去除霧霾裝置

文 廣東省中山紀念中學高三（18）班 肖 琦

人類活動向空氣中排放了大量的細顆粒物（PM2.5），導致空氣中細顆粒物持續(xù)聚集。這些細顆粒達到一定數(shù)量時，極易出現(xiàn)大范圍的霧霾。中國不少地區(qū)已經(jīng)將霧霾作為災害性天氣加以預報，可見其對人體健康的危害程度。

霧霾主要由細顆粒物構成，暫時并無有效方法將其從空氣中分離。如何有效分離該物質，從而達到去除目的？

我想到在物理課上學到的靜電吸附的相關知識：當一個帶靜電的物體靠近另一個不帶靜電的物體時，不帶靜電的物體內部靠近帶靜電物體的一邊會集聚與帶電物體所攜帶電荷相反極性的電荷，異性電荷相互吸引就會出現(xiàn)靜電吸附效應。該原理即我們通常所說的帶靜電的物體可以吸附微小物體的原因。

在實際應用中，能否利用該原理，讓帶靜電的物體吸附霧霾，然后通過其他方式將吸附的霧霾進行處理，從而達到去除霧霾、凈化空氣的目的？我在物理老師的指導下設計了如下裝置。

圖1去除霧霾裝置的原理圖

該裝置主要由一個錐形的靜電吸附網(wǎng)及其外殼、一臺進風機、噴嘴部件等組成。

裝置頂部是一臺小型送風機，該送風機將外界未經(jīng)處理的空氣送入靜電吸附網(wǎng)，空氣通過靜電吸附網(wǎng)后，從網(wǎng)的另一端排出。

靜電吸附網(wǎng)是一個兩端開口的錐形殼體，它不僅能使進入的空氣倒流，還能增加空氣與網(wǎng)的接觸面積，增強吸附效果。錐形上、下端可與外界空氣自由流通。

靜電吸附網(wǎng)外是與其緊密貼合的旋轉外殼。該外殼由電機驅動，保持低速旋轉，使旋轉外殼與靜電吸附網(wǎng)之間產(chǎn)生摩擦，從而產(chǎn)生靜電，吸附霧霾。

靜電吸附網(wǎng)上吸附足夠多的霧霾后，通過設置在吸附網(wǎng)上的智能感應系統(tǒng)，自動打開設置在吸附網(wǎng)周圍的噴嘴，噴嘴噴出高壓水柱，將靜電吸附網(wǎng)上的霧霾沖走。沖洗后的污水經(jīng)過處理，不會造成二次污染。

該裝置成本低，能耗低，維護簡單，效果顯著，不需要占用額外的空間，最理想的安裝位置是高層建筑樓頂。雖然每臺裝置處理的空氣量有限，但如果能在高層建筑樓頂大面積設置，其處理的空氣量就可以大大增加，達到凈化空氣的目的。

此外，該裝置所需要的電量極低，可以通過加裝太陽能電板、小型風力發(fā)電裝置等為其供電，節(jié)能環(huán)保。

（指導老師：馬建）