Как очистить воздух на планете
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.
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.
Как защитить воздух от загрязнения и спасти жизнь?
Как защитить воздух от загрязнения и спасти жизнь?
Люди и животные существуют на нашей планете благодаря атмосфере, воздуху, пригодному для дыхания живых организмов. По последним данным Всемирной организации здравоохранения, 91% мирового населения проживает в регионах с высокой концентрацией вредных веществ в воздухе.
Загрязнение атмосферы происходит естественным и антропогенным путем.
Естественные источники загрязнения воздуха:
Антропогенные (техногенные) загрязнения — это промышленные, химические и бытовые отходы, характерные для жизнедеятельности человека.
Чтобы защититься от грязного воздуха, нужно ограничить количество выбросов, как первичных загрязнителей, так и вторичных.
Первичные загрязнители — это вещества, которые попадают в атмосферу в результате естественных или антропогенных процессов в биосфере. Вторичные загрязнители возникают в результате химических и фотохимических реакций первичных загрязнителей при их взаимодействии с воздухом и могут привести к кислотному дождю.
Чем мы дышим?
Смог, нависающий над городами, — наиболее знакомая и очевидная форма загрязнения воздуха. Это пыль, дым, сажа, нитраты и другие вещества, возникающие в результате сгорания всех видов топлива.
Оксид углерода (угарный газ, CO). Этот бесцветный газ не имеет вкуса и запаха. В городе в первую очередь источником оксида углерода является автотранспорт — за счет выброса в атмосферу отработанных выхлопных газов. Чем больше содержится в воздухе СО, тем меньше кислорода достигает клеток в организме каждого человека. Это приводит к резким головным болям, проблемам с сердцем и общему ослаблению иммунной системы.
Газообразный диоксид серы (SО₂). Выделяется в атмосферу в результате функционирования угольных, металлургических и нефтеперерабатывающих заводов. Даже в малых концентрациях (20–30 мг/м³) этот бесцветный газ раздражает слизистую оболочку глаз и дыхательных путей, оставляя во рту неприятный вкус. Обонятельные рецепторы распознают диоксид серы как запах горящей спички.
Неблагоприятное воздействие загрязнителей на человека происходит как в помещениях, так и на открытом воздухе. Уровни загрязнения атмосферного воздуха варьируются в зависимости от сезона и времени суток. Например, ультрафиолетовое излучение солнца активирует химические реакции, которые приводят к более высокой концентрации вредных веществ в атмосфере в дневное время.
Чтобы обезопасить себя и окружающее пространство от вредного воздействия примесей и газов, содержащихся в воздухе, человечество каждый день вынуждено бороться с проблемой загрязнения.
В китайском городе Сиань в качестве эксперимента установили стометровую башню Smog Free Tower по очистке воздуха от вредных примесей. Прототипом гигантского очистителя атмосферы стал проект датского архитектора Даана Розегаарда (Daan Roosegaarde) — семиметровые башни с функцией очистки городского воздуха.
Что делать, чтобы защитить воздух от загрязнения?
Природный баланс планеты нарушен: реки осушаются, а леса вырубаются в целях расширения инфраструктуры городов. Воздух загрязняется промышленными отходами фабрик, разрушая озоновый слой планеты, призванный защищать живые организмы от радиоактивного солнечного излучения. Последствия такого неразумного истощения природных ресурсов и загрязнения воздуха грозят глобальными катастрофами.
Что же делать, чтобы защитить воздух от загрязнения и противостоять страшным изменениям условий нашей жизни? Несмотря на то, что ситуация усложняется день ото дня, способы защиты качества воздуха существуют.
Альтернативные источники энергии. Энергия солнца — практически неисчерпаемый ресурс, которым мы уже научились пользоваться. Солнечная батарея состоит из панелей (фотоэлементов), изготовленных из кремния. Они служат полупроводниковым устройством и преобразуют солнечную энергию в электрическую, которая способна питать бытовые приборы и обогревать объекты любой площади.
Используя альтернативные источники энергии — энергию солнца, ветра и воды, мы можем строить жилые экодома и не загрязнять окружающую среду. Такой подход актуален и для производственных заводов и фабрик. Если работу многих предприятий перевести на экологические источники энергии, то дышать нам станет намного легче.
Экотранспорт. В мире существует более 1 миллиарда автомобилей, на долю которых выпадает около 70% загрязнений окружающей среды. Разумное решение — переход на кары, использующие электроэнергию или экологически чистое топливо. В Европе и США, во избежание большого количества выбросов вредных материалов в атмосферу, люди делают выбор в пользу экомобилей. В Китае уже несколько лет идет реализация программ по развитию «зеленого» транспорта.
Сохраним лес. Массовое разрушение лесных массивов приводит к тотальному ухудшению всей экосистемы, которое несет за собой исчезновение некоторых видов флоры и фауны. Природа страдает, растения увядают, почва становится болотистой, образуются пустыни. К сожалению, полностью компенсировать нанесенный урон посадкой деревьев невозможно. Но решение есть — ежегодное увеличение площади посадок, создание системы охраны и мониторинга лесных фондов, усовершенствование мер по предотвращению лесных пожаров.
Чистый воздух в доме. Чистоту в жилых и офисных помещениях мы можем обеспечить сами и поддерживать каждый день. Большую часть жизни люди находятся именно в помещении, поэтому очень важно содержать место, где мы живем, работаем и отдыхаем, в чистоте и комфорте. Спастись от пыли в доме, даже плотно закрыв все окна и двери, — невозможно. Частицы кожи, шерсть животных, различные бактерии, грибки и другие частицы минеральных и органических веществ — всем этим мы дышим.
В зимний период в помещениях теряется влажность, становится труднее дышать. Чувствительные участки кожи начинают шелушиться, нередко отмечаются и аллергические реакции, такие как першение в горле, сухость глаз и губ. Чтобы в доме или офисе всегда был достаточный уровень влажности и чистоты воздуха, разработаны специальные устройства очистки воздуха.
По принципу фильтрации очистители воздуха делятся на несколько видов:
Принцип функционирования у всех разный, но результат один — комфортный чистый воздух в Вашем доме. Например, современный и доступный бытовой прибор, который поможет Вам защитить воздух в квартире или офисе — бризер 3S. Преимущества бризера в том, что он проветривает помещение при закрытых окнах и обеспечивает комплексную очистку воздуха. Очищение воздуха происходит с помощью трех фильтров:
Бризер 3S круглосуточно будет защищать Ваш дом от вредных газов и примесей в воздухе, а также от аллергенов.
Чистый воздух — это наш билет в долгую счастливую жизнь. Если большая часть человечества задумается о чистоте воздуха и начнет бороться с проблемой загрязнения атмосферы, в будущем у нас появятся все шансы не стать свидетелями глобальных катастроф и полного уничтожения экологии.
Как очистить воздух от коронавируса и какие приборы могут это сделать
Сейчас, когда ситуация с инфекцией в целом и COVID-19 в частности остается очень непонятной, люди справедливо начали задумываться о том, чем они дышат, и о том, безопасно ли это. Конечно, можно ходить в плотной маске и это тоже будет относительно безопасно, но так ли это приятно? Даже если вы не переживаете из-за коронавируса, например, дома вам все равно нужно, чтобы вас окружал чистый воздух. Для этого уже давно придумали специальные очистители. Вот только они или очень дорого стоят, или имеют крайне низкую эффективность. Современные технологии позволяют сделать системы, которые будут эффективными и будут стоить не несколько тысяч долларов, как раньше, а примерно как смартфон. Что же это за технологии, которые позволяют с такой высокой эффективностью очищать воздух и безопасны ли они?
Очистка воздуха плазмой возможна.
Как очистить воздух в помещении
Способов очистки воздуха, которые можно назвать традиционными, несколько. К ним можно отнести очищение воздуха пропусканием через фильтры. Такие, например, применяются в штатных системах вентиляции автомобилей. Сюда же можно отнести маски и респираторы, через которые можно дышать. Это просто, быстро и недорого. Вот только эффективность такого способа очистки оставляет желать лучшего. Крупные частицы задерживаются, но вирусы и запахи могут легко пройти через фильтры.
Есть системы озонирования, эффективность очистки которых чуть выше по некоторым показателям, но все равно не достигает значений, близких к стопроцентным. Также стоит вспомнить ультрафиолетовую стерилизацию. Она хороша при потоковом применении, хоть и не может полностью уничтожить бактерии самостоятельно. Например, ультрафиолетом ”обрабатываются” поручни эскалаторов в метро, когда проходят снизу.
Главным плюсом УФ-очистки является ее невысокая цена, а главным минусом — то, что такую очистку нельзя проводить в помещении, где находятся люди. Кроме этого, вирусы и бактерии страдают только там, куда попадают лучи. И то, некоторые из них не полностью уничтожаются ультрафиолетом — со временем они возвращают свою силу. Несмотря на это, когда весной коронавирус начал активно шагать по миру, ультрафиолетовые лампы буквально пропали с прилавков магазинов. Это дешево и не очень эффективно, но по принципу ”лучше, чем ничего” сойдет.
Очистка воздуха плазмой
Сейчас ученые придумали новые технологии обработки воздуха. В частности, обработку низкотемпературной плазмой. Звучит, как что-то из вселенной ”Star Trek”, но на самом деле технология уже спустилась с небес на землю и может применяться в частных домах, квартирах, офисах и даже транспорте.
У такой очистки есть два очень важных преимущества. Первое — это высокая эффективность, которая существенно превышает остальные решения на рынке. Вторым является отсутствие расходных материалов. Это возможно благодаря тому, что грязный воздух проходит через холодный плазменный разряд. В результате образуется озон, а также изотопы большого числа атомов, из которых состоят бактерии (в основном их мембрана), ДНК и РНК вирусов.
Так должен выглядеть изнутри хороший прибор для очистки воздуха.
В процессе воздействия высокоэнергетических частиц плазмы на бактерии и белковые структуры вируса происходит разрушение мембранной оболочки, а также их инактивация. Инактивация — это не полное уничтожение вируса, а изменение химического и генетического состава.
Использования катализа для очистки воздуха
Все это происходит на первой ступени очистки, но есть и вторая ступень. Она доочищает воздух от активного озона, формальдегидов, альдегидов, бензолов и прочих примесей. Даже запах табачного дыма или кальяна полностью убирается. Для этого применяется то, что называется холодным катализом (реакцией на основе катализатора — диоксида титана). Как мы помним из школьного курса химии, это такой тип реакций, который проходит в присутствии катализатора, но сам катализатор в ней не участвует.
Поэтапная очистка воздуха.
Стоит отметить, что катализ в своих устройствах применяет только компания INTECH Technologies. Технология холодной плазмы есть и у других производителей, но сама по себе она не так полезна и иногда даже вредна. Все из-за образования активных радикалов, озона и пероксида водорода, для разложения которых как раз и применяются катализаторы.
Именно применение низкотемпературной плазмы и катализа дает возможность приборам INTECH работать годами, не теряя свою эффективность и не требуя замены внутренних компонентов. При этом являясь полностью безопасными для человека.
Технология низкотемпературной плазмы позволяет эффективно бороться с неприятными запахами, вредными химическими соединениями и продуктами сигаретного дыма в воздухе. А еще она устраняет плесень, грибки и аллергены, которые есть в каждом доме.
С каждой новой ступенью воздух должен становиться только чище.
В результате очистки воздуха приборами с применением таких технологий, эффективность нейтрализации формальдегидов составляет более 80% (в остальных приборах меньше 60%), бензолов — более 60% (в остальных приборах меньше 45%), уровень стерилизации достигает 99,9%, что тоже выше большинства других устройств. При этом концентрация озона минимум в 2 раза ниже, чем у остальных очистителей воздуха.
Приборы очистки воздуха, которые применяют описанные выше технологии, совсем не обязательно должны быть размером с грузовик и стоять только на предприятиях. Их можно установить не просто дома, но даже на рабочем столе или в автомобиле. Можно даже взять их с собой в путешествие — настолько они маленькие.
Обзор Plazmabox HC-03
Производителем таких систем является компания INTECH. В ее модельном ряду есть несколько устройств очистки для разных сценариев использования, которые подойдут на любой случай.
Такой прибор можно поставить на любой стол.
Есть даже прибор, который можно использовать в автомобиле (Plazmabox HC-03). Он имеет очень компактный размер, который сопоставим с обычным смартфоном. Разместить такой прибор можно на передней панели, задней полке или в других местах в салоне автомобиля. Если у вас нет автомобиля, его можно поставить на рабочий стол для создания собственного микроклимата в офисе или даже взять с собой в путешествие. В некоторых странах это будет особенно актуально.
В машине этот гаджет тоже найдет свое применение.
Даже на задней полке.
На корпусе только одна кнопка, которая включает и выключает прибор. Он имеет встроенную батарею для работы без проводов, а заряжается через кабель microUSB, который включен в комплект. Есть еще светодиодный индикатор для отображения состояния заряда. Во время работы он светится.
При небольшом размере прибор достаточно эффективен.
Обзор INTECH Air
Несмотря на компактный размер, Plazmabox HC-03 использует все описанные выше технологии: низкотемпературную плазму, нанокерамическое покрытие диэлектрика для более эффективной работы и тот самый каталитический компонент из диоксида титана. Однако, он предназначен для помещений небольшого объема или для индивидуального использования. Если вам надо очистить большое помещение, то для этого создана модель INTECH Air, которая выпускается в трех вариантах:
Это устройство предназначается для установки дома, в офисе, школе, больнице, торговом зале или других местах большой площади. Для более эффективной очистки INTECH Air имеет дополнительные системы, кроме тех, что были описаны выше. К ним относятся: фильтр предварительной очистки, трехзонный электростатический блок, LED-ультрафиолетовая лампа и фотокаталитическая сетка.
Этот прибор является напольным, а для более удобного перемещения в нем предусмотрены колеса. Внешний вид прибора сделан таким, чтобы не привлекать к себе внимания, но при этом выглядит он очень стильно. Белый цвет, скошенные грани и сенсорная панель управления только дополняют этот образ.
На панели можно все настроить и получить всю нужную информацию.
На сенсорной панели можно настроить все, что нужно, включая ультрафиолетовую обработку, таймер, умный режим и многое другое. Есть даже дисплей, который показывает температуру и влажность воздуха в помещении. Такой прибор будет просто незаменим в офисе или любом другом месте, где собираются люди в наше непростое с точки зрения пандемии время.
Насколько эффективна очистка воздуха плазмой
Чтобы окончательно расставить все точки над ”i” в вопросе эффективности прибора, достаточно поделиться еще одной цифрой. Размер инактивируемых частиц устройствами серии INTECH Air оставляет 0,001 мкм. Для сравнения, размер частиц, задерживаемых HEPA фильтрами, в 300 раз больше, а размер вируса COVID-19 в 100 раз больше. То есть INTECH Air способен эффективно бороться с той заразой, которая сейчас гуляет по миру.
Такие приборы могут создать приятный микроклимат на одном отдельно взятом столе.
Как видим, борьба с вирусами, бактериями и химическими загрязнениями воздуха выходит на новый уровень. Конечно, это не все, что есть в модельном ряду INTECH. Есть, например, еще специальные рамки, проходя через которые, человек обрабатывается специальным веществом, которое не оставляет следов. Кроме этого, рамка может в режиме реального времени измерять температура проходящего, чтобы не допустить больного человека к другим людям. А если этого недостаточно, ее еще можно оснастить металлоискателем. Такая функциональность будет просто незаменима в торговых центрах, школах и других учреждениях.
Для больших помещений лучше поставить на входе вот такую рамку.
Просто защитить себя при помощи различных средств можно, но воздух является основным нашим ”топливом”. Он дает жизнь, но он может и навредить ей. Чтобы этого не произошло, он должен быть чистым. Поэтому лучше позаботиться об этом заранее.