Челябинские ученые создали фильтр, который очищает воздух лучше деревьев
Татьяна Георгиевна, принято считать: основные выбросы в городах от автотранспорта...
Татьяна Крупнова: Источников загрязнения воздуха в промышленных центрах множество, и только кажется, что все "виновники" уже установлены. Например, в Челябинске постоянно фиксируется превышение содержания формальдегида и очень высокие концентрации озона. Источники неизвестны, но это вторичные выбросы. Причем больше всего формальдегида в пробах показывает одна точка - через дорогу от городского бора. Превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) фиксируются там две трети дней в году. Почему это происходит в самом зеленом месте?
Свои нотки в химический "букет" наверняка вносят и предприятия?
Татьяна Крупнова: Конечно, ведь Челябинск - промышленный гигант. Здесь расположен, например, единственный в России цинковый завод, другие предприятия, которые выбрасывают в атмосферу тот же свинец. Важно не просто зафиксировать "вредный выхлоп", но и установить его источник, дать прогноз на будущее. Это задача нашей системы прогностического мониторинга. Хотя мы говорим, что решать нужно в комплексе: проблемы транспорта, крупной промышленности и т.д. Надо создавать замкнутые производственные циклы, совершенствовать очистку воздуха и, конечно, постоянно мониторить состояние атмосферы.
Но ведь мониторинг проводится ежедневно, причем сразу несколькими структурами.
Татьяна Крупнова: Мониторинг ради мониторинга - вчерашний день. Инфобазы переполнены, и никто не понимает, что с ними делать. Ну соберут компьютеры данные с 20-30 постов каждые 20 минут, определят уровень вредных веществ. Что дальше? Качество воздуха сегодня ухудшается во всех крупных городах.
Как работает ваша система?
Татьяна Крупнова: У нас создана сеть датчиков, контролирующих загрязнение воздуха. Используются специальные программы, чтобы определить превышение ПДК и его источник, выяснить причины. Это делает городской центр экологического мониторинга. Там трудится целая команда специалистов, они используют в том числе наши разработки.
Кто финансирует эту деятельность?
Татьяна Крупнова: Центр экомониторинга - город. Кроме того, недавно ЮУрГУ стал участником федеральной программы "Приоритет 2030", а область выделила средства на покупку нового оборудования. За 40 миллионов купили уникальную передвижную лабораторию, которая позволяет определять предикты - первичные загрязнители, по ним можно понять, откуда в воздухе озон, формальдегид и т. д. Кроме того, есть аналогичное стационарное оборудование. Финальная стадия - моделирование градоэкологического каркаса.
Как выясняете происхождение того или иного загрязнителя?
Татьяна Крупнова: Мы определяем изотопный состав цинка, свинца и меди в пробах. Анализируем даже образцы крови пациентов госпиталя на следы тяжелых металлов. Уже установили, что весь городской свинец - антропогенный, причем по каждой пробе можно установить его точное происхождение - что от транспорта, что "подарили" предприятия. Кстати, сейчас мы учитываем даже PM-частицы, мелкую пыль. Этот показатель совсем недавно появился в стандартах РФ.
Чем опасна мелкая пыль?
Татьяна Крупнова: Крупные частицы, например кусочки сажи, задерживаются благодаря физиологическим барьерам, волоскам в носу или трахее. А вот меньше 10 микрон легко преодолевают бронхиальный барьер. Если же они меньше 2,5 микрона, то "перепрыгивают" и альвеольный. Мелкие частицы собирают вирусы и сразу попадают в легкие или бронхи, вызывая бронхиты и пневмонии. В индустриальных центрах это могут быть и тяжелые металлы, канцерогенная органика от коксохима. Или продукт электродного производства - бензопирен. Такие частицы сразу попадают в кровь.
Существуют и так называемые невыхлопные выбросы , что образуются, скажем, от истирания дорожного полотна. Увы, на наших дорогах море пыли. Но особенно грязная она во дворах, где копится десятилетиями. У нас есть проект, который учитывает и это.
Раньше мелкую пыль неплохо собирали газоны, но сейчас их стригут "под ноль".
Татьяна Крупнова: У нас запатентована собственная разработка - "умное дерево". В мире есть похожие образцы. Например, в Китае построили огромную башню, которая собирает грязный воздух и очищает его на 30 процентов. Мы же придумали каркас с панелями из мха размером шесть метров. Одно искусственное дерево может заменить 200 натуральных, очищает 5000 кубов воздуха в час. Мох живой, причем влажный. Здесь же установлена система датчиков. Ищем инвестора, подали заявку в программу "Старт" Фонда содействия инновациям. А пока хотим сделать "дерево" для помещений, например, для библиотеки. Но там нужно будет использовать фитолампы и систему автополива.
Но ведь любой фильтр нужно периодически чистить.
Татьяна Крупнова: Мох в "живом фильтре" просто срезают по мере загрязнения. В лаборатории мы его уже выращивали, подобрали условия, подкормки. А на всесезонном уличном "дереве" сфагнум зимой меняют на панели из сорбента. Кстати, можно доработать проект, чтобы он окупался. Например, "дерево" будет проводить экскурсии для детей, рассказывать об экологии. Или продавать экобатончики, сувениры.
Сколько оно будет стоить?
Татьяна Крупнова: Фильтр для помещения - примерно 200 тысяч рублей, а уличный - около трех миллионов.
Может, лучше живой неприхотливый тополь?
Татьяна Крупнова: Живые деревья тоже дороги, причем зимой они не работают. Не справляются с очисткой воздуха даже вечнозеленые хвойные - антигололедные реагенты забивают их устьица. Но мы же и не предлагаем заменить все натуральные деревья. Искусственные надо использовать, например, в условиях уплотненной застройки или на токсичных производствах. Конечно, это не панацея: главное - грамотно формировать экокаркас города.
Каким образом?
Татьяна Крупнова: Надо при застройке учитывать все экофакторы. К вопросу о загрязнении воздуха формальдегидом рядом с городским бором - мы установили причину. Раньше там была узкая улочка, но дорогу расширили и пустили огромный транспортный поток в спальный район. По нашей гипотезе, выбросы оксида азота вступают в реакции окисления с естественным дыханием сосен - и вот результат. По-хорошему, "неправильную" дорогу следовало бы перенести.
Другой пример - массовое исчезновение кустарников с улиц.
В советское время их высаживали вдоль дорог, такая многоярусная система озеленения прекрасно уводила загрязнения от машин вверх, где они рассеивались. Деревья не защищают идущих по тротуару пешеходов от выхлопов. Бывают и такие ошибки - парк разбивают в низине, в итоге загрязнение не рассеивается, а застаивается, и воздух в парке даже грязнее, чем в другом месте.
А вы делитесь выводами с чиновниками? Есть ощущение, что наука и городские власти работают автономно.
Татьяна Крупнова: В последнее время власти реально стали прислушиваться. Например, на недавнем форуме министр экологии региона специально пришел послушать мой доклад. Космоснимок Челябинска показал в феврале настоящую тепловую аномалию. В окрестностях города было минус 16 градусов, а над центром и металлургическим районом - плюс 20! Эффект резонанса создал антициклон - аномальные инверсии плюс тепловое загрязнение. Предприятия тогда наполовину снизили мощности, и только на 4-5 день, когда стал уходить антициклон, все рассеялось.
Выход - вынести их за город?
Татьяна Крупнова: Нет, это практически невозможно. К тому же экологическое неблагополучие городов обманчиво. Да, люди живут здесь скученно, но, если переселить их в небольшие дома, углеродный след будет даже выше - за счет отказа от центрального отопления. Как ни парадоксально, высотный город более экологичен по сравнению с малоэтажками. В Челябинске почти все ТЭЦ перешли на газ, а частные дома и котельные в маленьких городах топят углем, дровами.
Получается, в урбанизации тоже есть экоплюсы?
Татьяна Крупнова: Нужно делать все, чтобы города стали более экологичными и комфортными. И они дают стимул для этого. Еще 15 лет назад вокруг цинкового завода все было выжжено. Сейчас поставлены улавливатели серной кислоты, других загрязнений, и превышения практически не фиксируются. Внедряют новые технологии и другие предприятия. А если бы они находились за городом, возможно, так и продолжали бы "шпарить". Надеюсь, постепенно будет решаться и проблема выбросов транспорта. Нам ничего другого не остается, ведь мы тут живем.