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海洋塑料危害大 光譜技術來救場
2020年11月28日 08:42:11
來源：儀表網 點擊量：3649
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。
【化工儀器網 行業動態】“塑料看起來很便宜，背后的代價卻很高昂。”從1950年到2015年，生產的初級塑料產品共計830億噸，其中490億噸已經被廢棄。這些被主人丟掉的塑料，不僅占據了地球大量空間，而且在大氣、水體、土壤中無處不在。作為世界上塑料生產量和使用量大的國家，中國面臨的挑戰尤為嚴峻。特別是近年來，隨著外賣、快遞等產業迅猛發展，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”
在生態環境部發布的海洋環境狀況公報中，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，我國經過對57個區域的垃圾進行監測后發現，海洋垃圾密度較高的區域主要分布在旅游休閑娛樂區、港口航運及臨近海域。其中，尤其是人類活動密集的海灘區域，垃圾的平均個數和平均密度都高于其他區域。
當微塑料進一步分解為更小的微粒后，很可能被人體循環系統吸收，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，影響農作物吸收養分和水分，導致農業減產，至于拋棄在水里或陸地上的塑料制品，不僅影響環境，而且若被動的吞食，則會導致死亡。
治理塑料污染 監測儀器顯神通
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、先進的科學儀器。現階段，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—氣質聯用法等手段，對于微塑料中的化學物質、添加劑與污染物等，則可通過色譜質譜聯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系，來確定每個像素點所代表物質的化學性質，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。
隨著科學技術的發展，高科技產品也運用到監測塑料環境污染中，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”號衛星提供的數據，訓練了一種機器學習算法，可將塑料從海藻、木質物、泡沫等天然材料中區分出來。測試顯示，這一技術的平均準確率為86%，局部區域為100%。研究人員表示，這一方法有望與無人機或高分辨率衛星聯用，實現對海洋塑料垃圾的監測。
結語
眼下，塑料制品仍是社會發展所離不開的產物，好在人們及時意識到了塑料給環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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