همه ساله با فرا رسیدن ماه های سرد سال، آلودگی هوا به یکی از اصلی ترین دغدغه های مردم ایران و به ویژه ساکنان شهرهای بزرگ تبدیل می شود. متاسفانه آلودگی هوا فقط با باران و وزش باد از بین نمی‌رود و بخشی از راه‌حل های آن در فناوری‌هایی قرار دارد که می‌توانند آلاینده را پیش از ورود به هوا حذف کنند یا اساساً مانع تولید آن شوند. در این گزارش قصد داریم شما را با ده فناوری جدید در این حوزه آشنا کنیم.
به گزارش سیناپرس، آلودگی هوا معمولاً نتیجه ترکیبی از حمل‌ونقل، نیروگاه‌ها، صنایع، سوزاندن سوخت در خانه‌ها، فعالیت‌های کشاورزی و مدیریت نامناسب پسماند است. به همین دلیل، یک فناوری واحد نمی‌تواند همه مشکلات را حل کند. برخی فناوری‌ها آلاینده هایی مانند ذرات معلق یا دی‌اکسید گوگرد را مستقیماً از جریان خروجی جدا می‌کنند؛ برخی دیگر مانند خودروهای برقی یا انرژی خورشیدی، تولید آلاینده را از ابتدا کاهش می‌دهند.
۱. خودروهای برقی و حمل‌ونقل کم‌آلاینده
خودروهای برقی هنگام حرکت آلاینده‌های ناشی از اگزوز تولید نمی‌کنند و می‌توانند انتشار مستقیم ذرات و اکسیدهای نیتروژن ناشی از احتراق سوخت را کاهش دهند. البته این به معنی آلودگی صفر نیست زیرا فرایند تولید برق، مراحل ساخت خودرو و حتی سایش لاستیک و ترمز همچنان می‌تواند منبع انتشار آلاینده های جوی باشد. نتایج مطالعه دانشگاه هیوستون در سال ۲۰۲۴ نشان داد اثر برقی‌سازی بر کیفیت هوا در شهرهای مختلف یکسان نیست و به شرایط محلی و منبع تولید برق بستگی دارد.
۲. فیلترهای HEPA
این فناوری بیشتر برای هوای داخل ساختمان کاربرد دارد. فیلتر HEPA با عبور دادن هوا از میان الیاف بسیار ریز، بخش بزرگی از ذرات معلق را به دام می‌اندازد. در یک مطالعه تصادفی روی ۱۷۲ خانوار در کالیفرنیا که در سال ۲۰۲۲ با همکاری دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، انجام شد، پژوهشگران مشاهده کردند تصفیه هوای با راندمان بالا توانست میزان ذرات معلق داخل خانه را به‌طور محسوسی کاهش دهد.
۳. اجاق‌ها و سوخت‌های پاک
یکی از مهم‌ترین منابع آلودگی هوا در بسیاری از خانه‌های جهان، سوختن چوب، زغال، فضولات حیوانی و سایر سوخت‌های جامد در اجاق‌های غیربهینه است. نتایج مطالعات انجام شده توسط پژوهشگران دانشگاه لیورپول در سال ۲۰۲۱، بر پایه ۵۰ مطالعه، نشان داد استفاده از برق، LPG و اتانول می‌تواند PM2.۵ محیط آشپزخانه را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
سازمان جهانی بهداشت نیز برق، انرژی خورشیدی، بیوگاز، LPG و برخی فناوری‌های استانداردشده زیست‌توده را در گروه فناوری‌های پاک یا مناسب برای کاهش آلودگی خانگی قرار داده است.
۴. فیلترهای ذرات و کاتالیست‌های خودرو
در خودروهای احتراقی، سامانه‌های پس‌پالایش می‌توانند بخشی از آلاینده‌های خروجی را پیش از ورود به جو حذف کنند. فیلتر ذرات دیزل یا DPF برای به‌دام انداختن ذرات طراحی شده و سامانه‌های کاتالیستی و SCR نیز برای کاهش برخی گازهای آلاینده مانند اکسیدهای نیتروژن به کار می‌روند. آزمایش‌های فنی نشان داده‌اند DPF می‌تواند انتشار ذرات جامد را چندین مرتبه بزرگی کاهش دهد؛ البته عملکرد آن به طراحی، دما و نگهداری وابسته است.
۵. اسکرابرهای صنعتی
در نیروگاه‌ها و صنایع، یکی از فناوری‌های مهم، اسکرابر است؛ سامانه‌ای که گازهای خروجی را با یک ماده جاذب یا واکنش‌دهنده تماس می‌دهد تا آلاینده‌هایی مانند SO₂ از جریان گاز جدا شوند. اسکرابرهای مرطوب از فناوری‌های شناخته‌شده گوگردزدایی هستند و پژوهش‌های مهندسی بر افزایش راندمان جذب آنها تمرکز دارند.
۶. سامانه تشخیص هوشمند نشت گاز
گاهی بخش مهمی از انتشار آلاینده نه از دودکش، بلکه از نشتی‌های کوچک و بزرگ در تجهیزات نفت و گاز ناشی می‌شود. دوربین‌های تصویربرداری گاز، حسگرهای پیوسته، هواپیما و ماهواره می‌توانند این نشتی‌ها را سریع‌تر پیدا کنند. در یک آزمایش میدانی تصادفی در حدود ۲۰۰ تأسیسات نفت و گاز کانادا، برنامه تشخیص و تعمیر نشتی در سال ۲۰۲۴ تعداد نشت‌ها را حدود ۵۰ درصد کاهش داد و انتشار را حدود ۳۶ درصد پایین آورد.
۷. انرژی خورشیدی و بادی
پنل خورشیدی و توربین بادی آلاینده را از هوا جمع نمی‌کنند؛ مزیت آنها جایگزین کردن بخشی از تولید برق مبتنی بر احتراق با تولید برق بدون احتراق است. به همین دلیل، اگر نیروگاه‌های فسیلی با منابع تجدیدپذیر جایگزین شوند، انتشار آلاینده‌های حاصل از احتراق نیز کاهش می‌یابد. سازمان جهانی بهداشت افزایش استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد را از راهکارهای کاهش آلودگی هوای محیطی می‌داند.
۸. مناطق کم‌آلایندگی و سامانه‌های هوشمند کنترل ترافیک
باید توجه داشت فناوری فقط به یک دستگاه خاص محدود نمی‌شود و شبکه حسگرها، دوربین‌ها، سامانه‌های اندازه‌گیری کیفیت هوا و مدیریت هوشمند ترافیک می‌توانند در قالب مناطق کم‌آلایندگی، ورود خودروهای بسیار آلاینده را محدود کنند. نتایج یک مرور نظام‌مند منتشرشده در سال ۲۰۲۳ با مشارکت پژوهشگران Imperial College London ، ۱۶ مطالعه طولی را بررسی کرد و برای برخی پیامدهای قلبی‌عروقی شواهدی از بهبود پس از اجرای مناطق کم‌آلایندگی یافت.
۹. زیرساخت سبز شهری
درختان، بوته‌ها، دیوارهای سبز و بام‌های سبز می‌توانند بخشی از ذرات معلق را روی سطح برگ‌ها به دام بیندازند. اما تصور اینکه هرچه درخت بیشتر باشد، هوا حتماً پاک‌تر می‌شود، تصویر دقیقی نیست. در این میان شکل خیابان، سرعت باد، نوع گیاه و تراکم پوشش گیاهی اهمیت دارند. برخی مطالعات حتی نشان داده‌اند که در خیابان‌های بسیار محصور، طراحی نامناسب پوشش گیاهی می‌تواند گردش هوا را کاهش دهد. متاآنالیز دانشگاه O.P. Jindal Global University نیز بر اهمیت طراحی تأکید کرده است.
۱۰. تبدیل پسماند به بیوگاز
سوزاندن روباز زباله می‌تواند ذرات معلق و ترکیبات سمی مختلف تولید کند. یکی از گزینه‌های فناورانه، هضم بی‌هوازی مواد آلی و تولید بیوگاز است. در این روش، مواد آلی در محیط بدون اکسیژن تجزیه می‌شوند و گازی تولید می‌کنند که می‌توان از آن به‌عنوان منبع انرژی استفاده کرد. سازمان جهانی بهداشت نیز بهبود مدیریت زیستی پسماند و جلوگیری از سوزاندن کنترل‌نشده را از راهکارهای کاهش آلودگی می‌داند.
در خاتمه آنچه از مجموعه شواهد می‌توان نتیجه گرفت این است که فناوری به‌تنهایی «راه‌حل جادویی» آلودگی هوا نیست. میزان اثر هر فناوری به منبع اصلی آلودگی، نحوه طراحی، کیفیت اجرا، نگهداری، شرایط جغرافیایی و حتی رفتار مصرف‌کننده بستگی دارد. برای مثال، خودروی برقی در شبکه‌ای که برق آن عمدتاً از نیروگاه‌های بسیار آلاینده تأمین می‌شود، نتیجه متفاوتی نسبت به شبکه‌ای با سهم بالای انرژی‌های تجدیدپذیر خواهد داشت.
از سوی دیگر، شواهد درباره برخی فناوری‌ها بسیار مستقیم‌تر است. برای فیلترهای هوا و فناوری‌های پاک پخت‌وپز، مطالعات انسانی و اندازه‌گیری مواجهه وجود دارد؛ برای اسکرابرهای صنعتی یا فیلترهای اگزوز، شواهد عمدتاً بر اندازه‌گیری مستقیم انتشار استوار است؛ و برای برخی فناوری‌های نوتر، هنوز مطالعات بلندمدت و مقیاس‌بالای انسانی محدود است.
بنابراین آینده کاهش آلودگی هوا احتمالاً نه در یک فناوری منفرد، بلکه در ترکیب فناوری‌های پیشگیری، حذف آلاینده، پایش هوشمند و مدیریت صحیح منابع انتشار شکل خواهد گرفت. فناوری زمانی بیشترین اثر را دارد که دقیقاً در نقطه‌ای به کار گرفته شود که بیشترین آلاینده تولید می‌شود.
گزارش: فاطمه کردی