積極應對塑料污染！紅外光譜給大海“做CT”

[2018/9/27]

不可否認的是，塑料污染已然是當前海洋污染問題當中最嚴重的一個。此前，聯合國已經發布警告稱，每年有數百萬噸塑料垃圾進入海洋，并正造成“不可挽回的損失”，海洋生物正面臨著巨大威脅。與此同時，這些海洋塑料也隨著海洋生物被端上餐桌，毒害著處于食物鏈最高層的人類。

追蹤海洋塑料！紅外光譜為大海做掃描

為了遏制塑料污染，世界各國涌現了一些公司和機構專門致力于開發新技術、新設備，以清理海洋中漂浮的塑料垃圾。前不久，聯合國環境署地球冠軍獎獲得者博揚·斯拉特和他的海洋清理團隊推出了革命性的海洋垃圾清理系統，前往太平洋垃圾帶處理1.8萬億件塑料垃圾碎片。

與此同時，還有一批人正在試圖追蹤塑料垃圾在海洋中的分布情況，希望量化分析海洋的白色污染，為海洋清理工作帶來助益。近日，國外Ocean Cleanup 項目團隊正在試驗一種可以填補這方面空白的新技術，即借助紅外圖像測量海洋中的塑料垃圾。他們動用飛機在海洋上空飛行，同時利用激光雷達傳感器、肉眼和短駁紅外成像系統對海洋展開表面掃描。隨后，為了進一步區分開塑料垃圾與太陽倒影、其他海洋碎片，研究團隊利用紅外成像技術收集塑料常見的某些光譜特征，提出了遠程定量檢測海洋塑料污染的高光譜傳感器的可行性。未來，人們或許能夠通過操控無人機對海洋進行全面掃描，然后通過紅外成像技術量化出海洋中含有的塑料垃圾，從而指導塑料清理工作的進行。

紅外光譜來幫忙！科學儀器廠商推出解決方案

實際上，這已經不是第一次將紅外光譜技術應用于海洋塑料檢測了。此前，我國出臺過地方標準，利用傅立葉變換顯微紅外光譜法測定海水中的微塑料。該方法首先要對海水樣品進行生物干擾去除，抽濾至微孔濾膜上之后，使用體視顯微鏡觀察。隨后采用傅立葉變換顯微紅外光譜儀反射吸收光譜，再采用檢測器對濾膜上的目標物進行檢測，從而得到目標物的紅外光譜圖。將其與標準譜圖對比之后，就可以確定樣品中塑料的數量。

目前，國內外科學儀器廠商也已經推出了相關的儀器設備和解決方案，拓展紅外光譜在海洋塑料檢測領域的應用。比如，安捷倫曾推出過一款焦平面紅外成像系統，只要一次掃描就能同時得到16384張紅外光譜，在一兩小時內全自動掃描定性1cm*1cm表面的數十萬個微塑料顆粒。不僅如此，這套系統還配備了微塑料統計分析“神器”——MPhunter軟件。這款軟件會自動對塑料顆粒進行計數統計，并告知每個顆粒的面積、質量、所占比例。與傳統紅外顯微鏡相比，安捷倫推出的焦平面紅外成像系統大大提高了工作效率，簡化了微塑料檢測的工作量。如果想要在現場實時檢測微塑料含量，安捷倫可移動 FTIR 及紅外成像光譜儀也可以滿足這一要求。

同為科學儀器巨頭的珀金埃爾默則推出了一款不怕潮可電池供電的Spectrum TwoTM 紅外光譜儀，可以放在船上進行塑料的快速鑒別。即便是肉眼無法識別的微小顆粒，也可以選擇珀金埃爾默推出的Spotlight 400紅外顯微鏡成像系統進行檢測。此外，賽默飛Nicolet iN10系列顯微紅外光譜儀也在微塑料檢測領域有著廣泛的應用。

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