最近，有研究表明，国际空间站的潜在有害化学污染物浓度已经超过了美欧家庭地板灰尘中的同类物质浓度。航天员的太空生活历来广受关注，那么他们在太空常态化驻留期间有可能遭遇哪些环境污染方面的挑战？科研人员和航天员又该如何解决这些问题呢？

潜在隐患不容忽视

近日，英国伯明翰大学和美国宇航局格伦研究中心的科研联合团队在《环境科学与技术快报》刊物上发表的论文表明，国际空间站的有害化学污染物浓度已经达到了不容忽视的地步。

2019年，航天员从国际空间站空气过滤器中收集了大量气体、灰尘、头发、棉绒等材料。后来，科研团队测量了这些材料中的有害化学物质浓度，经分析发现，所含污染物的种类相当复杂多样，主要包括多溴二苯醚、溴化阻燃剂、有机磷酸酯、多环芳烃、多氯联苯和全氟烷基等物质。

日益老化的国际空间站内部存在很多潜在污染源

虽然研究认为，污染物浓度“仍然处于正常范围内”，但毕竟数值已超过了美国、西欧家庭和其他室内环境里的灰尘所含有害物质浓度的中位数。

那么国际空间站上怎么会有大量有害化合物呢？原来，随着空间站长期在轨运行，各种基体材料、电子仪器、家具、织物等在天上越积累越多，潜在污染威胁也逐渐显现出来。

虽然国际空间站上安装了空气过滤系统，能够高效去除气体中的部分污染物，还可以依靠空气流动系统来驱动、吸附空气中的悬浮颗粒物，但科研人员对于太空中可能出现的高强度异常电离辐射仍然研究不足。它是否会造成空间站内部空气中残存的有害化学物质浓度进一步上升，甚至超出正常范围，威胁航天员的生命健康？仍然需要科研人员长期深入探索。

防护材料也要小心

上述有害化学物质是国际空间站运行生涯中日积月累的，似乎难以避免。不过，科研人员和航天员在工作中不会放过任何一个细节，尽最大努力消除各种污染因素和危险隐患。

比如，火灾是威胁生命安全的大敌,滚滚浓烟释放有毒物质，威胁呼吸健康。空间站为航天员提供了与外太空隔离的安全空间，相对狭小的舱室内布置了众多科学实验仪器，一旦不慎发生火灾，空间站的安全结构就有可能遭到破坏，进而威胁航天员生命安全。

为了防范火警，科研人员在设计、建设空间站的过程中会反复详尽筛选结构材料、实验仪器基材等，注重阻燃特性。此外，空间站内的织物等易燃品也与地球上的不同，普遍含有一定的无机阻燃剂，包括负责辅助航天员飘移的扶手和脚限位装置、座椅、靠垫等。

不过，传统阻燃材料同样有可能产生多溴二苯醚、有机磷酸酯等对人体有害的物质，这也成为新一代载人航天器设计时必须考虑的重要因素。

此外，空间站在各舱室对接机构、出舱气闸舱、舷窗结构等处均有密封圈和密封剂，以确保气密性。但是，密封剂往往会产生多氯联苯，如果含量超出允许范围，可能会影响航天员皮肤组织、呼吸和消化系统等。虽然国际空间站内的多氯联苯浓度经多次检测均处于正常范围内，但这种潜在威胁仍然不容忽视，引发了不少担忧。

航天员的生活越来越个性化，从地球带衣物上天不新鲜，但其中的全氟烷基物质值得警惕。所以，从地球上发运的航天员生活必备物品和实验仪器设备都有必要经过仔细检测，尽量减少潜在化学污染物。

科技加持助力安全

考虑到潜在太空污染物种类多样，为了保障航天员健康安全，防护去污手段也要不拘一格，主要包括源头初始控制和中间过程隔离两大类。

在空间站设计建造伊始，科研人员就要对保温材料、结构基材等进行筛选，广泛搜集资料，排除之前研究发现的可能产生超标化学污染物的材料，优先使用或研发无污染、化学性质稳定的材料，从源头上减少化学污染物排放。

此外，材料在外太空极端恶劣条件下难免分解，务必要降低其产生有害气体的概率。随着技术发展，越来越多的化学性质稳定、结构强度特性优秀的新材料被应用于空间站建造中。

在太空中，没有大气层保护，电离辐射和异常电离风暴“猖獗”，势必使空间站上的塑料制品、橡胶制品、电子元器件基材等加速老化。

太阳风暴、宇宙空间强电离辐射等会影响航天器正常运行，短时间内造成卫星通信质量降低。更强大的宇宙射线和太阳离子甚至有可能破坏航天器外部结构，威胁航天器使用寿命。因此，在空间站结构外壁中加入防护材料，不仅可以提供运行安全保障，还能够吸收离子波，削弱电离辐射对空间站内各种材料的分解、催化反应，降低产生化学污染物的概率。

研究表明，电子元器件在使用过程中会释放有害化学物质，有可能产生一定的化学污染。如果空间站充分安装环保材料，同样可以延缓其污染过程。

至于空间站内部空气中已存在的化学污染物，通常使用过滤吸附法去除。毕竟空间站要求构建密闭环境，无法开窗通风，在微重力条件下，化学污染物颗粒流动主要由通风系统驱动。

航天员想要及时去除空气中悬浮的污染物颗粒，需要借助强有力的空气循环系统，使空气中的悬浮物、颗粒物最终聚集在通风格栅收集处，帮助空气净化系统高效处置。

即便如此，随着悬浮在空气中的杂质碎片在空气循环系统作用下聚集于通风格栅处，难免会出现不可测的隐患。航天员定需要期清理残存的沉积物与杂质颗粒，并对接触过的物品及时消毒，降低细菌污染概率。

随着新一代空间站建设推进与常态化运行，人类对太空生活的体验和认知不断加深，太空环境监测、航天材料、生命支持系统、特殊清洁剂、清理机器人等技术成果逐渐出现，空间站的洁净程度将进一步提升，为航天员在轨工作生活提供更加可靠的保障。（作者：蔡洋 图片来源：美国宇航局 把关专家：中国航天科技集团科技委副主任 江帆）

来源: 中国航天报

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