积极应对塑料污染!红外光谱给大海“做CT”
[2018/9/27]

不可否认的是,塑料污染已然是当前海洋污染问题当中最严重的一个。此前,联合国已经发布警告称,每年有数百万吨塑料垃圾进入海洋,并正造成“不可挽回的损失”,海洋生物正面临着巨大威胁。与此同时,这些海洋塑料也随着海洋生物被端上餐桌,毒害着处于食物链最高层的人类。




追踪海洋塑料!红外光谱为大海做扫描

为了遏制塑料污染,世界各国涌现了一些公司和机构专门致力于开发新技术、新设备,以清理海洋中漂浮的塑料垃圾。前不久,联合国环境署地球冠军奖获得者博扬·斯拉特和他的海洋清理团队推出了革命性的海洋垃圾清理系统,前往太平洋垃圾带处理1.8万亿件塑料垃圾碎片。

与此同时,还有一批人正在试图追踪塑料垃圾在海洋中的分布情况,希望量化分析海洋的白色污染,为海洋清理工作带来助益。近日,国外Ocean Cleanup 项目团队正在试验一种可以填补这方面空白的新技术,即借助红外图像测量海洋中的塑料垃圾。他们动用飞机在海洋上空飞行,同时利用激光雷达传感器、肉眼和短驳红外成像系统对海洋展开表面扫描。随后,为了进一步区分开塑料垃圾与太阳倒影、其他海洋碎片,研究团队利用红外成像技术收集塑料常见的某些光谱特征,提出了远程定量检测海洋塑料污染的高光谱传感器的可行性。未来,人们或许能够通过操控无人机对海洋进行全面扫描,然后通过红外成像技术量化出海洋中含有的塑料垃圾,从而指导塑料清理工作的进行。

红外光谱来帮忙!科学仪器厂商推出解决方案

实际上,这已经不是第一次将红外光谱技术应用于海洋塑料检测了。此前,我国出台过地方标准,利用傅立叶变换显微红外光谱法测定海水中的微塑料。该方法首先要对海水样品进行生物干扰去除,抽滤至微孔滤膜上之后,使用体视显微镜观察。随后采用傅立叶变换显微红外光谱仪反射吸收光谱,再采用检测器对滤膜上的目标物进行检测,从而得到目标物的红外光谱图。将其与标准谱图对比之后,就可以确定样品中塑料的数量。

目前,国内外科学仪器厂商也已经推出了相关的仪器设备和解决方案,拓展红外光谱在海洋塑料检测领域的应用。比如,安捷伦曾推出过一款焦平面红外成像系统,只要一次扫描就能同时得到16384张红外光谱,在一两小时内全自动扫描定性1cm*1cm表面的数十万个微塑料颗粒。不仅如此,这套系统还配备了微塑料统计分析“神器”——MPhunter软件。这款软件会自动对塑料颗粒进行计数统计,并告知每个颗粒的面积、质量、所占比例。与传统红外显微镜相比,安捷伦推出的焦平面红外成像系统大大提高了工作效率,简化了微塑料检测的工作量。如果想要在现场实时检测微塑料含量,安捷伦可移动 FTIR 及红外成像光谱仪也可以满足这一要求。

同为科学仪器巨头的珀金埃尔默则推出了一款不怕潮可电池供电的Spectrum TwoTM 红外光谱仪,可以放在船上进行塑料的快速鉴别。即便是肉眼无法识别的微小颗粒,也可以选择珀金埃尔默推出的Spotlight 400红外显微镜成像系统进行检测。此外,赛默飞Nicolet iN10系列显微红外光谱仪也在微塑料检测领域有着广泛的应用。