im体育网页版
   
安全中心 | 研发中心 800-820-6505    

森林大火破坏臭氧可你能想到实验室的碳排放也很高吗?

发布时间:2022-08-09 04:29:56 来源:im电竞平台官网 作者:im电竞app官网 edit

  2019年11月至2020年1月,澳大利亚东海岸“黑色夏天”森林大火造成了前所未有的破坏。大火烧毁了7万多平方公里的丛林,摧毁了3000多座房屋,造成30多人和数十亿动物死亡。滚滚浓烟一直蔓延到南美洲,并引发了遥远海洋的藻华。最近,美国欧道明大学Peter Bernath和同事已经证明,烟雾也向上扩散到平流层,并引发了破坏臭氧的化学反应。相关论文3月18日发表于《科学》。

  他们分析了来自大气化学实验卫星的数据,该卫星能够监测大气中44种不同分子的水平。研究发现,在“黑色夏天”大火之后,包括澳大利亚在内的南半球中纬度地区平流层中的臭氧减少了13%。

  这似乎是因为烟雾进入平流层与(人类广泛使用氟氯化碳遗留的)含氯化学物质产生了相互作用。烟雾将这些化学物质转化成对臭氧具有高度破坏性的形式——例如,一氧化氯和次氯酸。中国暨南大学研究人员进行的另一项研究则表明,在火灾发生后的6个月,这种烟雾使南半球上方的平流层温度升高了1℃。最终,澳大利亚创纪录山火产生的浓烟飘散得如此之高,以至于平流层的臭氧层都被破坏了。

  干净无菌的环境、整齐排列的设备和明确规划的工作空间都会让你误认为实验室应当是一个高效节能的典范。然而,实际情况真的如此吗?

  就拿普通的通风橱来说,它是用来吸走实验室中有害气体烟雾的。在实验室中,通风橱保持常开状态是很平常的,但是要知道在相同时间内,它的能耗是普通家庭的3.5倍。而那些沿着墙壁摆放着的一排超低温冰箱,在实验室中,很多这样的冷藏箱都被长期设置在毫无必要的低温状态,常常只是用来储存很少的实验样品,甚至一些过期的样品。而这样一台冷冻箱每天消耗的能量就等同于一个普通家庭的全部能耗。

  此前,美国加州的非营利组织“我的绿色实验室”的创始人艾莉森·帕拉迪斯就介绍:“与办公室相比,单位面积的研究实验室要多消耗10倍的能量和至少4倍的水。”而且据估计,全球范围内的实验室每年大约会丢弃55亿公斤的塑料垃圾,这足以让23个曼哈顿岛(曼哈顿岛面积59.1平方公里)的土地上都铺上脚踝高的塑料。”

  实验室每天都需要消耗多种资源,其中有一些是完全无法避免的:例如,很多实验室的空调都需要全天候24小时无休地工作,还有一些专业设备,更是不可避免地需要消耗大量的能源和水资源。而且,鉴于一些实验经常会产生某些有害废物或污染物,使用一次性塑料仍然是保障科研安全至关重要的措施。即使是理论研究者也无法暗自窃喜,他们的研究工作同样会给环境带来不利的影响:超级计算机的出现是人类能够进行以往不可能的计算和模拟的关键,但是它同样需要消耗大量的电力和资源。以目前世界上最快的超级计算机——美国的Summit为例,它每分钟就需要消耗高达17000升的冷却水。

  提到天文设备,无非是观测与探测,会有什么碳排放吗?,非也~自然旗下专业学术期刊《自然-天文学》最新发表的一篇论文估计,全球空间和地基科研设备是天文学研究碳足迹的最大贡献者,其年均温室气体排放量相当于每年至少排放120万吨二氧化碳。这项研究结果表明,规划未来天文观测台站和空间任务时务必采取一种可持续、速度更慢的方式,这样才能实现《巴黎协定》设立的目标。近年来,人们一直在讨论天文学研究对气候的影响,与天文学研究活动相关的碳足迹,如乘飞机前往学术会议或是运行超级计算机模拟,逐渐成为碳排放的主要来源。

  利用法国生态转型部和法国碳足迹协会开发的一种方法,论文通讯作者根据建筑材料、运行成本、用电量,以及空间或卫星任务的发射质量,估算了近50个空间任务和40个地基望远镜设备的温室气体排放。他们发现,全球范围内在役的天文学科研设施的整体碳足迹相当于排放约2030万吨二氧化碳,每年排放量相当于约120万吨二氧化碳。这么高的年排放量大约是工作相关飞行估值的5倍,其中,空间任务占到总排放的至少1/3。

  根据研究团队预计,詹姆斯·韦伯太空望远镜和平方千米阵这类设备每一个的排放量就相当于排放至少30万吨二氧化碳。这一排放量也是该研究估算的所有设施所能达到的最大碳排放。

  改善实验室,使其变得更加环保的运动并不仅仅局限在北美地区。不久之前,英国布里斯托尔大学最近宣布进入“气候紧急状态”,并保证到2030年实现碳排放平衡。然而,想要实现这一目标的关键还是在于布里斯托尔大学的实验室需要采取积极的措施。该大学中实验室的面积仅占比6%,但能耗、水耗和废物排放量的占比却高达40%。学校鼓励实验室对建筑进行升级改造,使用智能技术提高能源使用效率,比如:房间中没有人的时候采光设施能够自动关闭。

  就在去年,该大学内出现了一个在各项环保节能改良措施中最卓有成效的案例:一栋容纳了25个科研团队和170多个独立实验室的生物医学科学楼的整栋建筑获得了100%的绿色实验室认证(Green Lab Accreditation)。该认证是英国认可的达到可持续成就的标志。这项荣誉的获得要归功于一系列举措:包括淘汰低能效的实验工具、建立实验室设备共享机制以及实现实验室塑料的回收和再利用。在上述措施的共同作用下,布里斯托尔大学在过去两年的时间里就成功节省了85000英镑的能源开支。

  与此同时,一些游戏形式的实验性举措也在全球范围内推动着实验室的可持续发展。比如,在冰箱挑战赛(Freezer Challenge)中,成功降低冰箱能源消耗的实验室将会得到分数奖励。另外,还有一项早在2005年就开始的竞赛,名叫“关柜门”竞赛,其目的是对抗实验室通风橱产生的巨大能耗。

  位于瑞典隆德的欧洲核散裂中子源目前正处于建设当中,建成后该中子源所产生的全部废热最终都将被接入当地的供热系统,而不是直接排入大气。但是,对于很多大型的物理实验室来说,可持续发展的理念并没有融入在实验室的设计方案当中。比如位于日内瓦的欧洲核子研究中心(CERN)粒子物理实验室,早在人们考虑实验室可持续性之前,该实验室大部分的建筑都已经完工了。数千个巨大的液氦冷却超导磁体,大型强子对撞机(LHC)中不计其数的其余组件,以及实验室中其他的粒子加速器都需要消耗大量的能源。

  CERN在投入运行的一年时间内,共计消耗了13亿度电。来自CERN的加速器和科技部主任弗雷德里克·博尔德里(Frédérick Bordry)介绍说:“我们的用电量大约相当全日内瓦州的三分之一,也就是相当于全法国总用电量的0.2%。”这相当于30万英国家庭一年的耗电量。

  “在加速器领域当中,CERN无疑是最大型的,因此也是世界上最耗电的研究设施。”比如磁体中的超导电缆,想要实现零电阻传导电流,就必须工作在1.9K的低温环境。然而,与超导电缆传输电流所节约的能源相比,给电缆降温制冷所耗费的能源同样非常高。

  目前,正在进行的一项优化工程就隶属于质子同步加速器东实验区域的翻新改造工程。质子同步加速器东实验区域是CERN建成时间最长、规模最大的建筑结构之一,里面容纳了多条束流线站。相关负责人表示“我们会安装全新的专用软件和全新的磁体和电源变流器,采用脉冲的工作模式取代传统的直流模式。该转变将能够节约90%的能源消耗。”

  •关掉非工作状态的仪器。来自美国的“我的绿色实验室”组织的创立者艾莉森·帕拉迪斯建议说:“对于有加热或冷却元件的设备,可以使用定时器。这样,就可以在研究人员到达实验室之前让设备达到正确的温度。”

  •尽可能使用玻璃器皿,充分利用塑料制品,并积极参与回收召回项目。手套、塑料泡沫冷却箱、滤水柱、塑料包装、微量移液枪头等诸多物品其实都可以回收,不需要进行填埋处理。

  •建立并保持合理的库存清单体系,能够帮助研究人员及时清理坏掉的设备和过期的样本,从而避免重复采购和释放实验室空间,这也就意味着有些设备可以暂时被关闭。

  •建立设备共享、捐赠或租借体系。英国布里斯托尔大学可持续实验室官员安娜·路易斯说:“我们会要求实验室的研究人员共享实验室空间和设备,同时确保他们不会购买那些可以从大学中其他实验室借用到的设备。”

  手套箱将高纯惰性气体充入箱体内,并循环过滤掉其中的水、氧、有机气体等物质的实验室设备。也称真空手套箱、惰性气体保护箱等。广泛应用于无水、无氧、无尘的超纯环境。如锂离子电池及材料、半导体、超级电容、特种灯、激光焊接、钎焊、材料合成、OLED、MOCVD等,也包括生物方面应用,如厌氧菌培养、细胞低氧培养等~

  作为实验室内较大实验设备,一直运转的情况下(手套箱实验保护的特殊性质需要一直运转)日耗电量在15°左右,且除特殊定制产品外,没有其他多余碳排放~也算是在积极努力的进行“低碳”运转了,在未来,也会在技术上进一步进行努力创新,再进一步降低耗电量,也为碳中和做出自己的努力~

上一篇:带你快速了解实验室的通风柜 下一篇:解锁实验室的安全密码——通风橱
800-820-6505

im体育网页版-im电竞平台app官网
Factory Add: No 1969 South Lian Hua Road
Min Hang District,ShangHai China
电话 Tel: 021-54400906   021-62367288
邮编 Postcode: 201103

 
扫一扫
关注我们

扫一扫
关注我们