Наука

Лабораторія екологічних досліджень міських систем.

Актуальність проблем урбанізованих просторів у містах викликана їх зростанням - як у просторі, так і в кількості людей, які на цих територіях мешкають. До найбільш негативних факторів, що впливають на людей та їх здоров’я  в містах, належать: забруднення атмосферного повітря, якість питної води, зменшення зелених зон, підвищення температури повітря, проблеми з транспортом, психологічний дискомфорт та багато інших спільних чи особистих факторів. Саме дослідженню перерахованих проблем - їх вивченню та розробці методів та пристроїв для  їх мінімізації - в кінці 2018 року на кафедрі екології природничого факультету Академії була створена науково-дослідна лабораторія екологічних досліджень міських систем.

Завданням лабораторії є забезпечення проведення власних кафедральних науково-дослідницьких програм та участь в спільних дослідженнях з національними та міжнародними партнерами на рівні навчальних закладів, комерційних та виробничих організацій, громадських чи приватних. Одним з напрямків роботи лабораторії було дослідження пилового забруднення автотранспортом атмосферного повітря в місті.

В рамках наших досліджень були поставлені наступні завдання: дослідити конвертацію рівня часток тилу РМ10 та РМ2,5 на різних висотах відносно поверхні землі за допомогою пилового аналізатора, розробити моделі пиловловлювачів різної форми, вибрати з розроблених моделей пиловловлювачів ту, яка здатна уловлювати на визначених висотах та при однакових фізичних умовах найбільшу кількість пилу.

Фото 1.

Розроблені моделі (Фото 1) були циліндричної форми об’ємом 1 л і мали наступні вирізи (отвори): вертикальні, горизонтальні і, як контрольна, відкритою в верхній частини циліндру. Цей контрольний пиловловлювач давав можливість встановлювати кількість пилу, яка потрапляє на -горизонтальну площину при однакових умовах для всіх досліджуваних моделей (Фото 2).

Пиловловлювачі встановлювались біля проїзної частини дороги на 60 хвилин (Фото 3). Після закінчення часу вимірювання і для збереження всіх часток пилу, що потрапили до пиловловлювач

Фото 2.

Всі розроблені моделі пиловловлювачів встановлювались біля автомобільної дороги на рівній відстані від проїжджої частини на фіксованих висотах h=0,25 м, h=0,5 м та на відстані 0,50 м один від одного.

Фото 3.

Планується продовжити пошук вдосконалених форм пиловловлювачів (Фото 4) для досягнення максимальної ефективності в залежності від висоти над поверхнею землі та відстанню від автодоріг.

Фото 4.

За результатами досліджень було встановлено наступне: а) на різних висотах і відстанях від приїжджої частини вулиці концентрація часток пилу розподіляється в залежності від розміру частинок; б) найбільша концентрація твердих дисперсних часток великого розміру спостерігається на відстанях від 0,5 до 1 м та висоті до 1 м. від проїжджої частини вулиці; в) на концентрацію пилу в повітрі найменше впливає температура повітря, більшій суттєвими факторами впливу є вологість повітря і швидкість вітру; г) якщо різниця між низькою, середньою і високою завантаженістю вулиць відрізняється в кількості одиниць автомобілів на цих вулицях, то рівень запиленості повітря зі зростанням завантаженості збільшується в рази.  

За результатами досліджень, була розроблена модель вуличного пристрою для вловлювання пилу від автомобільного транспорту. Модель пристрою представляє собою стовпчик (циліндр), висотою 0,5 м. який має по периметру отвори, всередині встановлені перегородки, в нижній частині ємкість для накопичення твердих частинок/пилу (Фото. 5).

Розробляючи модель ми намагалися зробити його простим у користуванні і виробництві, тому модель схожа на антипаркувальний стовпчик (Фото 6). Сьогодні в світі широко застосовуються антипаркувальні стовпчики/делініатори. Тільки в Києві за останній рік їх було встановлено більше десяти тисяч. Модель являє собою той же антипаркувальний стовпчик який не тільки забезпечує безпеку пішоходам, а й виконує екологічну роль, вловлюючи частки пилу від автотранспорту покращує якість атмосферного повітря. Цей пристрій не замінить прибирання вулиць міста від пилу, але його можливість працювати автономно, цілодобово і необмежено в часі буде вносити свою частку в покращення екологічного стану міста.

Фото 5.	Фото 6.	Фото 7.

В травні 2020 року Державне підприємство «Український інститут інтелектуальної власності» (Укрпатент) видав патент на Корисну модель №142114 на «ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВЛОВЛЮВАННЯ ПИЛУ НА ВУЛИЦЯХ МІСТА» (Фото 7) [1].

Лабораторія продовжує свої дослідження і вже підготувала документи на патент ще однієї корисної моделі щодо зменшення пилового забруднення міського середовища. В цьому році Лабораторія екологічних досліджень міських систем при Могилянці прийняла участь в національному конкурсі з біомімікрії і стала однієї з призерів конкурсу, який проводився Лабораторією інноваційного розвитку ПРООН, у партнерстві з Інститутом біомімікрії (США) [2].

1. Спеціалізована БД «Винаходи (корисні моделі) в Україні» [Електронний ресурс] - Режим доступу: https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=search

2. Оголошено фіналістів національного відбору на Міжнародний конкурс з пошуку інноваційних рішень за логікою біомімікрії [Електронний ресурс] - Режим доступу:
https://www.ua.undp.org/content/ukraine/uk/home/blog/2020/finalists-announced-for-the-biomimicry-global-design-challenge.html