對抗污染:設計師打造可吸食霧霾建築

  據國外媒體報道,據美國有線電視新聞網報道,世界衛生組織表示空氣污染已成為全球第一大環境殺手。2012年空氣污染導致的死亡人數高達700萬,超過吸煙導致的死亡人數,是此前估計的兩倍。

  在世衛組織調查的1600座城市中,有超過一半的空氣污染高出顆粒物水平安全上限,東南亞和西太平洋平困地區的空氣污染最為嚴重。

  印度德裡是世界上空氣污染最嚴重的城市,每天因空氣污染的早逝人數在1萬左右,其中大部分死於中風、心臟病和癌症。更為可怕的是,死亡人數正在快速增加。

  印度科學和環境中心清潔空氣計劃負責人阿努米塔-羅伊-喬伍德胡裡表示:“目前,很多兒童出現肺部損傷和呼吸系統問題。在空氣污染較為嚴重的冬季,醫院收治的急診患者人數快速增加。”

  高科技解決方案

  雖然專家們普遍認為減少排放是遏制空氣污染的一種有效方式,但越來越多空氣污染嚴重的城市將目光聚焦技術解決方案。

  2014年,墨西哥城曼紐爾-戈亞-岡薩雷斯醫院揭幕可以“吸食”煙霧的正面,這個正面面積2500平方米,採用二氧化鈦塗層,能夠與陽光發生反應,中和空氣污染中的元素。設計師表示這所醫院每天能夠抵消1000輛汽車對空氣造成的破壞。

  2015年米蘭世博會的意大利展館採用生物動力學水泥,共有6層,面積1.3萬平方米。荷蘭科學家將這種材料應用於公路,指出能夠將污染減少45%。

  生物動力學水泥成本並不高,只會提高4%到5%的建造成本。不過,採用這種材料的建築僅限於對所在地區產生積極影響。

  現在,一系列新奇並且富有個性的解決方案紛紛浮出水面。5月,世界上第一首可吞噬污染的詩作——西蒙-阿米蒂奇的《In Praise of Air》亮相英國謝菲爾德。

  《In Praise of Air》印在一座建築牆面的條幅上,表面採用二氧化鈦納米顆粒塗層,每天能夠抵消20輛汽車對空氣造成的破壞。

  雖然只是宣傳當地詩歌節的一種創造性方式,但這一設計證明這項技術可以融入任何織物。未來幾個月,還會有更多類似條幅和海報出現。

  空氣淨化詩作是“接觸反應服裝”計劃的組成部分。這項計劃由設計師海倫-斯托裡和聚合物化學家托尼-萊安合作,旨在將二氧化鈦納米顆粒與洗滌劑融合在一起,讓我們的衣服變成空氣淨化裝置。

  萊安表示:“之所以選擇衣服是因為它們無所不在。在謝菲爾德,我們每年需要清除1000噸二氧化氮,每天大約3噸,才能滿足空氣質量的相關規定。”

  這一理念能否真正起到空氣淨化作用取決於公眾參與程度。萊安指出一個人使用這種洗滌劑清洗衣服每天可從空氣中吸收5-6克二氧化氮。

  也就是說,謝菲爾德只要有50萬人參與其中便可完成清除二氧化氮的目標。不過,這種洗滌劑也存在缺陷,即無法分辨空氣中的雜質,在中和煙霧的同時也會中和昂貴的香水,影響香水生產商的利益。還有人認為這種顆粒會對人體產生刺激,但萊安通過在自己身上做實驗否認了這一點。

  個人防護

  私人污染監視器是一種更為直接並且更為便捷的方式。美國北卡羅來納州三角國際研究所研製的傳感器MicroPEM能夠獲取一系列暴露數據,幫助用戶管理風險。早期測試主要是監視發展中國家廚房爐灶造成的室內污染。

  在發展中國家,每年因暴露在有毒煙霧環境下造成的死亡人數超過200萬,最主要的死亡原因是呼吸系統疾病。MicroPEM可以應用於一系列環境,讓用戶瞭解健康威脅。

  MicroPEM首席開發人員、三角國際研究所環境暴露專家查爾斯-羅德斯博士表示:“對於很多疾病,我們尚無法確定一種污染物成分是否比另一種更具有致病性。

  這種傳感器能夠讓哮喘或者肺病等會對污染快速反應的疾病患者受益。我們僅需要測量確定尺寸的粒子暴露總量。”

  以最常見的污染相關疾病哮喘為例,哮喘患者在暴露在空氣污染環境下不久便會發作,早期預警系統能夠扮演生命拯救者的角色。

  羅德斯認為與固定系統相比,監測污染的個性化方式更能讓最容易受空氣污染影響的人群受益。他說:“最多暴露和最易受影響之間存在交集,這種交集能夠在最大程度上揭示環境威脅。從這個意義上說,個體層面的測量幾乎是唯一的有效方式。”

  科學家認為在美國、英國和中國的學術機構進行測試之後,這項技術將最終走出實驗室,讓公眾受益。

  MicroPEM當前的成本大約在2000美元左右,但隨著需求的增加,成本將會不斷降低,更具有經濟可承受性。羅德斯說:“易於使用的裝置往往不夠精確或者不具有針對性。”

  三角國際研究所指出MicroPEM將成為當前最先進的移動式污染測量工具。雖然類似智能手機應用程序快速崛起,但這些應用程序只能提供最基本的功能,根本無法與MicroPEM相提並論。

  知識就是力量

  通過模仿生物,科學家能夠研製出色的應對空氣污染的傳感器。牛津大學動物學家弗裡茨-沃拉奇博士正對蜘蛛進行研究,主要研究蛛絲的特性以及所採用的捕獲方式。

  沃拉奇認為蛛網的靈敏性無與倫比。他說:“蛛絲纖維的細度和電荷允許其捕獲在空氣中飛行的任何顆粒。它們的液態塗層就像膠水一樣,將顆粒牢牢粘在蛛網上。”蛛網擁有令人吃驚的靈敏性,足以捕獲個體孢子和微粒。

  沃拉奇認為人工合成的絲網是捕獲和測量污染物的最理想工具,用於揭示空氣污染的危險程度。我們可以借助化學探測器對絲網捕獲的物質進行檢測,瞭解詳細結構。

  根據他的設想,這種絲網可以應用於從災區、醫院到住宅的任何地方,部署在污染源附近,例如煙囪上方。現在,沃拉奇的想法正在成為現實。

  眾包和公民科學也提出了應對空氣污染的解決方案。中國的革新者啟動了“漂浮”計劃,讓關心環境的民眾可以利用污染監測風箏獲取空氣質量讀數,而後將測量結果遞交一個數據庫,與所有人共享。從倫敦到菲律賓,類似的公民合作計劃也在實施當中。




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