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 ذاکر حمیدی، مجری این طرح و عضو هیات علمی دانشکده فیزیک دانشگاه تبریز دراین‌ارتباط بابیان اینکه امروزه با گسترش زندگی شهری آلودگی‌های نوظهور  بخصوص در مراکز پرتراکم رخ می‌نماید، گفت: ازآنجایی‌که حجم آلاینده‌ها در این مراکز بسیار گسترده است نیاز مبرم بهروش‌های 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 کوتاه‌مدت ندارد. یکی از پرمخاطره‌ترین نوع آلودگی‌ها در کلان‌شهرهای ایران، مشکل آلودگی هواست.

صرفاً افزایش سرانه فضای سبز در کاهش آلاینده‌های هوا کافی نیست

وی در ادامه بابیان اینکه متأسفانه کمبود سرانه گیاهان درختی این مشکل را دوچندان 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 به‌گونه‌ای است که درختان و فضای سبز یارای مقابله با تمامی آن‌ها را ندارد و نتیجه تقابل طبیعت سبز با آلاینده‌های دست‌ساز بشر شکست ارگانیسم‌های طبیعی است.

لزوم استفاده از روش‌های مختلف در تصفیه آلاینده‌های محیطی

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

وی در ادامه بابیان اینکه روش دیگر حذف آلاینده‌های هوا با کمک تکنولوژی دست‌ساز 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 ازجمله 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 تأکید کرد: تولید سیستم‌های تصفیه هوا با ماهیت تصفیه آلودگی‌های شهری چند سالی است که در جهان موردتوجه واقع‌شده 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 زیست‌محیطی ایشان شروع مطالعاتی علمی درزمینه سیستم‌های تصفیه هوای شهری با توجه به شرایط زیست‌محیطی شهر تبریز تحت عنوان درخت هوشمند تصفیه هوای شهر تبریز از دی‌ماه ۱۴۰۱ توسط تیم پژوهشی از دانشگاه تبریز و شرکت‌های فناوری آغاز شد که ثمره این تلاش جهادی نصب اولین درخت تصفیه هوای شهری تبریز در منطقه سه را امین تبریز است.

هزینه‌بر بودن استفاده از فیلترها 

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 زیست‌محیطی شهردار کلان‌شهر تبریز که با حذف نمک‌پاشی در فصل زمستان و اهتمام ایشان بر کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی برهمگان مشخص است منجر به ایجاد بستری برای تحقیقات علمی در راستای بررسی سیستم‌های تصفیه هوای شهری شد.

 وی افزود: مطالعات انجام‌گرفته مشخص کرد که استفاده از فیلترها  هزینه‌بر 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.

قابلیت جذب آلودگی هوا تا ۵ برابر در محلول یخ‌زدایی/ استفاده از راهکارها و محصولات متنوع در کاهش آلودگی ها

 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 انجام‌گرفته از آلودگی هوای شهر تبریز در زمان محلول‌پاشی ضد یخ‌زدگی معابر مشخص کرد که محلول ضد یخ‌زدگی معابر در زمستان قابلیت خوبی درزمینه جذب آلاینده‌های هوا هم دارند. از دی‌ماه ۱۴۰۱ مطالعه و بهینه‌سازی این محلول‌ها برای استفاده در سیستم‌های تصفیه هوای شهری موردتوجه قرار گرفت.

 به گفته وی در اسفندماه با کمک محلول یخ‌زدایی مورداستفاده و با افزایش افزودنی‌های خاص شیمیایی قابلیت جذب آلودگی هوا در این مایع تا ۵ برابر اولیه افزایش یافت و مسئله بعدی طراحی سیستم مکانیکی استفاده‌کننده 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 ۱۰ عدد سیستم تصفیه هوای بسیار بزرگ بود.

راندمان بسیار بالای درخت هوشمند در حذف ذرات معلق

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 فرهنگ‌سازی اولیه صورت گیرد و از طرفی آموزش کاربری و بررسی کار آیی صورت گیرد.

وی بابیان اینکه دراین‌ارتباط طراحی با مقیاس درخت در دستور کار قرار گرفت، خاطرنشان کرد: درخت تصفیه هوای هوشمند شهر تبریز در اسفند ۱۴۰۱ مراحل طراحی و ساخت نهایی را آغاز کرد. ۲۹ فروردین ۱۴۰۲ آماده بارگیری محلول شیمیایی جذب‌کننده آلودگی هوا شد. به گفته وی تست‌های عملکردی در طی یک هفته انجام گرفت و از ۶ اردیبهشت‌ماه وارد چرخه کارکرد میدانی شد.از تاریخ ۶ اردیبهشت‌ماه آنالیزهای روزانه جهت پایش کارکرد سیستم به‌طور مداوم انجام می‌گیرد. نتایج به‌دست‌آمده نشانگر راندمان بسیار بالا در حذف ذرات معلق، SO2،  CO ،  CO2  و راندمان خوب در حذف آلاینده‌های ناکس و ازون بوده است.

استفاده از تجهیزات ایرانی در ساخت درخت تصفیه هوای هوشمند شهر تبریز

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

وی اضافه کرد: نکته جالب این طرح قابل‌استفاده 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 در درخت تصفیه هوای هوشمند شهر تبریز هزینه خاصی ندارد.

اعتماد به دانشگاه ها و مراکز علمی نتایج سودمندی به دنبال دارد

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 رقم بزند.