Каково очищающее действие уборочных машин на мелкую пыль?

Эффективность уборочных машин против PM10 и PM2.5: удаление, повторное поднятие и продолжительность действия

Количественные показатели удаления PM10 и PM2.5 в реальных городских условиях

Различные виды современных подметальных машин на самом деле по-разному справляются с удалением мелких пылевых частиц. Обычные механические подметальные машины, как сообщалось в Пекине в рамках исследований качества воздуха 2024 года, удаляют примерно половину (около 54 %) более крупных частиц PM10. Существуют также вакуумные системы с принудительной аспирацией, которые значительно эффективнее захватывают более мелкие частицы, такие как PM2.5 — крошечные частицы, способные проникать глубоко в лёгкие и вызывать проблемы со здоровьем. Наиболее высокими показателями эффективности обладают модели с регенеративным воздушным потоком: согласно испытаниям, проведённым Городским институтом санитарной очистки в 2023 году, они обеспечивают почти полную очистку поверхностей с эффективностью до 98 %. Если же города дополнительно оснащают эти машины системами распыления воды, результаты ещё улучшаются: уровень мелкой пыли снижается примерно на 70 % в местах, где играют дети и где оказывается медицинская помощь, например, вблизи школ и больниц.

Проблема повторного выброса пыли: когда подметальные машины вновь выбрасывают мелкую пыль в атмосферу

Когда пыль оседает на поверхностях, она может снова подниматься в воздух при наличии внешнего воздействия, например, от щёток при уборке или сильных порывов ветра. Механические подметальные машины фактически возвращают обратно около трети собранного мусора, поскольку вращающиеся щётки создают турбулентность. Вакуумные системы помогают сократить эту проблему, так как они всасывают пыль, а не разносят её по сторонам. Некоторые современные системы, называемые регенеративными воздушными установками, работают по иному принципу. Они одновременно направляют воздушный поток вниз и создают зону всасывания, что позволяет снизить уровень PM10 в загруженных городских районах примерно на 30% в часы пик, согласно исследованиям проектов по контролю качества городского воздуха. Чтобы в целом поддерживать более высокую чистоту, операторам следует внимательно контролировать скорость вращения щёток, стремясь к значению менее 250 оборотов в минуту. Хороший эффект даёт также распыление лёгкого водяного тумана, а также использование надлежащих вытяжных систем, которые фильтруют мелкие частицы с применением HEPA-технологии перед выбросом воздуха наружу.

Как долго сохраняется эффект очистки? Временное снижение концентрации мелкодисперсной пыли

Насколько эффективно работает очистка, во многом зависит от места ее проведения и типа используемого подметального оборудования. После завершения уборки концентрация PM2.5 в оживленных районах, таких как торговые центры или центральные улицы города, обычно возвращается к нормальным уровням примерно через 4–6 часов. Однако интересным образом эти улучшения сохраняются значительно дольше в тихих жилых районах — иногда до 8–12 часов. Согласно исследованиям, проведённым Caltrans, вакуумные подметальные машины обеспечивают почти вдвое более длительное снижение концентрации PM10 по сравнению с обычными механическими моделями. Некоторые передовые регенеративные воздушные системы даже способны поддерживать уровень PM10 ниже 25 микрограммов на кубический метр в течение почти 18 часов непосредственно вблизи действующих строительных площадок. Тем не менее продолжительность действия этих положительных эффектов определяется рядом факторов. Объём трафика, безусловно, играет важную роль, но также имеют значение и погодные условия: сильный ветер со скоростью свыше 15 км/ч просто вновь поднимает частицы в воздух. Кроме того, дождь может либо вымывать частицы с поверхности, либо способствовать их осаждению из атмосферы — в зависимости от времени его начала.

Тип подметальной машины имеет значение: механические, вакуумные и рециркуляционно-воздушные системы

Механические подметальные машины: низкая эффективность улавливания осадков размером менее 44 микрометров

Большинство механических подметальных машин работают за счёт вращающихся щёток, которые подметают мусор в сборные бункеры. С крупными предметами — такими как листья и мелкие камни — они справляются неплохо, однако сталкиваются с трудностями при уборке мельчайших осадков размером менее примерно 44 микрометров. Это как раз тот же порядок размеров, что и у опасных частиц PM2.5, о которых сегодня так часто говорят. Щёточная система просто не предназначена для захвата столь мелких частиц, поэтому значительная часть тонкой пыли остаётся на поверхности после уборки. Исследования показывают, что от 30 % до, возможно, даже 40 % этой микроскопической грязи остаётся неудалённой. И вот в чём парадокс: вся эта оставшаяся мелкодисперсная фракция вновь поднимается в воздух во время работы подметальной машины, усугубляя, а не улучшая ситуацию.

Вакуумные и рециркуляционно-воздушные подметальные машины: более высокие показатели сбора частиц, релевантных для PM2.5

Уличные подметальные машины, оснащённые вакуумной технологией, всасывают пыль непосредственно в герметичные фильтрующие системы за счёт высокой силы всасывания. Тип машин с регенеративным воздушным потоком работает иначе: он создаёт замкнутую систему циркуляции воздуха, которая сбивает мелкие частицы с поверхности, а затем удаляет их путём создания разрежения. Такие машины обычно улавливают от 68 до 85 % частиц РМ2,5 — примерно вдвое больше, чем традиционные механические подметальные машины. Герметичность конструкции также имеет принципиальное значение, поскольку она предотвращает повторное выброс пыли в атмосферу во время уборки. Вакуумные подметальные машины показывают наилучшие результаты в густонаселённых городских центрах, где действуют строгие нормативы по качеству воздуха, тогда как модели с регенеративным воздушным потоком эффективно справляются как с мелкодисперсными частицами, так и с крупным мусором, что делает их идеальными для районов с разнообразными проблемами загрязнения.

Помимо массового удаления: почему неполное улавливание мелкодисперсной пыли создаёт риски для здоровья и окружающей среды

Когда мелкая пыль не улавливается должным образом, это создаёт серьёзные угрозы как для здоровья населения, так и для окружающей среды. Эти крошечные частицы PM2.5 и PM10 способны проникать глубоко в лёгкие и даже попадать в кровоток, усугубляя такие заболевания, как астма и бронхит, а также вызывая проблемы с сердцем. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения за 2021 год, эти проблемы связаны примерно с 4,2 миллиона преждевременных смертей по всему миру ежегодно. Что касается природы, то пыль, которая ускользает от улавливания, оседает на растениях, нарушая их способность вырабатывать питательные вещества в процессе фотосинтеза и замедляя рост. Дождевые стоки затем переносят опасные вещества, такие как свинец и кадмий, в ближайшие реки и ручьи. Города сталкиваются с серьёзными трудностями при соблюдении норм качества воздуха, если с этими ультрамелкими частицами не обращаются надлежащим образом, что со временем приводит к усилению регуляторных проблем и деградации экосистем. Именно поэтому простого улавливания лишь части частиц PM2.5 недостаточно для действительной защиты населения и сохранения здоровья окружающей среды.

Раздел часто задаваемых вопросов

Что такое PM10 и PM2.5?

PM10 и PM2.5 — это твёрдые частицы диаметром не более 10 микрометров и не более 2.5 микрометров соответственно. Это взвешенные в воздухе частицы, которые могут проникать в лёгкие при вдыхании.

Как механическая уборка влияет на качество воздуха?

Механические подметальные машины могут поднимать пылевые частицы в воздух за счёт вращения щёток. Это может привести к повышению концентрации мелкодисперсных частиц, таких как PM10 и PM2.5, в атмосфере.

Почему рециркуляционно-воздушные подметальные машины считаются более эффективными?

Рециркуляционно-воздушные подметальные машины используют комбинацию воздушного давления и всасывания для удаления частиц. Это снижает вероятность повторного поднятия пыли в воздух и обеспечивает улавливание большей доли мелкой пыли, делая их более эффективными по сравнению с традиционными механическими подметальными машинами.