在中國污染最嚴重的城市之一，一座60米高的煙囪矗立在高層建筑的水泥森林里。不過，它并沒有給這座城市——西安帶來更多煙霧，而是幫助凈化了空氣。這一由太陽能驅(qū)動的室外空氣凈化系統(tǒng)能夠過濾掉有害顆粒，并濾出清潔的空氣。設(shè)計出這一原型機的中國科學家表示，該系統(tǒng)能夠顯著減少中國及其他地區(qū)的城市空氣污染。

該凈化塔是西安減少霧霾試點項目的一部分，它將空氣過濾后再排出。

這一技術(shù)讓研究人員們興奮不已，特別是因為中國每天都面臨著空氣污染挑戰(zhàn)。該項目的負責人曹軍驥是一名來自西安中國科學院氣溶膠化學與物理重點實驗室的化學家，他表示該項目的初期結(jié)果尚未發(fā)表，但目前看來有不錯的前景。

美國伊利諾伊大學厄巴納 - 香檳分校的大氣科學家Donald Wuebbles表示，“這的確是一個非常有趣的想法。”他聽說過這一系統(tǒng)，但從未目睹它實際運作。“我還沒看到有人做過類似的項目。”他說。

這個由省政府提供200萬美元資金修建的原型機，在中國科學院院長白春禮上個月造訪此地時引起了他的關(guān)注。曹軍驥說，鑒于空氣污染引起了廣泛的公共衛(wèi)生問題，中國領(lǐng)導人迫切希望能夠為空氣污染找到創(chuàng)新解決方案。一份綜合性的世界疾病狀況研究—— 2015年全球疾病負擔研究報告發(fā)現(xiàn)，僅在當年，空氣污染就造成中國110萬人過早死亡。

曹軍驥提交了在西安再建一個300米高凈化塔的方案。同時，他也在同廣州以及河北和河南的城市就此事進行磋商。

但也有對該技術(shù)持懷疑論者提出，有費用更低的方法可以減少空氣污染。

“煙囪”效應(yīng)

這座混凝土凈化器坐落在一個帶玻璃頂?shù)拇笮烷_放式結(jié)構(gòu)（太陽能溫室）上。太陽輻射通過玻璃來加熱空氣，使其隨塔身升高，通過過濾網(wǎng)墻，然后排出煙囪。它的設(shè)計受到了太陽能可再生能源發(fā)電廠的啟發(fā)。

“這是一個設(shè)計和制造都很精良的原型機。”來自法國國立蒙彼利埃高等化學學院的化學工程師Renaud de Richter說道。他曾從事太陽能塔的工作，他認為曹軍驥的成功可能有助于說服投資者支持其它基于太陽能驅(qū)動的空氣流的應(yīng)用，這種技術(shù)被稱為太陽能熱氣流。

冬季是污染的高峰期。曹軍驥選擇在1月的兩周內(nèi)對該系統(tǒng)的空氣過濾器進行了第一次測試。他在凈化塔和10平方公里范圍內(nèi)的10個監(jiān)測站，放置了監(jiān)測器來測量PM2.5——肆虐中國城市的污染物。

曹軍驥發(fā)現(xiàn)凈化塔在冬季每天可以釋放出500萬至800萬立方米的過濾空氣。在研究期間，相較于城區(qū)內(nèi)其它位置，塔周圍的空氣監(jiān)測器檢測到的PM2.5濃度下降了19％。曹軍驥正準備將這些結(jié)果送去接受同行評議。

他說原型機的影響范圍是局部的，所以建議在城市中心附近建設(shè)6個左右的大凈化器，形成凈化器陣。他還設(shè)計了一座500米高的凈化塔，并表示：“一個凈化系統(tǒng)的影響很小。我們需要多個系統(tǒng)，才能大幅度減少空氣污染物的濃度”。

更便宜的選擇

卡內(nèi)基梅隆大學研究大氣顆粒物的Neil Donahu表示，毫無疑問，讓大量空氣通過高效顆粒過濾器能夠達到凈化的效果。但他想知道的是，為此而建設(shè)和運營這些設(shè)施，從而造成環(huán)境破壞是否值得。他說：“我希望看到對這一過濾裝置耗用能源和資源的評估。” Donahue表示，將等量的能源轉(zhuǎn)化為清潔電力，或者一開始就不要排放污染物，或許同樣能實現(xiàn)減少污染的目標。

Wuebbles也擔心這種凈化器只會過濾顆粒物，而不會過濾諸如二氧化硫和氮氧化物這樣對人體健康同樣有害的顆粒物前體，或者諸如臭氧這樣的二次氣體污染物。“所以，雖然天空看起來更干凈，但空氣質(zhì)量可能仍然非常糟糕。”他說。

曹軍驥說，該系統(tǒng)已經(jīng)凈化了氮氧化物——形成超細顆粒和臭氧的主要前體。他還表示，經(jīng)濟方面的擔憂被夸大了。他估計該試點項目的運行成本為每年30,000美元左右。

盡管存在一些保留意見，但是像科羅拉多大學博爾德分校大氣科學家Jose Jimenez 這樣的研究人員還是認為繼續(xù)追求這一技術(shù)是有益的。 他說：“雖然我還沒有被任何一方說服，但我確信這項技術(shù)值得更深入的探索。”