Normal view

  • ✇Eos
  • 通往真正可持续太空供水系统的路径 Faith Ishii
    Source: Water Resources Research This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。 如果人类想要在太空生活,无论是在航天器里还是在火星上,首先要解决的一个问题就是如何获取水,来满足饮用、卫生需求以及为维持生命所需的植物提供水分。即便只是将水运送到近地轨道上的国际空间站(ISS),也需要花费数万美元。因此,找到在太空中高效、持久且可靠地获取和再利用水资源的方法,对于长期在太空居住至关重要。 目前的系统,比如国际空间站上的环境控制与生命支持系统(ECLSS),为闭合式水回收提供了蓝图,但它们还需要改进才能适应未来的应用。与此同时,近期的技术和科学进步正为在严苛环境下寻找、净化和管理水资源开辟新的途径。在一篇新的综述中,Olawade等人概述了地外水资源管理的现状,以及该领域的前景和挑战。 作者指出,太空水系统需要具备闭环、高效和持久耐用的特性,同时还要满足低能耗的要求。目前,ECLSS能耗过高,其效率可能也不足以满足长期任务的需求。未来建议采用的过
     

通往真正可持续太空供水系统的路径

21 April 2026 at 12:39
国际空间站上的宇航员Kayla Barron将一个银色的金属圆筒(大小和汽水罐差不多)举到镜头前。
Source: Water Resources Research

This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。

如果人类想要在太空生活,无论是在航天器里还是在火星上,首先要解决的一个问题就是如何获取水,来满足饮用、卫生需求以及为维持生命所需的植物提供水分。即便只是将水运送到近地轨道上的国际空间站(ISS),也需要花费数万美元。因此,找到在太空中高效、持久且可靠地获取和再利用水资源的方法,对于长期在太空居住至关重要。

目前的系统,比如国际空间站上的环境控制与生命支持系统(ECLSS),为闭合式水回收提供了蓝图,但它们还需要改进才能适应未来的应用。与此同时,近期的技术和科学进步正为在严苛环境下寻找、净化和管理水资源开辟新的途径。在一篇新的综述中,Olawade等人概述了地外水资源管理的现状,以及该领域的前景和挑战。

作者指出,太空水系统需要具备闭环、高效和持久耐用的特性,同时还要满足低能耗的要求。目前,ECLSS能耗过高,其效率可能也不足以满足长期任务的需求。未来建议采用的过滤和回收方法包括:利用光催化技术通过光线净化水,利用生物反应器过滤尿液和废水,利用离子交换系统去除提取水中的溶解盐和重金属,以及利用紫外线臭氧消毒杀灭病原体。每种方法各有优缺点:例如,生物反应器中的微生物燃料电池可以发电,而光催化净化则能耗较低。

在月球或火星这样的地方获取水,要么需要从风化层中提取水,要么需要钻探冰体。如何为水回收系统提供足够的能源也是一个问题,因此开发节能系统是需要优先考虑的事项。水系统的耐久性也很重要,既要保护宇航员的安全,又要能减少繁重的维护工作。

新兴技术有望应对其中许多挑战。作者们指出两个具有巨大应用前景的领域,一是纳米技术的发展,它可用于制造定制化程度更高、过滤效果更佳且耐污染的膜材料,二是人工智能(AI)技术在水系统自主管理中的应用。(Water Resources Research, https://doi.org/10.1029/2025WR041273, 2026)

—科学撰稿人Nathaniel Scharping (@nathanielscharp)

This translation was made by Wiley. 本文翻译由Wiley提供。

Read this article on WeChat. 在微信上阅读本文。

A photo of a telescope array appears in a circle over a field of blue along with the Eos logo and the following text: Support Eos’s mission to broadly share science news and research. Below the text is a darker blue button that reads “donate today.”
Text © 2026. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.
  • ✇Eos
  • 哪些国家因颗粒物空气污染付出的代价最大? Nathaniel Scharping
    Source: GeoHealth This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。 据世界卫生组织的数据,全球每年因空气污染导致的死亡人数估计达 700 万。其中大部分死亡病例是由PM2.5引起的,这种直径小于 2.5 微米的颗粒物能够进入肺部和血液,从而引发呼吸系统和心血管系统疾病。除了直接排放到大气中的颗粒物外,工厂、船只、汽车和发电厂排放的氨(NH3)、氮氧化物(NOX)和二氧化硫(SO2)等物质也是导致 PM2.5 形成的前体物。然而,颗粒物污染的影响并非均匀分布。 Oztaner等人对北半球各区域的空气污染后果进行了建模,从而更细致地分析了哪些地区的减排政策最为有效。他们利用美国环保署(EPA)社区多尺度空气质量(CMAQ)建模平台的多相伴随模型(multiphase adjoint model),从挽救生命和节省资金两个角度评估了减少各种污染物带来的效益。该研究通过国际机构所广泛采用的一种成熟方法,计算出了空气污染影响所造成的经济损失。不过,这种方法也引发了一些伦理方
     

哪些国家因颗粒物空气污染付出的代价最大?

16 April 2026 at 13:08
两座烟囱矗立在一片浓重的烟雾之中,而这些烟雾几乎完全遮蔽了城市的景色。
Source: GeoHealth

This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。

世界卫生组织的数据,全球每年因空气污染导致的死亡人数估计达 700 万。其中大部分死亡病例是由PM2.5引起的,这种直径小于 2.5 微米的颗粒物能够进入肺部和血液,从而引发呼吸系统和心血管系统疾病。除了直接排放到大气中的颗粒物外,工厂、船只、汽车和发电厂排放的氨(NH3)、氮氧化物(NOX)和二氧化硫(SO2)等物质也是导致 PM2.5 形成的前体物。然而,颗粒物污染的影响并非均匀分布。

Oztaner等人对北半球各区域的空气污染后果进行了建模,从而更细致地分析了哪些地区的减排政策最为有效。他们利用美国环保署(EPA)社区多尺度空气质量(CMAQ)建模平台的多相伴随模型(multiphase adjoint model),从挽救生命和节省资金两个角度评估了减少各种污染物带来的效益。该研究通过国际机构所广泛采用的一种成熟方法,计算出了空气污染影响所造成的经济损失。不过,这种方法也引发了一些伦理方面的担忧,因为它在评估生命价值时部分地依据了各国的人均国内生产总值(GDP)。

总体而言,研究发现,如果所有模型中的排放量减少 10%,那么在北半球每年将能挽救 513,700 人的生命,并节省 1.2 万亿美元的费用。

死亡率降幅最大的是中国和印度,削减排放量每年将分别挽救184,000人和124,000人的生命。成本节约幅度最大的也是中国,其次是欧洲和北美。健康效益也因排放类型和行业而异。氨(NH3)在中国造成的危害更大,而氮氧化物(NOx)在欧洲的危害相对高于其他地区。在整个北半球,农业部门是颗粒物和前体物污染的主要来源,预计农业相关排放量减少10%可挽救95,000人的生命,并节省约2900亿美元。其次是居民区和工业区。

作者指出,在对类似研究的结果进行比较时应保持谨慎,一部分原因是污染物浓度与健康结果之间的关联并非总是呈线性关系,还有一部分原因是不同地区在核算各行业排放量时可能采用不同的方法。此外,他们的研究仅关注与 PM2.5 相关的死亡率,未考虑如臭氧等其他污染物。总体而言,他们认为他们的研究为比较北半球不同污染物减排策略的效果提供了一个有意义的参考。(GeoHealth, https://doi.org/10.1029/2025GH001533, 2026)

—科学撰稿人Nathaniel Scharping (@nathanielscharp)

This translation was made by Wiley本文翻译由Wiley提供。

Read this article on WeChat. 在微信上阅读本文。

A photo of a telescope array appears in a circle over a field of blue along with the Eos logo and the following text: Support Eos’s mission to broadly share science news and research. Below the text is a darker blue button that reads “donate today.”
Text © 2026. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
Except where otherwise noted, images are subject to copyright. Any reuse without express permission from the copyright owner is prohibited.
❌