隨手治霧霾:浙大教授提出治霾新法--大氣噴水
近年來(lái)，霧霾和空氣污染已經(jīng)成為大眾關(guān)心的熱點(diǎn)話題，怎樣治理霧霾，讓大家呼吸到清潔的空氣，一直是一個(gè)難題。近日，浙江省“千人計(jì)劃”入選者、浙江大學(xué)特聘教授、美國(guó)北卡州立大學(xué)客座正教授俞紹才教授提出了一個(gè)新方法：噴水，在高樓及高塔的頂上安裝噴水裝置向建筑物外大氣噴水，就如給花園澆水一樣，能夠減少空氣污染，遏制嚴(yán)重的霧霾，這是在國(guó)際上首次提出可用水來(lái)終結(jié)中國(guó)的霧霾和大氣污染的地球工程方法，論文發(fā)表在國(guó)際著名科學(xué)雜志《Environmental Chemistry Letters》(環(huán)境科學(xué)快報(bào))上。
眾所周知，大氣降水過(guò)程是大氣污染最有效的清除過(guò)程。在這篇文章中，俞紹才提出，向大氣中噴水以模擬下雨的自然過(guò)程，能夠最有效地清除大氣中的氣溶膠和氣體污染物。并且，重要的是，因?yàn)樗鶉姵龅乃诘孛嫔峡梢允占驮偈褂茫捎眠@種大氣噴水方案不會(huì)加劇現(xiàn)有的水資源短缺。俞紹才教授在博客上對(duì)大氣噴水地球工程的實(shí)施方法、優(yōu)點(diǎn)和可能的問(wèn)題做了較為詳細(xì)的介紹。
大氣噴水地球工程方法具體簡(jiǎn)介
(1)對(duì)城市建筑群，在各個(gè)建筑物(及高塔)(下圖a所示的中央電視臺(tái)主樓頂及下圖b所示的上海東方明珠塔)的屋頂上安裝噴水裝置向建筑物外大氣噴水，就如你給自家花園澆水一樣。噴出的水自然會(huì)把周?chē)髿庵形廴疚锴逑锤蓛簦瑫r(shí)間可長(zhǎng)可短，視當(dāng)時(shí)污染情況及氣象條件而定。
(2)對(duì)于空曠的地方如廣場(chǎng)和公園等(如下圖c所示的天安門(mén)廣場(chǎng))，可建水塔或其他方法將水引向高處 (最好100-200米高度以上,因?yàn)榇蟛糠挚諝馕廴径嘉挥谠摳?度以下)，然后向周?chē)拇髿鈬娝畞?lái)清除大氣中的 污染物。所噴出水可在地面上重新收集起來(lái)做再次噴水使用。通過(guò)這種方式，大氣噴水地球工程方法并不需要太多的水資源。
(3)以上(1)和(2)也適用于工業(yè)區(qū)大氣污染物的清除。
該大氣噴水地球工程方法的優(yōu)點(diǎn)
(1)向大氣中噴水來(lái)清除大氣污染物的過(guò)程是像下雨一樣的自然過(guò)程，因此是可行的。
(2)只要向大氣中噴澆足夠的水量，可在短時(shí)間迅速清除大氣中的污染物。 根據(jù)研究，在合理的噴水下(合理水滴大小和噴水強(qiáng)度下), 大氣噴水地球工程方法可在很短的時(shí)間內(nèi)(從幾分鐘到幾小時(shí))非常有效減少PM2.5的濃度到35 每立方米微克 (國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)).
(3)該方法有很好的技術(shù)可行性，因?yàn)樗枰奈镔|(zhì)及技術(shù)條件都已經(jīng)存在，如高層建筑物，塔，水及自動(dòng)噴水系統(tǒng)。
(4)低成本，向大氣中噴水系統(tǒng)不需要太高的技術(shù),同時(shí)所需要的水可取自江、河、湖,無(wú)需達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。所噴出水可在地面上重新收集起來(lái)做再次噴水使用。你能負(fù)擔(dān)起半小時(shí)澆你的花園，你就能夠負(fù)擔(dān)起半小時(shí)清潔你周?chē)髿獾馁M(fèi)用。相信費(fèi)用要比直接消除污染排放低多了。
(5)該方法清除大氣污染物的效率高。大自然已經(jīng)無(wú)數(shù)次證明了下雨是大氣污染物最有效的清除方法。當(dāng)然不同的噴水方法會(huì)影響清除大氣污染物的效率。噴出的水強(qiáng)度及水滴大小直接決定了噴水的清污效率。同時(shí)還需要用大氣污染模型預(yù)報(bào)大氣污染分布，以便決定在何時(shí)何地何高度噴水。還需要隨時(shí)觀測(cè)濃度，以決定何時(shí)停止噴水。這樣才能增加效率，減少成本。當(dāng)然在霧霾很?chē)?yán)重時(shí)，可用人工方式產(chǎn)生下雨 (人工降雨)，以便清除更多的大氣污染。總之，你可以使用一切 方法向大氣噴水 (如可向大氣打水炮) 。
(6)其他好處還包括該噴水地球工程方法也可同時(shí)清除大氣中其他污染物如二氧化硫和氮氧化物,可減少光化學(xué)煙霧污染(臭氧,O3)發(fā)生和二次污染物形成的可能性。從屋頂上噴下的水也可清洗街道。
該大氣噴水地球工程方法可能的問(wèn)題
(1)如果向大氣中噴太多水，會(huì)產(chǎn)生水災(zāi)，這一般不可能發(fā)生。
(2)如果向大氣中噴出的水滴太小，水滴在到達(dá)地面時(shí)就已經(jīng)完全蒸發(fā)了，如果是這樣,就會(huì)增加大氣中的濕度而沒(méi)達(dá)到清污的目的。如果大氣中的濕度增加，就可能會(huì)增加PM2.5的濃度，從而增加霧霾的嚴(yán)重性。這應(yīng)該是這個(gè)方法最需要注意和避免的事情。
(3)在天氣寒冷的時(shí)候 (如冬季), 噴出的水可能在道路上形成冰,使路面打滑. 這個(gè)是需要注意和避免的事情。
最后，俞紹才教授指出，這種向大氣噴水清污的地球工程方法還需要進(jìn)一步研究和完善。最主要的是自動(dòng)噴水系統(tǒng)需要特別設(shè)計(jì)以便噴出所需要的水滴的大小和強(qiáng)度，同時(shí)還需要各城市的時(shí)時(shí)大氣污染預(yù)報(bào)系統(tǒng)來(lái)確定何時(shí)何地何高度噴水以達(dá)到最大清洗效率及最低成本。
由于大氣污染與每個(gè)人的活動(dòng)有關(guān)，俞教授呼吁大家行動(dòng)起來(lái)，在自己所在的居住地樓頂上向周?chē)拇髿庵袊娝拖窠o自己家的草地澆水一樣，這樣就能清洗自己周?chē)拇髿猓玫角鍧嵉目諝狻Ｈ绻總(gè)人每個(gè)樓都行動(dòng)，每個(gè)樓附近的大氣就是清潔的空氣了，相信整個(gè)城市的大氣就是干凈的。因?yàn)槿藗兌际窃诮ㄖ镯斠韵禄顒?dòng)，所以只要保證建筑物頂以下 (100-200米以下) 空氣是干凈就可以了。“我想沒(méi)有大氣污染的中國(guó)城市建筑群和藍(lán)天白云，將是一個(gè)多么美好的世界。” 俞教授寫(xiě)道。
俞紹才 (Shaocai Yu) 教授、博士簡(jiǎn)歷
1985年畢業(yè)于北京大學(xué)，獲應(yīng)用化學(xué)學(xué)士學(xué)位;1988年畢業(yè)于北京大學(xué)，獲大氣化學(xué)碩士學(xué)位;1999年畢業(yè)于美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)，獲大氣科學(xué)博士學(xué)位;1999年到2001年在美國(guó)杜克大學(xué)作博士后。
1985年到1988年任北京大學(xué)研究助理;1988年到1994年任廈門(mén)環(huán)保局環(huán)保工程師;1994年到1999年任北卡羅萊納州立大學(xué)研究助理;1999年到2001 年任杜克大學(xué)副研究員;2001年到2004年任美國(guó)國(guó)家環(huán)保署(U.S.EPA)/ UCAR訪問(wèn)科學(xué)家;2004年到2009年任U.S. EPA/STC 高級(jí)科學(xué)家;2009年至2013 任美國(guó)國(guó)家環(huán)保署國(guó)家環(huán)境暴露研究實(shí)驗(yàn)室(NERL)大氣模擬部物理科學(xué)家 (聯(lián)邦政府)、是大氣模擬部研究和開(kāi)發(fā)模擬氣溶膠-云-氣候相互作用方法的首席研究員(Lead investigator);2012年至今任美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)客座正教授;2010年至今任中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所客座教授。英國(guó)皇家氣象學(xué)會(huì)院士 (fellow)。浙江省“千人計(jì)劃”入選者。獲美國(guó)國(guó)家環(huán)保署2011年銀質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?(美國(guó)國(guó)家環(huán)保署的最高級(jí)別獎(jiǎng)項(xiàng)),獲美國(guó)國(guó)家環(huán)保署2011年科學(xué)與技術(shù)成就二等獎(jiǎng)，獲美國(guó)國(guó)家環(huán)保署2011年科學(xué)與技術(shù)成就榮譽(yù)獎(jiǎng)獎(jiǎng)，獲美國(guó)國(guó)家環(huán)保署2009,2010, 2011, 2012年特別成就嘉許獎(jiǎng)。
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