除霾塔外观/照片由KLACP提供,到7月23日共出现4

2018年3月8日出版的Nature杂志以China tests giant air cleaner to combat urban smog(中国尝试巨型空气净化装置来消除城市雾霾)为题报道了由中国科学院地球环境研究所在西安主持建造的巨型空气净化塔。文章副标题为:Prototype produces clean air and offers an innovative solution to apublic-health hazard(原型机可产生清洁空气并为公共健康危害提供了一个创新性的解决方案)。

进入夏季,臭氧污染物取代了PM2.5,成为西安的首要污染物。连日来的高温酷暑不仅让市民热得受不了,我们呼吸的空气也变得有些“呛人”,刺激着眼睛和呼吸系统。为防治臭氧污染,一种新型的空气净化路灯和光催化自清洁纳米薄膜开始试点,在西安亮相。

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◎新危害

Nature报道截图

臭氧污染成为新杀手

该除霾塔将集热装置、过滤装置和光催化材料集成为一体,实现太阳能驱动的主动去除空气污染。

据监测数据显示,西安市从2017年5月1日第一天出现因臭氧污染超标,到7月23日共出现41天因臭氧污染造成的空气质量超标。近年来西安市臭氧污染日趋严峻,除因臭氧造成空气污染的天数明显增加之外,臭氧污染浓度也明显上升。

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“近地面的臭氧污染会对人体造成急性伤害,直接刺激皮肤、眼睛、呼吸道等部位,引起气道炎症、哮喘加重等。”长安大学环境科学与工程学院教授邓顺熙说,“尽管看不见它,但我们仍不能对臭氧污染掉以轻心”。

除霾塔外观/照片由KLACP提供

◎专家建议

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安装空气净化“神器”

除霾塔内部/照片来自Nature报道

美高梅游戏,如何进一步治理臭氧污染?中国科学院地球环境研究所研究员曹军骥这样说,机动车尾气产生的交通污染源是臭氧形成的主要来源,建议政府从污染源控制机动车源、小排放源,另外还要强化环境控制。政府实行机动车常态化限行,既减少至少10%以上的空气污染排放,又能减少拥堵。与此同时,在主城区,特别是二环以内,所有挥发性有机物排气企业和单位强制要求安装尾气净化装置。在人口密集区域,依托路灯,安装小型净化装置,在路面、建筑物上涂上带有催化和净化功能的新型材料“保护膜”。

地球环境研究所曹军骥研究员介绍了除霾塔效能评测的初步结果。他们在除霾塔周围10平方公里范围内布设了10个观测站,以评估除霾塔的效果。初步结果显示除霾塔在冬季每天可过滤500-800万立方米空气。除霾塔周围的监测结果比同一城市的其他区域降低11-19%的PM2.5浓度。

◎神器一

伊利诺伊大学香槟分校的Donald Wuebbles说,“这的确是一个非常有趣的想法,我从没有看到其他人主持过这样一个项目”。

纳米保护膜让臭氧消失

法国蒙彼利埃国家高等化学研究所Renaud de Richter说,“这是一个设计和做工完美的原型装置”“设计者的成功将有助于打动投资者支持基于太阳能的空气净化系统”。

7月24日,在位于曲江的中科院地球环境研究所办公大楼,三秦都市报记者看到已经涂了“防护”膜的墙面。据中国科学院地球环境研究所研究员曹军骥介绍,这种“保护膜”叫光催化自清洁纳米薄膜,是一种透明的液体,融入了新型纳米材料,将它刷在窗子的玻璃上、楼体的外墙上以及地面上,可以起到催化剂的作用,在光的照射下发生化学反应,从而把空气中危害人体健康的气态污染物臭氧转变为对人体无害的颗粒物,涂刷一次可以保持2年时间。目前,除了该楼体,“保护膜”实验还在浐灞的路面进行试点,技术成熟后将大面积在城市推广。

卡内基·梅隆大学的Neil Donahue认为该装置毫无疑问通过高效过滤大量空气,起到净化作用,他同时也对建造和运行成本、能源消耗带来的间接排放表示担忧。

◎神器二

伊利诺伊大学香槟分校的Donald Wuebbles也指出,净化装置可以去除空气中的颗粒物,但他不清楚该装置对硫化物、氮化物和二次气溶胶污染的去除效果如何。他说,有时候天很蓝,但是空气质量也可以很糟糕,因为其中含有氮化物、臭氧等污染。

空气净化路灯装滤芯

曹军骥回应称,该装置已经可以通过内壁的光催化作用有效去除氮氧化物,这是一些二次污染的超细颗粒和臭氧形成的前体物。他还表示,对成本的担忧是多余的,建成后,该装置的运行成本在每年3万美元左右(约合20万元人民币)。

同样在中科院地球环境研究所办公大楼前,还在试点阶段的太阳能光伏空气净化路灯也崭新亮相。“与普通路灯相比,空气净化路灯只是内部装了一个过滤空气的‘芯’。”曹军骥教授指着6米高、外型漂亮的空气净化路灯说,由于是采用太阳能光伏作为光源,它可以24小时不间断地工作,对10米以下约几百平方米范围的空气进行过滤,监测显示可有效过滤掉80%的臭氧与95%的PM2.5,可降低整体环境中20-30%空气污染物。

尽管有些科学家有保留意见,但都认为这种技术值得尝试,包括科罗拉多大学的Jose-Luis Jimenez,也认为这种尝试值得在更大范围开展。

正在试验的空气净化路灯有6米高与2米高两种,6米高可覆盖周边10米以下500平米面积,2米高可覆盖10米以下约300平米面积。目前,已在浐灞世博园的长安塔下安置了8个2米高的空气净化路灯,下一步计划再投入200个。运行后,相当于为古城安放了一个个的“空气净化器”,从而让我们城市的空气变得更清新更健康。

一个除霾装置的影响对于一个城市的除霾效果毕竟是有限的。曹军骥研究员正在积极向有关地方政府建议,在城市建设多个类似的除霾装置。他还建议建设一个300米高的装置,以提高运行效率。

本报记者文锦

据悉,该项目由中国科学院地球环境研究所曹军骥研究员牵头,美国明尼苏达大学裴有康教授、西安交通大学陶文铨教授和何雅玲教授等共同参与,由陕西省政府投资、陕西环保产业集团承建,于2016年7月正式建成。该项目的测试评价工作取得了阶段性结果,近期将正式发布。

编辑:凡闻

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