فناوری های صنعتی برای آسمان پاک

تولید سبز-توسعه فناوری جدید یکی از امیدوارکننده ترین مرزها برای بهبود کیفیت هوا است. از مبدل های کاتالیزوری گرفته تا محصولات مصرفی  با  انتشار پایین گازهای گلخانه ای، با استفاده از این فاکتور روش هایی برای جلوگیری از آلودگی هوا در داخل و خارج از خانه توسعه یافته اند که در اینجا چند مورد از مهمترین روش های تکنولوژیکی مقابله با آلودگی هوا را با هم مرور می کنیم:

دستگاه های کنترل بر چند آلاینده
یکی از موارد مهم درباره آلودگی هوا بحث پایش کیفیت هوا است. در این مورد، تکنولوژی نظارت بر کیفیت هوای چند آلاینده به کار می آید.
در حالی که این بخش از فناوری به صورت مستقیم انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش نمی دهد یا آلودگی هوا را از آسمان ما حذف نمی کند، با این وجود بخش مهمی از سیستم کنترل آلودگی هوا است. منابع آلودگی مانند کارخانه‌ها، نیروگاه‌ها و سایرین بیش از یک آلاینده منتشر می‌کنند. از طرف دیگر، برخی از فناوری های کنترل آلودگی بیش از یک آلاینده را کنترل می کنند. پایش چند آلاینده، نهادهای نظارتی را قادر می‌سازد تا از رعایت محدودیت‌های انتشار برای بسیاری از آلاینده‌های مختلف اطمینان حاصل کنند و هزینه و بار زمانی مرتبط با پایش آلودگی محیط را کاهش دهند.

مبدل های کاتالیزوری و راه بند ها

اگزوز وسایل نقلیه یکی از مهمترین منابع آلودگی هوا در سطح جهان است. در پاسخ به قوانین سختگیرانه زیست محیطی که از دهه 1970 شروع شد، خودروهای بنزینی و دیزلی به مبدل های کاتالیزوری مجهز شدند، دستگاهی که با انجام اکسیداسیون توسط کاتالیزور آلاینده های خطرناک هوا را به آلاینده های کم ضرر تبدیل می کند.
خودروهای بنزینی امروزه معمولاً دارای مبدل سه طرفه یا مبدل کاتالیزوری احیا کننده اکسیداسیون هستند. کاتالیزور در این سیستم انرژی فعال‌سازی مورد نیاز برای یک واکنش شیمیایی را کاهش می‌دهد، بنابراین واکنش را قادر می‌سازد تا مونوکسید کربن را به دی‌اکسید کربن و اکسید نیتروژن را به نیتروژن و دی‌اکسید کربن تبدیل کند. دی اکسید کربن و نیتروژن اتمسفر هر دو بسیار کمتر از مونوکسید کربن و دی اکسید نیتروژن مضر هستند، علیرغم اینکه CO2 یک GHG است، بنابراین مبدل های کاتالیزوری ابزاری عالی برای کاهش اثرات زیست محیطی و سلامتی اگزوز خودروها هستند.

البته مبدل های کاتالیزوری دارای معایبی هم هستند. برای مثال، این دستگاه‌ها می‌توانند جریان خروج گاز از  اگزوز را محدود کرده و بازده سوخت و عملکرد خودرو را کاهش دهند. مبدل های کاتالیزوری همچنین دارای یک چرخه حرارتی هستند که در طی آن خودرو مقدار قابل توجهی گرما منتشر می کند. همچنین بسیاری از مبدل ها به پلاتین یا پالادیوم نیاز دارند، فلزات کمیابی که در طی فرآیند پالایش آلودگی ایجاد می کنند.
اسکرابرها یا شوینده های مکانیکی با فناوری پاشش مایعات
اسکرابر نوعی دستگاه کنترل آلودگی است که آلاینده های هوا مانند دی اکسید گوگرد، کلر، سولفید هیدروژن و کلرید هیدروژن را از اگزوزهای صنعتی حذف می کند.
دو نوع اصلی اسکرابر وجود دارد، اسکرابر مرطوب و اسکرابر خشک. اسکرابرهای مرطوب از یک مایع (معمولا آب) برای جذب ذرات یا گازهای جریان هوا استفاده می کنند و می توانند در سطح انرژی متفاوتی فعالیت کنند. یک اسکرابر مرطوب معمولی کم انرژی یک برج اسپری است که با عبور گازهای خروجی از اگزوز از یک ظرف باز با سمپاش ها برای توزیع مایع کار می کند. همانطور گازها در اگزوز از طریق دستگاه جریان می یابد، مایع ذرات شناور را می گیرد یا گاز مورد نظر را جذب می کند. اسکرابرهای خشک نیز به همین صورت عمل می کنند، اما این دستگاه ها به جای پاشش مایع، معرف های خشک را به جریان دودکش می پاشند و گازها را قبل از ورود به جو خنثی می کنند.

اسکرابرها ابزار بسیار مفیدی برای کنترل آلودگی هستند، زیرا از آسیب رساندن آلاینده های هوا به جوامع نزدیک مراکز صنعتی مانند نیروگاه ها و تاسیسات تصفیه آب جلوگیری می کنند. علاوه بر این، این دستگاه ها روند تولید را مختل نمی کنند و اجازه می دهند فعالیت های اقتصادی و صنعتی بدون افزایش متناسب آلودگی هوا ادامه یابد.
کلروفلوروکربن (CFC) و هیدروکلرو فلوئوروکربن (HCFC)
بر اساس پروتکل مونترال که در سال 1987 به امضا رسید، به تدریج تولید و استفاده از کلروفلوئوروکربن ها (CFC) و هیدروفلوئوروکربن ها (HCFCs) که هر دو لایه ازن را تخریب می کنند، حذف شد.  CFCها و HCFCها معمولاً به عنوان حلال، پیشران و سردکننده استفاده می‌شدند، بنابراین ما نیاز به ایجاد جایگزین‌هایی داشتیم که همان هدف را برآورده کنند اما پتانسیل تخریب لایه ازن (ODP) بسیار کمتری داشتند.
امروزه هیدروفلوئوروکربن ها (HFCs) یکی از جایگزین های اصلی CFC و HCFC هستند. نام‌ها ممکن است کمی گیج‌کننده باشند، اما، به طور خلاصه،  انواعHFC کلر ندارند، این ماده تا حد زیادی مسئول آسیب رساندن به لایه اوزون است. در دسترس بودن انواع HFC و سایر جایگزین ها به دلیل موفقیت چشمگیر پروتکل مونترال است، چرا که تولید CFC و HCFC بدون از دست دادن عملکرد مربوطه، متوقف شد.

با این حال همه انواع HFC بی ضرر نیستند. در حالی که این مواد به لایه اوزون آسیب نمی رسانند، به تغییرات آب و هوایی کمک می کنند انواع HFC در جو پایداری بسیار طولانی تری نسبت به انواع  و HCFC دارند، به این معنی که اثرات آنها بر تغییرات آب و هوایی جهانی نیز طولانی مدت است. اتمسفر سیستم بسیار پیچیده ای است که دائماً در حال تکامل است و انتشار گازهای گلخانه ای که ما تولید می کنیم نیز باید با آن سازگار شود. در حال حاضر برنامه‌هایی برای گسترش پروتکل مونترال برای گنجاندن انواع HFC وجود دارد، زیرا جایگزین‌هایی برای این مواد نیز پیدا شده است.
اجاق گاز و بخاری کم انتشار
آلودگی هوا فقط یک مسئله در فضای باز نیست. سالانه 3.8 میلیون نفر به دلیل آلودگی هوای داخل خانه به دلیل شیوه های ناکارآمد آشپزی جان خود را از دست می دهند. بیشتر این مرگ و میرها ناشی از سوزاندن سوخت جامد یا نفت سفید در فضاهای بسته است که باعث می شود سطح ذرات معلق به سطوح خطرناک افزایش یابد.
نوآوری‌ها در طراحی اجاق گاز و سوخت‌های جایگزین، پخت و پز را بسیار کارآمدتر کرده و میزان ذرات معلق تولید شده در خانه‌ها را کاهش داده است. اجاق‌های زیست توده اکنون می‌توانند مجهز به احتراق ثانویه، فن‌ها یا محفظه‌های احتراق عایق باشند که سوخت مصرف‌نشده را می‌سوزاند و آلاینده‌های باقی مانده را تهویه می‌کنند. در نهایت می‌خواهیم از اجاق‌های زیست توده دور شویم، اما اینها پله‌های خوبی برای کشورهای با درآمد کم و متوسط هستند که در آن‌ها برق یا گاز طبیعی به طور ثابت عرضه نمی‌شود.
گرمایش علاوه بر پخت و پز باعث آلودگی هوای داخل خانه نیز می شود. آبگرمکن‌های خورشیدی و سیستم‌های گرمایش و سرمایش خورشیدی غیرفعال، ضرورت مصرف سوخت جامد را کاهش می‌دهند و طراحی‌های بهبود یافته تهویه، مانند هود و دودکش‌ها، می‌توانند به دفع آلاینده‌های هوای داخل خانه کمک کنند.
محصولات مصرفی و مصالح ساختمانی بدون VOC
در نهایت، به نوآوری دیگری که آلودگی هوای داخل خانه را کاهش می‌دهد، می رسیم: محصولات مصرفی کم انتشار و مصالح ساختمانی.
بسیاری از محصولاتی که بشر امروز استفاده می کند، از جمله رنگ ها، پاک کننده ها، چسب ها، درزگیرها، مبلمان، و ترکیبات آلی فرار (VOCs) همچون فرمالدهید و اتانل، می توانند بدون تهویه مناسب ایجاد شوند. با توجه به نگرانی های پیرامون اثرات این انتشارات، محصولات مصرفی و مصالح ساختمانی بیشتری در حال توسعه هستند و به عنوان کم انتشار یا حتی بدون VOC تایید می شوند. دستورالعمل های ارائه شده توسط برخی مراجع بهداشتی از جمله  ASTM را می توان برای تعیین اینکه آیا یک محصول کم انتشار است یا خیر، استفاده کرد.
از آنجایی که این نوآوری ها برای کنترل آلودگی هوای داخل خانه بسیار مهم هستند، بسیاری از استانداردهای ساختمانی برای استفاده از مصالح ساختمانی کم انتشار شامل محصولات مصرفی کم انتشار به عنوان بخشی از راهبرد کیفیت هوای داخل ساختمان، تهیه و منتشر شده است.
بسیاری از فناوری‌هایی که در بالا مورد بحث قرار گرفت، راه‌حل‌هایی با تصویر بزرگ و در سطح جامعه هستند. حال باید پرسید: ما به عنوان یک فرد برای محافظت از خود در برابر آلودگی هوا چه کاری باید انجام دهیم کنیم؟
نویسنده: دایانا اسمیت

منبع: https://learn.kaiterra.com

ترجمه: تولید سبز

​پیشنهاد سردبیر