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海洋塑料危害大光譜技術來救場

2020-11-28 11:04:01來源：儀表網(wǎng)關鍵詞：海塑料閱讀量：4076

　　【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】“塑料看起來很便宜，背后的代價卻很高昂。”從1950年到2015年，生產(chǎn)的初級塑料產(chǎn)品共計830億噸，其中490億噸已經(jīng)被廢棄。這些被主人丟掉的塑料，不僅占據(jù)了地球大量空間，而且在大氣、水體、土壤中無處不在。作為世界上塑料生產(chǎn)量和使用量大的國家，中國面臨的挑戰(zhàn)尤為嚴峻。特別是近年來，隨著外賣、快遞等產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，塑料廢棄物的增量顯著，造成的壓力非常突出。

　　人類將為塑料垃圾污染“買單”

　　在生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的海洋環(huán)境狀況公報中，不論是海面漂浮垃圾、海灘垃圾還是海底垃圾，塑料袋、塑料瓶等塑料類垃圾數(shù)量都是多的，約占海洋垃圾的77.5%-88.7%。而塑料垃圾的主要制造者就是人類，我國經(jīng)過對57個區(qū)域的垃圾進行監(jiān)測后發(fā)現(xiàn)，海洋垃圾密度較高的區(qū)域主要分布在旅游休閑娛樂區(qū)、港口航運及臨近海域。其中，尤其是人類活動密集的海灘區(qū)域，垃圾的平均個數(shù)和平均密度都高于其他區(qū)域。

　　當微塑料進一步分解為更小的微粒后，很可能被人體循環(huán)系統(tǒng)吸收，進而進入人體器官。此外，這些塑料在制造過程中可能有一些化學物，能傷害甚至殺死細胞。細胞可能會被成功替代，也可能不會，蛋白質(zhì)及DNA都可能受到傷害。且廢塑料隨垃圾填埋不僅會占用大量土地，而且被占用的土地長期得不到恢復，影響土地的可持續(xù)利用。進入生活垃圾中的廢塑料制品如果將其填埋，200年的時間不降解。對土地有極大的危害，改變其酸堿度，影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，導致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，至于拋棄在水里或陸地上的塑料制品，不僅影響環(huán)境，而且若被動的吞食，則會導致死亡。

　　治理塑料污染監(jiān)測儀器顯神通

　　研究微塑料對人體的影響，不僅需要對微塑料進行定性與定量分析，而且還需要檢測微塑料添加劑和吸附污染物等成分，這些都離不開專業(yè)、先進的科學儀器?，F(xiàn)階段，檢測微塑料的方法包括拉曼光譜法、紅外光譜成像法與熱裂解—氣質(zhì)聯(lián)用法等手段，對于微塑料中的化學物質(zhì)、添加劑與污染物等，則可通過色譜質(zhì)譜聯(lián)用與原子光譜等技術進行測定。而在微塑料對人體健康的影響方面，也可以利用質(zhì)譜與細胞分析等技術進行分析。

　　小編了解到，目前，常用的微塑料鑒別技術是傅里葉變換紅外光譜和拉曼光譜。但是兩者在檢查過程只能對單獨的粒子進行分析，并且在進行光譜分析之前還需要在視覺上識別可疑微塑料粒子。而環(huán)境樣品中微塑料的研究需要分析大量微粒，這導致檢測需要消耗大量時間。

　　高光譜成像技術將傳統(tǒng)的二維 RGB 圖像與光譜技術相結合，通過將圖像上每個空間像素點的光譜特性與對應的空間信息聯(lián)系，來確定每個像素點所代表物質(zhì)的化學性質(zhì)，從而完成對不同樣品的詳細檢測分類。與傅里葉變換紅外光譜和拉曼光譜相比，高光譜成像技術可以同時對大量的樣品進行光譜分析，極大提高了檢測效率，并且可以獲得微塑料的大小、形狀和豐度等其他信息。

　　隨著科學技術的發(fā)展，高科技產(chǎn)品也運用到監(jiān)測塑料環(huán)境污染中，如：來自英國普利茅斯海洋實驗室研究人員勞倫·比爾曼及其同事根據(jù)漂浮物吸收和反射的可見光與紅外光波長不同的光譜特征，利用歐洲空間局“哨兵2”號衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)，訓練了一種機器學習算法，可將塑料從海藻、木質(zhì)物、泡沫等天然材料中區(qū)分出來。測試顯示，這一技術的平均準確率為86%，局部區(qū)域為100%。研究人員表示，這一方法有望與無人機或高分辨率衛(wèi)星聯(lián)用，實現(xiàn)對海洋塑料垃圾的監(jiān)測。

　　結語

　　眼下，塑料制品仍是社會發(fā)展所離不開的產(chǎn)物，好在人們及時意識到了塑料給環(huán)境造成的影響以及帶給人們的危害，積極采取防止措施。在此呼吁大家，防治塑料污染，從每一個日常習慣做起，塑料污染的危害并不遠，就在我們身邊。相信，在人們共同的努力和“科技魔法”的幫助下，海洋塑料垃圾終將消失得無影無蹤。

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