طراحی و ساخت درخت هوشمند برای تصفیه هوا توسط محققان دانشگاه تبریز

محققان دانشگاه تبریز با ابداع روش جدید موفق به طراحی و ساخت درخت هوشمند برای تصفیه هوا شدند.

به گزارش روابط عمومی دانشگاه تبریز، دکتر محمدصادق ذاکرحمیدی، مجری این طرح و عضو هیات علمی دانشگاه تبریز در این ارتباط با بیان اینکه امروزه با گسترش زندگی شهری آلودگی‌های نوظهور بخصوی در مراکز پرتراکم رخ می‌نماید، گفت: از آنجایی که حجم آلاینده‌ها در این مراکز بسیار گسترده است نیاز مبرم به روش‌های جدید با راندمان بالا در حذف این آلاینده‌ها احساس می‌شود. از طرفی ماهیت آلودگی‌ها گاه به صورتی است که طبیعت یارای امحای آن آلودگی را در کوتاه مدت ندارد. یکی از پرمخاطره‌ترین نوع آلودگی‌ها در کلانشهرهای ایران، مشکل آلودگی هواست.

وی در ادامه با بیان اینکه متاسفانه کمبود سرانه گیاهان درختی این مشکل را دو چندان می‌نماید، افزود: صرفاً افزایش سرانه فضای سبز در کاهش آلاینده‌های هوا کافی نیست. دلیل این امر تنوع آلاینده‌ها و مقدار زیاد آلاینده‌ها در یک ناحیه خاص است.

این محقق اضافه کرد: امروزه ذرات معلق، گازهای خروجی احتراق خودروها و آلودگی‌های مختلف تولیدی توسط بخش صنایع بزرگ و کوچک باعث افزایش مواد آلاینده هوای تنفسی شهروندان می‌شود. ماهیت این آلاینده‌ها به گونه‌ای است که درختان و فضای سبز یارای مقابله با تمامی آنها را ندارد و نتیجه تقابل طبیعت سبز با آلاینده‌های دست ساز بشر شکست اورگانیسم های طبیعی است.

عضو هیات علمی دانشگاه تبریز با بیان اینکه محققین علوم مختلف به دنبال روش‌های مختلف مانند تقویت راندمان یا بقا پذیری سیستم‌های گیاهی یا حتی میکرو ارگانیسم‌ها هستند، تا با ایجاد گیاهان با راندمان بالا در تصفیه آلاینده‌های محیطی مشکل آلاینده‌های هوا را با کمک طبیعت به سرانجام برسانند، تصریح کرد:. اما وابستگی زیست گونه‌های گیاهی یا میکرو ارگانیسمی تولید شده به فاکتورهای منطقه‌ای هنوز مشکل اصلی بوده و نیاز به تحقیقات جامع‌تر و طولانی‌تر احساس می‌شود.

وی در ادامه با بیان اینکه روش دیگر حذف آلاینده‌های هوا با کمک تکنولوژی دست ساز بشر است، یادآور شد: در این حوزه سیستم‌های تصفیه هوا یک محصول صنعتی بوده و برای شرایط مختلف محیطی ابعاد دهی و طراحی می‌شوند. همانگونه که چندین دهه است که دستگاه‌های تصفیه آلاینده‌های هوای خروجی صنایع به‌وسیله سیستم‌های تصفیه هوای صنعتی تصفیه می‌شوند و امروزه دستگاه‌های تصفیه هوای خانگی در منازل ما جزو ملزومات زندگی مدرن شده‌اند. نیاز به تصفیه هوای شهری احساس می‌شود.

به گفته وی، سیستم‌های تصفیه هوای شهری باید قابلیت‌های متعددی داشته باشند که از جمله آن می‌توان به حذف ذرات معلق هوا از انواع مختلف، حذف آلودگی‌های احتراقی خودروها، حذف آلاینده‌های شهری متفاوت، راندمان بالا در حذف آلاینده‌های متعدد، هزینه ساخت پایین، نگهداری راحت و استهلاک پایین آنهاست.

دکتر ذاکر حمیدی تاکید کرد: تولید سیستم‌های تصفیه هوا با ماهیت تصفیه آلودگی‌های شهری چند سالی است که در جهان مورد توجه واقع شده و امروزه در کشورهای مختلف جهان انواع سیستم‌های تصفیه هوای شهری طراحی، نصب و مطالعه می‌شود. با توجه به اهتمام شهردار کلانشهر تبریز بر سلامت شهروندان و دغدغه زیست محیطی ایشان شروع مطالعاتی علمی در زمینه سیستم‌های تصفیه هوای شهری با توجه به شرایط زیست محیطی شهر تبریز تحت عنوان درخت هوشمند تصفیه هوای شهر تبریز از دی ماه 1401 توسط تیم پژوهشی از دانشگاه تبریز و شرکت‌های فناوری آغاز شدکه ثمره این تلاش جهادی نصب اولین درخت تصفیه هوای شهری تبریز در منطقه سه را امین تبریز است.

استاد دانشکده فیزیک دانشگاه تبریز، طراح درخت هوشمند تصفیه هوای شهر تبریز در بخش دیگر سخنان خود درباره مراحل طراحی، ساخت، نصب و پایش عملکرد این سیستم گفت: دغدغه زیست محیطی شهردار کلانشهر تبریز که با حذف نمک پاشی در فصل زمستان و اهتمام ایشان بر کاهش آلاینده‌های زیست محیطی برهمگان مشخص است منجر به ایجاد بستری برای تحقیقات علمی در راستای بررسی سیستم‌های تصفیه هوای شهری شد.

 وی افزود: مطالعات انجام گرفته مشخص کرد که استفاده از فیلترها هزینه بر بوده و در صورت استفاده از منابع ولتاژ بالا که امروزه مرسوم است هزینه نگهداری و کنترل شدیداً افزایش خواهد یافت. لذا توجه به استفاده از روش‌های شیمیایی جذب آلاینده‌ها معطوف گردید.

 این پژوهشگر ادامه داد: حجم تصفیه‌ای دستگاه تصفیه هوای شهری باید بسیار بالا باشد، لذا استفاده از سیستم‌های فوتوکاتالیستی نمی‌تواند در ابعاد کوچک راهگشا باشد. پایش های انجام گرفته از آلودگی هوای شهر تبریز در زمان محلول پاشی ضد یخ زدگی معابر مشخص کرد که محلول ضد یخ زدگی معابر در زمستان قابلیت خوبی در زمینه جذب آلاینده‌های هوا هم دارند. از دی ماه 1401 مطالعه و بهینه سازی این محلولها برای استفاده در سیستم‌های تصفیه هوای شهری مورد توجه قرار گرفت.

 به گفته وی در اسفند ماه با کمک محلول یخ زدایی مورد استفاده و با افزایش افزودنی‌های خاص شیمیایی قابلیت جذب آلودگی هوا در این مایع تا 5 برابر اولیه افزایش یافت و مساله بعدی طراحی سیستم مکانیکی استفاده کننده از این محلول بود و کارکرد شهری و قیمت مناسب، طراحی را به سمت استفاده از اسکرابر های خاص سوق داد. طرح اولیه برای ساخت تعداد 10 عدد سیستم تصفیه هوای بسیار بزرگ بود.

عضو هیات علمی دانشگاه تبریز تصریح کرد: این طرح استفاده همزمان از چند روش تصفیه هوا را شامل می‌شد و ارتفاع سازه آن ۱۰۰ متر و محدوده تصفیه‌ای ۱۰ کیلومتر بود. با توجه به هزینه کلان سازه این سیستم تصفیه‌ای و از طرفی عدم وجود سیستم تصفیه هوای شهری در شهرهای ایران، شهردار کلانشهر تبریز ایده ساخت مقیاس کوچکتر از این سیستم تصفیه شهری را مطرح کردند.، تا هم فرهنگ سازی اولیه صورت گیرد و از طرفی آموزش کاربری و بررسی کارآیی صورت گیرد.

وی با بیان اینکه در این ارتباط طراحی با مقیاس درخت در دستور کار قرار گرفت، خاطر نشان کرد: درخت تصفیه هوای هوشمند شهر تبریز در اسفند ۱۴۰۱ مراحل طراحی و ساخت نهایی راآغاز کرد. ۲۹ فروردین ۱۴۰۲ آماده بارگیری محلول شیمیایی جذب کننده آلودگی هوا شد. به گفته وی تست‌های عملکردی در طی یک هفته انجام گرفت و از ۶ اردیبهشت ماه وارد چرخه کارکرد میدانی شد. از تاریخ ۶ اردیبهشت ماه آنالیزهای روزانه جهت پایش کارکرد سیستم به‌طور مداوم انجام می‌گیرد. نتایج به دست آمده نشانگر راندمان بسیار بالا در حذف ذرات معلق، SO2، CO، CO2 و راندمان خوب در حذف آلاینده‌های ناکس و ازون بوده است.

وی افزود: در ساخت درخت تصفیه هوای هوشمند شهر تبریز از تجهیزات ایرانی استفاده شده است و ظرفیت تصفیه هوای سالیانه این سیستم 61 میلیون متر مکعب (به اندازه ۴ هکتار درخت برگ سوزنی) می‌باشد. از طرفی این سیستم ظرفیت ۲ تن محلول را داشته و بعد از ۱ هفته محلول شیمیایی آن جمع آوری می‌شود و به مرکز پسماند شهرداری ارسال می‌شود.

وی اضافه کرد: نکته جالب این طرح قابل استفاده بودن این محلول برای کارکرد پیش ماده کاربردی در فرایند دفن زباله است. با توجه به تجهیز مناطق شهرداری تبریز به سیستم محلول سازی اتوماتیک ساخت محلول شیمیایی برای استفاده دردرخت تصفیه هوای هوشمند شهر تبریز هزینه خاصی ندارد.

به گفته وی این دستاورد بزرگ در سایه اعتماد شهردار کلانشهر تبریز به دانشگاه‌ها و یافته‌های علمی مراکز علمی است و البته همراهی و حمایت مردم از ایده‌های نو و کاربردی می‌تواند بهترین نتیجه را در آینده برای ساکنین کلانشهر تبریز به بار آورد.