治污可否换个思路？

兰州的蓝天（资料图片）首席记者马军摄

    王恩涌在接受记者采访时说，2011年11月，在“第十届国际土木与环境工程学术会议”上，作为中国力学学会科普委员、甘肃省力学学会原副理事长，王恩涌在会上宣读了关于这方面研究的英语论文。这个方案引起了与会各国专家的关注，并被收入会议的论文集。

    王恩涌希望“虹吸烟囱”方案能在学术界和社会上引起广泛讨论。经过讨论，这个方案如果可行，则善莫大焉。

    冬季污染原因：兰州大气缺少自排动力

    王恩涌说，兰州冬季的大气污染，主要是由特殊的地形造成的。兰州的哑铃状河谷地形，使空气很难流通，尤其是在冬季，西固和城关形成两个重污染气团，这一点从谷歌地图的卫星照片中可以看得非常清楚，其中污染最严重的两个地方，是西固区和城关区的火车站、天水路一带。王恩涌说，兰州特殊的地形地貌，使污染物只有一个唯一的出路，就是向高空排放。但兰州静风频率高，大气环境缺乏自排动力，污染物无法向高空排放，只能聚集市区低空，形成比较稳定的污染层。

    王恩涌说，综合兰州近十年气象观测资料和诸多专家的研究成果，兰州冬季大气污染解决方案的原则，只能是向高空排放，即打破三股主导风之间的平衡（不一定同时段），或单一或两个主导风与地形造成的封闭，通过高空大气的输送作用，将污染物很快稀释并输送到远方。

    治污新思路：“虹吸烟囱”方案或许可行

    王恩涌说，从空气动力学原理出发，治理兰州大气污染的方案或许可以换个思路。比如在兰州两个污染最严重的地方，即西固区和城关区火车站附近的南山脚下，建几个通向高空、有“虹吸”作用的“大烟囱”，其高度在300米以上，形状上细下粗，类似火电厂、大食堂的烟囱和欧美家庭的壁炉烟囱。这种“虹吸烟囱”由于空气垂直温差及其密度差的原因，通过大烟囱向上导向作用下的大气对流，凭借自身的抽吸力量和周边大气的压力，打破大气的平衡，使空气很快向上流动起来，进而将污染空气自动排向高空，利用高空大气的作用很快稀释并输送至远方。考虑到更快的排污需要，可以在“虹吸烟囱”里面加上几个可以旋转的巨形排风扇，以增加“虹吸烟囱”的抽吸力，加快向上排污的速度。为了排除逆温时“虹吸烟囱”的倒流问题，还可以在其底部加设太阳能加热装置，以改变逆温时烟囱向下的抽吸方向，加快形成向上的气流。

    王恩涌说，“虹吸烟囱”方案完全符合空气动力学的原理，效用与火电厂、大食堂和欧美家庭壁炉的烟囱相类似，并且投资和耗能不大。在“第十届国际土木与环境工程学术会议”上，许多专家对这个方案都表现出浓厚兴趣，认为这是一种非常独特并且切合实际的解决兰州空气污染的方案。

    王恩涌说，从美观的角度来考虑，“虹吸烟囱”的外观应该精心设计，可以建成兰州的地标性建筑，还可以外加很多功能，而“虹吸烟囱”究竟应该建几个、建多高、建多大的直径，则需要通过空气动力实验来测算，这个实验在兰州大学、兰州交通大学的实验室就可以做。

    王恩涌说，有资料显示，在高度为100米的高层建筑内，烟气在竖向管井内的垂直扩散速度可以达到3-4米／秒，这意味着烟气由底层直接窜至顶层只需30秒左右。在一般的超高层建筑中，比如500米左右的楼，它会产生超过15摄氏度的温度差，如阿联酋迪拜市的纳赫勒港湾大楼，这座高度1000米以上的摩天大楼，其温度差异在某些时段达到了25摄氏度以上，相当于在大楼的顶底之间产生了接近800Pa的压力差，其内部巨大的中庭直通上下，烟囱效应非常巨大。设计师只好采取许多措施减小其烟囱效应，如将房间布置在建筑物的四周，并将建筑体分割留出间隙等。不约而同的是，世界上计划利用城市大烟囱排污和发电的还有澳大利亚的某些城市。

    省钱方案

    在南北两山架设成排的“虹吸管”和反光板

    在提出“虹吸烟囱”方案的同时，王恩涌还提出了两个更为省钱、并且极少占地的治污方案：一是在南北两山架设成排的“虹吸管”；二是在北山架设反光板（兼具太阳能发电功能）。

    在南北两山架设成排“虹吸管”，与“虹吸烟囱”方案的原理相同。这个方案的优点，是可以利用南北两山本身的高度，因此更加节省资金。

    在北山架设反光板，其原理是利用反光板反射东部、南部上空来的太阳光以加热城市上空污染的大气，产生一个新动力，打破逆温层和周边大气原有的平衡，以此来促进形成城市上空大气新的对流，将污染空气排向高空。王恩涌说，在冬季，兰州污染最重的时间是每天早晨，而到了中午以后，空气污染就会减弱。这是因为随着太阳加热城区大气，底层气温增高，城区大气中就会产生新涡流，进而形成城区大气的对流，在周边大气进入下，原有大气的平衡被打破，新产生的风力吹走了污染大气的缘故。王恩涌说，这个方案中的反光板，可以设计成亚光板，以减少城市的光污染。反光板每天早晨自动打开工作，同时兼具太阳能发电功能。