Vědci z Čeljabinsku vytvořili filtr, který čistí vzduch lépe než stromy – Rossijskaja Gazeta

I přes obrovské investice do ochrany životního prostředí je v megaměstech čím dál těžší dýchat. Podle ekologů by se velká města měla co nejrychleji stát „chytrými“ a zelenými. Čeljabinsk vyvinul soubor naléhavých opatření, včetně prediktivního monitorování životního prostředí a vertikálních zahradnických systémů. Až se v metropoli objeví první „umělý strom“, řekla RG Taťána Krupnová, docentka katedry ekologie a chemické technologie na South Ural State University (SUSU).

Živé zahrady v centru metropole jsou drahé a v zimě nezvládají čištění vzduchu. / Taťána Andreeva/RG

Tatyana Georgievna, je obecně přijímáno, že hlavní emise ve městech pocházejí z motorových vozidel.

Taťána Krupnová: V průmyslových centrech je mnoho zdrojů znečištění ovzduší a zdá se, že všichni „viníci“ již byli identifikováni. Například v Čeljabinsku jsou neustále zaznamenávány nadměrné hladiny formaldehydu a velmi vysoké koncentrace ozonu. Zdroje nejsou známy, ale jedná se o sekundární emise. Navíc jeden bod ukazuje nejvíce formaldehydu ve vzorcích – přes silnici od městského lesa. Překročení maximální přípustné koncentrace (MPC) je tam zaznamenáváno dvě třetiny dnů v roce. Proč se to děje na nejzelenějším místě?

Přidávají podniky k chemickému buketu pravděpodobně také své vlastní poznámky?

Taťána Krupnová: Čeljabinsk je samozřejmě průmyslový gigant. Nachází se zde například jediná zinkovna v Rusku a další podniky, které vypouštějí stejné olovo do atmosféry. Je důležité nejen zaznamenat „škodlivý výfuk“, ale také určit jeho zdroj a poskytnout předpověď do budoucna. To je úkolem našeho prediktivního monitorovacího systému. I když říkáme, že je potřeba je řešit jako celek: problémy dopravy, velkého průmyslu atp. Je potřeba vytvořit uzavřené výrobní cykly, zlepšit čištění vzduchu a samozřejmě neustále sledovat stav atmosféry.

V nízkopodlažních budovách a soukromém sektoru je uhlíková stopa ještě vyšší díky eliminaci ústředního vytápění

Monitorování se však provádí denně a několika strukturami najednou.

Taťána Krupnová: Monitorování kvůli monitorování je minulostí. Informační základny jsou přeplněné a nikdo nechápe, co s nimi. Počítače budou každých 20 minut sbírat data z 30-20 příspěvků a určovat hladinu škodlivých látek. co bude dál? Kvalita ovzduší se dnes zhoršuje ve všech větších městech.

Jak váš systém funguje?

Taťána Krupnová: Vytvořili jsme síť senzorů, které monitorují znečištění ovzduší. Ke zjištění překročení maximální přípustné koncentrace a jejího zdroje a zjištění příčin se používají speciální programy. To provádí městské monitorovací středisko životního prostředí. Pracuje tam celý tým specialistů, kteří také využívají náš vývoj.

Kdo tuto činnost financuje?

Taťána Krupnová: Centrem monitorování životního prostředí je město. Kromě toho se SUSU nedávno stala účastníkem federálního programu „Priorita 2030“ a region vyčlenil finanční prostředky na nákup nového vybavení. Za 40 milionů jsme koupili unikátní mobilní laboratoř, která nám umožňuje určovat prediktory – primární znečišťující látky, ze kterých můžeme pochopit, kde se v ovzduší nachází ozón, formaldehyd atd. Navíc existuje podobná stacionární zařízení. Poslední fází je modelování urbanisticko-ekologického rámce.

Jak zjistíte původ konkrétní škodliviny?

Taťána Krupnová: Ve vzorcích zjišťujeme izotopové složení zinku, olova a mědi. Dokonce analyzujeme vzorky krve pacientů v nemocnici na stopy těžkých kovů. Již bylo zjištěno, že veškeré městské olovo je antropogenní a u každého vzorku je možné určit jeho přesný původ – ať už z dopravy, nebo „darované“ podniky. Mimochodem, nyní bereme v úvahu i částice PM a jemný prach. Tento ukazatel se nedávno objevil v normách Ruské federace.

Proč je jemný prach nebezpečný?

Taťána Krupnová: Velké částice, jako jsou kousky sazí, jsou zadržovány fyziologickými bariérami, jako jsou chloupky v nose nebo průdušnice. Ale méně než 10 mikronů snadno překoná bronchiální bariéru. Pokud jsou menší než 2,5 mikronu, pak alveoly také „přeskakují“. Malé částice shromažďují viry a okamžitě se dostávají do plic nebo průdušek a způsobují bronchitidu a zápal plic. V průmyslových centrech to mohou zahrnovat těžké kovy a karcinogenní organické látky z koksárenských chemikálií. Nebo produkt výroby elektrod – benzopyren. Takové částice se okamžitě dostanou do krve.

Existují také takzvané bezvýfukové emise, které vznikají řekněme otěrem povrchu vozovky. Bohužel, na našich silnicích je moře prachu. Špinavá je ale především na dvorech, kde se hromadí desítky let. Máme projekt, který s tím také počítá.

Dříve trávníky dobře zachycovaly jemný prach, ale nyní jsou osekány na nulu.

Taťána Krupnová: Patentovali jsme vlastní vývoj – „chytrý strom“. Ve světě jsou podobné příklady. Například v Číně postavili obrovskou věž, která sbírá špinavý vzduch a čistí ho o 30 procent. Vymysleli jsme rám s mechovými panely o rozměrech šest metrů. Jeden umělý stromek dokáže nahradit 200 přírodních a vyčistí 5000 metrů krychlových vzduchu za hodinu. Mech je živý a mokrý. Je zde také instalován senzorový systém. Hledáme investora, podali jsme žádost do programu „Start“ Fondu na podporu inovací. Mezitím chceme udělat „strom“ pro prostory, například pro knihovnu. Ale tam budete muset použít fytolampy a automatický zavlažovací systém.

Každý filtr je však třeba pravidelně čistit.

Taťána Krupnová: Mech v „živém filtru“ se jednoduše odřízne, jakmile se zašpiní. Už jsme ji pěstovali v laboratoři, vybrané podmínky a hnojení. A na celosezónním pouličním „stromu“ je sphagnum v zimě nahrazen sorbentovými panely. Mimochodem, projekt můžete doladit tak, aby se vyplatil. Například „strom“ bude provádět exkurze pro děti a mluvit o ekologii. Nebo prodávat eko-bary a suvenýry.

Kolik to bude stát?

Taťána Krupnová: Vnitřní filtr stojí asi 200 tisíc rublů a venkovní filtr stojí asi tři miliony.

Možná by byl lepší živý, nenáročný topol?

Taťána Krupnová: Živé stromy jsou také drahé a v zimě nefungují. S čištěním vzduchu si neporadí ani stálezelené jehličnany – protinámrazová činidla jim ucpávají průduchy. Nenavrhujeme však nahradit všechny přirozené stromy. Umělé by se měly používat například v hustě zastavěných podmínkách nebo v toxickém průmyslu. Samozřejmě to není všelék: hlavní věcí je kompetentně vytvořit ekologický rámec města.

Jak je to možné?

Taťána Krupnová: Při vývoji je nutné vzít v úvahu všechny faktory prostředí. K problematice znečištění ovzduší formaldehydem u městského lesa jsme zjistili příčinu. Dříve tam byla úzká ulice, ale silnice byla rozšířena a do obytné čtvrti byl povolen obrovský provoz. Podle naší hypotézy vstupují emise oxidů dusíku do oxidačních reakcí s přirozeným dýcháním borovic – a toto je výsledek. V dobrém slova smyslu měla být „špatná“ silnice přesunuta.

Dalším příkladem je masivní mizení keřů z ulic.

V sovětských dobách byly vysazeny podél silnic takový víceúrovňový systém výsadby dokonale odváděl znečištění od aut nahoru, kde bylo rozptýleno. Stromy nechrání chodce jdoucí po chodníku před zplodinami. Existují i ​​takové chyby – park je položen v nížině, v důsledku toho se znečištění nerozptýlí, ale stagnuje a vzduch v parku je ještě špinavější než na jiném místě.

Sdílíte svá zjištění s úředníky? Existuje pocit, že věda a městské úřady pracují autonomně.

Taťána Krupnová: V poslední době začaly úřady opravdu poslouchat. Například na nedávném fóru si krajský ministr pro ekologii přišel výslovně poslechnout moji zprávu. Satelitní snímek Čeljabinsku ukázal v únoru skutečnou tepelnou anomálii. V okolí města bylo minus 16 stupňů a nad centrem a hutním regionem – plus 20! Rezonanční efekt byl vytvořen anticyklónou – anomální inverze plus tepelné znečištění. Podniky pak snížily kapacitu na polovinu a teprve 4. – 5. den, kdy tlaková výše začala odcházet, se vše vyčistilo.

Je řešením odvézt je z města?

Taťána Krupnová: Ne, je to prakticky nemožné. Environmentální problémy měst jsou navíc klamavé. Ano, lidé tu žijí v přelidněných podmínkách, ale pokud je nastěhujete do menších domů, uhlíková stopa bude ještě vyšší – kvůli eliminaci ústředního vytápění. Výškové město je paradoxně v porovnání s nízkopodlažními budovami šetrnější k životnímu prostředí. V Čeljabinsku přešly téměř všechny tepelné elektrárny na plyn a soukromé domy a kotelny v malých městech jsou vytápěny uhlím a dřevem.

Ukazuje se, že urbanizace má i eko-plusy?

Taťána Krupnová: Musíme udělat vše pro to, aby města byla ekologičtější a pohodlnější. A poskytují k tomu podnět. Právě před 15 lety bylo vypáleno vše kolem zinkovny. Nyní byly instalovány lapače kyseliny sírové a dalších kontaminantů a přebytky nejsou prakticky zaznamenány. Nové technologie zavádějí i další podniky. A kdyby byli mimo město, možná by pokračovali v „opaření“. Doufám, že problém emisí z dopravy bude postupně vyřešen. Nemáme na výběr, protože tady žijeme.