فناوری‌های نوین چگونه می‌تواند به داد آلودگی هوای تهران، اصفهان و مشهد برسد؟

نوید خواجه حسینی-ایران امروز در نقطه‌ای ایستاده که نیازمند تصمیم‌های مدبرانه، شجاعانه و آینده‌ساز است؛ بحران آلودگی هوا و کمبود آب، دو چالشی هستند که نه‌تنها کیفیت زندگی شهروندان را تحت‌تاثیر قرار داده‌اند، بلکه آینده توسعه پایدار شهرها را نیز تهدید می‌کنند. شهرهایی همچون تهران، مشهد، اصفهان، اهواز و کرج در بیشتر روزهای سال با غلظت بالای آلاینده‌ها دست‌وپنجه نرم می‌کنند و همزمان، استان‌هایی نظیر فارس، کرمان و سیستان‌و‌بلوچستان با تنش آبی شدید مواجهند. این بحران‌ها در نگاه نخست پیچیده و چندلایه به نظر می‌رسند، اما تجربه جهانی نشان می‌دهد که فناوری‌های نوین می‌توانند نقشی تعیین‌کننده در کاهش اثرات آنها داشته باشند.

به گزارش اعتماد، به عنوان یک شهرساز حامی محیط‌زیست باور دارم که آینده شهرهای ایران، آینده‌ای تکنولوژیک، سبز و هوشمند است. آینده‌ای که در آن، فناوری تنها ابزار نیست، بلکه شریک ما در احیای طبیعت، کاهش فشار بر منابع و ایجاد تاب‌آوری شهری است. در این یادداشت، به برخی از فناوری‌های نوظهور و نقش احتمالی آنها در مدیریت آلودگی هوا و بحران آب در شهرهای ایران خواهم پرداخت.

۱- درختان مکانیکی؛ تصفیه‌خانه‌های هوای شهری

درختان مکانیکی یا Mechanical Trees نسل جدیدی از فیلترهای هوای شهرها هستند که با تقلید از سازوکار تنفسی گیاهان، توان حذف CO₂ و سایر آلاینده‌ها را تا چند صد برابر بیش از درختان طبیعی دارند. این سازه‌ها با صفحات جاذب پیشرفته، هوای اطراف را مکیده و آلاینده‌های گازی را جمع‌آوری می‌کنند . در شهرهایی مانند تهران و اهواز که با کمبود فضای سبز و محدودیت کاشت درخت‌های بالغ روبه‌رو هستند، درختان مکانیکی می‌توانند به عنوان نقطه‌های «ابر تصفیه» در میدان‌ها، مبادی ورودی، پایانه‌ها و معابر اصلی عمل کنند. این فناوری جایگزین درختان طبیعی نبوده و نیستند، اما می‌توانند در کوتاه‌مدت اثرات آلودگی هوا را به شکل معناداری کاهش دهد و به بیان دیگر یار کمکی درختان طبیعی در پالایش هوای کلان‌شهرها شوند.

۲- مزرعه‌های جلبک شهری؛ کارخانه‌های جذب کربن

جلبک‌ها از کارآمدترین موجودات در فرآیند فتوسنتز و جذب CO₂ هستند. مزرعه‌های عمودی جلبک، که در قالب ماژول‌های شیشه‌ای یا غشایی در فضاهای شهری نصب می‌شوند، می‌توانند هوای اطراف را تصفیه کرده، اکسیژن تولید کنند و همزمان به عنوان منبع سوخت زیستی، خوراک دام یا ماده خام صنعتی استفاده شوند. در خیابان‌های پرتردد، اتوبان‌ها و اطراف تونل‌ها، نصب «فتوبیورآکتورهای خورشیدی» (Photobioreactors) امکان ایجاد دیوارهای سبز فعال را فراهم می‌کند. مزرعه‌های جلبک، برخلاف فضای سبز سنتی، نیازمند آب بسیار اندک‌اند و حتی می‌توانند از پساب تصفیه‌شده تغذیه شوند. این فناوری برای ایران که درگیر کمبود آب است، انتخابی منطقی و کم‌هزینه به شمار می‌رود.

۳- هیدروپنل‌ها؛ جمع‌‌آوری آب از هوا

هیدروپنل‌ها (Hydropanels) پنل‌های خورشیدی پیشرفته‌ای هستند که رطوبت هوا را جذب کرده و با استفاده از انرژی خورشیدی به آب آشامیدنی تبدیل می‌کنند. در نواحی خشک ایران به‌ویژه در سیستان، خوزستان، جنوب کرمان و هرمزگان، استفاده از این فناوری می‌تواند منبع آب خودکفا برای خانه‌های روستایی، مدارس یا مراکز درمانی فراهم کند. مزیت اصلی هیدروپنل‌ها، عدم نیاز به زیرساخت خط لوله، پمپاژ یا مخزن بزرگ است. کافی است چند واحد روی پشت‌بام نصب شود و روزانه چند لیتر آب پاک تولید گردد. این شیوه می‌تواند بخشی از وابستگی به آب انتقالی را کاهش دهد و تاب‌آوری سکونتگاه‌های کوچک را افزایش دهد.

۴- نمک‌زدایی خورشیدی؛ راهکاری پایدار برای سواحل جنوبی

هرچند نمک‌زدایی صنعتی آب در ایران سال‌هاست مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما نگرانی‌هایی مانند مصرف انرژی بالا و پسماند شورابه وجود دارد. فناوری نمک‌زدایی خورشیدی یا Solar Desalination با تمرکز بر تبخیر طبیعی و تقطیر خورشیدی، مصرف انرژی را به‌شدت کاهش می‌دهد. در سواحل بوشهر، خوزستان و هرمزگان، توسعه واحدهای کوچک نمک‌زدایی خورشیدی می‌تواند نیاز آب شهری و کشاورزی را تا حدی تامین کند و فشار بر منابع آب شیرین را کاهش دهد. ترکیب این فناوری با گلخانه‌های ساحلی می‌تواند کشاورزی پایدار و کم‌مصرف ایجاد کند.

۵- دستگاه‌های تولید آب از هوا (AWG) 

دستگاه‌های Atmosphere Water Generator با استفاده از تقطیر، رطوبت هوا را به آب تبدیل می‌کنند. این فناوری می‌تواند برای مجموعه‌هایی مانند ایستگاه‌های مترو، پایانه‌های اتوبوس، ساختمان‌های اداری، مدارس و پارک‌های شهری مناسب باشد.

AWGها به‌ویژه در شهرهایی مثل رشت، کرج و تهران که رطوبت نسبی هوا در فصولی از سال مناسب است، می‌توانند آب غیرآشامیدنی موردنیاز فضای سبز را تامین کنند و مصرف آب شرب در آبیاری را به حداقل برسانند.

۶- مبلمان شهری خورشیدی؛ شهر هوشمند با انرژی پاک

نیمکت‌های خورشیدی، ایستگاه‌های شارژ، سایبان‌های هوشمند و توقفگاه‌های مجهز به پنل خورشیدی، می‌توانند نقش مهمی در کاهش مصرف برق شهری داشته باشند. این مبلمان قادر است روشنایی مسیرهای پیاده‌راهی، وای‌فای شهری و شارژ دستگاه‌ها را بدون نیاز به شبکه برق تامین کند.

مبلمان خورشیدی علاوه بر ارتقای کیفیت فضاهای عمومی، این پیام را منتقل می‌کند که شهر می‌تواند «تولیدکننده انرژی» باشد نه مصرف‌کننده صرف.

۷- دستگاه DAC برای جذب مستقیم کربن

فناوری Direct Air Capture یکی از پیشرفته‌ترین شیوه‌های کاهش کربن در جهان است. هر چند این فناوری هنوز برای مقیاس‌ بزرگ هزینه‌بر است، اما نمونه‌های کوچک DAC می‌توانند در نشانه‌گذاری شهرهای آلوده ایران استفاده شوند؛ مانند پایانه جنوب تهران، مناطق صنعتی اراک یا اطراف پالایشگاه‌ها. این فناوری می‌تواند با جذب کربن هوا در شهرهای آلاینده از طریق فشرده‌سازی آن، تولید الماس مصنوعی نماید که باتوجه به حجم پالایش روزانه این دستگاه در شهر پرآلاینده‌ای چون کلان‌شهر اهواز در حدود هزار عدد موردنیاز است که باید با مکان‌یابی صحیح مورد استفاده قرار گیرند.

DACها می‌توانند بخشی از CO₂ محیطی را جذب کرده و به مواد صنعتی تبدیل کنند. ترکیب DAC با درختان مکانیکی و مزرعه‌های جلبک، شبکه‌ای چندلایه از تصفیه هوای شهری ایجاد می‌کند.

۸- فیلترهای کربنی شهری

در بسیاری از شهرهای دنیا از فیلترهای کربنی در داخل تونل‌ها، کنار خطوط سریع‌السیر و اطراف چهارراه‌های پرترافیک استفاده می‌شود. این فیلترها ذرات PM2.5 و PM10 را با بازدهی بالا جذب می‌کنند. در ایران، نصب این فیلترها در تونل رسالت، تونل توحید، بزرگراه‌های شیخ فضل‌الله، همت و حکیم می‌تواند نقش مهمی در کاهش غلظت ذرات معلق داشته باشد. این فناوری سرمایه‌گذاری سنگینی نیاز ندارد و نتایج آن در کوتاه‌مدت قابل مشاهده است.

۹- درختان بادی (Wind Trees) 

درختان بادی سازه‌های زیبای هنری هستند که توربین‌های کوچک در «برگ‌های» آنها نصب شده و انرژی باد را با صدای بسیار کم به برق تبدیل می‌کنند. این فناوری علاوه بر تامین انرژی پاک، ارزش زیبایی‌شناسی دارد و می‌تواند در پاتوق‌های شهری، میدان‌ها و فضاهای پیاده نصب شود.

در شهرهای بادخیز ایران مانند اردبیل، زاهدان و بوشهر، این درختان می‌توانند بخشی از انرژی مبلمان شهری یا روشنایی پارک‌ها را تامین کنند.

۱۰- پنل‌های خورشیدی شفاف؛ انقلاب در نمای ساختمان

پنل‌های خورشیدی شفاف (Transparent PV) به‌جای سقف یا پنجره‌های معمولی استفاده می‌شوند و بدون مسدود کردن نور، انرژی خورشیدی تولید می‌کنند. این فناوری می‌تواند کاربرد گسترده‌ای در برج‌های اداری، مجتمع‌های تجاری و حتی پنجره منازل داشته باشد. در کلان‌شهرهایی چون تهران، مشهد و شیراز استفاده از این پنل‌ها به کاهش تقاضا برای برق شبکه کمک کرده و انتشار آلاینده‌ها را کم می‌کند.

۱۱- کشاورزی عمودی؛ کاهش مصرف آب و خاک

یکی از مهم‌ترین دلایل بحران آب در ایران، کشاورزی سنتی است که 80درصد  منابع آب کشور را مصرف می‌کند. کشاورزی عمودی (Vertical Farming) با مصرف آب 90درصد کمتر و بدون نیاز به خاک، می‌تواند تولید سبزیجات، میوه‌های کوچک و گیاهان دارویی را به داخل شهرها بیاورد. این مدل کشاورزی باعث کاهش بار حمل‌ونقل، مصرف سوخت و آلودگی هوا می‌شود و همزمان امنیت غذایی شهر را افزایش می‌دهد. گلخانه‌های عمودی در کارخانه‌های متروکه، زیرزمین‌ها و سوله‌های شهری می‌توانند الگوی تحول‌آفرین ایران باشند.

سخن  پایانی

بحران‌های امروز ایران، تهدید نیستند بلکه هشدارند؛ هشداری برای تغییر مسیر. اکنون زمان بازاندیشی در نحوه برنامه‌ریزی شهری و نگاه به منابع طبیعی است. فناوری‌های نوین (از درختان مکانیکی تا کشاورزی عمودی) ابزارهایی هستند که اگر به‌درستی و با آینده‌نگری به کار گرفته شوند، می‌توانند شهرهای ایران را به سمت تاب‌آوری، سلامت و پایداری هدایت کنند. ما به آینده‌ای نیاز داریم که در آن شهر، طبیعت را احیا کند؛ نه اینکه آن را قربانی رشد خود سازد. آینده‌ای که در آن، هر ساختمان، هر خیابان و هر مبلمان شهری، نقشی فعال در بهبود اکوسیستم ایفا کند. این مسیر شاید دشوار باشد، اما مقصد آن، شهری پاک، پایدار و انسان‌محور است؛ شهری که نسل‌های آینده، ما را برای ساختنش خواهند ستود.