更洁净的城市空气

在本周的大气科学裸体节目中,我们将把我们呼吸的空气放在显微镜下观察。我们会发现空气质量是如何监测的,新技术是如何…
四月二十六日

在本周的大气科学裸体节目中,我们将把我们呼吸的空气放在显微镜下观察。我们将了解如何监测空气质量,新技术如何帮助你规划污染最少的上班路线,以及为什么海藻可能会导致下雨!此外,我们还会发现为什么海豚会为它们的晚餐吐口水,每一片云是如何有铅衬里的,以及讨厌的蚊子是如何启发了便携式人工胰腺的。此外,我们还了解了最新的大流行候选者——猪流感的内幕。

在这一集里

西尼罗病毒在东南部的主要传播媒介是致倦库蚊

受蚊子启发的吸血动物为人造胰腺铺平了道路

一种受不起眼的蚊子启发的新型高科技装置有一天可能会为糖尿病患者提供一个便携式人工胰腺,它可以无痛地监测和控制他们的血糖水平。

电子蚊子是由加拿大卡尔加里大学的电气工程师马丁·明切夫和凯伦·卡勒发明并获得专利的。

致倦库蚊这种电子蚊子装置以蚊子的穿孔、吸吮口器为模型,目前大约有一副扑克牌那么大,里面有四根微针,大约是人类头发直径的两倍。通过小心地控制针头的运动,它们可以巧妙地穿透皮肤,从浅层毛细血管中抽血,同时避开皮肤深处的神经,所以病人没有任何感觉。

针头会抽出一小滴血——不到一毫升——但这足以让设备上的芯片实验室传感器测量血糖水平。然后,它将信息无线发送到电脑或手腕上佩戴的监测仪器。它可以连接到一个警报器上,提醒病人或医生血糖水平已达到危险水平。

Mintchev和Kaler现在希望开始把这个小玩意做得更小,直到它像普通的膏药或创可贴一样,然后糖尿病患者就可以全天无痛、毫不费力地监测他们的血糖。

他们的想法是最终将电子蚊子与一种可以控制胰岛素的设备连接起来——胰岛素是糖尿病患者所缺乏的调节血糖水平的重要激素——从本质上说,这是一种人造胰腺,它不仅可以监测血液中的葡萄糖含量,还可以自动输送正确剂量的胰岛素。电子蚊子可能很快就会给全球2.46亿糖尿病患者中的一些人带来希望,对他们来说,针头和痛苦、耗时的血液检查仍然是日常生活的一部分。

高亮层积云航空照片的彩色增强版;这是美国西北航空公司一架从洛杉矶飞往明尼阿波利斯/圣路易斯市的空客A320客机的后座上拍摄的照片。保罗,MN。

黑暗中总有一线光明,还是应该是一线铅?

一个欧洲和美国的科学家团队得出结论,我们可能因为历史上在汽油中添加铅而无意中阻止了温室效应。

Ulrike Lohmann和她的同事在最新一期的《自然地球科学》杂志上发表文章称,铅是大气中最有效的水滴形成剂之一。

当上升的暖湿空气膨胀到足够冷却,使水分子聚集时,云就形成了。在非常低的温度下,它们可以自发地做到这一点,但通常在更高的温度下会发生这种情况,因为水分子开始聚集在灰尘、花粉、甚至头皮屑和细菌的颗粒周围。这些粒子统称为成核位,而铅是其中的王者。

该团队通过对在瑞士收集的云进行采样,并在实验室中使用环境空气样本重建云,得出了这一发现。当他们将云样本输入分析仪时,他们发现大多数水滴与铅颗粒有关。据推测,铅的化学性质使其成为理想的降雨制造者,但这项研究的含义是,通过在汽油中添加铅来润滑发动机阀门,我们可能会对全球天气和全球变暖产生重大影响。

科学家们说,铅粒子可能通过提高空气中成核粒子的有效性而引发云的形成。由于云层将热量反射回太空,这可以在二氧化碳上升的情况下人为地保持地球的凉爽2的水平。研究人员说,这种效应可能足以将每平方米近1W的热量送回太空,否则这些热量会落到地面上,使地球变暖。但既然我们已经避开了铅,转而追求更健康的大气,我们可能就要为二氧化碳付出代价了2我们过去播下的种子……

图为伊莎贝尔·比斯利于2005年拍摄的澳大利亚长鼻海豚(Orcaella heinsohni)。

在澳大利亚,海豚会为它们的晚餐吐口水

对我们人类来说,在餐桌上吐痰可能是最不礼貌的行为,但在海豚世界里,这是完全可以接受的。

澳大利亚扁鼻海豚(Orcaella heinsohni)。世界自然基金会(WWF)的研究人员最近发现,来自澳大利亚的稀有扁鼻海豚会成群结队地聚集在一起,并在晚餐时吐口水。

这是一种长相奇特的海豚,身长约6英尺,长着瓜状的头和短而粗的鳍。人们对这种稀有物种知之甚少,它是澳大利亚唯一的特有海豚物种,于2005年被发现;在此之前,澳大利亚的种群被认为属于另一个物种,生活在东南亚河流中的伊洛瓦底海豚。

现在,科学家们已经开始揭开这些神秘海豚的一些秘密,并看到它们以6只或更多的群体狩猎。在一起工作时,一些海豚会把鱼追逐到海面上,然后通过从嘴里喷出水来驱赶其他海豚。有时它们会向高空喷射出水柱,有时则会笔直地在海面上方喷射。

可悲的是,就在科学家们开始更多地了解它们奇异的生活时,扁鼻海豚正面临越来越大的压力,并受到海岸开发和污染的极大威胁。世界自然基金会尤其担心扩建澳大利亚东北海岸汤斯维尔港口的计划,该港口是金丝雀活动范围的重要组成部分。除了水坝的建设和河口的疏浚,海豚还面临着气候变化和海平面上升等更广泛的问题。

母猪带小猪

10:36 -猪流感

一种新的猪流感病毒似乎正在全球蔓延,它起源于墨西哥。保罗·迪加德解释了猪流感是如何感染人类的,以及猪是如何成为基因大熔炉的……

猪流感
剑桥大学的Paul Digard博士

克里斯·史密斯-本周,墨西哥发生了令人担忧的新闻。我们看到了前H1N1流感的出现,但它不是我们通常在人类中季节性看到的前H1N1流感。这种形式似乎是猪,猪形式的病毒。到目前为止,已经有1000例报告病例,可能多达50人死亡,而且似乎不仅仅局限于墨西哥,因为现在美国的一些州也报告了病例,包括邻近的加利福尼亚,堪萨斯,甚至纽约。

所以我们想看看到底发生了什么,加入我们的是来自剑桥大学的国际知名流感研究员保罗·迪加德,他希望能给我们一些启示。

保罗·迪加德-晚上好。

克里斯·史密斯-欢迎来到裸体科学家。金宝搏app最新下载首先,你能给我们解释一下什么是猪流感吗,因为我们一直认为禽流感是一种风险,它是如何比较的,它是什么?

母猪带小猪Paul Digard -猪流感是A型流感,和人类流感和禽流感一样但它是一种适应感染猪的形式。所以历史告诉我们,至少在过去的100年里,猪患了流感当你观察这些菌株的基因时,很明显,实际上感染猪的病毒我们已经在猪和人类之间来回交换了很长一段时间。

克里斯·史密斯:同样的道理,鸟类的流感病毒偶尔会传染给我们,猪的流感病毒偶尔也会传染给我们,反之亦然。它是一种巨大的基因大熔炉在这种情况下,我们在墨西哥看到的这种毒株是一种猪病毒,它从猪身上跳到了当地人群中?

保罗·迪加德:可能,在墨西哥和美国人身上发现的病毒在基因上有一些猪流感的特征,但这与已知的直接从猪身上传染给人的病毒不同,我们还不知道它是从哪里来的。

克里斯·史密斯,我们先来推测一下病毒如何传播的机制,它是如何从猪体内传播到人体内的从而形成我们现在看到的这种病毒的遗传状况的?

保罗·迪加德:嗯,这是猜测,因为我不知道,我不知道是否有人知道墨西哥到底发生了什么,但通常的途径是,当人们在养猪业工作时,他们与猪有密切接触。这就是从动物到人的传播,反之亦然。

克里斯·史密斯:如果一个工人去上班,他接触了一头猪,猪直接把猪病毒传染给了这个人,那么反过来,如果这个人把他的人类流感传染给了猪呢?

Paul Digard:猪流感的情况在临床上与人类流感非常相似,这是一种呼吸系统疾病。猪有呼吸困难。它们依靠温度运转。病毒可能通过相同的途径传播,通过气溶胶或皮螨,只是一般的密切接触会将病毒从一个生物体传播到另一个生物体。

克里斯·史密斯-如果一头猪同时感染了自己的流感和人类的流感,然后感染了猪,有没有可能猪就像一个混合锅一样出来,然后你就得到了一种混合病毒,它结合了两者最糟糕的部分?

保罗·迪加德-是的,这就是理论。猪被视为相当长一段时间的混合容器部分是因为我们知道,我们可以交换病毒之间的前后猪但更糟糕的是在猪的方式也容易受到不少的禽流感毒株,但当你看你发现在猪身上的病毒的基因不仅是很明显的,他们之间交换基因猪和人类流感,但他们也是一个禽流感基因组合,禽流感病毒的基因。

克里斯·史密斯:这就是为什么我们应该更担心一种来自猪的病毒而不是普通的人类流感的原因吗?

流感病毒保罗·迪加德:当前的猪流感更危险的原因可能是它对人类的抗原性是新的。

克里斯·史密斯-意思是它看起来完全不同,我们从来没有见过这样的东西。

保罗·迪加德:你和我,可能大多数人都听说过,我们已经感染了H1N1流感,但它们会有人类的力量,目前还不清楚这是否能让你免受猪流感的感染。

克里斯·史密斯:事实上,在你生命中的某个时刻,你会第一次感染流感,大多数人在感染流感时不会死,有相当一部分人会死,但大多数人不会死,幸运的是,为什么这次会更糟呢?是什么给了它优势?

保罗·迪加尔——我们不知道它是更糟的是,我们知道迄今为止有可能是大约60人死亡,但是我们不知道有多少人被感染,所以我们不知道什么是死亡率,它不可能比当前人类致命的流感,只是大量的感染,没有注意到,因为他们还没有严重到足以去看医生的人。

Chris Smith -基于我们对流感历史的了解历史有一个重复的习惯多年来我们经历了许多次大流行最著名的是1918年的西班牙流感,估计有2000万到4000万人死于此,这次事件如何与我们对之前大流行的了解相吻合?

保罗·迪加德:首先,我们不知道这是否会成为下一次大流行。我是说确实有可能,但我们不知道。它可能会燃烧殆尽,无处可去,显然这是你所希望的。如果它真的变成了大流行它和57年和68年的大流行是不同的,它和57年和68年的大流行是不同的因为那是禽类毒株和人类毒株之间的杂交病毒。从遗传学上讲,我认为我们以前从未见过由猪病毒引发的大流行。1918年的病毒,我们不确定它来自哪里,可能是禽类,但很难说,因为我们不知道之前的病毒是什么。

克里斯·史密斯:但是有什么理由不能让猪成为下一次大流行的开始吗?

Paul Digard:哦,不,不,在这一点上,我认为有一个合理的机会,在一年的时间里,我们会回顾并认为是的,这是2009-2010年大流行的开始。

克里斯·史密斯——希望不会,非常感谢你,保罗。保罗·迪加德是剑桥大学的流感病毒学家。

苏格兰爱丁堡的空气质量监测站

17:28 -检查城市航空公司

Ben Valsler会见了剑桥议会首席科学官Jo Dicks,了解如何测量城市空气质量。

检查城市空气
乔·迪克斯,剑桥市议会,空气质量监测

海伦·斯凯尔斯:这周我们来看看大气中可能存在的物质,稍后我们将与史蒂文·阿什沃思一起使用激光观察海洋上方的化学物质,并找出这些化学物质对环境化学的影响。但本·沃斯勒首先遇到了乔·迪克斯。他是剑桥市议会的一名科学官员,他的任务是了解他们目前如何监测我们在城市环境中呼吸的空气。

Ben Valsler:监测环境污染物的水平是至关重要的,不仅是为了让科学家了解我们的大气中发生了什么,也是为了让每一个经过公交车站的人,任何想要建造新建筑的人,每一个认为我们需要一个新停车场的人,所以我遇到了Jo Dicks,他是剑桥市议会的首席科学官,在他们的一个监测站外。乔,这是什么情况?

乔·迪克斯:这里有两个测量PM-10的装置,这是一种小颗粒,还有氮氧化物,这两种物质在这里都是主要的汽车污染物,我们离公交车站很近,这里实际上是我们测量剑桥目前污染最严重的地方。

Ben Valsler:嗯,我们当然可以听到很多公共汽车从我们身边经过,我们旁边有一个巨大的绿色盒子,这到底是怎么回事?

乔·迪克斯:这个特殊的监测器通过过滤器将空气吸入,过滤出较小的颗粒。然后,它将灰尘收集到玻璃管末端的过滤器上,该过滤器以一个频率振动,当灰尘沉积在玻璃管上时,频率就会改变,这就是该设备实际测量的内容。

本·瓦尔斯勒:那么振动频率的变化会告诉你从空气中收集到的粒子的质量是多少?

Jo Dicks -没错,这就是它测量的质量,并实时给出质量。

本·瓦尔斯勒:所以这可以测量可能从公共汽车后面或其他各种来源出来的微粒,我们还可以测量什么?

Jo Dicks:我们测量氮氧化物和一氧化氮2特别是二氧化氮,我们有一个健康标准。在剑桥我们实际上有空中碰撞管理区域因为高水平的NO2它只由燃烧形成,主要是由城市中的车辆燃烧形成,这是主要来源。

本·瓦尔斯勒:我们这里有一个测量中心,整个城市还有更多这样的测量中心吗?

Jo Dicks:是的,我们有五个这样的地点,一个在我们的办公室,它是全国网络的一部分,另外四个在中心。

Ben Valsler:那么你是如何收集数据的呢?是需要有人过来把自己插进去,还是把它传回给你?

Jo Dicks:不,我们有一个连接到所有这些网站的调制解调器,它实际上是由一个承包商收集的,然后他会保证数据的质量,并把它发回给我们。我们每天都会得到信息的摘要但我们也会得到六个月和每年的批准数据集。

本·沃斯勒:这些车的运行成本是多少?

乔·迪克斯:嗯,购买整套电视机的资本支出大约是5万英镑,每年的维修费用大约是3、4千英镑。

本·瓦尔斯勒:这将给你一个很好的衡量每一个这些标志,但显然我们想知道更多的细节,关于可能会发生什么,比如说,当一个人走在剑桥市中心?

Jo Dicks:当然,我们对人们接触空气污染物的实际情况很感兴趣,在这样一个固定的地点,虽然它能很好地显示出在那个特定地点发生了什么,但它却不能很好地显示出人们每天实际接触到的污染物。然后你会看到某人的实际暴露量,你也会看到暴露的高峰在哪里,然后可以决定他们选择哪条路线来避开这些高峰区域。

扩散管本·瓦尔斯勒:所以一旦我们有了这类信息,你从这些基站收集的信息以及从手持监视器周围走动的人那里收集的潜在信息,我们可以用它来做什么?

Jo Dicks:我们可以用它来为规划决策提供信息,也可能是自行车,步行路线,以及我们将来监控的地方——我们不想在一个空气质量已经很差的地区建造大量的新住房,而又不以某种方式缓解空气质量,同样,你也不想在一条已经严重污染的道路上派遣额外的公共汽车。

Ben Valsler:如果我提议在剑桥市中心附近建一个新的购物中心,我该怎么做才能确保你同意建这个购物中心呢?

Jo Dicks -你当然需要满足空气质量评估的要求,这包括在开发之前监测背景水平,然后模拟开发对当地空气质量状况的影响。目前,我们要求进行一次小型扩散管调查,并告知我们背景水平和特定地点。

Ben Valsler -扩散管是如何工作的?

Jo Dicks -扩散管是一种非常简单的装置,它有一个小网格,上面有一些试剂,我们把它挂在灯柱上,它吸收污染物,在这种情况下是二氧化氮,在暴露的一段时间内,然后被送到实验室进行分析。所以我们可能有一天的时间来调整一个月或者一天的时间来调整两个星期这取决于你换试管的频率。

本·瓦尔斯勒:我找到了一个地方,我想建一个购物中心,我在周围放了一系列扩散管,我给了你三个月的数据,显示空气中有多少一氧化二氮,接下来呢?

Jo Dicks -然后我们会要求对该区域进行建模,我的意思是使用这种分散模型,这是一种数学建模,但它需要用监测信息进行验证,所以我们用新的交通流量运行一个模型,并使用扩散管数据来验证该模型。但是扩散管的数据,它的分辨率很低,它不是很准确,你可以得到正负20%的准确度。所以这非常简单,对于验证模型来说不是很好。我们最近一直在研究的设备可以提供更高的数据分辨率,更高的精度和时间分辨率,它可以让我们确定污染最严重的地区。

本·瓦尔斯勒:那么,有了这些更高分辨率的数据,你就能更准确地预测我的新购物中心将产生的影响吗?

乔·迪克斯:当然,我们说的是非常非常小的改变,却能产生很大的不同。

Ben Valsler:那么你如何看待环境监测的未来?

Jo Dicks -很明显,这些固定的地点和非常精确的参考方法总是很重要的。我们已经从剑桥的这些站点获得了11年的连续数据,这是一笔巨大的信息财富,但更多的移动监测和遍布城市的更大的特殊阵列的结合无疑会使我们在未来做出更好的决定。

Helen Scales -这是剑桥议会首席科学官Jo Dicks解释说,尽管静态环境传感器为我们提供了空气清洁程度的持续高质量数据,但它们相当昂贵,而且它们只能告诉我们放置它们的地方周围的空气。

剑桥市议会在网上发布了最新的空气质量信息,点击这里查看:http://www.iosoft.co.uk/ccc/ccc.php

来自Trimble, Garmin和Leica的GPS接收器

24:26 -开发移动环境监测仪

手持环境监测仪可以让人们跟踪自己接触污染物的情况——罗德·琼斯教授一直在开发一种系统,可以让你计划最低的污染物……

开发移动环境监测仪
剑桥大学罗德·琼斯教授

克里斯·史密斯——现在是剑桥大学的罗德·琼斯教授,他一直在与剑桥委员会合作,寻找一种填补这些空白的方法,他一直在开发廉价的移动环境监测仪,以真正显示每个人可能暴露在多少污染中。

Rod Jones:我们真正关注的一个大问题是我们知道空气质量一方面会影响人类健康实际上也会影响大气的辐射特性我想更大的问题是,我们知道当我们展望未来的气候时,我们很可能会看到空气质量的变化。

废气因此,我们正在研究的是试图理解与控制空气质量有关的一些基本原则,以及最终我们如何采取措施,试图减轻未来的变化。

克里斯·史密斯:空气质量可以从两方面考虑一种是全球范围内的空气质量另一种是城镇周围的空气质量,所以你是关注所有方面还是只关注其中的一小部分?

Rod Jones:我们的工作实际上关注的是全球问题,但这个特别的项目更关注当地的空气质量。这就是我们在城市和城市环境中呼吸的空气。

克里斯·史密斯:当一个人在普通城市的路上散步时,他们会接触到什么样的东西?

Rod Jones:一系列的气体,比如氮氧化物,当然还有臭氧,微粒和我认为引起人们关注的主要气体。

克里斯·史密斯:那你打算怎么开始呢?

Rod Jones -当然这可能在某种程度上正在被研究但是很多需要研究的设备,它很大,很昂贵,运行起来很复杂所以你只能在稀疏的网络中定位这种测量所以我们要做的是在更小的范围内观察,在仪表上,甚至更多,我们正尝试引入传感器,我们可以随身携带在口袋里,监测空气质量是如何变化的,以及我们在街上行走时呼吸的空气是如何变化的。

克里斯·史密斯:因为这将是一个更现实的衡量标准,不是吗,因为如果你只对一个地区进行抽样,如果那个地区没有交通,或者风向相反,你就会错过很多东西,人们不会呆在一个地方,他们会四处走动。

Rod Jones:是的,有一定数量的证据表明,即使你在街道的哪一边,在某种程度上决定了你将接触到的污染物。

克里斯·史密斯-那么策略是什么?你拿什么来做这个?

罗德·琼斯:嗯,没有人真的适应过。我们的传感器实际上是用于监测有害气体和他们本身是非常小的传感器非常适合投入很小的包,所以我们基本上有一个手持设备,重约200克,船上有GPS,我们都习惯使用我们的汽车的位置和事实上勇气了GPRS的移动电话,使我们能够从这些小箱子发送数据给中央计算机在现实时间。

所以事实上,我们能做的就是给参与项目的人们,这些传感器放在他们的口袋里,让他们走到街上,我们就能实时绘制出他们所接触到的污染地图,事实上,他们周围的其他人也在接触到污染。

来自Trimble, Garmin和Leica的GPS接收器克里斯·史密斯:那么你是如何把所有的数据放在一起的呢?这个系统是如何编译实时数据并将其与地理联系起来的呢?

Rod Jones:当然,GPS可以告诉你你在哪里,然后我们可以把我们看到的污染物和我们看到的污染物水平映射到像谷歌地球这样简单的东西上,这样你就可以准确地看到污染物的高水平和低水平在哪里。当然,事情从来没有那么简单,因为就像你刚才说的,在某一点上,污染变化很大,但我们至少可以在某种程度上,把污染捡起来。

克里斯·史密斯:你们是如何获得数据的呢,还是说你们只是处在一个阶段,你们已经有了设备的原型,现在已经准备好让人们组成团队出去看看污染是什么样子的?

罗德·琼斯:我们现在所处的阶段是,我们实际上已经有了相当先进的传感器原型,其中包括,我说过的,GPS, GPRS或定位通信,我们有足够数量的传感器,我们实际上可以淹没一个城市。我们没有在复杂的分析软件,你需要从科学的角度来分析数据和生产的东西有人可以登录到web,实际上在web页面中看到污染特定时间或他们可能会接触到如果他们住在一个特定的城市的一部分,是,我们正在非常迅速。所以我们希望能把所有的东西放在一起,但这还不是最后的成品。

克里斯·史密斯:你打算怎么用它?这是要给行人这些设备吗?会是汽车吗这些设备因为很明显它们会看到不同程度的污染以及你能得到什么样的分辨率因为你能从字面上看到走在人行道上的人与在车里或路上的人吗?

Rod Jones:有些传感器当然能够检测到这些,在道路中心和在人行道上的区别,但我认为我们真正的目标是制造一个传感器网络,它可以解决,实际上是静态的,但任何类型的平台,移动平台和灯柱,例如,将被用来为我们提供非常广泛的数据,在这个非常复杂的环境中,你可以想象有人走在街上,他们的手机实际上使用WiFi或互联网来获取一张地图,给你实时的污染情况。

克里斯·史密斯:这就是我接下来要讲的问题,我想问你这将如何指导城镇和城市的重新规划以及交通流量或人类的行为?

Rod Jones:嗯,有一系列的活动可能会受到影响。如果你有一个复杂的空气质量测量网络,你就可以利用它来了解它是如何与详细的交通流量联系起来的,最终你可以考虑控制交通流量,最大限度地减少热点,污染热点。

在另一个层面上,你可以用它来绘制出你是否喜欢从你的工作地点到你的房子之间的污染最低的路径,这样人们就可以在早上起床后看看网络,决定哪条是最喜欢的骑行路线,这将使他们接触到最少的污染,这是未来的梦想,但离未来并不遥远。

克里斯·史密斯:你认为有一天你会站在这样的位置上吗?你会对开发商说:“不要那样修路,因为我们知道那样做会比你这样规划会造成更严重的污染问题。”

Rod Jones:我认为,从某种意义上说,我们有责任去尝试回答这些问题,对于你刚才问的一些问题,你能得到一个多么明确的答案,我还不确定但我们要能够得出一个总体的图景,例如,如何以绿色的方式建造一个住宅区。

克里斯·史密斯:的确,而且还可以与最少吸入的气溶胶污染物一起工作,对我来说这听起来是个好消息。这是罗德·琼斯教授说的,他在剑桥大学化学系他在那里向我解释他的手持设备是如何确保新的发展被带到对环境破坏最小的地方,同时让人们规划最健康的通勤方式,甚至是最干净的去商店的路。

高速公路上的交通堵塞使交通陷于停顿

32:08 -在有移动传感器的路上

我们派米拉到剑桥去研究如何监测移动中的大气……

移动传感器在路上
与剑桥大学Rod Jones教授和Mark Calleja博士合作

海伦-您正在收听的是克里斯·史密斯和我,海伦·斯卡尔斯的《金宝搏app最新下载裸体科学家》节目。我们已经听到了很多关于罗德·琼斯和他的团队在城市中行走时用来监测污染物水平的便携式传感器的事情。现在让我们和Meera一起来看看这些传感器是如何工作的。

Meera Senthilingam -是的,我现在在剑桥大学化学系和Rod Jones在一起我们面前有一个手持设备这里有很多东西我们这里有什么,在顶部我们有三个传感器,这些传感器在检测什么?

墨尔本莫纳什高速公路高峰时段的交通。Rod Jones:你在这里看到的三种是检测二氧化氮,一氧化氮和一氧化碳。在每个传感器有少量的液体称为电解质和当气体进入传感器实际上力量很小的电流在电解质和测量当前你可以从这个非常小,与当前的气体,你尝试检测,当然这个箱子比那更然后因为它要做的就是把它当前和数字化,这样我们就可以转移到电脑中。

这些盒子实际上也决定了我们使用GPS的位置,每个人都知道,事实上,这里有一个蓝牙连接,然后把它连接到我旁边的手机上,就是这个手机把传感器的数据实时传输到中央计算机上,这样我们就可以看到它了。

Meera Senthilingam:现在你已经成功地把所有这些都装进了一个灯箱里,而且它的尺寸实际上很小,只有15厘米乘5厘米,你要带我在剑桥的一条特定路线上走一圈,这样我们就可以看到这些设备的实际应用了。我们要去哪里?

Rod Jones -我们从化学系开始,然后马上进入繁忙的道路。我们将走向一个主要的交通枢纽,然后进入一个真正的绿色公园区域。这些都是我们进行测量的典型地点。

Meera Senthilingam -我们现在在化学系外面,带着手持监视器。罗德,你要怎么打开它?在我们开始散步之前我们应该做些什么?

罗德·琼斯:嗯,我刚刚打开手机,它现在显示屏幕,我可以用它来检测传感器盒。在传感器盒上,我只要按下一个按钮就能打开它,一分钟后,它就会告诉我们设备正在工作,并且已经探测到GPS卫星。现在我们准备好了。

Meera Senthilingam -好吧,我们走吧。我们正驶向一个特别繁忙的路口。现在我可以想象传感器现在会特别活跃。

Rod Jones:是的,大气的化学成分非常复杂。很多这样的车辆将会释放出相当数量的一氧化氮,所以我们希望看到一氧化氮的数值非常高,当然,每辆车每个月的排放量都是不同的。所以车龄也很重要如果一辆车很旧,保养得不好,排放的废气很可能会高得多。

Meera Senthilingam—这里非常繁忙。有无数的汽车、摩托车、卡车、卡车经过,但现在我们要去安静的帕克斯区。

罗德·琼斯:这很有趣,因为如果我们试图了解对流层的化学成分是如何工作的,我们实际上必须研究很多不同的来源,你马上就会发现这里有树木和绿色植物,它们都能释放出一系列不同的分子,这些分子会影响对流层的化学成分。所以我们需要得到完整的图像,这个小盒子是这个过程的一部分。

帕克的作品剑桥Meera Senthilingam—我们现在在Parkers Piece的中间,这是剑桥的一个非常大的绿色区域。现在这里安静多了,汽车行驶的距离也远多了,但你知道,它们仍然没有那么远,所以这里的污染物肯定还是相当高的。

Rod Jones:是的,事实上我们可以感觉到轻微的微风,很明显,这将把道路上的污染带到帕克斯广场。我们不太可能看到汽车排放的大幅波动,因为它们现在往往会混合在一起。

Meera Senthilingam:虽然这里阳光明媚,但我们现在要回到实验室,看看这次特别的旅行的信息。

我们现在回到化学系罗德·琼斯的实验室现在加入我的是马克·卡莱贾他是该项目的软件开发人员。马克,你带着你的笔记本电脑上面有谷歌地球在你的谷歌地球上有我和罗德刚刚走过的地方的卫星图像。你要给我看什么剑桥的特殊景观?

Mark Calleja -好的,这里我们将有一个时间相关的图一个人带着传感器走来走去我们将展示二氧化氮的轨迹只是为了展示走在安静的街道上和走在拥挤的街道上的区别。我们有颜色编码的数据点,从深蓝色的低污染到浅蓝色,再到白色的中度污染,再到粉红色和暗红色意味着高污染。

Meera Senthilingam:我们要看的这个视频就是一个人在剑桥闲逛,这个人在地图上显示为一个圆圈,这个圆圈随着这个人在剑桥的移动而移动。首先,这个圆圈是深蓝色的,这意味着污染水平实际上很低。

马克·卡列亚:那时候确实发生了,是的。这个人选择的路线主要是深蓝色的,除了当他到达一条非常繁忙的街道时,就在帕克斯广场附近,然后他开始变成粉红色和红色。这并不罕见,只要交通流量大,污染水平就会高。你可以看到,当他走到小巷时,污染水平下降了。

Meera Senthilingam -但正如你所说,这是一个非常特定的时刻。那么,如何将这些信息整理成更有用的东西呢?

Mark Calleja:我们要做的是,我们可以在一个时间窗口中将所有数据点绘制在一个图表上,并将我们的图表强加到谷歌地球的相关地图上,这将使我们能够更全面地了解一天或一周内发生的事情。

Meera Senthilingam: Rod,实际上你有一张图表,上面是我们今天走过的路线。它基本上是围绕城市的一系列线条,看起来像一堵墙或什么东西围绕着它而变化,这堵墙的高度基本上是某些污染物的变化。

CamMobSens -剑桥一氧化碳罗德·琼斯:没错,正如马克所说,我们在谷歌地图上做了一个图一条竖线代表某一特定点的污染程度当一个人走在街上你可以看到一条线,这条线高于地面的高度代表污染物的数量,在这个例子中,是一氧化碳。

在冈维尔广场,我们站在这里所有的车辆都在周围流动,实际上我们看到一氧化碳的最高含量大约是百万分之二这远远高于自然背景。但你现在可以看到这些传感器真正发挥作用的地方了。所以如果我们现在看看我们的一氧化氮地图我们看到的实际上是非常高浓度的一氧化氮,就在公交车站附近,但是现在当你跟着我们走到帕克斯公园的中心,令人惊讶的是,一氧化氮的值下降得非常低。

这意味着我们离车辆更远了这些车辆是一氧化氮的主要来源但是现在如果我们看看一氧化氮2我想这是健康方面的一个相当大的问题,我们当然看到了NO2帕克斯片中部的值实际上和周围地区一样高,从某种意义上说,我们期望如此因为我们所说的是一氧化氮和臭氧的反应产生一氧化氮2所以说NO2当你远离直接污染源时,你的价值就会上升。CamMobSens -一氧化二氮在剑桥

但实际上,一切都取决于细微之处,风速,气象,从你身边经过的特定车辆。

Meera Senthilingam—你将来打算如何处理这些信息?有没有可能人们可以登录并根据他们看到的污染物水平来规划他们的路线?

罗德·琼斯:我认为这是这个项目的目标之一,这样任何人,任何地方都可以通过上网来确定他们可能接触到的污染程度。

Helen Scales:所以如果这项技术进一步发展,你就可以清楚地知道哪里的污染物最高,从而知道哪里应该避免污染,而不是在你自己的城市,而是在世界上的许多城市。Rod Jones教授和Mark Calleja博士向Meera Senthilingam展示了这些便携式传感器是如何工作的,以及我们如何使用谷歌地球的数据来获得当地污染的详细地图。

英国的海藻

40:36 -海藻种子云

正如斯蒂芬·阿什沃思向克里斯解释的那样,海岸上发生的事情会影响到全国的大气……

海藻种子云
与东安格利亚大学的斯蒂芬·阿什沃思博士合作

克里斯·史密斯:我们听说了在封闭的城市环境中监测污染的进展但其他系统也对全国的空气质量有贡献斯蒂芬·阿什沃思博士在诺福克的东安格利亚大学他研究来自海洋系统的气体以找出它们是如何影响我们周围空气中的化学物质的这意味着在整个地球的范围内。

斯蒂芬,你好,欢迎来到裸体科学家。金宝搏app最新下载

Stephen Ashworth -你好。

克里斯·史密斯:那么你想要回答的大问题是什么?

海苔斯蒂芬·阿什沃斯:嗯,这项工作是在梅黑德之前进行的。我们刚才听到了一篇关于自然背景水平的文章对我们大气科学家来说很重要的一件事就是知道这些自然背景水平是什么。现在有一个地方是在岛上的梅黑德做的这个想法背后的想法是盛行风来自大西洋所以污染很少。所以当它从西边吹来的时候我们可以很好地了解大气中各种成分的自然背景水平。

但是从这些活动中发现的一件事是检测到的颗粒含量非常高,我们一直在谈论的这些气溶胶,检测到这些颗粒后,问题是它们是由什么组成的,结果是这些颗粒中含有大量的碘碘可以追溯到梅黑德海滩的海藻。

现在的问题是这是局部现象还是影响全球?

克里斯·史密斯:那么你的意思是,可能来自海洋的碘,可能会通过云层进入大气,从而引发云的形成,从而影响降雨?

Stephen Ashworth -没错,当然海藻会释放出大量的碘化合物这些碘会被大气处理然后出现在这些气溶胶颗粒中它们就是你刚开始谈到的那种表面它能使水凝结形成云。

克里斯·史密斯-碘是如何从海藻中释放到大气中的?

Stephen Ashworth:嗯,这似乎是一种对抗压力的机制。如果海藻感到压力,它就会释放出这些化合物海藻的压力之一是退潮,所以它们会变干,释放出含有碘的化合物。

克里斯·史密斯:所以这将会被扩散的风吹到大气中,然后在下游,原谅水的双关语,对天气产生影响。

斯蒂芬·阿什沃斯——是的,没错。阳光照射在这些化合物上,光线,是与太阳光的相互作用导致碘从这些化合物中分解出来。然后它会和大气中的臭氧反应产生氧化碘,然后形成这些颗粒。

克里斯·史密斯:那么你是如何尝试去了解更多关于碘的知识,了解更多关于它如何进入大气的化学知识,以及它的宽度是多少?

斯蒂芬·阿什沃斯:这个想法是我们可以测量大气中的物质。我们想要回答的问题是,它是如何产生的,在以后的日子里,它会与空气中的其他化学物质,阳光等相互作用,产生什么。所以我们需要把东西带回实验室,在尽可能控制的条件下制造这些化合物,并分析它们反应的速度,它们与什么反应以及它们反应后变成了什么。

克里斯·史密斯:你是怎么做到的?

Stephen Ashworth:我们可以模拟这个过程,在样品细胞中产生臭氧,并注入一些含碘化合物。我们也可以在实验室里很好地模拟阳光,我们发现我们制造了很多粒子。我们做的另一个实验是试着把粒子的产生分解成一系列的步骤,这样我们就一步一步地制造出氧化碘。

我们发现这样做,这些化合物不会吸收很多光。这就是我们如何衡量我们得到了多少以及反应速度有多快。我们用激光来观察吸收了多少光。

克里斯·史密斯-好的,你知道不同的化学物质吸收不同波长的激光,所以如果你用波长合适的激光束穿过它,被吸收的激光的量一定与化学物质的含量成正比。

Stephen Ashworth:完全正确,但是因为我们需要很多化学物质来观察激光的变化,我们需要做一个小技巧,把激光困在两个镜子之间,让它在我们的样本中上下反弹很多次,如果我们幸运地拥有正确的环境组合,我们可以得到有效的长度。这让样本看起来好像有10千米长。

英国的海藻克里斯·史密斯:有人真的做到了吗,让激光束穿过10公里的大气层,而不是像这样在两个镜子之间10公里长的光路上反射?

斯蒂芬·阿什沃斯:有一些实验可以做到这一点,你可以将激光束发射到90公里外的大气中,然后在一个叫做激光雷达的实验中得到一个信号,但这里涉及的原理略有不同。

克里斯·史密斯-但结果一致吗?所以你认为你的反射镜系统已经有了一个很好的模型来准确地预测大气化学的这个重要方面?

Stephen Ashworth -好吧,我误导了你们,激光雷达的结果实际上并没有用于碘化学但是我们相信通过建模我们在之前的节目中也听到过各种各样的建模方法通过对系统进行建模利用我们测量的动力学结果以及这些反应的速度和产生的物质,我们可以确信我们对这个系统有了相当好的了解。

克里斯·史密斯-天才,非常感谢你,斯蒂芬。

Stephen Ashworth -我的荣幸。

克里斯·史密斯-这是来自东英吉利大学的斯蒂芬·阿什沃思博士,他致力于检测对气候和地球大气重要的化学物质。

水垢电子显微图

48:37 -磁铁能去除水管上的水垢吗?

你能通过施加磁场来保持管道的清洁吗?

磁铁能去除水管上的水垢吗?

我们把这个问题交给了剑桥大学工程系的休·亨特博士。

我是剑桥大学工程系的休·亨特。好吧,有很多制造商的网站声称,如果你把磁铁放在水管上,就可以防止水垢积聚在浸入式加热器的元件上。

显然,做出这样的声明符合制造商的利益,但让我们假设,在去年,一个制造商已经售出了1000个这样的设备,他们收到一封信说它有多棒,另外10封信说它不好用。他们可以退款十次。他们仍然赚了很多钱,他们可以发表那封漂亮的信。

这可能就是我们在(销售这些小玩意的)网站上看到的情况;这可能有点刻薄,但我有点困惑的是,主流文献中没有任何被引用的科学出版物(支持这些说法)。

当然,如果有什么真正科学的东西在这里,它会被很好地理解。所以我想知道……现在有一些可能的候选理论都与磁流体力学和水记忆有关,与成核有关,等等,你们可以读到这些。

但这给我们带来了什么呢?我认为,如果你发现其中一种设备对你有效,那么它不会造成任何伤害,所以你不妨继续使用它。但如果你发现它不起作用,那也没什么好惊讶的。

电动汽车有什么好?

克里斯·史密斯:嗯,我认为保罗说得有道理,世上没有免费的午餐。如果你在使用能源,它必须来自某个地方但电动汽车的好处是,一旦它作为电动汽车工作,它就不会产生污染,很明显,污染都在一个地方,电站,这意味着减轻策略,从电站回收废物,二氧化碳,微粒等可以在发电站所在的地方处理,可能比安装洗涤器和其他对汽车效率较低的东西更有效,而且个人汽车的效率都比一个大型发电站低。

所以这是很多小的低效率加起来的一个更大的低效率,一个大的低效率——发电站。这就是为什么我们认为电动汽车是有益的。它们在交通上也更好,因为停车和启动会消耗大量的燃料浪费,大量的能源。电动马达对于这种事情来说绝对是完美的,因为它们在不运动的时候不会浪费能量。

重力海洋图

全球变暖会提高河流的水位吗?

海伦·斯凯尔斯:河流、溪流、湖泊和内陆淡水的变化过程与海洋不同,因为它们主要依赖于雨水。这都是关于下雨多还是少,我们真正了解的关于气候变化的一件事,以及未来会发生的变化是,不同地区的应对方式会有所不同,有些地区会变得更干燥,雨水会减少,有些地区会变得更湿润,雨水会更多,我们已经看到了这一点,在澳大利亚等一些地区,我们看到了大量的干旱,河流正在干涸,这在一些地区可能会变得更加普遍,但世界上一些地区的降雨量也会增加。

所以它肯定会变化,而不是我们将看到的海平面的普遍上升,海平面当然在上升,因为实际上,大量的水被加热,它会膨胀,海平面会上升,更多的水会从融化的冰盖和类似的地方流入海洋。因此,河流的情况会因地区而异,这取决于你在世界上的哪个地方。

Chris Smith -所以,底线是河流的形成是由于下雨,海平面无论如何都会上升,因为热膨胀和冰融化…

评论

添加注释