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海洋塑料危害大光譜技術(shù)來(lái)救場(chǎng)

2020-11-28 11:04:01來(lái)源：儀表網(wǎng)關(guān)鍵詞：海塑料閱讀量：4048

　　【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】“塑料看起來(lái)很便宜，背后的代價(jià)卻很高昂。”從1950年到2015年，生產(chǎn)的初級(jí)塑料產(chǎn)品共計(jì)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(wú)處不在。作為世界上塑料生產(chǎn)量和使用量大的國(guó)家，中國(guó)面臨的挑戰(zhàn)尤為嚴(yán)峻。特別是近年來(lái)，隨著外賣(mài)、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(lèi)將為塑料垃圾污染“買(mǎi)單”

　　在生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的海洋環(huán)境狀況公報(bào)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(lèi)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(lèi)，我國(guó)經(jīng)過(guò)對(duì)57個(gè)區(qū)域的垃圾進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(lè)區(qū)、港口航運(yùn)及臨近海域。其中，尤其是人類(lèi)活動(dòng)密集的海灘區(qū)域，垃圾的平均個(gè)數(shù)和平均密度都高于其他區(qū)域。

　　當(dāng)微塑料進(jìn)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(jìn)而進(jìn)入人體器官。此外，這些塑料在制造過(guò)程中可能有一些化學(xué)物，能傷害甚至殺死細(xì)胞。細(xì)胞可能會(huì)被成功替代，也可能不會(huì)，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(huì)占用大量土地，而且被占用的土地長(zhǎng)期得不到恢復(fù)，影響土地的可持續(xù)利用。進(jìn)入生活垃圾中的廢塑料制品如果將其填埋，200年的時(shí)間不降解。對(duì)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(dǎo)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(dòng)的吞食，則會(huì)導(dǎo)致死亡。

　　治理塑料污染監(jiān)測(cè)儀器顯神通

　　研究微塑料對(duì)人體的影響，不僅需要對(duì)微塑料進(jìn)行定性與定量分析，而且還需要檢測(cè)微塑料添加劑和吸附污染物等成分，這些都離不開(kāi)專(zhuān)業(yè)、先進(jìn)的科學(xué)儀器?，F(xiàn)階段，檢測(cè)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(duì)于微塑料中的化學(xué)物質(zhì)、添加劑與污染物等，則可通過(guò)色譜質(zhì)譜聯(lián)用與原子光譜等技術(shù)進(jìn)行測(cè)定。而在微塑料對(duì)人體健康的影響方面，也可以利用質(zhì)譜與細(xì)胞分析等技術(shù)進(jìn)行分析。

　　小編了解到，目前，常用的微塑料鑒別技術(shù)是傅里葉變換紅外光譜和拉曼光譜。但是兩者在檢查過(guò)程只能對(duì)單獨(dú)的粒子進(jìn)行分析，并且在進(jìn)行光譜分析之前還需要在視覺(jué)上識(shí)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(dǎo)致檢測(cè)需要消耗大量時(shí)間。

　　高光譜成像技術(shù)將傳統(tǒng)的二維 RGB 圖像與光譜技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)將圖像上每個(gè)空間像素點(diǎn)的光譜特性與對(duì)應(yīng)的空間信息聯(lián)系，來(lái)確定每個(gè)像素點(diǎn)所代表物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，從而完成對(duì)不同樣品的詳細(xì)檢測(cè)分類(lèi)。與傅里葉變換紅外光譜和拉曼光譜相比，高光譜成像技術(shù)可以同時(shí)對(duì)大量的樣品進(jìn)行光譜分析，極大提高了檢測(cè)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，高科技產(chǎn)品也運(yùn)用到監(jiān)測(cè)塑料環(huán)境污染中，如：來(lái)自英國(guó)普利茅斯海洋實(shí)驗(yàn)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(jiàn)光與紅外光波長(zhǎng)不同的光譜特征，利用歐洲空間局“哨兵2”號(hào)衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)，訓(xùn)練了一種機(jī)器學(xué)習(xí)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(lái)。測(cè)試顯示，這一技術(shù)的平均準(zhǔn)確率為86%，局部區(qū)域?yàn)?00%。研究人員表示，這一方法有望與無(wú)人機(jī)或高分辨率衛(wèi)星聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋塑料垃圾的監(jiān)測(cè)。

　　結(jié)語(yǔ)

　　眼下，塑料制品仍是社會(huì)發(fā)展所離不開(kāi)的產(chǎn)物，好在人們及時(shí)意識(shí)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(gè)日常習(xí)慣做起，塑料污染的危害并不遠(yuǎn)，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(wú)影無(wú)蹤。

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