2022年北京冬奧會(huì)、冬殘奧會是我國(guó)重要曆史節點的(de)重大標誌性活動,是展現國家形象、促進國家發展(zhǎn)、振奮(fèn)民族精神的重要契機。科技奧運(yùn)的理念貫穿著冬奧的(de)整(zhěng)個進(jìn)程,其中,計量科學技術起到重要的基礎保障(zhàng)作用。
冬(dōng)奧會比賽(sài)的過程中,時時刻刻需要精確的計量。
體育場館及(jí)其設施需(xū)要對其溫度、濕度(dù)、風(fēng)速、采光、電磁幹擾等進行監控;
賽道的長短(duǎn)、彎道的轉彎角度和坡度、時間的記錄和測量等,都需(xū)要準確的計量作(zuò)為技術保障;
奧運食品安全、興奮劑檢測、新冠病毒核酸檢測、環境監測,都需要(yào)標(biāo)準物質和精準的(de)量傳體係……
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一、溫(wēn)度的計量
冰壺(hú)賽場相比短(duǎn)道速滑(huá)或者花(huā)樣滑冰賽場的冰麵(miàn)更加平滑,冰壺(hú)場地對溫度(dù)的要求更加嚴格(gé),需(xū)要極其繁複製冰的工序。
冰壺賽場冰麵溫度要求零下6℃,賽場冰層溫度將(jiāng)直接影響冰壺與(yǔ)冰的摩擦係數。冰麵的(de)溫度、場館的濕度、空(kōng)氣溫度、比賽場館的形狀都會影響冰麵質量。隨著比賽的進行,溫度(dù)就會發生變化,製冰師就需要相應地調節冰麵的溫度。冰層厚度要控製在5到6厘米之間(jiān)。
在冬奧冰壺賽場底層冰凍製完成之際,噴灑上層比賽冰層之前,需要鋪(pù)設監(jiān)測賽場冰層溫度的光纖溫度傳感器,光纖的一端接入分布式光纖溫(wēn)度監測儀(yí),對冰壺賽道的溫度進行(háng)空間上和(hé)時間(jiān)上的連續監測,實時感知場地溫度變化,為場地維護提供數據參考。光纖溫度傳感器目前整體鋪設於北(běi)京冬(殘)奧會賽(sài)場之一“水立方”的(de)冰壺(hú)賽道冰體(tǐ)內(nèi)。
為保證不影(yǐng)響冬奧賽場冰層的凍製進度(dù),同時(shí)保證分布式光纖溫度監測儀量(liàng)值溯源(yuán)的準確有(yǒu)效,中國(guó)計(jì)量科學研究(jiū)院對分布式光纖溫度監測儀進行了校準(zhǔn),對儀器的溫度示值、示值誤差、最小感溫長度(dù)、溫度定位重複性(xìng)等進行校(xiào)準(zhǔn),保障精確的測溫和量值傳遞。
二、運動員身(shēn)體機(jī)能監測
運動員的身體機能狀態是科(kē)學訓練的基礎(chǔ),也是決定競技水平發揮的關鍵。要製定科學合理的訓練與競技策略,必須準確、及時地了解運動員的身(shēn)體機能狀態。
血乳酸是運動中產生的並導致運(yùn)動能力下降和運動疲勞的重要原因(yīn)。在(zài)訓練時經常測定血乳酸可(kě)以了解體(tǐ)內乳酸生成和代謝變化的(de)特點,作(zuò)為訓練中掌握運動(dòng)強度(dù)的依據和評(píng)價運動員無氧代謝和有氧代謝的能力。
為及時獲得運動員(yuán)身體機能狀(zhuàng)態信息,尤其是在現場情況(kuàng)下,上述生化指標的測定大多通過便攜(xié)式生(shēng)化分析檢測設備如便(biàn)攜(xié)式乳酸分析儀等來檢測,這些便攜式生化指標檢測設(shè)備結(jié)果準確(què)與否直接決定(dìng)了對運動員身體機能(néng)狀態的判斷,從而影響到運動員訓練(liàn)效果與賽事發(fā)揮。然而,這些便攜式生(shēng)化檢測設備缺少可溯源的標準物質和相關校準(zhǔn)技術,造成檢測結果的不準確與不可比,影響到對運動員身體機能狀態的準(zhǔn)確判斷,進而影響到運動員的備(bèi)戰(zhàn)訓(xùn)練及賽事發揮。
中(zhōng)國計量科學研究院先後建(jiàn)立起乳(rǔ)酸純度和血(xuè)乳酸(suān)含量同位素稀釋質譜精準計量方法,研製(zhì)了乳酸純(chún)度標準物質和(hé)兩個水(shuǐ)平的(de)血乳酸標準(zhǔn)物質,起草了《便攜(xié)式乳(rǔ)酸分析儀校準作業指(zhǐ)導書》,填(tián)補(bǔ)了相關標(biāo)準物質的國際國內空白。
成果在(zài)國家越野滑雪、冰壺(hú)、自由式滑雪障礙追逐等冬奧集訓隊(duì)中進行了示範應用,有助於血乳酸檢測結果的量值統(tǒng)一,從而在訓練(liàn)中精準把握運動員生理狀態,製定出科學合理的訓(xùn)練及競技策略。
針對冬奧會期間交通樞紐突發公共急救事件潛在風險,中國計量科(kē)學研究院選取北京首都國際機場為試點,製訂了(le)自動體外除顫(chàn)器(AED)性能檢測方案,完成了首都機場60餘台AED的性能測試及分析。開(kāi)發了民用機場非專業人員急救培訓教程,並在北京首都機場、大興國(guó)際機場開展(zhǎn)培訓。編寫了團體標準《中國民用機場(chǎng)航站樓(lóu)自動(dòng)體外除顫器設置管理規範》,有助於推動全民公共互助急救意識和能力提升,具有廣(guǎng)泛的社會效益。
三、新冠病毒檢測(cè)儀器計量
核酸提取儀、PCR儀、生物安全櫃和移動檢測方艙組成(chéng)了新冠病毒核酸檢測工作的完整體係,若不(bú)對其進行計量校準(zhǔn),使用單位(wèi)將無法確認(rèn)是否滿足相關要(yào)求,後續的核酸檢測工作無法順利進行,嚴重情況下(xià)可能出現(xiàn)假陰性,批(pī)間(jiān)差(chà)大、工作人員感染和病毒泄露等問(wèn)題,存在極大隱(yǐn)患。
中(zhōng)國計量(liàng)科學研究院核酸計(jì)量(liàng)室(shì)先後於2022年(nián)1月5日、2022年1月13日和2022年1月16日前往國家奧林匹克體育中(zhōng)心、雁棲湖國際會展中心(xīn)和首都機場,對總計10台核酸提取儀、6台PCR儀、4台生物安全櫃和2輛(liàng)移動檢測方艙進行計量。
這些設備專用於(yú)參加冬奧會的國外政要和(hé)運動員(yuán)的新冠病毒核(hé)酸檢測工作,處於抗疫一線,使用頻繁且樣(yàng)本處理量大。核酸計量室依據各相關校準規範(fàn)對其進行計量,主要計量指標包括(kuò)核酸回(huí)收(shōu)率(lǜ)及重(chóng)複性、溫度示值(zhí)誤差及(jí)均(jun1)勻性、樣本示值誤差、高效過濾器完整性等,服務冬奧安全抗疫工作。
由於氣溶膠是新冠(guàn)肺炎等病毒的重要(yào)傳播途徑,環境生物氣溶膠的采集(jí)及監測技術保障成為(wéi)未(wèi)來生物安全建設的重點之一。通過大流量生物氣溶膠采(cǎi)樣器將幾立方米環境(jìng)空氣中的新冠病毒快速采集(jí)濃縮到幾毫升溶液樣本中,然後通過自動化、全集成、高靈敏新(xīn)冠病毒核(hé)酸檢測係統進行檢測。
隨著冬奧會的臨近,公共環境(例如場(chǎng)館、機場等人員(yuán)密集場所)生物氣(qì)溶膠的濃度和種屬等情況更是監(jiān)測的重點。北京市計量檢測科學研究院承接了用於(yú)環(huán)境新冠病毒檢測設備的檢測評價任務,快速推進該類設備的檢測驗(yàn)證和相關企業標準的製定,為該類設備的生產、出廠檢測(cè)提供統一、規範的(de)標準依據。目前(qián),此類產品已投入到北京冬奧會場館新冠病毒氣溶膠的(de)監測應用(yòng)中。
四、興奮劑混合溶液標準物質和實驗室能力比對驗證
為解決奧運食品外源性興(xìng)奮劑安全問題,依(yī)據食(shí)源性興奮劑監(jiān)測(cè)名單並結合國家相關方法標準,中國計量科學研究院研製了3種動物源(yuán)性食品中β-受體激動劑係列(liè)混合溶液標準物質,包含9種β-激動劑,不確定度小於3%,提供給北京市食品安全監(jiān)控與風險(xiǎn)評(píng)估(gū)中心、張家口市食(shí)品藥品檢(jiǎn)驗中心等冬奧會食源性興奮劑檢測機構使用,減少人為配製混合標準溶液的潛在(zài)誤差,保證檢測數據(jù)的有效(xiào)性和準確性。
圍繞高靈敏監控供奧運食品中食源性興奮劑的急需,避免食源性興奮劑引起尿檢陽性(xìng),開(kāi)發了典型食品基(jī)體中興奮劑的高(gāo)靈敏同位素稀釋質譜準確測(cè)量方(fāng)法(fǎ),β2-激動劑檢出限達到0.05μg/kg,類固醇興奮劑檢出限(xiàn)達到0.5μg/kg,滿足(zú)供奧食品(pǐn)興(xìng)奮劑監控要求。研製豬肉、牛奶中痕量水平沙丁(dīng)胺醇、睾酮、甲基(jī)睾酮等典型興奮(fèn)劑的基體質量控(kòng)製樣品200單元,不確定度小於(yú)10%。
組織北京市食品安全監控和風險評估中(zhōng)心、河北省(shěng)食品檢驗研究院、張家口(kǒu)市食(shí)品藥品檢驗中心等3家冬奧食品保障實驗室開展實(shí)驗室(shì)間檢測能力比對和(hé)提升活動,保障了興奮劑檢測結果準確(què)可靠。
五、微生物(wù)計量(liàng)助力冬奧食(shí)品安全保障
微(wēi)生物是影響冬奧食品安全保障的(de)重要因素之一,現行國(guó)標中食源(yuán)性微生物檢測方法具有(yǒu)耗時長(zhǎng)、精準度低等局限性,無法(fǎ)及時應對突(tū)發食品安(ān)全事件。
中國計(jì)量科學研究院建立基於免疫熒光流式分析技術的食品微生物快速靈敏檢測方法,經北京冬奧(ào)會指定食品承檢(jiǎn)機構試用(yòng)後列為應對食品安全保障的微生物輔助檢(jiǎn)驗方(fāng)法。沙門氏菌、金黃色葡萄球菌(jun1)等(děng)係列食品微生物國家有證標準(zhǔn)物質,也被用於北(běi)京冬奧會指定食品(pǐn)承檢機構的(de)實驗室內部質控和人員考核工作,確保實驗(yàn)室(shì)食(shí)品微生物檢(jiǎn)測結果準確可靠。
六、可移動差分吸收激光雷達實驗室係統助力冬奧(ào)空氣質量監測保障
中國(guó)計量科學研(yán)究院和英國國(guó)家(jiā)物理實驗室緊密合作、共同推出(chū)的可移動差分吸收激光雷達實驗室係(xì)統日前正在進行(háng)係統調試,將與中國環(huán)境監測總站(zhàn)合作開展冬奧會大氣質量(liàng)監測保障。
這套高精度溫室氣體(tǐ)和大氣汙染物遠程探(tàn)測係統(tǒng)曆經中英雙方6年攻關(guān)合(hé)作,充分發(fā)揮雙方在精密光譜測量、環(huán)境監測計量溯源方麵的(de)技術(shù)優勢,解決了溫室氣體(tǐ)和大氣汙染物空間濃度與(yǔ)排放量高精度時空分辨測量的(de)諸多難(nán)點問題。
該係統突破了傳統一維單點測量和二維走航測量(liàng)的限製,首次實現溫室(shì)氣體和大氣汙染物三維空間演化規律的精準測量。通過實際測量比對,該係統測量(liàng)能力與英國國家(jiā)物理實驗室相同裝置係統為同一(yī)水平,已達到國(guó)際領先水平。係統有三大特點:一是可測量物質種類多,一套係統覆蓋紫外波段和紅外波段兩個光(guāng)譜範圍,實現溫室(shì)氣體(tǐ)、主要(yào)氣態汙染物等(děng)13種物質測量;二是首次實現了開闊空間的排放量現場定量評(píng)價能力,使測量結果(guǒ)更精準;三是測量結果具有溯源性,達到“可測量、可報(bào)告、可核查”的國際要求。未來將直接服務於國家城市級碳監測,特定空間區域、重點行業企業的碳及大氣汙染物排放的精準遠程核查,分散汙染源的快速(sù)精準鎖定,區(qū)域汙染傳輸規(guī)律的(de)實測(cè)評估等諸多科研和技術應用領域,直接支撐溫室氣體和大氣汙染物協同治理。
七、紮(zhā)實開展冬(dōng)奧計量監管
市(shì)場監管總局下發(fā)《關(guān)於加強計量服務保障2022年冬奧會工(gōng)作的通知》,要求各有關單位要充分認識加強計量服務、確保冬奧會安全的重要意義,從做好計量技術保(bǎo)障、加大市場計量監管力(lì)度等方麵,對計量保障工(gōng)作進行明確(què),全力以赴確保冬奧會各項工作順利開展。
精確排查,全力保障疫情防控(kòng)。北京市和河北省市場監管局(jú)加大對冬奧會涉及的機場、車站、高速公路等交通(tōng)樞紐以及比賽場館、奧(ào)運村、醫院、商場、超市等公共場所安(ān)裝和使用的人(rén)體測溫設備、醫院(yuàn)使用的醫療設備的檢查(chá)力度(dù),督促使(shǐ)用(yòng)者提高主體責任意識,落實廠家售後運維或定期校準機製,確保測溫設備計量數據的準確可靠。2021年7月以(yǐ)來共檢定(dìng)校準各(gè)類測溫設備和醫療衛生等其他在用計(jì)量器具(jù)2.66萬台(tái)件,提供計量技術服務91次(cì),發放宣傳材料(liào)3585份。
精細監管,維護市場計量秩序。北(běi)京市和河(hé)北省(shěng)市(shì)場監管局對集貿(mào)市場、商店、超市、加油站(zhàn)等在用強檢計量器具加強監督檢查,嚴厲打擊短斤(jīn)缺兩、計量作弊違法行為(wéi),切實維護好市場計量秩序。張家口市局對數字指示秤、加(jiā)油機、眼鏡製配企(qǐ)業、國有糧食(shí)企業和基層糧庫、定量包裝商品等1472家企業進行了(le)專項檢查。累計辦理行政處罰案件45起,罰款45.3萬元,沒收(shōu)加油機等計量器具35台件,為冬奧會、冬殘奧會的順利舉辦營造良好的計量秩(zhì)序。
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