北京的初夏，異常炎熱。北京王府學(xué)校三名大男孩，來(lái)到北京理工大學(xué)高效低排放內(nèi)燃機(jī)技術(shù)工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，他們將在老師的指導(dǎo)下，利用這里的專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，來(lái)解決一個(gè)困擾他們很長(zhǎng)時(shí)間的問(wèn)題。這是怎么回事呢，要從三個(gè)月前說(shuō)起。

譚建偉老師講解具體實(shí)驗(yàn)原理

張曉滿同學(xué)是王府中學(xué)高二的學(xué)生，課余愛(ài)好十分廣泛，尤其對(duì)物理方面很感興趣，希望將來(lái)能成為一名科學(xué)家，用知識(shí)造福人們的生活。寒假期間，他看到一篇關(guān)于純電動(dòng)車(chē)的報(bào)道，號(hào)稱(chēng)純電動(dòng)車(chē)是零污染，是未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向。他覺(jué)得，在使用期間，從尾氣排放上看，純電動(dòng)車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)相比，確實(shí)可以認(rèn)為是零污染；但是車(chē)內(nèi)大量的電氣設(shè)備和元器件是否也是零污染呢？尤其在炎熱的夏季，在陽(yáng)光照射下車(chē)內(nèi)溫度可以達(dá)到70℃，是否會(huì)有大量的污染物釋放出來(lái)呢？車(chē)內(nèi)的空氣質(zhì)量是否可以達(dá)到我們國(guó)家要求的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)呢？這些疑問(wèn)，如果能找一個(gè)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室來(lái)測(cè)試一下，讓數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話就好了。  

張曉滿同學(xué)在采樣

他把這個(gè)想法和他的朋友楊浩云、陳卓成一說(shuō)，大家都覺(jué)得是個(gè)有趣的想法，都熱切地希望得到一個(gè)真實(shí)的答案，于是一個(gè)三人科學(xué)小組就成立了。楊浩云負(fù)責(zé)車(chē)內(nèi)污染物種類(lèi)及危害調(diào)研，陳卓成負(fù)責(zé)不同測(cè)試技術(shù)調(diào)研，張曉滿負(fù)責(zé)各種排放法規(guī)調(diào)研、聯(lián)系可以開(kāi)展相關(guān)研究的實(shí)驗(yàn)室。經(jīng)過(guò)三個(gè)月的精心準(zhǔn)備，在6月29日，他們?nèi)缂s來(lái)到北京理工大學(xué)高效低排放內(nèi)燃機(jī)技術(shù)工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，來(lái)驗(yàn)證他們的猜想。

實(shí)驗(yàn)老師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)

歡迎他們的是實(shí)驗(yàn)室的譚建偉和何旭兩位老師。讓三個(gè)男孩感到驚訝的是，大學(xué)老師沒(méi)有想象中的那么嚴(yán)肅，老師們十分熱情，就如同他們的學(xué)長(zhǎng)，帶領(lǐng)他們參觀實(shí)驗(yàn)室、介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全注意事項(xiàng)。這讓他們很快放下了拘謹(jǐn)，向老師們請(qǐng)教一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，以確保弄懂每個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)原理和操作流程。

此次實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)進(jìn)行甲醛等13種醛酮類(lèi)污染物的測(cè)試。醛酮是人們廣泛關(guān)注的室內(nèi)空氣有機(jī)污染物，通常來(lái)自家具、裝修材料、烹調(diào)油煙和香煙煙霧等。隨著家用汽車(chē)的普及，人們待在車(chē)內(nèi)的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，了解醛酮在車(chē)內(nèi)空氣中的污染狀況，有利于有效控制污染、保障人體健康。

樣品化學(xué)分析步驟的相關(guān)設(shè)備

在老師的幫助下，同學(xué)們對(duì)某款電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行封閉，靜置4小時(shí)后，利用采樣泵對(duì)車(chē)內(nèi)空氣進(jìn)行30分鐘采樣，獲得足夠的分析樣本。然后在第8小時(shí)和12小時(shí)，再分別進(jìn)行一次采樣，最后將所獲得的樣本送到質(zhì)譜分析儀進(jìn)行分析處理。

測(cè)試結(jié)果顯示，在4小時(shí)測(cè)試點(diǎn)，醛酮濃度總量達(dá)到71.22μg/m³。各種醛酮物質(zhì)中，甲醛濃度最高（23.43μg/m³），其次為乙醛（18.33μg/m³）。在8小時(shí)測(cè)試點(diǎn)，醛酮濃度總量達(dá)到89.45μg/m³。其中乙醛濃度成為最高（27.37μg/m³）；其次為甲醛（22.06μg/m³）。在12小時(shí)測(cè)試點(diǎn)，乙醛濃度持續(xù)快速升高，達(dá)到41.28μg/m³，和4小時(shí)前相比，升高了近50%，排在污染物之首。其次為甲醛（24.15μg/m³）。丁酮在該測(cè)試點(diǎn)開(kāi)始出現(xiàn)，并達(dá)到較高（11.31μg/m³）的濃度。此時(shí)車(chē)內(nèi)空氣醛酮類(lèi)污染物總量達(dá)到127.47μg/m³。

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和整理，張曉滿等三位同學(xué)發(fā)現(xiàn)：在不同的測(cè)試時(shí)間點(diǎn)上，甲醛濃度相對(duì)比較穩(wěn)定，在22-25μg/m³間波動(dòng)，低于我國(guó)室內(nèi)空氣甲醛的標(biāo)準(zhǔn)限值（100μg/m3）。然而車(chē)內(nèi)污染物總濃度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步升高，目前雖然國(guó)家尚未出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)于汽車(chē)的使用者，建議開(kāi)車(chē)時(shí)要經(jīng)常開(kāi)窗，尤其每隔8小時(shí)要讓車(chē)內(nèi)空氣與外部新鮮的空氣充分流通，避免車(chē)內(nèi)污染空氣對(duì)我們的傷害。

三位同學(xué)在老師的幫助下，利用大學(xué)的先進(jìn)設(shè)備獲得了問(wèn)題的答案，十分開(kāi)心。他們表示回去后要告訴同學(xué)們的家長(zhǎng)，開(kāi)車(chē)時(shí)開(kāi)窗通風(fēng)很重要。通過(guò)這次科技實(shí)踐，他們發(fā)現(xiàn)了科研中的樂(lè)趣，也堅(jiān)定了將來(lái)從事科學(xué)研究，當(dāng)一名科學(xué)家的夢(mèng)想。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程視頻紀(jì)實(shí)

譚建偉老師認(rèn)為，大學(xué)的設(shè)備除了用于本校教學(xué)和科研，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)設(shè)備的開(kāi)放和共享，面向社會(huì)，全面充分利用資源。何旭老師認(rèn)為，從育人角度出發(fā)，應(yīng)培養(yǎng)中小學(xué)生科學(xué)興趣，鼓勵(lì)他們獨(dú)立思考，自己動(dòng)手解決問(wèn)題，為將來(lái)從事科學(xué)研究打好基礎(chǔ)。高校愿意在此方面發(fā)揮高校優(yōu)勢(shì)，承擔(dān)起廣大中小學(xué)生科普的重任，探索新時(shí)代的培養(yǎng)體系和實(shí)踐模式。

何旭老師（左一）、譚建偉老師（右一）和同學(xué)們合影

分別的時(shí)刻到了，三位同學(xué)有些不舍，兩位老師也歡迎他們將來(lái)報(bào)考北京理工大學(xué)。張曉滿同學(xué)說(shuō)：“老師，雖然這次解決了困擾我們的一個(gè)問(wèn)題，我現(xiàn)在又有兩個(gè)新問(wèn)題。您說(shuō)電動(dòng)車(chē)汽車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)的車(chē)內(nèi)污染物會(huì)有區(qū)別嗎？新車(chē)和使用了一段時(shí)間后的汽車(chē)的車(chē)內(nèi)污染物又會(huì)如何呢？”老師們微笑著說(shuō)：“這個(gè)答案我們也不知道，希望下次你們能夠帶更多的同學(xué)過(guò)來(lái)，我們一起來(lái)尋找答案！”

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