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2018

極端環(huán)境與生命起源

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　　隨著科技的進(jìn)步，人類對于地球生命起源的探索在不斷深入。上世紀(jì)五十年代著名的米勒實(shí)驗(yàn)表明，即使在地球表面自然環(huán)境中，非生命物質(zhì)通過化學(xué)作用可以產(chǎn)生出多種有機(jī)物和生物分子。并且科學(xué)家也成功地將有機(jī)小分子復(fù)合成有機(jī)大分子，而在有機(jī)分子合成生命體細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中至今還沒有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。但與此同時，科學(xué)家在探索極端環(huán)境中的生命現(xiàn)象取得了突破。上世紀(jì)七十年代，美國“阿爾文號”深潛艇二次深潛至東太平洋加拉帕戈斯群島附近海底深處發(fā)現(xiàn)了黑煙囪和熱液生物群（圖1），震驚了世界，大大拓展了科學(xué)界對極端環(huán)境下的生命認(rèn)識。

　　深海黑煙囪和熱液生物群的發(fā)現(xiàn)不僅表明地球上除了有光生物鏈外，還存在著另一類生命系統(tǒng)，它們無需光合作用，無需以植物作為食物鏈的基礎(chǔ)。在深海黑暗、酷熱的環(huán)境下，地?zé)崮艽媪颂柲埽客耆煌幕瘜W(xué)合成有機(jī)質(zhì)的方式來維持生命活動，硫細(xì)菌等微生物就是黑暗世界食物鏈系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

　　更有意思的是，深海黑煙囪為生命起源的研究開拓了新途徑。因?yàn)樯詈嵋簢娍谖⑸锷姝h(huán)境與地球形成早期的環(huán)境十分相似，具有高溫、高壓，含有豐富的還原性物質(zhì)等特點(diǎn)。而且，熱液口有著最大的溫度、pH 和Eh梯度。古生物研究也表明，在澳大利亞西部約35億年硅質(zhì)燧石中發(fā)現(xiàn)了形似絲狀藍(lán)細(xì)菌的微體化石，而碳、硫同位素測試表明，那時已經(jīng)有藍(lán)藻、還原硫細(xì)菌等構(gòu)成的原始生物圈。

　　科學(xué)家們由此提出了生命有可能起源于熱液環(huán)境的假說。認(rèn)為最初的生物有機(jī)質(zhì)的合成和生命的出現(xiàn)有可能就在熱液噴口附近發(fā)生。熱液的溫度、電位、pH梯度，噴出物中的CO、NH3、H2，F(xiàn)eS、NiS對生命的出現(xiàn)起了催化作用。

　　目前已知，生命存活需要三個要素：液態(tài)水、能量以及必要的化學(xué)成分（碳、氫、氧、氮、磷和硫）。而這樣的條件，近年來，也在人類探索的外星體上有了重大突破。

　　新哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在長期的對木衛(wèi)二歐羅巴的觀察任務(wù)中，于 2016 年拍攝下了一張木衛(wèi)二星球表面疑似出現(xiàn)羽流的照片，巧合的是，這張照片中羽流出現(xiàn)的地點(diǎn)與 2014 年它拍下的另一張木衛(wèi)二表面羽流的照片完全一致。這意味著木衛(wèi)二上出現(xiàn)的羽流可能是一個真實(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。同樣現(xiàn)象也在土衛(wèi)二發(fā)現(xiàn)。

　　“卡西尼號”，一臺執(zhí)行木星附近探索任務(wù)近十三年的探測器成功地在土衛(wèi)二表面完成了羽流的取樣。科學(xué)家們對樣品進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)二表面冰層下的海洋中存在著氫氣。這意味著如果這冰下海洋中存在著生物——至少是微生物，那么他們就可以通過將氫氣和水中的二氧化碳結(jié)合來獲得能量。

　　不久前，《科學(xué)》雜志報(bào)道，科學(xué)家根據(jù)“卡西尼號”探測器的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，“土衛(wèi)二”星球有一個遍布全球的海洋，在其海洋深處還存在熱液噴泉活動。與地球上的深海熱泉相似，這些熱液噴泉將有可能為利用化學(xué)能生存的細(xì)菌提供食物，從而支撐起一個繁盛的海底生態(tài)系統(tǒng)。因此，“土衛(wèi)二”很可能已經(jīng)為生命的存在提供了合適的舞臺（圖2）。

　　那么，有趣的疑問是，深海微生物是不是還保留著地球上或者地外星球生命起源的蹤跡？有否可能提供行星之間生命漂移的可能機(jī)制？

　　科學(xué)家通過天體化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，太空中存在大量有機(jī)分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等生物化學(xué)分子，以及醇、醛、有機(jī)酸和腈類分子。小天體含有碳基分子和水。約70%C型小行星含有5-10%碳、氮和水。碳質(zhì)隕石（如Murchison隕石）已發(fā)現(xiàn)60多種有機(jī)化合物。

　　另外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在地球上所有生物體中只有左旋氨基酸。富含碳的小行星(C型)隕石中發(fā)現(xiàn)了氨基酸異纈氨酸，絕大多數(shù)也以左旋形態(tài)存在。早期地球曾被大量含有左旋氨基酸的隕石撞擊，這些氨基酸最終促成生命的出現(xiàn)。“左旋生命”可能來自于太空。

　　近年來，國外科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M表明，彗星攜帶的諸如氨基酸等構(gòu)成生命的元素在劇烈的撞擊過程中仍然完好無損，或者在其他惡劣的環(huán)境中也可以保存下來，這些生命的拼圖在彗星等天體的“轟炸”下逐漸搭建起來，并可能導(dǎo)致了原始生命跡象的出現(xiàn)。

　　顯然，這對生命起源和地外生命的探索打開了一個新的思路，也就是地球早期大規(guī)模的隕石撞擊對前生命進(jìn)化的化學(xué)過程可能起了重要作用，隕石或彗星等天體帶來的有機(jī)分子可能參與地球原始生命的起源。

（作者系中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員、中國科普作家協(xié)會副理事長）

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工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)可燃性粉塵目錄(2015版)

國家安監(jiān)局發(fā)布《工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)可燃性粉塵目錄(2015版)》?關(guān)鍵詞:粉塵爆炸粉塵作業(yè)可燃性粉塵為認(rèn)真貫徹落實(shí)《國務(wù)院安委會辦公室關(guān)于深入開展粉塵作業(yè)和使用場所防范粉塵爆炸大檢查的通知》(安委辦明電〔2015〕14號)要求，深刻吸取江蘇省蘇州昆山市中榮金屬制品有限公司“8˙2”特別重大爆炸事故和臺灣新北市八仙水上樂園“6˙27”可燃性彩色粉塵爆燃事故教訓(xùn)，更好地指導(dǎo)各地區(qū)和有關(guān)企業(yè)深入開展粉塵防爆專項(xiàng)整治工作，有效防范粉塵爆炸事故發(fā)生，國家安全監(jiān)管總局組織制定了《工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)可燃性粉塵目錄(2015版)》，詳情如下：工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)可燃性粉塵目錄(2015版)一、確定原則可燃性粉塵是指在空氣中能燃燒或燜燃，在常溫常壓下與空氣形成爆炸性混合物的粉塵、纖維或飛絮。本目錄所列粉塵僅限于冶金、有色、建材、機(jī)械、輕工、紡織、煙草、商貿(mào)等行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)加工所涉及的爆炸危險性相對較高的可燃性粉塵。依據(jù)國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，文獻(xiàn)和部分粉塵的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，結(jié)合國內(nèi)外粉塵爆炸事故案例確定本目錄。目錄中所列出的可燃性粉塵爆炸特性參數(shù)，為在某一工藝特定工段或設(shè)備內(nèi)取出的粉塵樣品實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果。二、各欄目含義1.序號：是指本目錄中可燃性粉塵的順序號。2.品名：是指可燃性粉塵的名稱。3.中位粒徑：是指一個粉塵樣品的累計(jì)粒度分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時所對應(yīng)的粒徑，單位：μm。4.爆炸下限：是指粉塵云在給定能量點(diǎn)火源作用下，能發(fā)生自持火焰?zhèn)鞑サ淖畹蜐舛龋瑔挝唬篻/m3。5.最小點(diǎn)火能：是指引起粉塵云爆炸的點(diǎn)火源能量的最小值，單位：mJ。6.最大爆炸壓力：是指在一定點(diǎn)火能量條件下，粉塵云在密閉容器內(nèi)爆炸時所能達(dá)到的最高壓力，單位：MPa。7.爆炸指數(shù)：是指粉塵最大爆炸壓力上升速率與密閉容器容積立方根的乘積，單位：MPa˙m/s。8.粉塵云引燃溫度：是指引起粉塵云著火的最低熱表面溫度，單位：℃。9.粉塵層引燃溫度：是指規(guī)定厚度的粉塵層在熱表面上發(fā)生著火的熱表面最低溫度，單位：℃。10.爆炸危險性級別：綜合考慮可燃性粉塵的引燃容易程度和爆炸嚴(yán)重程度，確定的粉塵爆炸危險性級別。

2018-04-11

環(huán)保部推進(jìn)環(huán)境污染第三方治理

為加快推進(jìn)和規(guī)范環(huán)境污染第三方治理，根據(jù)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)環(huán)境污染第三方治理的意見》的要求，環(huán)境保護(hù)部提出了關(guān)于推進(jìn)環(huán)境污染第三方治理的實(shí)施意見。要求以環(huán)境污染治理“市場化、專業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化”為導(dǎo)向，推動建立排污者付費(fèi)、第三方治理與排污許可證制度有機(jī)結(jié)合的污染治理新機(jī)制，引導(dǎo)社會資本積極參與，不斷提升治理效率和專業(yè)化水平。企業(yè)污染排放超標(biāo)超總量的，將實(shí)施第三方限期治理。并提出引入第三方支付機(jī)制，