Những giải pháp công nghệ chống ô nhiễm không khí ở các đô thị

(SK&MT) - Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), ô nhiễm bầu không khí là rủi ro môi trường lớn nhất của thế giới đối với sức khỏe, và nó "tiếp tục tăng với tốc độ đáng báo động". Nó làm ba triệu người chết mỗi năm và nó đặc biệt là vấn đề lớn với vùng đô thị: Chỉ 1/10 dân là được sống ở thành phố đạt chất lượng không khí. Ở các nước phát triển và đang phát triển thì cũng vậy. Ô nhiễm không khí ở Delhi (Ấn Độ) làm giảm tuổi thọ người dân xuống 6,3 năm và 1/12 người chết ở London (Anh) là có liên quan đến không khí nhiễm bẩn.

Do vậy cần phải loại bỏ ô nhiễm không khí ở các thành phố. Trong khi biện pháp lâu dài tốt nhất là cấm các xe chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, mà chờ đến khi đó sẽ còn hàng triệu người chết, thì ngay lúc này ta phải xem xét một số giải pháp kỹ thuật cao.

Một trong những cách khả quan nhất đang được thực hiện ở Bắc Kinh sau khi Trung Quốc tuyên chiến với ô nhiễm không khí vào năm 2014. Những nguyên tắc hướng dẫn của WHO quy định chất hạt PM2.5 luôn không được vượt quá 25 microgam trong một mét khối (m3) không khí, nhưng sương khói ở Bắc Kinh (mà người dân ở đây gọi đùa là “khí tận thế”) thường xuyên gấp 10 lần mức này, (thành phố ô nhiễm nhất Trung Quốc - Thạch Gia Trang, có PM2.5 trung bình năm là 305 microgam/m3.)

Nhà sáng chế Hà Lan, Daan Roosegaarde, người đã cảm hứng sáng tạo cho một giải pháp sau khi thăm Bắc Kinh năm 2013, nói. Ba năm sau, 'tháp không khói' cao 7m của ông, được Bộ Bảo vệ Môi trường ủng hộ, đã được khánh thành ở công viên 751 D, Bắc Kinh, tháng 9/2016.Đó là một máy lọc khí khổng lồ ngoài trời. Giống như tĩnh điện có thể làm các sợi tóc rụng dính vào một cái lược, các hạt trong không khí bị hút vào trong tháp và nhận được điện tích dương. Những hạt này sau đó được thu giữ bởi một tấm quét bụi có điện tích âm, và không khí sạch được thổi ra ở đầu kia. Tháp có thể lấy và thu gom hơn 75% hạt PM trên một diện tích rộng bằng sân bóng đá, chỉ cần 1.400 Watt, ít điện hơn một máy lọc khí tiêu chuẩn của máy tính.

Roosegaarde tin rằng tháp của ông có thể là một phần của cầu nối giữa thời đại công nghiệp gây ô nhiễm nặng với tương lai dùng ít các bon. "Kiểu giải pháp trực tiếp này không phải là giải pháp lâu dài cuối cùng, nó là bước quá độ," ông nói.

Còn về việc làm gì với các phế thải PM thu được thì Roosegaardeđang có một dây chuyền phụ bán đồ trang sức bằng các chất hạt cô kết. Hoàng tử Charles của Hoàng gia Anh có một bộ khuy măng sét được tạo ra từ các hạt cô kết này. Nếu thu được với khối lượng đủ lớn thì chúng có thể được dùng làm vật liệu xây dựng.

Trong khi đó, Kiến trúc sư Allison Dring ở Berlin, lại phát triển một giải pháp khác. Thử thách đầu tiên của bà trong việc chống ô nhiễm không khí bắt đầu ở thủ đô Mexico City của Mexico, đầu những năm 2000 khi mà thành phố muốn rũ bỏ tiếng xấu là nơi ô nhiễm nhất thế giới. Mối quan tâm đầu tiên của Dring là loại bỏ NO2 của khói xe trên bầu trời thành phố. Cách làm ban đầu của bà là phủ các tòa nhà bằng dioxide titan xúc tác ánh sáng, nó dùng tia cực tím UV của ánh sáng mặt trời để biến NO2 thành acid nitric. Acid này sau đó được trung hòa thành muối vô hại và trôi theo nước mưa.

Để tăng tối đa diện tích một mặt tiền tòa nhà, Dring đã tạo ra thiết kế kiểu san hô để bắt được ánh sáng và gió từ mọi phía. Dự án lớn nhất của bà cho tới nay bao phủ 2.500 m2 của bệnh viện Manuel Gea Gonzalez phía nam thành phố Mexico City, giảm ô nhiễm của những của đường phố phía dưới tương đương khoảng 1.000 xe/ngày.

Dring từ đó đã đưa cuộc chiến có tính kiến trúc chống ô nhiễm không khí sang một bước nữa. Hiện bà đang tạo ra một vật liệu xây dựng từ biochar, một chất như than củi thu được do đốt các sản phẩm phụ của vụ thu hoạch nông nghiệp hoặc đốt các cành cây tỉa tử cây xanh trong thành phố trong các lò nhiệt phân, làm phân hủy hóa học những vật liệu hữu cơ bằng cách làm nóng chúng trong điều kiện không có oxy. "Có nghĩa là ta thực tế lấy các bon từ trên trời, chuyển đổi chúng thành một vật liệu, và dùng nó trong xây dựng," Dring nói.

Cây cối lấy các bon trong không khí và giữ nó lại ở thể gỗ. Nhưng biochar được làm từ cành cây và các thứ phế thải, chứa nhiều các bon hơn gỗ. "Do vậy thực tế ta loại bỏ nhiều CO2 hơn thân cây có thể làm". Hơn thế nữa, bà nói biochar là "loại vật liệu đóng khuôn được như chất dẻo mà ta có thể tạo thành hình, với gỗ ta không thể làm như vậy", do vậy nó là vật liệu tuyệt vời cho thiết kế kiến trúc.

Vật liệu xây dựng mới của Dring, được gọi là Made Of Air (làm từ không khí) sẽ xuất hiện lần đầu để làm lớp phủ nhà máy công nghiệp ở Berlin năm 2017. Hai nghìn tấn rác thải cây thông Noel của thành phố mỗi mùa Noel có thể cung cấp thành phần thô cho vật liệu này.

Bệnh viện Manuel Gea Gonzalez ở thành phố Mexico City được phủ một chất xúc tác để biến dioxide ni tơ thành một chất muối vô hại.

Tại Anh, khu mua bán Oxford Street sầm uất nhất thủ đô London vẫn thu hút đông đảo người tới mặc dù mức NO2 gấp 3 lần giới hạn cho phép của EU.

Từ tháng Ba 2016, 10 con chim bồ câu ở London đã trở thành nổi tiếng do chúng được giao một nhiệm vụ quan trọng. Những con bồ câu này đeo 'ba lô' có thiết bị theo dõi ô nhiễm không khí.Khi ở trên trời, các thiết bị này gửi tức thời dữ liệu chất lượng không khí cập nhật qua tin nhắn vào điện thoại của người dân London. Bồ câu đeo ba lô chỉ là những biện pháp gần đây nhất trong những cố gắng ngày càng lớn để theo dõi và kiểm soát không khí.

Hy vọng là việc bay lượn của bồ câu sẽ làm dân London nhận thức hơn về không khí mình đang thở. Ô nhiễm là vô hình, vậy nếu ta muốn nó hữu hình thì ta phải tìm cách để người dân chú ý đến", Pierre Duquesnoy (của hãng DigitasLBi là hãng có ý tưởng này cùng với hãng Plume Labs để lập chương trình ứng dụng về ô nhiễm không khí) nói.

Những thiết bị cảm biến ô nhiễm nhỏ xíu có khả năng đo NO2 và ozone được thiết kế bởi một số các nhà khoa học trước đã làm việc cho chuyến thám hiểm sao Hỏa. Khó khăn lớn là làm sao để gắn nó lên lưng một con bồ câu, Duquesnoy nói. Loại chim đua chỉ mang nổi khoảng 40 gam. Nhở cách in 3D cái hộp đựng nên cuối cùng cũng có được kích thước vừa phải. Duquesnoy nói các chú chim bồ câu có vẻ đã gây được xúc động với dân London để họ ra tay hành động làm giảm khí độc của thành phố.

Việc chống ô nhiễm không khí ngoài trời thực tế chỉ mới bắt đầu. Ngay cả nếu không một ý tưởng nào thành công thì ít nhất các khuy măng sét của hoàng tử Charles, mặt tiền trông kỳ lạ của bệnh viện và các chim bồ câu đeo ba lô cũng làm cho công chúng chú ý hơn tới vấn đề này.

Duquesnoy ví việc này với sự ham mê thực phẩm sạch lan tràn khắp nước Pháp quê ông. "Nay người dân quá lo lắng với cái họ ăn đến mức soi xét mọi bao bì, lật đi lật lại thức ăn và đọc tất cả các nhãn ghi. Ta càng biết về thực phẩm, thì ta càng quan tâm đến ta tiêu thụ cái gì. Và ta đang hấp thụ khoảng 8.000 lít không khí mỗi ngày. Những gì có trong không khí cũng cần được mọi người quan tâm giống như những thứ chúng ta đang ăn uống hằng ngày”.

Linh Đức