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零排放=零污染?高中生走进高校重点实验室,探秘纯电动汽车车内空气污染

北京理工大学 何旭

北京的初夏,异常炎热。北京王府学校三名大男孩,来到北京理工大学高效低排放内燃机技术工信部重点实验室,他们将在老师的指导下,利用这里的专业的实验设备,完成一个实验,来解决一个困扰他们很长时间的问题。这是怎么回事呢,要从三个月前说起。

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谭建伟老师讲解具体实验原理

张晓满同学是王府中学高二的学生,课余爱好十分广泛,尤其对物理方面很感兴趣,希望将来能成为一名科学家,用知识造福人们的生活。寒假期间,他看到一篇关于纯电动车的报道,号称纯电动车是零污染,是未来汽车的发展方向。他觉得,在使用期间,从尾气排放上看,纯电动车和传统汽车相比,确实可以认为是零污染;但是车内大量的电气设备和元器件是否也是零污染呢?尤其在炎热的夏季,在阳光照射下车内温度可以达到70℃,是否会有大量的污染物释放出来呢?车内的空气质量是否可以达到我们国家要求的室内空气质量标准呢?这些疑问,如果能找一个专业的实验室来测试一下,让数据来说话就好了。  

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张晓满同学在采样

他把这个想法和他的朋友杨浩云、陈卓成一说,大家都觉得是个有趣的想法,都热切地希望得到一个真实的答案,于是一个三人科学小组就成立了。杨浩云负责车内污染物种类及危害调研,陈卓成负责不同测试技术调研,张晓满负责各种排放法规调研、联系可以开展相关研究的实验室。经过三个月的精心准备,在6月29日,他们如约来到北京理工大学高效低排放内燃机技术工信部重点实验室,用先进的实验设备,来验证他们的猜想。

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实验老师指导实验

欢迎他们的是实验室的谭建伟和何旭两位老师。让三个男孩感到惊讶的是,大学老师没有想象中的那么严肃,老师们十分热情,就如同他们的学长,带领他们参观实验室、介绍实验设备和实验过程中的安全注意事项。这让他们很快放下了拘谨,向老师们请教一些细节问题,以确保弄懂每个环节的实验原理和操作流程。

此次实验重点进行甲醛等13种醛酮类污染物的测试。醛酮是人们广泛关注的室内空气有机污染物,通常来自家具、装修材料、烹调油烟和香烟烟雾等。随着家用汽车的普及,人们待在车内的时间越来越长,了解醛酮在车内空气中的污染状况,有利于有效控制污染、保障人体健康。

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样品化学分析步骤的相关设备

在老师的帮助下,同学们对某款电动汽车进行封闭,静置4小时后,利用采样泵对车内空气进行30分钟采样,获得足够的分析样本。然后在第8小时和12小时,再分别进行一次采样,最后将所获得的样本送到质谱分析仪进行分析处理。

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测试结果显示,在4小时测试点,醛酮浓度总量达到71.22μg/m3。各种醛酮物质中,甲醛浓度最高(23.43μg/m3),其次为乙醛(18.33μg/m3)。在8小时测试点,醛酮浓度总量达到89.45μg/m3。其中乙醛浓度成为最高(27.37μg/m3);其次为甲醛(22.06μg/m3)。在12小时测试点,乙醛浓度持续快速升高,达到41.28μg/m3,和4小时前相比,升高了近50%,排在污染物之首。其次为甲醛(24.15μg/m3)。丁酮在该测试点开始出现,并达到较高(11.31μg/m3)的浓度。此时车内空气醛酮类污染物总量达到127.47μg/m3

通过对实验结果的分析和整理,张晓满等三位同学发现:在不同的测试时间点上,甲醛浓度相对比较稳定,在22-25μg/m3间波动,低于我国室内空气甲醛的标准限值(100μg/m³)。然而车内污染物总浓度随着时间的延长而逐步升高,目前虽然国家尚未出台相关标准,但对于汽车的使用者,建议开车时要经常开窗,尤其每隔8小时要让车内空气与外部新鲜的空气充分流通,避免车内污染空气对我们的伤害。

三位同学在老师的帮助下,利用大学的先进设备获得了问题的答案,十分开心。他们表示回去后要告诉同学们的家长,开车时开窗通风很重要。通过这次科技实践,他们发现了科研中的乐趣,也坚定了将来从事科学研究,当一名科学家的梦想。

实验过程视频纪实

谭建伟老师认为,大学的设备除了用于本校教学和科研,可以进一步实现设备的开放和共享,面向社会,全面充分利用资源。何旭老师认为,从育人角度出发,应培养中小学生科学兴趣,鼓励他们独立思考,自己动手解决问题,为将来从事科学研究打好基础。高校愿意在此方面发挥高校优势,承担起广大中小学生科普的重任,探索新时代的培养体系和实践模式。

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何旭老师(左一)、谭建伟老师(右一)和同学们合影

分别的时刻到了,三位同学有些不舍,两位老师也欢迎他们将来报考北京理工大学。张晓满同学说:“老师,虽然这次解决了困扰我们的一个问题,我现在又有两个新问题。您说电动车汽车和传统汽车的车内污染物会有区别吗?新车和使用了一段时间后的汽车的车内污染物又会如何呢?”老师们微笑着说:“这个答案我们也不知道,希望下次你们能够带更多的同学过来,我们一起来寻找答案!”

来源:北京理工大学

作者:何旭

本文地址:https://www.d1ev.com/carnews/yongche/80400

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