为空气中微尘编个“二维码”，扫一扫就知道它来自哪里？

2022-06-01 18:32:38  信息编号：K75670  浏览次数：3440

当空气中含有有害物质，如病毒或有毒化学物质时，及时发现这种危险并不容易。无论是恶意传播还是意外传播，有害的羽状物在城市中传播的速度有多快，距离有多远？应急管理人员能做些什么来应对？

这些是科学家、公共卫生官员和政府机构，最近在纽约市进行的空气流动研究中探讨的问题。

由麻省理工学院林肯实验室领导的一个小组，在该市所有五个区的120个地点，收集了早先在地铁站和街道上释放的安全测试粒子和气体，跟踪它们的行程。这项实验测量了这些物质移动了多远，检测到的浓度是多少。

结果有望改善空气扩散模型反过来，如果发生真正的化学或生物事件，还可以帮助应急计划人员改进响应方案。

这项研究是在美国国土安全部(DHS)科学和技术局(S&T)的城市威胁分散项目下进行的。这项研究是在2016年的一项类似但规模小得多的研究之后进行的，主要集中在曼哈顿的地铁系统。

研究中使用的颗粒和气体可以安全分散。微粒主要由麦芽糖糊精糖组成，并且已经在先前的公共安全实践中使用。为了使研究人员能够跟踪这些粒子，这些粒子被少量的合成DNA修饰，充当独特的“条形码”该条形码对应于粒子被释放的位置和释放的日期。当这些粒子后来被收集和分析时，研究人员可以知道它们到底来自哪里。

该实验室的团队领导了释放粒子和收集粒子样本进行分析的过程。一个小喷雾器被用来将微粒雾化到空气中。当颗粒在城市中流动时，一些颗粒被设置在许多分散的收集点的过滤器捕获。

为了使这项大型研究的过程更加有效，该团队建立了特殊的过滤器头，通过多个过滤器旋转，节省了重新访问收集点的时间。他们还开发了一个使用NFC(近场通信)标签的系统，通过移动应用程序简化样品和设备的编目和跟踪。

研究人员仍在处理在为期五天的测量活动中收集的大约5000个样本。这些数据将输入现有的粒子扩散模型，以改善模拟。其中一个来自阿贡国家实验室的模型专注于地铁环境，另一个来自洛斯阿拉莫斯国家实验室的模型模拟了地面上的城市环境，考虑了建筑物和城市峡谷气流。

一个名为化学和生物防御试验台的新项目刚刚启动，以进一步研究这些问题。林肯实验室的Trina Vian正在领导这个项目，也是由S&T资助的。这个试验台正在寻找我们可以以一种低遗憾的方式减轻这种运输的方法。

该测试平台的目标是开发允许一系列适当响应活动的架构和技术。例如，该团队将寻找在不中断交通的情况下限制或过滤气流的方法，同时响应者验证警报。他们还将测试新的化学和生物传感器技术的性能。

维安和维尔迪都强调了合作开展这些大规模研究的重要性，以及在总体上解决空气传播危险问题的重要性。这试验台通过使用CWMD联盟提供的设备，该计划已经受益，该联盟是DHS和化学、生物、辐射和核防御联合计划执行办公室的合作伙伴。