На международной конференции GEOMATE 2022 ( The Twelfth International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment) в Бангкоке (Королевство Таиланд) представили уникальную систему очистки атмосферного воздуха. Одна такая установка по эффективности превышает более 200 реальных деревьев. Разработка принадлежит российским ученым.
Как передает корреспондент РИА «Новый День», в текущем году ученые Южно-Уральского государственного университета создали и запатентовали новую модель «искусственного дерева». Это специальная система для удаления вредных газов и аэрозолей из воздуха при помощи растений и естественных биологических процессов.
Живые деревья и их листья очищают воздух, снижая концентрации таких токсичных газов, как приземный озон, диоксид серы, оксиды азота. Деревья задерживают на своей поверхности взвешенные частицы c диаметром менее 10 и 2.5 мкм.
«Искусственные деревья» могут быть в сотни раз эффективнее живых деревьев. Такие устройства способны очищать воздух от нежелательных химических соединений, используя принцип фиторемедиации. Фиторемедиация представляет собой комплекс методов очистки атмосферного воздуха с использованием растений, – поясняет руководитель исследования, кандидат химических наук, доцент кафедры «Экология и химическая технология» Татьяна Крупнова. – Идея состоит в том, что очистка воздуха происходит благодаря помещенным в специальное сооружение растениям, которые не только перерабатывают углекислый газ в кислород, но и поглощают другие токсичные соединения, в том числе опасные мелкодисперсные аэрозоли. Мы предлагаем использовать для очистки воздуха мхи и специальные сорбционные материалы».
«Искусственное дерево» – это полностью автономное устройство, оно состоит из корпуса с закрепленными на нем сменными панелями, наполненными фильтрующими субстратами в виде растений или сорбента. Там же предусмотрена система полива и система вентиляции. Корпус закрывается крышкой, собирающей дождевую воду; крышка соединена с системой полива. Корпус по всему периметру снаружи имеет защитное ограждение из ударопрочного светопроницаемого материала со встроенными светодиодными лампами. На верхней части корпуса установлены элементы солнечных батарей, соединенные с накопителем энергии. Внутри конструкции стоит вытяжной вентилятор для создания тока воздуха снаружи сквозь пластины со мхом. «Это позволяет увеличить объем фильтруемого воздуха», – уточняет кандидат химических наук Ольга Ракова.
В условиях сурового климата предлагается использовать панели со мхом в теплое время года. Мох будет потреблять и перерабатывать токсичные газы, очищая воздух, а сооружение – обеспечивать растению комфортные условия для роста, освещенность и полив дождевой водой. В холодный период вместо мха ученые рекомендуют использовать фильтрующий сорбент, способный очищать воздух от вредных примесей. Это решение позволит «искусственному дереву» эффективно функционировать круглый год.
Мох или сорбент (в зависимости от времени года), загруженный в съемные панели, производит очистку воздуха не только от газообразных загрязнителей воздуха, но и от мелкодисперсных взвешенных веществ. Такие частицы проникают сквозь биологические барьеры и представляют наибольшую опасность для людей и животных.
Наличие искусственного светодиодного освещения на антивандальных панелях может выполнять функцию декоративной уличной подсветки. Стоит отметить, что лампы работают от солнечных батарей за счет собранной в течение дня энергии. Эти же батареи обеспечивают надежность и непрерывность работы всего сооружения, являясь источником автономного энерго- и ресурсообеспечения.
«Искусственное дерево» может быть оснащено недорогими датчиками, отслеживающими состояние атмосферного воздуха, и использоваться для создания «умной» городской среды, отмечают разработчики.
«Умное дерево работает при помощи уникальной технологии IoT, свидетельство на которую мы создали. Встроенные датчики генерируют данные в режиме реального времени, которые отображаются на специально разработанной приборной панели. Программные пакеты, в том числе Экомонитор2.0-Умный город отличаются глубиной и широтой доступных данных. В зависимости от варианта исполнения можно получить данные о датчиках растений, объеме отфильтрованного воздуха, состоянии системы, метеорологических факторах окружающей среды, позволяет показать положительное влияние «Умного дерева» на окружающую среду», – говорит Татьяна Крупнова.
«Умное дерево» может быть представлено в нескольких вариантах исполнения – уличная информационная панель (с одной стороны состоит из мха, а с другой – представляет собой рекламную информационную панель) и умная стена из мха, которая может быть использована в помещениях, например, в офисах, производственных складских помещениях. Индустриальный партнер проекта – фирма Rasteno – один из лидеров и первопроходцев на российском рынке вертикального озеленения городских пространств и помещений.
«В современной городской среде на человека негативно влияет множество факторов, таких как шум, повышенное освещение в ночное время, вибрации и другое. Но большее влияние оказывают загрязнители окружающего воздуха, в особенности мелкодисперсные частицы. Основные их источники – это автодороги и промышленные предприятия, в особенности, машиностроительного и металлургического профилей, производство строительных материалов. Наибольшее превышение предельно допустимой концентрации (ПДК) частиц наблюдается вблизи промышленных предприятий (в 2-3 раза), возле автодорог ПДК превышена почти в 1,5 раза и только в «условно чистой» зоне, вдали от предприятий и автодорог, концентрация мелкодисперсных частиц находится в пределах нормы. Применение концепции умного озеленения приводит к преображению городского пространства, улучшению микроклимата, обеспечению комфорта и экологической безопасности городской среды. Кроме того, сохранение и улучшение окружающей среды благотворно влияет на нервно-психическое состояние человека», – подчеркивает Татьяна Крупнова.
Отметим, проект реализуется в рамках стратегии «Экология постиндустриальной агломерации» по программе «Приоритет 2030». Авторские права на изобретение защищены патентом на полезную модель, получены свидетельства на программы ЭВМ, которые обеспечат работу устройств (RU2022619877 и RU2022661600).
Челябинск, Светлана Намская
Отправляйте свои новости, фото и видео на наш мессенджер +7 (901) 454-34-42
© 2022, РИА «Новый День»