения, чтобы выявлять нетиповые выбросы в атмосферу.
Однако целом реализация проекта «Чистый воздух» пока отстает от плановых показателей. Смогут ли ученые создать настолько эффективную и масштабируемую технологию, чтобы жители крупных индустриальных центров наконец смогли вдохнуть спокойно?
