這一原型機(jī)為解決一個(gè)重大公共衛(wèi)生問題提供了一種創(chuàng)新解決方案

在中國(guó)污染最嚴(yán)重的城市之一，一座60米高的煙囪矗立在高層建筑的水泥森林里。不過，它并沒有給這座城市——西安帶來(lái)更多煙霧，而是幫助凈化了空氣。這一由太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的室外空氣凈化系統(tǒng)能夠過濾掉有害顆粒，并濾出清潔的空氣。設(shè)計(jì)出這一原型機(jī)的中國(guó)科學(xué)家表示，該系統(tǒng)能夠顯著減少中國(guó)及其他地區(qū)的城市空氣污染。

這個(gè)由省政府提供200萬(wàn)美元資金修建的原型機(jī)，在中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)白春禮上個(gè)月造訪此地時(shí)引起了他的關(guān)注。曹軍驥說(shuō)，鑒于空氣污染引起了廣泛的公共衛(wèi)生問題，中國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人迫切希望能夠?yàn)榭諝馕廴菊业絼?chuàng)新解決方案。一份綜合性的世界疾病狀況研究—— 2015年全球疾病負(fù)擔(dān)研究報(bào)告發(fā)現(xiàn)，僅在當(dāng)年，空氣污染就造成中國(guó)110萬(wàn)人過早死亡。

曹軍驥提交了在西安再建一個(gè)300米高凈化塔的方案。同時(shí)，他也在同廣州以及河北和河南的城市就此事進(jìn)行磋商。

但也有對(duì)該技術(shù)持懷疑論者提出，有費(fèi)用更低的方法可以減少空氣污染。

“煙囪”效應(yīng)

這座混凝土凈化器坐落在一個(gè)帶玻璃頂?shù)拇笮烷_放式結(jié)構(gòu)（太陽(yáng)能溫室）上。太陽(yáng)輻射通過玻璃來(lái)加熱空氣，使其隨塔身升高，通過過濾網(wǎng)墻，然后排出煙囪。它的設(shè)計(jì)受到了太陽(yáng)能可再生能源發(fā)電廠的啟發(fā)。

“這是一個(gè)設(shè)計(jì)和制造都很精良的原型機(jī)。”來(lái)自法國(guó)國(guó)立蒙彼利埃高等化學(xué)學(xué)院的化學(xué)工程師Renaud de Richter說(shuō)道。他曾從事太陽(yáng)能塔的工作，他認(rèn)為曹軍驥的成功可能有助于說(shuō)服投資者支持其它基于太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的空氣流的應(yīng)用，這種技術(shù)被稱為太陽(yáng)能熱氣流。

冬季是污染的高峰期。曹軍驥選擇在1月的兩周內(nèi)對(duì)該系統(tǒng)的空氣過濾器進(jìn)行了第一次測(cè)試。他在凈化塔和10平方公里范圍內(nèi)的10個(gè)監(jiān)測(cè)站，放置了監(jiān)測(cè)器來(lái)測(cè)量PM2.5——肆虐中國(guó)城市的污染物。

曹軍驥發(fā)現(xiàn)凈化塔在冬季每天可以釋放出500萬(wàn)至800萬(wàn)立方米的過濾空氣。在研究期間，相較于城區(qū)內(nèi)其它位置，塔周圍的空氣監(jiān)測(cè)器檢測(cè)到的PM2.5濃度下降了19％。曹軍驥正準(zhǔn)備將這些結(jié)果送去接受同行評(píng)議。

他說(shuō)原型機(jī)的影響范圍是局部的，所以建議在城市中心附近建設(shè)6個(gè)左右的大凈化器，形成凈化器陣。他還設(shè)計(jì)了一座500米高的凈化塔，并表示：“一個(gè)凈化系統(tǒng)的影響很小。我們需要多個(gè)系統(tǒng)，才能大幅度減少空氣污染物的濃度”。

更便宜的選擇

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)研究大氣顆粒物的Neil Donahu表示，毫無(wú)疑問，讓大量空氣通過高效顆粒過濾器能夠達(dá)到凈化的效果。但他想知道的是，為此而建設(shè)和運(yùn)營(yíng)這些設(shè)施，從而造成環(huán)境破壞是否值得。他說(shuō)：“我希望看到對(duì)這一過濾裝置耗用能源和資源的評(píng)估。” Donahue表示，將等量的能源轉(zhuǎn)化為清潔電力，或者一開始就不要排放污染物，或許同樣能實(shí)現(xiàn)減少污染的目標(biāo)。

Wuebbles也擔(dān)心這種凈化器只會(huì)過濾顆粒物，而不會(huì)過濾諸如二氧化硫和氮氧化物這樣對(duì)人體健康同樣有害的顆粒物前體，或者諸如臭氧這樣的二次氣體污染物。“所以，雖然天空看起來(lái)更干凈，但空氣質(zhì)量可能仍然非常糟糕。”他說(shuō)。

曹軍驥說(shuō)，該系統(tǒng)已經(jīng)凈化了氮氧化物——形成超細(xì)顆粒和臭氧的主要前體。他還表示，經(jīng)濟(jì)方面的擔(dān)憂被夸大了。他估計(jì)該試點(diǎn)項(xiàng)目的運(yùn)行成本為每年30,000美元左右。

盡管存在一些保留意見，但是像科羅拉多大學(xué)博爾德分校大氣科學(xué)家Jose Jimenez 這樣的研究人員還是認(rèn)為繼續(xù)追求這一技術(shù)是有益的。 他說(shuō)：“雖然我還沒有被任何一方說(shuō)服，但我確信這項(xiàng)技術(shù)值得更深入的探索。”